一、功率模塊分類

 功率模塊是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，主要用于進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換、保護(hù)和控制。根據(jù)不同的功能和特性，功率模塊可以分為幾種不同的類別。以下是基于搜索結(jié)果的分類介紹：

 1. 智能功率模塊 (IPM) 

智能功率模塊（Intelligent Power Module，IPM）是一種先進(jìn)的功率開(kāi)關(guān)器件，它集成了IGBT（絕緣柵雙極晶體管）高電流密度、低飽和電壓和耐高壓的優(yōu)點(diǎn)，以及MOSFET（場(chǎng)效應(yīng)晶體管）高輸入阻抗、高開(kāi)關(guān)頻率和低驅(qū)動(dòng)功率的優(yōu)點(diǎn)。IPM的特點(diǎn)還包括結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高和易于使用。此外，IPM還集成了驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)功能以及溫度傳感器和電流平衡電路等，有些還配備用于電流測(cè)量的分流電阻。IPM通常也集成了額外的保護(hù)和監(jiān)測(cè)功能，如過(guò)電流和短路保護(hù)、驅(qū)動(dòng)器電源電壓控制和直流母線電壓測(cè)量等。

2. 標(biāo)準(zhǔn)模塊

 標(biāo)準(zhǔn)模塊是相對(duì)簡(jiǎn)單的功率半導(dǎo)體模塊，它們不包含驅(qū)動(dòng)電路或其他附加電路。標(biāo)準(zhǔn)模塊的設(shè)計(jì)較為通用，適用于各種應(yīng)用場(chǎng)景，但它們可能需要外部提供驅(qū)動(dòng)電路和其他必要的控制信號(hào)。

 3. 集成子系統(tǒng)

 集成子系統(tǒng)是另一種類型的功率模塊，它們包含了真正的“智能”，即控制器不包含在模塊中。這些子系統(tǒng)通常用于250kW以下的轉(zhuǎn)換器，它們還包括集成直流環(huán)節(jié)電容器、一個(gè)輔助電源、精密電流傳感器和一個(gè)液體冷卻器。這種設(shè)計(jì)使得集成子系統(tǒng)能夠提供更加緊湊和可靠的解決方案。

4. 第三代半導(dǎo)體模塊

 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，第三代半導(dǎo)體材料如碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）也被用于制造功率模塊。這些模塊具有更低的損耗、更高的效率、更耐高溫和高電壓的特性。特別是在新能源汽車領(lǐng)域，碳化硅功率模塊能夠推動(dòng)電氣架構(gòu)從400V到800V的迭代，實(shí)現(xiàn)更快的充電速度和更長(zhǎng)的車輛續(xù)航里程。

以上就是功率模塊的一些主要分類。隨著技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)更多新型的功率模塊，滿足不同領(lǐng)域的需求。

 二、功率模塊最新技術(shù)應(yīng)用

 1. 基于SiC的封裝技術(shù)

 碳化硅（SiC）作為寬禁帶半導(dǎo)體的代表，具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如高耐壓能力、低導(dǎo)通電阻、高開(kāi)關(guān)速度和高開(kāi)關(guān)頻率等。然而，目前商用碳化硅功率模塊仍沿用傳統(tǒng)硅IGBT模塊的封裝技術(shù)，存在高頻寄生參數(shù)大、散熱能力不足、耐溫低、絕緣強(qiáng)度不足等問(wèn)題。為解決這些問(wèn)題，近年來(lái)出現(xiàn)了許多針對(duì)碳化硅功率模塊的新型封裝技術(shù)和方案，重點(diǎn)關(guān)注電性能的發(fā)揮、芯片的熱管理、芯片的高溫運(yùn)行以及長(zhǎng)期可靠的絕緣三個(gè)方面。

 例如，美國(guó)Wolfspeed公司研發(fā)出結(jié)溫超過(guò)225℃的高溫SiC功率模塊，并將功率模塊的寄生電感降低到5nH；德國(guó)賽米控公司采用納米銀燒結(jié)和SKiN布線技術(shù)，研發(fā)出SiC功率模塊的高溫、低感封裝方法。這些新技術(shù)的應(yīng)用，有助于充分發(fā)揮碳化硅半導(dǎo)體的優(yōu)良性能，提升功率模塊的效率和功率密度。

 2. 高溫和高可靠性的封裝技術(shù)

 在汽車領(lǐng)域，功率模塊的封裝技術(shù)需要考慮耐溫、可靠性、寄生電感、熱阻和成本等因素。為了滿足高溫和高可靠性的要求，封裝技術(shù)需要能夠有效地散熱和減少雜散電感。例如，安森美公司的發(fā)展重點(diǎn)放在塑封壓鑄模塊上，這種模塊具有比較低的雜散電感和高功率密度，在擴(kuò)展性方面也相對(duì)較好。

 此外，德國(guó)英飛凌公司采用壓接連接技術(shù)，研制出高壓SiC功率模塊；德國(guó)Fraunholfer研究所采用3D集成技術(shù)研制出高溫(200℃)、低感(≤1nH)SiC功率模塊；瑞士ABB公司采用3D封裝布局，研制出大功率低感SiC功率模塊；瑞士ETH采用緊湊化設(shè)計(jì)，優(yōu)化功率回路，研制出寄生電感≤1nH的低電感SiC功率模塊。這些封裝技術(shù)的應(yīng)用，有助于提高功率模塊在高溫條件下的可靠性。

 3. 高效率和高可靠性的光伏逆變器用功率模塊

 在新能源技術(shù)興起的近幾年，應(yīng)用于可再生能源的并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)在電力電子領(lǐng)域成為研究的熱點(diǎn)課題。光伏逆變器中的電力電子器件主要是指功率場(chǎng)效應(yīng)管（Power MOSFET）和絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）。為了提高光伏逆變器的效率，研究人員開(kāi)發(fā)了集成驅(qū)動(dòng)和保護(hù)功能的光伏專用PV-IPM，以及旨在提高效率的IGBT和MOSFET混合模塊。

 例如，三菱電機(jī)開(kāi)發(fā)的PV-IPM將IGBT及其驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路集成在同一模塊內(nèi)，采用最新的CST-BTTM硅片技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了噪聲di/dt的降低。此外，Vincotech公司新推出的光伏逆變器專用模塊Flowsol-Bi（P896-E01）則是根據(jù)上橋臂工作在工頻開(kāi)關(guān)頻率、下橋臂工作在高頻下的理念開(kāi)發(fā)的光伏逆變器用IGBT+MOSFET混合模塊。

三、功率模塊清洗：

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長(zhǎng)期的使用和運(yùn)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(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)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(zhǎng)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(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤(rùn)濕劑、樹(shù)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(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來(lái)而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)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(shù)脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開(kāi)路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國(guó)外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國(guó)產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。

  綜上所述，功率模塊的最新技術(shù)應(yīng)用主要集中在以下幾個(gè)方面：SiC封裝技術(shù)的發(fā)展、高溫和高可靠性的封裝技術(shù)的應(yīng)用、以及高效率和高可靠性的光伏逆變器用功率模塊的研發(fā)。這些新技術(shù)的應(yīng)用，不僅提升了功率模塊的性能指標(biāo)，也為新能源技術(shù)的發(fā)展提供了有力支持。