当一些电力电子产品供应商仍在改进标准模块中的焊接连接时，焊点无压力接触技术（SKiM模块）因其高功率循环能力已成为顶级电力电子模块解决方案。

混合动力或纯电动汽车的电力驱动系统对运行环境的要求主要有：环境温度、功率、温度循环能力及模块尺寸。新型混合动力汽车中将使用单一冷却回路：在汽车正常运行时，水温将达105℃；在降低额定功率运行时，水温可上升到120℃。但是电力电子器件的最高额定环境温度应大于125℃。为了实现这一目标，紧凑型的封装结构、耐振动和抗冲击的稳健设计是必须的，只有当承受的最大半导体结温高于150℃时，才能实现105℃冷却温度下的高功率密度。

由于焊接疲劳的原因，带底板的焊接式功率模块的功率循环能力在较高运行温度下会大幅度地下降，因而各种材料热膨胀系数的相互匹配和先进的封装及绑定技术成为设计成功的关键。其中，最为关键的问题是铜底板和DBC基板之间的材料热膨胀系数。因为铜底板和DBC基板之间存在大面积的焊接连接，该连接层在被动温度循环中大多存在热应力状态，主要原因是焊料疲劳导致热阻增加和早期模块故障。温度变化越大，进入疲劳状态就越快。如果采用无铜底板和无焊接压力的接触式模块，情况正好相反。在SKiM模块中，一个新开发的基于层叠母线的压力系统将带芯片的基板直接压置在散热器上，由于每个IGBT和二极管芯片都有各自至主端子的连接，因此并联芯片间的电流分布是很均匀的，而且封装电阻RCC' +EE'小。同时，由于DBC基板和散热器之间的大面积连接没有采用焊接的方式，根据温度循环可靠性，基板可以在散热器上几乎不受限制地“移动”。

在选择合适的铜底板材料过程中，基于成本和高功率密度的要求，铝碳化硅（AlSiC）由于热性能相对较差，对铜底板来说并不合适，取而代之的是SEMIKRON公司开发的SKiiP技术——一个无底板的压接系统。该系统采用了压力连接，从而完全消除了大面积的焊接连接。当前，SKiiP技术已针对新SKiM汽车模块概念做了进一步改进（见图1），以确保模块的有效、可靠和耐用。

图1  焊点无压力接触模块SKiM  63

SKiM IGBT模块系列的电路带有3个独立半桥器件，每个半桥都有自己的直流端子并集成了一个负温度系数传感器（NTC）。控制IGBT的辅助触点是无焊接的弹簧连接，IGBT驱动器可安装在模块的顶部进行电气连接，因为高度都是17mm，DC和AC端子具有相同的DC端子位置和构造原则，这使得该模块成为不同电流等级下模块化设计的最佳选择。

SEMIKRON公司的新型SKiM IGBT模块具有稳健的高功率模块设计，提高了无底板的压力接点模块设计水平，成为混合动力电动汽车和其他高端应用的理想选择。与带底板且内部主端子采用焊接方式的模块相比（见图2），无底板且采用无焊接压力技术的SKiM模块的温度循环能力提高了5倍。

图2   SKiM和带底板的焊接型标准模块之间的对比

减少CO2的排放和可持续性发展是当前汽车行业的流行语。为了应对环境的挑战，变速驱动势必成为汽车市场的一个重要的组成部分，SKiM模块就是专为快速增长的混合动力、电动汽车、巴士等汽车市场而开发的。