“無線”功率開關為節(jié)能汽車提供先進電源管理解決方案(2)

  　直接封裝概念非常適合同時要求卓越性能、質量、耐用性和長久可靠性的汽車應用。與此同時，IR優(yōu)化了DirectFET概念，結果造就了我們在今年初推出、全面汽車認可的DirectFET2產(chǎn)品線。有關的汽車芯片由一個小外殼包圍，讓的客戶可以為其電子控制單元和功率級引入非常創(chuàng)新的設計概念。這些DirectFET2開關能夠通過不同的方法散熱，包括從器件的上方散熱，免除了組件要通過PCB，甚至利用ECU外殼兩側進行冷卻的需要，也不用藉著在ECU設計里的其它散熱部分來降低溫度?？蛻粢蚨缮a(chǎn)專有的系統(tǒng)解決方案，從而在其它采用標準封裝零件和鍵合線的競爭對中脫穎而出。

圖3：汽車用DirectFET2的各種創(chuàng)新散熱方法選擇

　　IR將其無鍵合線策略伸延到所有汽車用的功率開關。其最新一代的IGBT也具備IR專有的正面金屬可焊技術，提供完全沒有鍵合線的芯片連接，也為采用IGBT和二極管的高電壓系統(tǒng)實現(xiàn)了雙面散熱概念。據(jù)我所知，IR是首家以裸芯片搭配正面金屬可焊技術來推出商用汽車認可IGBT的公司，使擁有硅處理能力的客戶可以建立和設計它們自己的雙面散熱無鍵合線功率模塊或功率級。有了IR的正面金屬可焊器件，平常無法接觸專有硅技術的系統(tǒng)設計師，現(xiàn)在也可享受“無線汽車電源管理”的世界。

　　除了裸芯片，IR亦將提供專有的芯片載體解決方案。該方案附有正面金屬可焊IGBT，來支持那些生產(chǎn)線沒有能力處理裸芯片的客戶。最先進的高性能IGBT是以非常纖薄的晶圓制造，厚度僅為60到70微米。這些硅晶圓既薄且具彈性，就如紙張一樣，所以必須使用極為專業(yè)的程序和昂貴的器材去處理。很多第一級和第二級的系統(tǒng)供應商都不愿意投資這種昂貴的器材，也不想經(jīng)歷需要長久學習才會熟練的纖薄芯片處理過程，更不希望要承受薄芯片處理期間非常高的良率耗損。

　　IR推出的這種貼在專有芯片載體上的新款汽車功率開關將會把上述顧慮一掃而空。我們將提供預先貼上IR大型芯片 (IGBT及MOSFET) 的標準化專有芯片載體。它們隨后會成為客戶電源模塊的一部分，比方說，我們的DirectFET2金屬外殼變成PCB電路的一部分，并且讓每一個人都可以利用最精密的IGBT和薄芯片，而不用使用薄芯片器材。IR作為硅技術專家，將負責最困難的部分，也就是把薄芯片制成基片的制造過程，還有在裸芯片和晶圓層面的開關最后測試，都會一一解決。只要利用IR的汽車用正面金屬可焊產(chǎn)品線，即使標準的安裝機械和焊接器材也將足以應付非常先進的功率模塊或ECU概念。

　　對我們的客戶和系統(tǒng)設計師來說，新器件的最大好處并不單單在電力性能上的改進，更好的開關效能、經(jīng)過優(yōu)化的雙面散熱 (我們能夠增加最少50%的整體熱交換面積、減少35%的RthJC，以及提高大約25%的硅電流密度) ，還有簡單的制造過程都是重要的優(yōu)點。另一個非凡的效益，將在與應用相關的系統(tǒng)布置和應用尺寸，以及在汽車的壽命要求層面上實現(xiàn)。當鍵合線在相對耐用的DBC模塊中或功率周期壓力中的首個失效模式中脫離，采用IR專有正面金屬可焊技術的無鍵合線IGBT將有機會將功率周期能力延展一個量級。

圖4：在專有客戶陶瓷封裝中，鍵合線IGBT與無鍵合線雙面焊接IGBT的功率周期能效比較。