1. <sup id="vpdjv"><code id="vpdjv"></code></sup>
    2. <tr id="vpdjv"></tr>

      <tr id="vpdjv"></tr>
      <menuitem id="vpdjv"><acronym id="vpdjv"><optgroup id="vpdjv"></optgroup></acronym></menuitem>

      歡迎光顧金蒙新材料官方網站!

      金蒙新材料

      金蒙新材料
      國家高新技術企業
      服務熱線:
      4001149319
      碳化硅
      當前位置:首頁 » 金蒙資訊 » 常見問題解答 » 碳化硅功率器件的低雜散電感封裝技術介紹

      碳化硅功率器件的低雜散電感封裝技術介紹

      文章出處:廣州先進陶瓷展網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2022-09-01 16:56:00【

      目前已有的大部分商用SiC器件仍采用傳統Si器件的封裝方式。傳統封裝技術成熟,成本低,而且可兼容和替代原有Si基器件。但傳統封裝結構導致其雜散電感參數較大,在碳化硅器件快速開關過程中造成嚴重電壓過沖,也導致損耗增加及電磁干擾等問題。

      而雜散電感的大小與開關換流回路的面積相關。其中,金屬鍵合連接方式、元件引腳和多個芯片的平面布局是造成傳統封裝換流回路面積較大的關鍵影響因素。消除金屬鍵合線可以有效減小雜散電感值,將其大小控制在5nH以下。下面就其中典型的封裝結構分別進行介紹。

      ①單管翻轉貼片封裝

      阿肯色大學團隊借鑒BGA的封裝技術,提出了一種單管的翻轉貼片封裝技術。該封裝通過一個金屬連接件將芯片背部電極翻轉到和正面電極相同平面位置,然后在相應電極位置上植上焊錫球,消除了金屬鍵合線和引腳端子。相比于TO-247封裝,體積減小了14倍,導通電阻減小了24%。

      ②DBC+PCB混合封裝

      傳統模塊封裝使用的敷銅陶瓷板(DBC)限定了芯片只能在二維平面上布局,電流回路面積大,雜散電感參數大。然而,將DBC工藝和PCB板相結合,利用金屬鍵合線將芯片上表面的連接到PCB板,控制換流回路在PCB層間,大大減小了電流回路面積,進而減小雜散電感參數。該混合封裝可將雜散電感可控制在5nH以下,體積相比于傳統模塊下降40%

      柔性PCB板結合燒結銀工藝的封裝方式也被用于商業模塊中。采用柔性PCB板取代鍵合線實現芯片的上下表面電氣連接,模塊內部回路寄生電感僅有1.5nH,開關速度大于50kV/s,損耗相比于傳統模塊可降低50%。

      該混合封裝方式結合了2種成熟工藝的優勢,易于制作,可實現低雜散電感以及更小的體積。但PCB板的存在限制了上述封裝方式高溫運行的可靠性

      ③芯片正面平面互連封裝

      除采用柔性PCB板取代金屬鍵合線外,還可使用平面互連的連接方式來實現芯片正面的連接。平面互連的方式不僅可以減小電流回路,進而減小雜散電感、電阻,還擁有更出色的溫度循環特性以及可靠性。

      用于SiC芯片的埋入式封裝也可認為是一種芯片正面的平面直連封裝。該方法將芯片置于陶瓷定位槽中,再用絕緣介質填充縫隙,最后覆蓋掩膜兩面濺射金屬銅,實現電極連接。通過選擇合理的封裝材料,減小了模塊在高溫時的層間熱應力,并能在279℃的高溫下測量模塊的正反向特性。

      平面直連的封裝工藝通過消除金屬鍵合線,將電流回路從DBC板平面布局拓展到芯片上下平面的層間布局,顯著減小了回路面積,可實現低雜散電感參數,與之后介紹的雙面散熱封裝以及三維封裝實現低雜散電感的基本思路相同,只是實現方式略有不同。

      ④雙面散熱封裝技術

      雙面封裝工藝由于可以雙面散熱、體積小,較多用于電動汽車內部IGBT的封裝應用。雙面散熱封裝SiC模塊上下表面均采用DBC板進行焊接,所以可實現上下表面同時散熱。

      該工藝的難點在于,芯片上表面需要進行濺射或電鍍處理使其可焊接,并且在芯片上表面增加金屬墊片、連接柱等來消除同一模塊中不同高度芯片的高度差。再加上SiC芯片普遍面積小,如何保證在上表面有限面積范圍內的焊接質量是該工藝過程中的關鍵。得益于上下DBC的對稱布線與合理的芯片布局,該封裝可將回路寄生電感參數降到3nH以下,模塊熱阻相比于傳統封裝下降38%。

      ⑤三維(3D)封裝技術

      三維封裝技術利用了SiC功率器件垂直型的結構特點,將開關橋臂的下管直接疊在上管之上,消除了橋臂中點的多余布線,可將回路寄生電感降至1nH以下。芯片表面首先經過鍍銅處理,再借由過孔沉銅工藝將芯片電極引出,最后使用PCB層壓完成多層結構。得益于PCB的母排結構,模塊回路電感僅有0.25nH,并可同時實現門極的開爾文連接方式。該封裝的功率密度極高,如何保證芯片溫度控制是一大難點,外層銅厚和表面熱對流系數對芯片散熱影響很大。除功率芯片之外,無源元件如磁芯,電容等均可通過適當的方式嵌入PCB當中以提高功率密度。

      由上述新型結構可以看出,為充分發揮SiC器件的優勢,提高功率密度,消除金屬鍵合線連接是一種趨勢。通過采用各種新型結構,降低模塊回路寄生電感值,減小體積是推進電力電子走向高頻、高效、高功率密度的保證。

      相關資訊

      男人天堂手机在线观看_久综合东京热精品视频_无码亚洲中文字幕2021色_久久高清免费视频一二三区