“无线”功率开关为节能汽车提供先进电源管理解决方案(2)

  　直接封装概念非常适合同时要求卓越性能、质量、耐用性和长久可靠性的汽车应用。与此同时，IR优化了DirectFET概念，结果造就了我们在今年初推出、全面汽车认可的DirectFET2产品线。有关的汽车芯片由一个小外壳包围，让的客户可以为其电子控制单元和功率级引入非常创新的设计概念。这些DirectFET2开关能够通过不同的方法散热，包括从器件的上方散热，免除了组件要通过PCB，甚至利用ECU外壳两侧进行冷却的需要，也不用藉着在ECU设计里的其它散热部分来降低温度。客户因而可生产专有的系统解决方案，从而在其它采用标准封装零件和键合线的竞争对中脱颖而出。

图3：汽车用DirectFET2的各种创新散热方法选择

　　IR将其无键合线策略伸延到所有汽车用的功率开关。其最新一代的IGBT也具备IR专有的正面金属可焊技术，提供完全没有键合线的芯片连接，也为采用IGBT和二极管的高电压系统实现了双面散热概念。据我所知，IR是首家以裸芯片搭配正面金属可焊技术来推出商用汽车认可IGBT的公司，使拥有硅处理能力的客户可以建立和设计它们自己的双面散热无键合线功率模块或功率级。有了IR的正面金属可焊器件，平常无法接触专有硅技术的系统设计师，现在也可享受“无线汽车电源管理”的世界。

　　除了裸芯片，IR亦将提供专有的芯片载体解决方案。该方案附有正面金属可焊IGBT，来支持那些生产线没有能力处理裸芯片的客户。最先进的高性能IGBT是以非常纤薄的晶圆制造，厚度仅为60到70微米。这些硅晶圆既薄且具弹性，就如纸张一样，所以必须使用极为专业的程序和昂贵的器材去处理。很多第一级和第二级的系统供应商都不愿意投资这种昂贵的器材，也不想经历需要长久学习才会熟练的纤薄芯片处理过程，更不希望要承受薄芯片处理期间非常高的良率耗损。

　　IR推出的这种贴在专有芯片载体上的新款汽车功率开关将会把上述顾虑一扫而空。我们将提供预先贴上IR大型芯片 (IGBT及MOSFET) 的标准化专有芯片载体。它们随后会成为客户电源模块的一部分，比方说，我们的DirectFET2金属外壳变成PCB电路的一部分，并且让每一个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作为硅技术专家，将负责最困难的部分，也就是把薄芯片制成基片的制造过程，还有在裸芯片和晶圆层面的开关最后测试，都会一一解决。只要利用IR的汽车用正面金属可焊产品线，即使标准的安装机械和焊接器材也将足以应付非常先进的功率模块或ECU概念。

　　对我们的客户和系统设计师来说，新器件的最大好处并不单单在电力性能上的改进，更好的开关效能、经过优化的双面散热 (我们能够增加最少50%的整体热交换面积、减少35%的RthJC，以及提高大约25%的硅电流密度) ，还有简单的制造过程都是重要的优点。另一个非凡的效益，将在与应用相关的系统布置和应用尺寸，以及在汽车的寿命要求层面上实现。当键合线在相对耐用的DBC模块中或功率周期压力中的首个失效模式中脱离，采用IR专有正面金属可焊技术的无键合线IGBT将有机会将功率周期能力延展一个量级。

图4：在专有客户陶瓷封装中，键合线IGBT与无键合线双面焊接IGBT的功率周期能效比较。