6月29日，2023年 IGBT 產(chǎn)業(yè)論壇順利在昆山舉辦！此次論壇由艾邦智造主辦，以加強(qiáng)IGBT產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)交流聯(lián)動(dòng)。會(huì)上，匯川技術(shù)功率器件首席專家吳楨生先生為我們帶來《IGBT在工業(yè)驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用技術(shù)展望與探討》的主題報(bào)告分享。
吳專家從IGBT 應(yīng)用以及需求的角度，和大家探討未來IGBT 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。他認(rèn)為，IGBT未來可能會(huì)往三個(gè)方向發(fā)展：高功率密度、高可靠性、更加易用。
電力電子產(chǎn)品其實(shí)有一個(gè)使命，就是不斷地去減少損耗，不斷地去提升功率密度。要實(shí)現(xiàn)高功率密度，可以從三個(gè)維度去考慮。
第一點(diǎn)是低損耗，主要考驗(yàn)芯片設(shè)計(jì)，芯片設(shè)計(jì)不單是說在芯片設(shè)計(jì)技術(shù)這個(gè)方面，還有更多的要考慮對(duì)其應(yīng)用的理解。
第二點(diǎn)是低熱阻，隨著功率密度越來越高，一些傳統(tǒng)的封裝已經(jīng)比較吃力。在這種情況下，不能一昧的去追求器件的低成本。例如，現(xiàn)在有一些廠家把銅底板去掉，要分情況來看，對(duì)于小功率的一些器件，散熱不是它的瓶頸，在這種情況下，去掉銅底板可以少掉一塊材料，并且簡(jiǎn)化生產(chǎn)，降低成本。在整機(jī)里，不會(huì)付出多余的散熱成本，但隨著功率密度不斷上升，去掉銅底板后，導(dǎo)熱系數(shù)下降，熱阻提高。從整機(jī)設(shè)計(jì)的角度來看，則需要花費(fèi)更多的散熱成本去彌補(bǔ)，甚至可能要去上熱管，增大散熱器。由此看來，省掉銅底板是得不償失的。
第三點(diǎn)是高溫度，如果把當(dāng)前比較主流的150 ℃最大結(jié)溫（Tvjop）提升到 175 ℃，有益于IGBT 應(yīng)用。同時(shí)也會(huì)對(duì)目前的封裝材料提出挑戰(zhàn)。
第一，隨著微溝槽（MPT）技術(shù)的發(fā)展，近些年來的芯片越來越小，往往就會(huì)犧牲掉它的安全工作區(qū)（SOA）。這是需要非常注意的，不能因?yàn)樾枰蛽p耗而舍棄重要的一塊。
第二，在一些應(yīng)用場(chǎng)合中需要防硫防潮。
第三，對(duì)于大功率的應(yīng)用方面，隨著競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，目前是通過單管并聯(lián)去實(shí)現(xiàn)。在此情況下，對(duì)于單管并聯(lián)來說，均流非常重要。均流既包括模塊內(nèi)的芯片均流，也包括模塊之間的均流。這就對(duì)IGBT一致性提出了更高的要求。而一致性更多的是從工藝、生產(chǎn)這些角度去保證。
第一點(diǎn)是dv/dt 的可控性，它在工業(yè)驅(qū)動(dòng)器領(lǐng)域是非常重要的。
第二點(diǎn)是盡可能低的米勒電容（Cres）。隨著近幾年技術(shù)不斷發(fā)展，不難發(fā)現(xiàn)其實(shí)有些廠家會(huì)把0V關(guān)斷，逐步地從小功率往上拓展，可以簡(jiǎn)化電源系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)電路。但要實(shí)現(xiàn)0V關(guān)斷，要非常注意是否會(huì)產(chǎn)生米勒尖峰，是否會(huì)導(dǎo)致米勒誤導(dǎo)通。米勒尖峰是由米勒電容及 dv/dt 共同去決定的。因此，米勒電容非常重要。
第三點(diǎn)是封裝的Layout非常適合整機(jī)的布局布線，對(duì)使用來說會(huì)帶來很多便利。
最后，近些年出現(xiàn)的一些封裝，比如貼片化封裝，包括top side cooling (TSC) ，在某些局部的場(chǎng)合能夠簡(jiǎn)化制造，從而降低成本。
本文由匯川技術(shù)功率器件首席專家吳楨生《IGBT在工業(yè)驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用技術(shù)展望與探討》報(bào)告整理，后續(xù)還將繼續(xù)高功率密度、MPT技術(shù)發(fā)展下的SOA、高防護(hù)、dv/dt 的影響、TSC封裝等做詳細(xì)介紹，
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（艾邦半導(dǎo)體網(wǎng)）：IGBT技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)：高功率密度、高可靠性、更加易用
