2024GRECONSEMI

新能源汽车的快速发展

     随着新能源汽车的快速发展,功率模块作为新能源汽车的能量转换的装置,其重要性不言而喻。由于汽车的行驶环境非常复杂,车企对于功率模块的振动要求也越来越高,因此对模块封装的可靠性提出了更高的要求。基于此,翠展微电子研发了全铜端子焊的类DC6模块,它的优势在于不仅功率端子采用超声波端子焊,信号端子也采用了超声波端子焊,可以大大提高模块的可靠性。

翠展微新能源汽车功率模块的关键技术突破与可靠性验证

     从外观上看,它是一种DC6封装形式,模块大小与DC6模块接近。信号端子的出针方式为侧面出针,底部为椭圆pinfin底板,在芯片采用两并的情况下,模块的额定电压电流为750V/600A。

翠展微新能源汽车功率模块的关键技术突破与可靠性验证

     传统的DC6模块功率端子和信号端子与DBC之间都采用铝线键合,铝线键合的缺点是模块无法承受较大的振动性,当模块的振动强度高时,会导致铝线脱落。而我司研发的模块,功率端子与信号端子都采用超声波端子焊,端子焊的键合强度是铝线键合的50倍以上,更强的键合强度,可以使模块承受更高的振动强度,经测试,可以承受20G的振动强度。

     对模块进行电性能仿真和热仿真。根据电性能仿真结果,可以看出芯片电流分布均匀,未有局部过流现象,电感为19.2nH。根据热仿真结果,芯片的最高温度小于150℃,满足设计要求。

翠展微新能源汽车功率模块的关键技术突破与可靠性验证
翠展微新能源汽车功率模块的关键技术突破与可靠性验证

     仿真模拟模块在回流炉中进行一次回流工艺,从仿真结果中可以看出,其中芯片残余应力103MPa,DBC残余应力94MPa,锡片残余应力16MPa,均满足设计要求。

翠展微新能源汽车功率模块的关键技术突破与可靠性验证

     按照AQG-324标准,获取模块在随机激励条件下的振动频率,从仿真结果中可以看出,模型的整体应力很小,应力最大为28.9MPa,满足设计要求。

翠展微新能源汽车功率模块的关键技术突破与可靠性验证
翠展微新能源汽车功率模块的关键技术突破与可靠性验证
翠展微新能源汽车功率模块的关键技术突破与可靠性验证
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翠展微新能源汽车功率模块的关键技术突破与可靠性验证

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原文始发于微信公众号(翠展微电子):翠展微新能源汽车功率模块的关键技术突破与可靠性验证

作者 liu, siyang