歡迎大家收看《凌感TV》電機控制與驅動特輯，作為特輯影片的第一集，我們邀請到英飛凌汽車電子事業部大中華區應用工程師徐文為我們介紹電動車車規功率模組封裝的發展史。
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Q1
功率半導體模組的封裝都經歷了哪些發展階段？
A
功率半導體及模組封裝的發展歷史大致經歷了以下幾個階段：
1、20世紀80、90年代——21世紀初：誕生與初步發展
- IGBT元件誕生：最初採用傳統封裝形式，如TO-247，以滿足基本工業應用場景需求。
2、21世紀初：技術創新與性能提升
- 2000年：場截止型IGBT（FS-IGBT）被提出，減小晶圓厚度，降低正向導通壓降。
- 2003年：智能功率模組IPM（Intelligent Power Module）概念，整合式解決方案可減少系統體積、成本和開發時間。
3、2010年——2020年：封裝結構優化與整合化發展
- 疊層封裝技術：提高封裝密度，縮短晶片間互連長度，提升運行速率。
- 無引線互連與雙面散熱技術：解決傳統矽基模組寄生參數高、散熱差的問題，選用更好的導熱材料。
- 新型封裝形式：直接環氧灌封樹脂和一體化絕緣金屬基板DBC，提高熱循環能力，適合多種應用場合。
4、2020年至今：針對新能源汽車的高性能發展，提出了高功率密度與高可靠性需求，出現了：
- B6灌封HPD：設計簡單，功率密度高，應用門檻低。
- HPD 銷針式散熱片設計：直接散熱底板，顯著提高散熱效率和功率密度。
- B2塑封DSC/SSC：雙面水冷和單面直接水冷，結構緊湊，散熱效率高。
Q2
目前電動汽車對功率模組封裝的需求有哪些？
A
簡而言之有四「高」：
1、高壓化——乘用車800V電壓平台，電池快充，降低電流以減少材料用量，降低整車重量，降低成本並節省空間。整車電氣架構高壓化，要求元件耐壓能力提升，同時兼顧元件損耗；
2、高功率密度——電驅和電控朝向大功率等級方向發展，短時峰值功率輸出能力越來越高，實現更好的使用者體驗。電驅和電控朝向高功率密度方向發展，節省整車空間，降低整車重量。
3、高可靠性——電驅系統的壽命要求越來越長，需要功率元件具有高可靠性和長使用壽命；
4、高效率——更高的電驅效率，能夠降低更多的電池成本，提高續航里程。
Q3
車規功率模組封裝未來的發展趨勢是怎樣的？
A
1、第一個趨勢是集成化和智慧化
逆導型IGBT的出現
- 低熱阻：IGBT熱阻降低30%，FRD熱阻降低60%
- 特性均衡：各種工況（堵轉與整流及逆變）的極限輸出能力均較高
- 器件小型化，電流密度提升
晶片感測整合
- 溫度感測：精準檢測，溫差小於8°C，響應速度遠高於NTC
- 電流感測：短路保護速度高於退飽和檢測（保護時間在1~2μs內）
- 精準保護，模組功率輸出能力提升20%
2、第二個趨勢是應用突破，新拓樸出現
- SiC IGBT/SiC MOSFET並聯混合拓撲
- 三電平拓撲-NPC、ANPC
- SiC晶片嵌入式PCB解決方案
3、第三個趨勢是改進封裝新材料
- 高導熱陶瓷材料的應用例如主流的Al2O3陶瓷取代Si3N4陶瓷
- 高可靠材料底板的應用例如高機械性能鋁矽碳底板取代銅底板
- 銀燒結技術的使用（Die與DBC、DBC與散熱板）
- 銅綁定線以及銅帶綁定技術
Q4
英飛凌在電動汽車功率模組產品有哪些？
A
英飛凌擁有非常全面的車規功率模組產品，涵蓋功率等級從數十千瓦到數百千瓦的功率範圍。
HPD Gen1
HPD Gen2
LFM
SSC
S-cell
Q5
一句話推薦英飛凌HPD Gen2車規功率模組。
A
英飛凌HPD Gen2車規功率模組是一款高整合度、高功率密度、高可靠性的B6封裝功率模組。它具有整合的電流感測器和晶片上的溫度感測器，從而優化系統成本。該模組還實現了更高的溫度額定值，使電動車能夠獲得更高的性能和更長的使用壽命。
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