新能源產品之“芯”IGBT基板是如何鑄造的
這是一種複合全控型電壓驅動式功率半導體器件，具有輸入阻抗大、驅動功率小、開關速度快、工作頻率高、飽和壓降低、安全工作區大和可耐高電壓和大電流等一係列優點，大規模應用於電動汽車、電力機車裏的電機驅動以及並網技術、儲能電站、工業領域的高壓大電流場合的交直流電轉換和變頻控製等領域，是電力電子領域中最重要的大功率器件之一。
很多人知道，新能源汽車的成本構成中，最貴的當然是動力電池。但是很少人知道，第二高的就是IGBT。
不懂英語的人可能不明白它的意思，所謂IGBT，翻譯成中文就是“絕緣柵雙極型晶體管芯片”，行外人看了還是不明白。
一句話解釋，IGBT的基本功能就是實現交流電和直流電的轉換。
電動汽車的電池提供400伏直流電，而電動車的電機轉動必須用交流電，通過改變電機的交流電的頻率，來改變電機的轉速，從而精準的改變車輛行駛的速度和加速能力。電動汽車3秒可以加速到100公裏的強悍起步能力，就是因為交流電機轉速啟動特別快，這其中的轉換主要就是IGBT的功勞。
在充電樁上，充電樁從電網上接出來的電流是標準的220伏交流電，而電動汽車的電池充電，需要直流電充電，這就需要IGBT將交流電變成直流電，並把電壓提高到電動車需要的400伏的電壓上，才能給7000節18650電池充電。IGBT的性能直接決定了電動車的充電效率和充電速度。
正因為IGBT 是能源變換與傳輸的核心器件，所以它被稱為新能源產品的“CPU”，作為國家戰略性新興產業，在軌道交通、智能電網、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領域應用極廣。
IGBT 門檻較高，長期以來主要由英飛淩、富士電機等壟斷，不過國內 IGBT 企業也在奮起直追，新參與者也不斷湧入。比如我們萬富鑫的老客戶比亞迪於 2005 年進入IGBT產業，2003年，比亞迪成立深圳比亞迪微電子有限公司（即其“第六事業部”），致力於集成電路及功率器件的開發並提供產品應用的整套解決方案，其IGBT的研發製造主要由比亞迪微電子負責。其推出的 IGBT 4。0 產品在電流輸出、綜合損耗及溫度循環壽命等許多關鍵指標上超越了英飛淩等主流企業的產品，並實現了對外供應；目前，比亞迪已相繼掌握IGBT芯片設計和製造、模組設計和製造、大功率器件測試應用平台、電源及電控等環節，擁有IGBT完整產業鏈。
又如嘉興斯達半導體股份有限公司主要產品為功率半導體元器件，包括IGBT、MOSFET、IPM、FRD、SiC等等。公司成功研發出了全係列IGBT芯片、FRD芯片和IGBT模塊，實現了進口替代。其中IGBT模塊產品超過600種，電壓等級涵蓋100V～3300V，電流等級涵蓋10A～3600A。產品已被成功應用於新能源汽車、變頻器、逆變焊機、UPS、光伏/風力發電、SVG、白色家電等領域。
IGBT的工藝很複雜，作為IGBT的一個關鍵部件即散熱柱型基板的供應商，萬富鑫使用的材料是Al/SiC(鋁碳化矽)複合材料是一種新型的IGBT散熱材料。鋁矽係合金在鑄造鋁合金中品種最多，用量最大的合金，含矽量在10%～25%。有時添加0。2%～0。6%鎂的矽鋁合金，廣泛用於結構件，如殼體、缸體、箱體和框架等。有時添加適量的銅和鎂，能提高合金的力學性能和耐熱性。此類合金廣泛用於製造活塞等部件。Al/SiC是目前公證可以提供良好熱鼓脹係數的材料，大大提升了IGBT功率模塊的性能。經測試可多出5倍的產品壽命。
建模之後，將鋁液倒入壓室內，通過其壓力高速充滿模具型腔，並使鋁液在壓力下凝固從而形成鋁鑄件。可以根據客戶需求把散熱柱型（Pin-Fin）基板可設計成針狀與弧形等。
這種帶針翅的IGBT模塊的散熱結構，應用於IGBT模塊.
然後依據設計要求進行鍛造按粗加工、半精加工、精加工的順序，加工精度逐漸提高。先對基板內表麵和外表麵進行粗加工，然後對內表麵和外表麵進行精加工。鍛壓過程由於結構力學強度等的考慮，會產生一些水口，需要用CNC銑去水口，方便後續加工。在CNC加工過程中，為了控製變形，我們采用二次加工，去應力，最大可能地減少產品變形度。
還可以提供從噴砂陽極氧化到電鍍等所需的表麵處理，包括做成目前市場上流行的金色。
