纯电动汽车引发功率元件设计安装革命

预计在15-20年内，纯电动汽车和混合动力汽车的需求将达到数千万辆。这将改变电源模块的设计和行业格局。丰田凭借自己的混合动力汽车引领了动力电子产品包装的发展。其他汽车公司也紧随其后，推动了英飞凌、丹佛斯、赛米控和富士电气等公司在包装技术方面的进步。此外，技术的发展给相关市场带来了好处。

传统的功率模块市场针对工业和可再生能源领域，要求高可靠性、长寿命和高质量。尽管也追求非常高的附加值和最小的产量，但成本压力相对较低。电动汽车和混合动力汽车在旨在实现更高性能参数（如大工作温度范围）的研究中发挥了推动作用。这也应该对现有用途产生积极影响。

电力电子行业现在广泛使用铝线接合技术，这是一种不正常的现象。如果你选择一种可以降低电阻、提高导热性和延长寿命的粘合方法，它可能会获得更好的性能。引线接合非常脆弱，并且可能由于热循环、振动、冲击和其他原因而脱落。

丰田使用铝条粘合

铝线接合的替代方法之一是铝条接合，这一方法现已被丰田公司采用。但这种方法也有可能被铜线键合和其他方法所取代。铜线可以使用标准封装设备进行接合，并且连接到芯片表面的步骤很简单。此外，由于铜的低电阻和高导热性，可以长时间保持接合效果。Semicon使用柔性箔法，而其他模块制造商在管芯上使用非柔性箔和DBC衬底法。

模块制造商正在探索能够适应更高输出密度、温度和热负载的接合方法。此外，为了降低由热循环引起的剥离的概率，还需要将热膨胀系数保持在较低水平。Semicon和Heli开发了一种在DBC上烧结超细银粉的方法。但这种方法需要很长时间，并且需要在管芯上均匀分布30MPa的压力，并且温度必须达到250℃。Heli目前正在评估不需要高压或高温的纳米银粉。此外，许多企业已经在箔上推出了纳米粉末，这种粉末比凝胶和糊状物更容易运输和涂覆。此外，Infineon“.XT”电源模块也采用了青铜高热阻的共晶键合。这种方法包括在DBC上形成一层非常薄的铜和锡层，然后将管芯放在其上。铜和锡可以在高温下混合，形成高熔点的合金。

电源模块还必须具有冷却系统。在去除管芯和冷却系统之间的夹层后，液体将与DBC直接接触。丰田、富士电机和三菱汽车的混合动力汽车已经采用了这项技术。现在，通过将微管嵌入冷却板或DBCs来冷却微通道的研究已经开始。如果采用这种方法，由硅和宽带隙半导体制成的产品可以在更高温度的环境中工作。

最近，电源模块的封装必须支持新的格式，如PowerStack和更集成的组件。电动汽车的这些技术创新正在逐渐重塑行业格局。无源元件制造商在功率模块、封装制造和设计领域没有技术经验，因此他们与功率模块制造商采取了合作方式，丹佛斯正在参与此类合作。此外，英飞凌和赛门铁克也在合作开发PowerStack技术。

终端配置标准化趋势

过去，由于电力电子行业的生产规模较小，除了几种常见的模块尺寸外，该行业很少有广泛采用的标准。现在，这种情况正在逐渐改变。富士电气、英飞凌和赛门铁克正在合作研究使模块兼容的引脚配置。随着模块制造商和汽车制造商之间的直接合作，电动汽车正在掀起另一场技术革命。这意味着，与过去第一和第二层次的明确分工相比，汽车电子领域的行业结构已经发生了演变。

一个……

她的发展可能源于从外部专业包装制造商订购的趋势。如今，大多数功率模块制造商都在利用亚太地区劳动力成本低的优势，因此没有必要将任何工艺转包给外部世界。但随着市场的快速扩张，许多公司，如菲律宾的IQXprez，预计将考虑作为承包商进入市场。

标签：丰田三菱

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