受控的大電流─緊湊型汽車動力系統(tǒng)

3新穎的技術(shù)

影響功率系統(tǒng)效率和可靠性的因素有很多。為了實(shí)現(xiàn)能量、成本和空間效率的最大化，以及高可靠性，在設(shè)計和制造功率系統(tǒng)的過程中，將最好的硅元件、封裝、布局、熱性能以及控制結(jié)合起來是重要的。如果設(shè)計者依靠現(xiàn)成的組件，這通常是困難的。能夠優(yōu)化硅元件的選擇并能夠?yàn)橄到y(tǒng)的最優(yōu)性能將其連接起來是重要的。

許多系統(tǒng)供應(yīng)商關(guān)注單一的技術(shù)，如MOSFET或IGBT，或可能專注于單一電壓應(yīng)用。然而，現(xiàn)今系統(tǒng)需求的很大差異，使得能夠從最廣泛的半導(dǎo)體技術(shù)中選出一個最適合應(yīng)用的技術(shù)是很重要的。此外，在設(shè)計過程中還必須考慮到許多取決于半導(dǎo)體技術(shù)的問題以及它們之間的關(guān)系，以確保硬件為應(yīng)用而進(jìn)行了優(yōu)化，這一點(diǎn)也是重要的。由于賽米控是功率半導(dǎo)體的主要制造商，它可以超越一些領(lǐng)域的界限，如溫度和尺寸大小。例如，公司生產(chǎn)的IGBT和MOSFET驅(qū)動器產(chǎn)量非常大，并由此開發(fā)了優(yōu)化過的專用集成電路（ASIC），大大減少了元件的數(shù)量，提高了可靠性，同時顯著減小了尺寸。

當(dāng)前的電力電子發(fā)展目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)更高的電流密度、系統(tǒng)集成度和更高的可靠性。同時，要求低成本、標(biāo)準(zhǔn)化接口以及靈活的模塊化系列產(chǎn)品的呼聲也越來越多。賽米控通過使用在輔助和負(fù)載連接方面使用彈簧觸點(diǎn)而引領(lǐng)了潮流。

經(jīng)典模塊設(shè)計的可靠性，對于許多開發(fā)中的電力電子應(yīng)用來說是不夠的。例如，這些模塊都受限于其承受被動溫度循環(huán)的能力。因此，必須開發(fā)能夠適應(yīng)現(xiàn)代應(yīng)用高可靠性要求的新技術(shù)。

功率模塊壽命的一個主要限制是焊錫疲勞的問題。在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，這是功率模塊使用壽命終結(jié)的一個原因，特別是在較高的溫度波動下，這在大多數(shù)應(yīng)用中是很突出的。已開發(fā)出幾種新技術(shù)來消除所有焊錫層。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，每種技術(shù)都提供一個小的優(yōu)勢，但結(jié)合在一起，帶來了巨大的效益。

由更高的溫度和更寬的溫度變動幅度導(dǎo)致的最顯著問題是焊層的脫落。在最新的SKAI系統(tǒng)中，通過使用燒結(jié)技術(shù)而非焊接來將半導(dǎo)體芯片與陶瓷基板相連，此問題已得到徹底解決。這意味著更高的運(yùn)行溫度和更高的可靠性會成為可能。燒結(jié)鍵合是一個薄銀層，與焊點(diǎn)相比具有優(yōu)越的熱阻，空洞很少也很小。它不受制于影響焊點(diǎn)的脫落現(xiàn)象，從而熱阻小，幾萬次功率循環(huán)后仍舊保持小阻值。銀的高熔點(diǎn)還可以防止過早的材料疲勞。