因為專業
所以領先
國產車規級IGBT的基板材質主要分為芯片級襯底材料和模塊封裝基板兩大類,其作用及市場應用情況如下:
硅基(Si)襯底
國內主流企業(如比亞迪、斯達半導)已實現8英寸硅基量產,但多數企業仍停留在6英寸水平。
廣泛應用于20萬元以下主流車型的主驅逆變器、OBC(車載充電機)等,成本約1300-1500元/模塊。
作用:作為IGBT芯片的核心基材,承擔電流導通與開關控制功能,直接影響器件耐壓、導通損耗和開關速度。
應用現狀:
國產化進展:比亞迪IGBT4.0芯片厚度縮減至120μm,電流輸出能力提升15%,損耗降低20%,裝車量超100萬輛。
碳化硅(SiC)襯底
目前主要應用于高端車型(如保時捷Taycan、蔚來ET7),以及特斯拉Model 3、比亞迪漢的主驅逆變器。
成本高昂(約硅基IGBT的5-8倍),2023年預期降至硅基3倍差距。
作用:替代硅基提升高頻高效性能,降低開關損耗,提高系統功率密度和續航能力。
應用現狀:
國產化進展:比亞迪已量產SiC模塊,但國產SiC晶圓制造技術仍落后于國際12英寸水平。
銅基板
作用:作為模塊散熱載體,通過導熱硅脂間接傳導熱量至散熱器(第一代單面水冷方案)。
應用:早期IGBT模塊普遍采用,成本低但散熱效率有限,逐步被陶瓷基板替代。
陶瓷覆銅基板(如DBC、AMB)
氮化鋁(AlN)陶瓷:導熱性能優異,但國產化率低,依賴進口。
氮化硅(Si?N?)陶瓷:抗彎強度高,更適合高可靠性車規場景,國產企業(如中車時代)加速突破。
作用:直接鍵合銅層與陶瓷層,實現高絕緣性、高導熱性和低熱阻,支持直接水冷散熱(第二代單面水冷)。
關鍵技術:
應用:新一代車規IGBT模塊標配,用于主驅逆變器、高壓充電機等核心部件。
應用場景 | 主流材質方案 | 國產代表企業 | 國產化率 |
主驅逆變器 | Si基(主流)/SiC(高端) | 比亞迪、斯達半導 | 約20.4%1 |
OBC/空調系統 | Si基+陶瓷覆銅基板 | 中車時代電氣 | 低(<10%) |
電控系統 | 硅基IGBT為主 | 比亞迪(市占率18%) | 逐步替代中 |
國產化瓶頸:
技術壁壘:大尺寸晶圓(12英寸)、SiC外延工藝落后,陶瓷基板材料依賴進口。
成本壓力:SiC模塊成本過高,制約中端車型普及。
IGBT基板芯片除助焊劑清洗劑選擇:
水基清洗的工藝和設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境中的濕氣,通電后發生電化學遷移,形成樹枝狀結構體,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、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等,這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。
這么多污染物,到底哪些才是最備受關注的呢?助焊劑或錫膏普遍應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,這些物質在所有污染物中的占據主導,從產品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產品質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引發接觸電阻增大,嚴重者導致開路失效,因此焊后必須進行嚴格的清洗,才能保障電路板的質量。
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