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新闻动态 > 行业动态 > 导热胶在汽车电子方面的应用（4）

  • 导热胶在汽车电子方面的应用（4）

    5、功率和散热元件最佳化热设计
    功率元件热设计和散热元件最佳化设计解决方案，首先必须依据汽车电子系统所使用的功率元件在正常工作状态下，所表现的性能参数和环境参数，如：汽车环境温度、元件功耗和结温等，进行计算出功率元件结温是否工作在安全结温之内，判断是否需要安装散热元件进行必要的散热作用。一方面透过功率元件所安装散热元件持续地进行散热作用，一方面精密的计算出相对应的散热元热阻，选择1个最佳的散热元件，重新计算出功率元件结温，判断功率元件结温是否在安全结温之内，以及所选散热元件是不是能够完全符合汽车环境的需求。至于所谓符合汽车环境要求的散热元件，则应根据实际汽车工程中进行必要的最佳化设计。

    6、封装技术对电子元件的影响
    从汽车与相关电子系统实际运作条件下，可知汽车电子系统必须要在高温环境下长时间动作，而且在负载的状态下，其温度范围还可能超过200℃。而目前封装技术的发展趋势，已经朝向封装尺寸缩减至最小，让单一功率元件产品提供更佳的电气与抗热效能。随著产品朝著智能功率元件的方向发展，最佳化的半导体元件将整合进单一、更小型的智能功率封装，为汽车电子产品带来所需的尺寸、电气、热量和环保的效能表现，这乃归功于RDS（ON）能降低一般的工作温度，其低电感也使元件适用汽车上高电流同步整流，这些封装并能改善热阻，进一步将工作温度降低。
    基本上，汽车电子设备中所使用的元件与所有一般消费性电子元件一样，车用电子所应用的元件也朝著小型化发展。将控制电路整合于功率元件中，虽然能够降低元件的封装尺寸，但却会给本来已经充满挑战性的封装任务增加复杂性。封装不单只需要为元件提供良好的散热性能之外，同时还要将控制芯片与功率芯片产生的高压和强电流隔离开来。换句话说，汽车电子系统所使用的元件朝向小型化发展，不过却很容易因为散热面积的减少，而使得元件热管理变得更加复杂，即使元件功率维持不变也一样，更别说要如何提高电子元件的功率提升。
    除了必须要提升电子元件的热密度增加之外，运用在汽车各个电子系统中的高温位置，其应用范围包括：引擎室中变速箱位置约为200℃，火星塞周围约为165℃、引擎室内的150℃，以至相对温度较温和的乘座车厢内，最大温度为80℃。根据汽车厂实际验证后发现，1部汽车冷起动的次数高达6,000次左右，其中引擎室内的温度将由40℃循环至150℃。有鉴于此，作为保护半导体元件避免受到过热的环境，以及相关应力的影响，已是封装的重要功能之一。
    另一方面，因应电路小型化与更高温度承受力的持续追求之下，设计人员更必须充分了解功率半导体元件对于热的极限为何，以及汽车电子系统对于散热系统的管理技术，唯有如此，只有这样才能确保所设计产品能继续满足市场所要求的可靠性，使得封装技术的发展不单只是作为装载的元件界面，更绝对是功能强大的解决方案。
    为了能够让元件满足汽车标准上的要求，高导热灌封胶先进封装技术的发展不单只是作为装载的元件界面之外，更绝对是功能强大的解决方案。
    7、用汽车质量标准发展车用电子元件
    目前汽车电子的应用市场，就像过去10几年前的军事电子应用市场，除了许多汽车所制定的产业标准之外，客制化的特殊要求也逐渐增多。而所谓客制化的规则，不绝对是汽车产业准则而是例外要求，才得以进一步确保元件在温度范围更大的汽车环境操作时，仍能提供最高的质量与可靠性，如此一来就必须在下列领域进行更多评估，包括：半导体元件采用目标封装技术，能够在最佳的建议操作条件下检查其可靠性与电子迁移性、操作温度范围内的电气特性，以及封装材料在更大温度范围下的效能确认。
    一般来说，汽车电子系统的认证程序通常必须符合AECQ-100的要求，又称之为通常称为生产性零件核准程序（Production Part Approval Process；PPAP）必须获得客户认可，才能将这些零件用于生产。这是针对集成电路制订的Q100规格，或针对分离元件制订的Q101规格要求，其中的测试包括：工作寿命、温度／湿度／偏压测试。比方说：电子元件功率的循环作用、汽车内外部温度循环，及高温下反向偏压（HTRB），最后透过特殊的汽车认证过程，就能确保质量系统与规格能持续满足汽车客户的要求。

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