混合动力汽车（HEV）和电动汽车（EV）逐渐被市场接受，这为电子行业创造了许多商机。尽管近年来，典型的汽车材料清单中电子组件的比例逐渐增加，但是使用电牵引有望成为将现代汽车转变为电子设备的重要发展。作为混合动力或纯电动汽车的高压基础设备的一部分，IGBT转换器电源模块是用于控制牵引电机传动系统的关键组件。一个典型的模块包括一个三相全桥转换器，该转换器由6个IGBT开关和几个续流二极管组成，如图1所示。每个开关位置可以使用几个IGBT组件，以达到所需的额定电流和导通状态。反抗。图1：典型的HEV / EV电源模块的三相转换器。如果电动机的额定功率为100Kw（相当于134马力），则效率为97％的模块将以热量的形式耗散约3kW的能量。如果模块要提供令人满意的可靠性，那么有效散热是关键。现代内燃机车辆已经建立了高可靠性标准，并且电动车辆必须满足这些标准以便被消费者接受。提高模块的可靠性。提高模块可靠性和额定功率的措施包括采用芯片IGBT和优化模块结构，以最大程度地减小因焦耳热引起的寄生电损耗，并使IGBT晶片和模块基板之间的热阻达到最低。与第一代混合动力汽车中使用的功率模块相比，当今模块的典型热堆叠已大大简化，从而最大程度地减少了晶片与模块基板之间的热阻。基板可以具有大量的散热器以实现空气冷却，或更常见的是，使用水/乙二醇混合物进行液体冷却。典型的现代IGBT电源模块的热叠加和电触点如图2所示。图2：典型的IGBT电源模块的结构。至于IGBT，它适合于在现代大功率应用中需要高达300A（或更高）电流处理能力的组件。这导致晶圆尺寸高达100mm2（或更高）。此外，最新一代的元件是使用超薄晶圆技术制造的，晶圆厚度为100um（或更小），从而最大程度地缩短了电路路径长度，不仅进一步提高了导电性能，而且降低了电流负荷。帮助提高开关效率。同时，超薄晶圆技术还增强了散热能力。然而，超薄晶圆对模块制造商提出了艰巨的生产挑战，最终可能导致生产线成品率下降。模块通常使用IGBT裸晶组装，从而抵消了与二次封装相关的任何无芯片封装电阻（DFPR）和封装热阻（RTHj-c），从而提高了能源效率和热性能。大型超薄晶圆在通过负载电流喷射过程中或后续处理过程中可能会破裂。尽管有时必须使用特殊的处理设备，但是当模块经受热循环时，较大的晶圆尺寸可能会直接影响可靠性。较大的晶片尺寸将导致晶片与模块基板之间的CTE严重错位，这将在焊接的芯片连接器或晶片上产生更大的应力。经过许多次热循环后，芯片连接器逐渐退化，导致IGBT晶片和基板之间的热阻增加。这可能会导致过热，进而降低性能，并最终导致模块过早失效。制造商可以通过将晶圆焊接到直接键合铜（DBC）基板上来减少材料之间CTE不匹配对结构的影响。这种类型的组装使用铝焊线（参见图2）将IGBT发射极连接到模块端子，通常使用几根粗线，直径在0.25mm（0.01英寸）至0.5mm（0.02英寸）之间。可靠性测试表明，键合线和沉积金属之间的界面容易疲劳，从而限制了模块的使用寿命。在最终测试中，模块制造商遇到了又一个挑战性的生产良率。他们通常无法在封装前以全工作电流测试功率半导体芯片。因此，某些与芯片相关的故障情况可能仅在组装模块的最终测试期间才发现，从而降低了良率。