SiC功率模块封装技术及展望

摘要
管式热交换器
环保防尘网SiC MOSFET器件的集成化、高频化和高效化需求,对功率模块封装形式和工艺提出了更高的要求。本文中总结了近年来封装形式的结构优化和技术创新,包括键合式功率模块的金属键合线长度、宽度和并联数量对寄生电感的影响,直接覆铜(DBC)的陶瓷基板中陶瓷层的面积和高度对寄生电容的影响,以及采用叠层换流技术优化寄生参数等成果;综述了双面散热结构的缓冲层厚度和形状对散热指标和应力与形变的影响;汇总了功率模块常见失效机理和解决措施,为模块的安全使用提供参考。最后探讨了先进烧结银技术的要求和关键问题,并展望了烧结封装技术和材料的发展方向。
鼠标笔前言
pm2.5监测近几十年来,以新发展起来的第3代宽禁带功率半导体材料碳化硅(SiC)为基础的功率半导体器件,凭借其优异的性能备受人们关注。SiC与第1代半导体材料硅(Si)、锗(Ge)和第2代半导体材料砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、GaAsAl、GaAsP 等化合物相比,其禁带宽度更宽,耐高温特性更强,开关频率更高,损耗更低,稳定性更好,被广泛应用于替代硅基材料或硅基材料难以适应的应用场合。
(1)禁带宽度更宽:SiC 的禁带宽度比Si高3倍以上,使其能耐受的击穿场强更高(临界击穿场强是Si基的10倍以上),故器件能承受的峰值电压更高、能输出的功率更大。相同电压等级下,SiC功率半导体器件的漂移区可以做得更薄,可使整体功率模块的尺寸更小,极大地提高了整个功率模块的功率密度。另外,导通电阻R on 与击穿场强的三次方成反比例关系,耐击穿场强的能力高,导通电阻小,减小了器件开关过程中的导通损耗,提升了功率模块的效率。
(2)耐温更高:可以广泛地应用于温度超过600 ℃的高温工况下,而Si基器件在600 ℃左右时,由于超过其耐热能力而失去阻断作用。碳化硅极大提高了功率器件的耐高温特性。
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(3)热导率更高:SiC器件的热导率比Si高3倍以上,高导热率提升了器件和功率模块的散热能力,减低了对散热系统的要求,有利于提高功率模块的功率密度。通乳器

本文发布于:2024-09-22 19:33:09,感谢您对本站的认可!

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