一、功率模塊分類

 功率模塊是電力系統(tǒng)中的一個重要組成部分，主要用于進行電能轉(zhuǎn)換、保護和控制。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）是一種先進的功率開關(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，以及MOSFET（場效應(yīng)晶體管）高輸入阻抗、高開關(guān)頻率和低驅(qū)動功率的優(yōu)點。IPM的特點還包括結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高和易于使用。此外，IPM還集成了驅(qū)動電路、保護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量的分流電阻。IPM通常也集成了額外的保護和監(jiān)測功能，如過電流和短路保護、驅(qū)動器電源電壓控制和直流母線電壓測量等。

2. 標準模塊

 標準模塊是相對簡單的功率半導(dǎo)體模塊，它們不包含驅(qū)動電路或其他附加電路。標準模塊的設(shè)計較為通用，適用于各種應(yīng)用場景，但它們可能需要外部提供驅(qū)動電路和其他必要的控制信號。

 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、一個輔助電源、精密電流傳感器和一個液體冷卻器。這種設(shè)計使得集成子系統(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電氣架構(gòu)從400V到800V的迭代，實現(xiàn)更快的充電速度和更長的車輛續(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，未來可能會出現(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，如高耐壓能力、低導(dǎo)通電阻、高開關(guān)速度和高開關(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、絕緣強度不足等問題。為解決這些問題，近年來出現(xiàn)了許多針對碳化硅功率模塊的新型封裝技術(shù)和方案，重點關(guān)注電性能的發(fā)揮、芯片的熱管理、芯片的高溫運行以及長期可靠的絕緣三個方面。

 例如，美國Wolfspeed公司研發(fā)出結(jié)溫超過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，在擴展性方面也相對較好。

 此外，德國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，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)域成為研究的熱點課題。光伏逆變器中的電力電子器件主要是指功率場效應(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，研究人員開發(fā)了集成驅(qū)動和保護功能的光伏專用PV-IPM，以及旨在提高效率的IGBT和MOSFET混合模塊。

 例如，三菱電機開發(fā)的PV-IPM將IGBT及其驅(qū)動電路、保護電路集成在同一模塊內(nèi)，采用最新的CST-BTTM硅片技術(shù)，實現(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關(guān)頻率、下橋臂工作在高頻下的理念開發(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(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(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、灰塵、塵埃等，這些污染物會導(dǎo)致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、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(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，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，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴重者導(dǎo)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(zhì)量。

合明科技運用自身原創(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，打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強有力的支持。

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  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，也為新能源技術(shù)的發(fā)展提供了有力支持。