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汽車功率模塊的基板和底板,以及相應的封裝技術,直接決定了模塊的散熱能力、功率密度和可靠性,是其核心所在。下面我將為你詳細梳理主流的類型和技術路徑。

| 組件 | 類型 | 核心特點與適用場景 |
| 基板 (絕緣與導電) | DBC (直接覆銅) | 氧化鋁(Al?O?)陶瓷為主,成本較低,工藝成熟,廣泛應用于工業及車載領域。 |
| AMB (活性金屬釬焊) | 氮化鋁(AlN)或氮化硅(Si?N?)陶瓷,結合活性金屬釬焊技術,比DBC具有更高的可靠性與散熱性能,特別適合電動汽車等要求苛刻的場合。 | |
| DBA (直接覆鋁) | 將鋁直接接合至陶瓷基板,具備優異的耐熱沖擊性與電氣特性,是高電壓、大電流功率器件的理想材料,應用于可再生能源、軌道交通、電動汽車等。 | |
| DPC (直接電鍍銅) | 通過電鍍法在陶瓷基板上形成高精度銅回路,精度高,主要用于光通信、LiDAR等對線路精度要求高的領域。 | |
| 底板 (核心散熱) | 銅 (Cu) | 高熱導率(高于150W/m·K),是傳統高性能首選,但密度高、重量大。 |
| 鋁碳化硅 (AlSiC) | 熱膨脹系數與陶瓷基板匹配性好,可降低熱應力,同時兼具良好的導熱性和較低的密度,是實現輕量化的優選。 | |
| 鋁 (Al) | 成本低,重量輕,但熱導率相對較低,多用于對性能要求不極端的場景。 |
了解了核心材料后,模塊的封裝結構和技術路徑同樣關鍵,它直接關系到整個模塊的效能。
散熱路徑演進:從單面到雙面
單面散熱:這是早期常見的設計,熱量只能通過芯片下方的DBC/AMB基板、底板一條路徑傳遞出去。其散熱效率存在瓶頸,限制了功率密度的進一步提升。
雙面散熱:這是當前主流的技術趨勢。通過在上方也增加散熱結構(例如另一塊基板或針翅狀Pin-Fin結構),讓芯片的熱量可以同時從上下兩個方向散出,散熱效率因此大幅提高(熱阻顯著降低)。這直接助力功率模塊實現更高功率密度和更緊湊的設計。
集成化與系統融合
為了追求更高的功率密度和更小的體積,封裝技術正朝著系統級封裝(SiP) 和高度集成化發展。未來的趨勢可能是將控制電路、驅動、傳感器等與功率芯片一同封裝,甚至出現與電機、減速器深度集成的“芯片-模塊-系統”融合設計。

典型商用封裝方案
在汽車領域,一些經典的封裝方案已經過市場驗證,例如:
面對這些技術選項,實際選擇時需要綜合考量:
功率等級:高功率應用(如主驅動逆變器)會優先考慮AMB基板和雙面散熱結構。中低功率場景(如OBC)使用DBC可能更具成本效益。
可靠性與成本:AMB、AlSiC、雙面散熱等技術性能優越,但成本和工藝難度也相對更高。需要在產品性能和成本之間找到最佳平衡點。
供應鏈與工藝成熟度:DBC、銅底板等傳統方案工藝成熟,供應鏈穩定。而一些新材料和新工藝可能需要面對更高的認證壁壘和供應風險。
希望以上分析能幫助你全面理解汽車功率模塊的基板、底板及封裝路徑。
水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。
污染物有多種,可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環境中的濕氣,通電后發生電化學遷移,形成樹枝狀結構體,造成低電阻通路,破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層,在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物,還有粒狀污染物,例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等,這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。
這么多污染物,到底哪些才是最備受關注的呢?助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分,焊后必然存在熱改性生成物,這些物質在所有污染物中的占據主導,從產品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產品質量最主要的影響因素,離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降,松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質引發接觸電阻增大,嚴重者導致開路失效,因此焊后必須進行嚴格的清洗,才能保障電路板的質量。
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