新能源汽車功率器件：SIC 與 IGBT 的區(qū)別

一、SIC 與 IGBT 的區(qū)別

SIC（碳化硅）和 IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）在新能源汽車中的應(yīng)用存在多方面的區(qū)別。

·         工作特性：IGBT 是一種雙極型器件，結(jié)合了 MOSFET 的高輸入阻抗和雙極晶體管的低導(dǎo)通壓降，適用于中高壓（600V 以上）和中低頻（20kHz 以下）的應(yīng)用。而 SIC 是一種寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有高擊穿電場、高熱導(dǎo)率、高飽和電子漂移速率等特點，能夠?qū)崿F(xiàn)高耐壓（1200V 以上）和高速（1MHz 以上）的單極型 MOSFET。

·         導(dǎo)通電阻：SICMOSFET 具有更低的導(dǎo)通電阻，這意味著在相同電流通過時，SIC 產(chǎn)生的熱量更少，效率更高。相比之下，IGBT 的導(dǎo)通電阻相對較高。

·         芯片面積：SIC 由于導(dǎo)通電阻低，所需的芯片面積更小，有利于實現(xiàn)器件的小型化。而 IGBT 通常需要較大的芯片面積來滿足性能要求。

·         開關(guān)損耗：SIC 不存在尾電流現(xiàn)象，開關(guān)損耗非常小，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的開關(guān)頻率。IGBT 存在尾電流現(xiàn)象，關(guān)斷時會導(dǎo)致關(guān)斷損耗增加，開關(guān)速度降低。

·         開關(guān)速度：SIC 具有更快的開關(guān)速度，能夠提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和工作頻率。IGBT 的開關(guān)速度相對較慢。

·         工作溫度：SIC 可以在更高的溫度下工作，通常能達到 200℃或以上。IGBT 的工作溫度相對較低。

·         成本與工藝：IGBT 具有更成熟的工藝、更低的成本、更多的封裝選擇以及更好的兼容性。SIC 在制造工藝和成本方面面臨挑戰(zhàn)，目前成本較高。

二、新能源汽車中 SIC 功率器件的特點

SIC 功率器件在新能源汽車應(yīng)用中具有顯著的特點：

·         高效節(jié)能：導(dǎo)通電阻低，能有效降低能量損耗，提高能源利用效率。

·         小型輕量化：芯片面積小，有助于減小器件體積和重量，優(yōu)化車輛布局。

·         高溫工作能力：可在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作，適應(yīng)汽車復(fù)雜的工作條件。

·         快速開關(guān)：開關(guān)速度快，能夠提升系統(tǒng)的響應(yīng)速度和工作頻率。

·         提升續(xù)航里程：降低功耗，有助于增加新能源汽車的續(xù)航里程。

三、新能源汽車中 IGBT 功率器件的特點

IGBT 在新能源汽車中的特點包括：

·         綜合性能優(yōu)勢：具有輸入阻抗大、驅(qū)動功率小、開關(guān)速度快、工作頻率高、飽和壓降低、安全工作區(qū)大以及可耐高電壓和大電流等一系列優(yōu)點。

·         廣泛適用性：被大規(guī)模應(yīng)用于電動汽車、電力機車?yán)锏碾姍C驅(qū)動以及并網(wǎng)技術(shù)、儲能電站、工業(yè)領(lǐng)域的高壓大電流場合的交直流電轉(zhuǎn)換和變頻控制等領(lǐng)域。

·         成本與技術(shù)成熟度：雖然對生產(chǎn)廠商技術(shù)要求較高，但其成本相對較低，且技術(shù)成熟，市場供應(yīng)穩(wěn)定。

四、新能源汽車 SIC 和 IGBT 性能對比

在新能源汽車的不同工況下，SIC 和 IGBT 的性能表現(xiàn)存在差異：

·         效率提升：SIC 的功耗降低了 60 - 80%，效率提升了 1 - 3%。

·         續(xù)航里程：采用 SIC 有助于增加車輛的續(xù)航里程，而 IGBT 在這方面相對較弱。

·         工作溫度：SIC 能在更高溫度下工作，而 IGBT 工作溫度相對較低。

五、新能源汽車 SIC 與 IGBT 應(yīng)用案例分析

在新能源汽車領(lǐng)域，SIC 和 IGBT 都有各自的應(yīng)用案例：

·         SIC 應(yīng)用：例如特斯拉 Model 3 采用 SiCMOSFET 來提升電驅(qū)系統(tǒng)的工作效率及充電效率。

·         IGBT 應(yīng)用：許多傳統(tǒng)車企的新能源車型在電機驅(qū)動器等部件中廣泛使用 IGBT。

綜上所述，SIC 和 IGBT 在新能源汽車功率器件領(lǐng)域各有優(yōu)劣，車企會根據(jù)車輛的性能需求、成本控制等因素來選擇合適的功率器件。

IGBT芯片封裝清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導(dǎo)致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

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