新能源汽车：碳化硅模块介绍和如何选择碳化硅模块封装、模块水基清洗剂

一、碳化硅模块介绍

1. 核心定义与优势

碳化硅（SiC）模块是一种基于第三代半导体材料的高性能功率器件，通过集成碳化硅芯片、散热结构、封装材料等实现电能的高效转换与控制。相较于传统硅基器件，其优势包括：

• 耐高压高温：碳化硅材料击穿电场强度是硅的10倍，可承受更高电压（如1200V-3300V）和结温（175°C以上），适合新能源汽车高压平台（如800V快充系统）。

• 低损耗高效率：导通电阻低、开关速度快（达MHz级），总能量损耗比硅基IGBT降低70%，显著提升电驱系统效率（95%以上）和续航里程。

• 小型化高密度：芯片体积仅为硅基器件的1/5-1/10，功率密度提升3-7倍，助力新能源汽车轻量化设计。

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2. 新能源汽车中的核心应用

• 主驱逆变器：将电池直流电转换为电机驱动交流电，直接影响车辆动力性能和能效（如特斯拉Model 3采用SiC模块提升加速和续航）。

• 车载充电系统（OBC）：支持高功率快充（如800V平台半小时充至80%），减少充电时间。

• DC/DC转换器：优化电能分配效率，降低系统热损耗。

二、碳化硅模块封装选择要点

1. 封装材料与结构

• 基板材料：优先选用高导热陶瓷基板（如氮化铝、氧化铝），其热导率可达170-270 W/(m·K)，降低热阻并提升散热能力。

• 互连工艺：采用银烧结或瞬态液相扩散焊接，替代传统锡焊，耐温能力提升至300°C以上，避免高温失效。

• 双面散热设计：通过顶部铜框架+底部DBC基板的双面冷却结构，热阻较单面封装降低38%，适合高功率密度场景（如商用车电驱系统）。

2. 散热技术适配性

• 液冷集成：如博格华纳的Viper双面水冷模块，通过微通道散热器直接集成封装，结流热阻低至0.7 K/W，适配800V高压系统。

• 相变散热：采用石墨烯或金属相变材料，应对瞬时高热流密度（如急加速工况）。

3. 可靠性与寿命验证

• 功率循环测试：需满足10万次以上温度冲击（ΔT>100°C），避免焊料层裂纹或键合脱落。

• 机械抗震性：通过激光焊接端子、压装封装等工艺，耐受50g冲击振动，符合车规级可靠性要求。

4. 系统兼容性优化

• 寄生参数控制：采用低电感封装（如塑封2in1模块），寄生电感<10nH，减少高频开关损耗和EMI干扰。

• 驱动兼容性：匹配5kV隔离栅极驱动器（如NCD5700x系列），确保信号传输稳定性。

5. 成本与供应链

• 衬底成本占比：碳化硅衬底占模块总成本约50%，需评估供应商产能（如国产天科合达、天岳先进）以平衡性能和成本。

• 封装工艺选择：30kW以下功率模块可采用低成本塑封工艺，180kW以上推荐框架灌封或压装封装以提升散热效率。

三、典型封装方案推荐

总结

选择碳化硅模块封装需围绕散热效率、可靠性和系统匹配度展开，结合具体应用场景（如电压平台、功率需求）选择适配的封装材料和工艺。随着国产衬底技术突破（如天岳先进8英寸衬底量产），未来碳化硅模块成本有望降低30%以上，进一步加速新能源汽车高压化进程。

模块水基清洗剂介绍

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

运用自身原创的产品技术，满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求，打破国外厂商在行业中的垄断地位，为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

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