汽车级IGBT在混合动力车中的应用
通常，逆变器设计主要考虑IGBT Tjmax(最高结温)的限制，但在混合动力车应用中，逆变器较少处于恒定工况，加速、巡航、减速都会带来电流、电压的改变，由此带来的ΔTj(结温快速变化)将会更大程度影响IGBT的寿命，IGBT导通电流波动时，绑定线也会随之摆动，对绑定线和IGBT芯片连接可靠性有较大的影响，反复的摆动可能导致绑定线寿命的耗尽(EOL， End of Life)，例如绑定线和IGBT芯片焊接脱落、绑定线断裂等，直接导致IGBT的损坏。
为了模拟汽车运行工况，针对HEV频繁的加速、减速、巡航带来的电流冲击，英飞凌定义了“秒级功率循环试验”(power cycling second，电流加热，外部水冷冷却)，通过加速老化试验，模拟电气冲击下绑定线的焊接可靠性，英飞凌汽车级IGBT需要承受ΔTj=60k，最大节温150℃，0.5s < tcycl<5s，150kc次功率循环而不损坏。
相对传统工业模块主要有以下几点改进：
● 绑定线材料改进;
● 芯片结构加强;
● 绑定线连接回路优化;
● 优化后的焊接工艺。
逆变器在HEV中，通常位于前舱靠近发动机或位于传动机构附近，IGBT模块将承受较高的环境温度和温度变化，对IGBT模块内部焊接层有较大影响。
IGBT模块由多层不同材料组成(见图3)，每种材料具有不同的CTE(热膨胀系数)，CTE的差别会影响功率模块的使用寿命，当模块使用时，温度的变化会在不同层间产生机械应力而导致焊接脱落，我们的目标是选用热膨胀系数差别尽可能小的材料来进行焊接组合。但另一方面，即使它们的热膨胀系数十分匹配，因为材料本身的成本可能会太高，或者在生产过程中难以被加工或加工成本太高。例如列车牵引应用中的AlSiC基板。热膨胀系数和衬底几乎相同，因此有更好的热循环特性。但对混合动力车应用因成本过高而很难被接受。
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