第15讲：高压SiC模块封装技术
发布日期：2025-09-06 01:49
为了实现低碳社会，能够高效电能变换的电力电子技术正在扩展到消费、工业、电气化铁路、汽车、太阳能发电和风力发电等各个领域。其中，功率模块在控制电流方面发挥着重要作用，需要减少运行过程中的损耗，减小封装尺寸，并提高功率密度。近年来备受关注的SiC（碳化硅）与以往的Si（硅）相比具有高速开关且低损耗的特点，能够飞跃性地提高性能，因此被期待为下一代的功率器件。此外，由于SiC能够高温工作，因此可以通过减小封装尺寸来促进功率单元的小型化，但为此，需要开发能够应对高温工作的封装材料和结构。
在封装开发过程中，我们提高了键合材料和灌封材料等各部件的耐热性，并开发了对应的工艺技术，特别是提高了对温度循环寿命有影响的键合部位的可靠性，实现了高质量和高可靠性。通过应用这些技术，我们开发了一种支持芯片工作温度（Tjop）175℃高温运行的封装。
图1显示了开发的高温工作全SiC功率模块（FMF185/375/750DC-66A）的封装外观，图2显示了主要结构（示意图）。作为支持175℃高温运行的封装结构，在底板上使用耐高温焊锡来连接耐高温绝缘基板，在绝缘基板上使用Ag烧结技术键合芯片。芯片上面的电极和绝缘基板金属层用Al线连接，与外部电气连接的电极与绝缘基板金属层进行US键合。外壳安装在底板上，内部填充了耐高温灌封材料。
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