简化厂商成本和栅极驱动要求的努力不断推进,客户希望在其应用中降低并联的IGBT和二极管的数量,因此要求大面积芯片的解决方案。由于新的IGBT和二极管技术是基于超薄芯片技术,当你从超级TO-247这样的传统分立式封装中搬出,构建、处理基至是测试这样的半导体元件就会充满挑战。基于这种原因,可以容纳大的IGBT和二极管芯片的分立式封装价值巨大,它们都完全经过测试并且易于安装。CooliRDIE就是正在开发的解决方案这一。DBC封装的壳内包括一个680V, 300A IGBT和一个二极管对,每个芯片都具有可焊接前端金属表面处理。
整个无铅CooliRDIE都是完全的动态供应并经过静态测试,达到其卷带封装上的额定电流。这就使得客户能够采用一处标准的选择并将机器安置到已经准备好的带焊盘准的基座上,处理300A的超薄IGBT和二极管产品。这一部件回流到基底,取代了与大功率模块相关的线步骤。省去引线键合,提高了可靠性和良率,并且降低了成本、寄生电阻和功率电感。这些器件可采用两种版本(正装和倒装芯片),可以在一个单独的基底上形成非常紧凑的半桥布局,无需复杂的布局模式,事实上,封装两端上的电子连接甚至还可以允许封装用作总线,可以使用一些能够快速升级的创新型的逆变器布局。
将可焊接前端金属增加到硅片上,意味着芯片可以在两面进行焊接,因此去除了对于焊线的需求。这同样还有一个优点,释放出了传统用于焊线的芯片顶部空间--而现在这种空间可用于冷却。通过从两面对部件进行制冷的性能,可以将电流处理性能提升50%--或者确实降低相似工作点上的芯片尺寸,并进而降低成本。如果无需双面制冷,那么仅仅的增加一个顶端的散热量就可以证明其在提高组装的散热性能方面非常有效,进而可以帮助提升短时间峰值电流能力。
省去焊线不仅可以简化生产并提高冷却,同时还可以增强电子性能。采用CooliRDIE封装的600A半桥模块已经构建起来,展示了低于12nH的回路电感,允许器件可以更快地开关,限制了电压击穿并提高了效率。终,像这种无焊线封装概念具有极低的封装电阻--大概比传统的焊线组装低出0.5mΩ。在一个大的电源系统上,如(H)EV的主逆变器上,半毫欧看起来像一个无关仅要的小数据,但事实上却并非如此。由于所涉及的电流非常高,因此,在400A的电流下,节省0.5mΩ的电阻可以减少80W无用功耗。在电阻中的这种节省是提高效率的一个积极步骤,并终提升了汽车运行里程。
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