IGBT基板：新能源汽车和地铁的散热解决方案

发布时间：2023-10-26 浏览次数：818次

随着新能源的普及，人们的生活离不开各种电器和交通工具。无论是家用电器还是地铁等交通工具，都需要电力来驱动。而现在，各大汽车厂商纷纷推出新能源汽车，以满足人们对环保和节能的需求。然而，无论是新能源车还是地铁等大型工具，在行驶过程中都容易因散热问题出现故障。在这样的情况下，如何解决散热问题成为了热议的话题。

IGBT即绝缘栅双极型晶体管，是功率变流装置的核芯。广泛应用于电动/混合动力汽车、轨道交通、变频家电、电力工程、可再生能源和智能电网等领域。它具有输入阻抗大、驱动功率小、开关速度快、工作频率高、饱和压降低、安全工作区大和可耐高电压和大电流等一系列优点。

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铝碳化硅是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件，具有优秀的散热性能。IGBT基板是铝碳化硅材料做出的关于散热的产品，应用于高铁模块等领域。在新能源汽车中，IGBT所占整车约7%~10%的成本，是仅次于电池的第二高的成本元件。随着新能源汽车的发展趋势，IGBT将有着巨大的市场及潜力。

然而，IGBT虽然好用，但其对生产厂商技术要求较高。在工作时，IGBT基板会产生大量热量。因此，要维持IGBT芯片正常工作就必须解决其散热问题。另一方面，IGBT功率模块的性能也取决于散热性能程度。由此可见，IGBT基板散热是十分重要的事情。

思萃热控选择了铝碳化硅这种材料来解决IGBT散热问题，达到了十分优秀的结构。铝碳化硅具有低热膨胀系数特性，其膨胀系数与IGBT芯片十分接近。同时铝碳化硅还具有密度小等特性，其密度只有铜的三分之一，可以说是IGBT散热的完美材料。思萃热控结合铝碳化硅制作出的IGBT基板十分符合电动汽车高电压、大功率等散热要求。

铝碳化硅（AISiC）复合材料是陶瓷碳化颗粒增强铝基复合材料，是在真空环境下，用压力将铝液渗入碳化硅预制型中，使合金的显微结构发生变化，引起合金性能变化从而使复合材料强度、散热等性能显著提高的一种金属复合材料。具有低密度、高强度、高热导率、低膨胀系数、高尺寸稳定性的特点、与一些传统材料相比，铝碳化硅复合材料性能更加优越，可替代多种传统材料。

铝碳化硅材料满足了封装的轻便化、高密度化要求，适用于航空航天、高铁、新能源汽车及微波等领域，可为各种微电子、功率器件、光电器件的封装与组装提供所需的热管理材料，具有很大的市场潜力。

2022.01

苏州思萃热控材料科技有限公司成立

2021年12月14日，苏州思萃热控材料科技有限公司在苏州高新区正式成立，由苏州市产业技术研究院、高新区管委会和思萃热控技术团队三方共建，总投资5000万元，年产值近2亿元，其业务涵盖了航空、航天、国防及能源工业等领域。

思萃热控将为客户提供卓越的定制化热管理解决方案，涵盖了金属基复合材料、金属/陶瓷复合材料、密封封装、热管理工具等。

思萃热控开发的先进材料产品，作为解决热控方面的行业领先者，我公司提供的解决方式是先进的热管理设计配合先进的热管理材料，在这种优势的解决方案下，使得客户的产品在终端应用更具有竞争力，从而扩大了在行业的影响力。

2022.07

铝碳化硅材料（AlSiC）性能有哪些介绍

铝碳化硅（AlSiC）金属基热管理复合材料，是电子元器件专用电子封装材料，主要是指将铝与高体积分数的碳化硅复合成为低密度、高导热率和低膨胀系数的电子封装材料，以解决电子电路的热失效问题。下面我们一起了解一下铝碳化硅材料（AlSiC）性能有哪些介绍吧。

1) AlSiC具有高导热率（170～200W/mK）和可调的热膨胀系数（6.5～9.5×10-6/K），因此一方面AlSiC的热膨胀系数与半导体芯片和陶瓷基片实现良好的匹配，能够防止疲劳失效的产生,甚至可以将功率芯片直接安装到AlSiC基板上；另一方面AlSiC的热导率是可伐合金的十倍，芯片产生的热量可以及时散发。这样，整个元器件的可靠性和稳定性大大提高。

2) AlSiC是复合材料，其热膨胀系数等性能可通过改变其组成而加以调整，因此电子产品可按用户的具体要求而灵活地设计，能够真正地做到量体裁衣，这是传统的金属材料或陶瓷材料无法作到的。

3) AlSiC的密度与铝相当，比铜和Kovar轻得多，还不到Cu/W的五分之一，特别适合于便携式器件、航空航天和其他对重量敏感领域的应用。

4) AlSiC的比刚度（刚度除以密度）是所有电子材料中最高的：是铝的3倍，是W-Cu和Kovar的5倍，是铜的25倍，另外AlSiC的抗震性比陶瓷好，因此是恶劣环境（震动较大，如航天、汽车等领域）下的首选材料。

5) AlSiC可以大批量加工，但加工的工艺取决于碳化硅的含量，可以用电火花、金刚石、激光等加工。

6) AlSiC可以镀镍、金、锡等，表面也可以进行阳极氧化处理。

7) 金属化的陶瓷基片可以钎焊到镀好的AlSiC基板上，用粘结剂、树脂可以将印制电路板芯与AlSiC粘合。

8) AlSiC本身具有较好的气密性。但是，与金属或陶瓷电子封装后的气密性取决于合适的镀层和焊接。

9) AlSiC的物理性能及力学性能都是各向同性的。

由于AlSiC电子封装材料及构件具有高弹性模量、高热导率、低密度的优点，而且可通过 SiC体积分数和粘接剂添加量等来调整膨胀系数，实现与GaAs芯片和氧化铝基板的热匹配；同时可近净成形形状复杂的构件，因此生产成本也较低，使其在微波集成电路、功率模块和微处器盖板及散热板等领域得到广泛应用。力学性能与用作结构材料的铝基复合材料相比, AlSiC 电子封装材料的力学性能研究工作很少, 如果用作封装外壳材料, 其力学性能也是结构设计的重要数据。

以上是铝碳化硅材料（AlSiC）性能有哪些介绍的介绍，提供大家参考。

2023.09

苏州思萃热控材料参加2023年PCIM Asia上海展会

近日，苏州思萃热控材料科技有限公司（以下简称“思萃热控”）参加了2023年PCIM Asia上海国际电力元件、可再生能源管理展览会，该展览会于8月29至31日在上海新国际博览中心W2馆隆重举行。

PCIM Asia上海国际电力元件、可再生能源管理展览会是PCIM Europe在亚洲地区的姐妹展。自2002年在中国首办以来，迄今已成功举办过20届的PCIM Asia仍然是中国市场少有的专注于电力电子领域及该技术在国家电网、工业、轨道交通、智能运动及电动车技术应用解决方案的专业商贸平台。

作为一家长期从事热管理方案设计与新型材料加工研究的企业，思萃热控致力于新一代半导体、微电子、热管理方案设计，封装散热材料，散热模组的研发生产及销售。此次参展思萃热控旨在向业界展示其最新的技术成果和产品，主要包括——铜材产品：半导体封装用均热片、IGBT模块封装用铜散热底板；铝碳化硅材料及相关产品：主要分为军工航天芯片封装用散热片、高铁用高压IGBT模块散热底板、功率器件管壳三类产品；液冷板：新能源汽车电驱等领域使用。

目前，思萃热控已开发出多种金属基复合材料产品: 铝碳化硅复合材料结构件、铝碳化硅热沉、铝碳化硅IGBT基板、无氧铜盖板、铜金刚石散热片等产品，为微波器件、大功率器件、微电子器件等制造商提供专业的热管理方案，广泛应用于轨道交通、新能源汽车、航空航天等领域，是新一代大功率电子器件散热材料的优异选择。

展会期间，思萃热控的展位吸引了众多专业人士和业内人士的关注。展位上的工作人员耐心地向观众介绍了公司的产品特点和技术优势，并与来访者进行了深入的交流。许多专业人士对思萃热控的创新散热材料表达了浓厚的兴趣。

未来，思萃热控也将继续加大研发力度，不断提升产品的技术水平和市场竞争力，为电子产品的发展做出更大的贡献。