中心議題：

• 無(wú)線(xiàn)功率開(kāi)關(guān)

解決方案：

• 開(kāi)關(guān)直接封裝
• 無(wú)鍵合線(xiàn)開(kāi)關(guān)

近年來(lái)，節(jié)能成為全新汽車(chē)技術(shù)和趨勢(shì)的熱門(mén)話(huà)題?；仡欉^(guò)去20年，汽車(chē)的電子化主要由駕駛者對(duì)更舒適和更豪華的設(shè)備，例如電動(dòng)車(chē)窗、電動(dòng)天窗和敞篷車(chē)蓋、高級(jí)音響器材、電動(dòng)座椅、空調(diào)或電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等的渴求所推動(dòng)，這些設(shè)備全都增加了汽車(chē)對(duì)半導(dǎo)體及電子零件的需求。現(xiàn)在，電子化汽車(chē)設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)已經(jīng)有所不同。雖然豪華設(shè)備和更好的駕駛功能對(duì)汽車(chē)來(lái)說(shuō)仍然重要，但現(xiàn)在以至可見(jiàn)的未來(lái)，當(dāng)代汽車(chē)所采用的大部分電子系統(tǒng)，也是以減少排放、提高燃料效率，并且降低車(chē)內(nèi)系統(tǒng)的電力消耗為推動(dòng)力。
　　
達(dá)到這個(gè)目標(biāo)的最好方法，便是使用更有效率，也更智能的電子系統(tǒng)去替代汽車(chē)的機(jī)械及液壓系統(tǒng)。典型的例子有以電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)替代液壓或者電動(dòng)液壓系統(tǒng)；電力電機(jī)驅(qū)動(dòng)替代連續(xù)運(yùn)行的皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，就像空調(diào)壓縮器、渦輪充電器，或其它的泵和風(fēng)扇。即使是一些照明應(yīng)用，如能夠節(jié)能的“高強(qiáng)度氣體放電燈”(HID)或LED燈，也用來(lái)代替欠缺效率的傳統(tǒng)燈泡。最終，內(nèi)燃引擎亦將會(huì)由具效率的電動(dòng)電機(jī)所取代，就像我們現(xiàn)在于混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)所看到的一樣。
　　
汽車(chē)電子化也使國(guó)際整流器公司(IR)這些半導(dǎo)體供應(yīng)商以開(kāi)發(fā)高效率的電源管理解決方案為己任，從而盡量提高這些應(yīng)用的能源效益。IR先進(jìn)的電源管理解決方案結(jié)合了非常先進(jìn)的硅技術(shù)及革命性的新封裝技術(shù)，能夠同時(shí)改善汽車(chē)系統(tǒng)的性能和耐用性。特別是在封裝方面，我們?yōu)橄到y(tǒng)設(shè)計(jì)師帶來(lái)創(chuàng)新解決方案，以及設(shè)計(jì)ECU、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和電源的新方法。
　　
現(xiàn)今的硅技術(shù)實(shí)現(xiàn)了非常好的開(kāi)關(guān)，例如最新的溝道MOSFET和IGBT。不過(guò)，相關(guān)的封裝技術(shù)經(jīng)常利用十分保守的焊接方法把硅芯片裝貼到基片或鉛框架，并且以鍵合線(xiàn)連接其表面。早在2002年，IR已經(jīng)開(kāi)始發(fā)展新的連接界面，希望通過(guò)簡(jiǎn)單的封裝，就能把我們最好的硅技術(shù)連接到電力電路，還把電流和熱流的界面減到最少。最終的成果是，我們開(kāi)發(fā)出免除鍵合線(xiàn)的DirectFET技術(shù)。這種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)有賴(lài)于硅開(kāi)關(guān)的正面金屬可焊，以便使由簡(jiǎn)單金屬外殼包圍的MOSFET可直接焊接到印刷電路板。圖1和圖2所展示的概念主要是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、盡量減少物料和界面，最特別的是無(wú)需再用鍵合線(xiàn)去達(dá)到最好的電力和溫度性能。此外，這個(gè)概念也能夠提高汽車(chē)系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性，因?yàn)樗似?chē)功率周期中的主導(dǎo)失效模式：也就是所謂的鍵合線(xiàn)脫離。
　
圖1：DirectFET焊接在PCB上。

圖2：DirectFET的橫切面：硅芯片的溫度和電力接口盡量縮小尺寸，同時(shí)電力和溫度性能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出采用鍵合線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)封裝。
　　
直接封裝概念非常適合同時(shí)要求卓越性能、質(zhì)量、耐用性和長(zhǎng)久可靠性的汽車(chē)應(yīng)用。與此同時(shí)，IR優(yōu)化了DirectFET概念，結(jié)果造就了我們?cè)诮衲瓿跬瞥觥⑷嫫?chē)認(rèn)可的DirectFET2產(chǎn)品線(xiàn)。有關(guān)的汽車(chē)芯片由一個(gè)小外殼包圍，讓的客戶(hù)可以為其電子控制單元和功率級(jí)引入非常創(chuàng)新的設(shè)計(jì)概念。這些DirectFET2開(kāi)關(guān)能夠通過(guò)不同的方法散熱，包括從器件的上方散熱，免除了組件要通過(guò)PCB，甚至利用ECU外殼兩側(cè)進(jìn)行冷卻的需要，也不用藉著在ECU設(shè)計(jì)里的其它散熱部分來(lái)降低溫度?？蛻?hù)因而可生產(chǎn)專(zhuān)有的系統(tǒng)解決方案，從而在其它采用標(biāo)準(zhǔn)封裝零件和鍵合線(xiàn)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)中脫穎而出。

圖3：汽車(chē)用DirectFET2的各種創(chuàng)新散熱方法選擇
　　
IR將其無(wú)鍵合線(xiàn)策略伸延到所有汽車(chē)用的功率開(kāi)關(guān)。其最新一代的IGBT也具備IR專(zhuān)有的正面金屬可焊技術(shù)，提供完全沒(méi)有鍵合線(xiàn)的芯片連接，也為采用IGBT和二極管的高電壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了雙面散熱概念。據(jù)我所知，IR是首家以裸芯片搭配正面金屬可焊技術(shù)來(lái)推出商用汽車(chē)認(rèn)可IGBT的公司，使擁有硅處理能力的客戶(hù)可以建立和設(shè)計(jì)它們自己的雙面散熱無(wú)鍵合線(xiàn)功率模塊或功率級(jí)。有了IR的正面金屬可焊器件，平常無(wú)法接觸專(zhuān)有硅技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)師，現(xiàn)在也可享受“無(wú)線(xiàn)汽車(chē)電源管理”的世界。
　　
除了裸芯片，IR亦將提供專(zhuān)有的芯片載體解決方案。該方案附有正面金屬可焊IGBT，來(lái)支持那些生產(chǎn)線(xiàn)沒(méi)有能力處理裸芯片的客戶(hù)。最先進(jìn)的高性能IGBT是以非常纖薄的晶圓制造，厚度僅為60到70微米。這些硅晶圓既薄且具彈性，就如紙張一樣，所以必須使用極為專(zhuān)業(yè)的程序和昂貴的器材去處理。很多第一級(jí)和第二級(jí)的系統(tǒng)供應(yīng)商都不愿意投資這種昂貴的器材，也不想經(jīng)歷需要長(zhǎng)久學(xué)習(xí)才會(huì)熟練的纖薄芯片處理過(guò)程，更不希望要承受薄芯片處理期間非常高的良率耗損。