يتمثل التوجه التصميمي الحالي لوحدات SiC في تحقيق بنية أكثر إحكامًا. ويتحقق ذلك من خلال استخدام تقنيات التلبيد الفضي ثنائي الجانب وربط الأسلاك النحاسية، بالإضافة إلى تصميم ركائز سيراميكية عالية الأداء من نيتريد الألومنيوم (AlN) لألواح PinFin ذات القاعدة النحاسية المبردة بالسائل، ومحطات حثية لمراقبة الإشارات المتعددة (متوافقة مع اللحام والتركيب بالضغط). وتُبذل جهود لتحقيق خسائر منخفضة، وجهد انهيار مرتفع، ومقاومة منخفضة لحالة التشغيل، وكثافة تيار عالية، وموثوقية عالية. ويضمن التصميم الجيد وتكنولوجيا العمليات المتقدمة تعظيم مزايا ترانزستورات MOSFET المصنوعة من كربيد السيليكون في الأجهزة.

تُعدّ أحجام الخلايا الأصغر، ومقاومة التشغيل المنخفضة، وخسائر التبديل الأقل، وتحسين حماية أكسيد البوابة من أهم اتجاهات تطوير تكنولوجيا MOSFET المصنوعة من كربيد السيليكون (SiC). وتنعكس هذه الاتجاهات في أداء أفضل وموثوقية أعلى في التطبيق. علاوة على ذلك، فإن كثافة الطاقة العالية، وخصائص درجة حرارة الوصلات العالية، ومتطلبات التردد العالي لأجهزة SiC تزيد أيضًا من الطلب على تقنيات التغليف الحالية. حاليًا، يركز ابتكار تغليف وحدات الطاقة في الصين بشكل رئيسي على الاتجاهات التالية:

مواد وعمليات توصيل متقدمة لتحمل التغيرات العالية في درجات الحرارة:

الأنواع الثلاثة الرئيسية من ركائز السيراميك والنحاس المستخدمة في وحدات الطاقة هي كما يلي: يتمتع AI2O3-DBC بأعلى مقاومة حرارية ولكن بأقل تكلفة تصنيع؛ يتمتع AlN-DBC بأدنى مقاومة حرارية ولكن صلابة ضعيفة؛ تتميز مادة السيراميك Si3N4-AMB بمقاومة حرارية متوسطة، وصلابة ممتازة، ومعلمات قدرة حرارية متميزة، مما يعزز بشكل كبير قدرة الوحدة على تبديد الحرارة، وقدرة حمل التيار، وكثافة الطاقة. يعتبر Si3N4-AMB مناسبًا بشكل خاص لتطبيقات وحدات SiC المخصصة للسيارات.

مسارات ربط بيني أقصر وتقنيات ربط بيني متقدمة لتقليل الحث الطفيلي لخصائص الأجهزة عالية التردد:

يعد تلبيد الفضة حاليًا تقنية اللحام الأكثر تقدمًا في مجال وحدات SiC. يمكنها تلبية المتطلبات المطلوبة لوحدات الطاقة المخصصة للسيارات بشكل كامل لظروف التشغيل ذات درجات الحرارة العالية والمنخفضة. بالمقارنة مع تقنيات اللحام التقليدية، فإن تلبيد الفضة يحقق صفر فراغات، والتلبيد في درجة حرارة منخفضة للخدمة في درجة حرارة عالية، ويقلل من سمك طبقة اللحام بنسبة 60-70%. إنها مناسبة للتوصيلات البينية للأجهزة ذات درجة الحرارة العالية. يوفر تلبيد الفضة أداءً كهربائيًا وحراريًا أفضل مقارنة بمواد اللحام، مع زيادة 5-6 مرات في التوصيل الكهربائي وزيادة 3-4 مرات في التوصيل الحراري. لقد حاولت العديد من الشركات بالفعل ترقية جميع مواد اللحام التقليدية داخل وحدات الطاقة، بما في ذلك الرقائق والمقاومات وأجهزة الاستشعار، إلى عمليات تلبيد الفضة.

تكامل تصميم هيكل التغليف وطوبولوجيا الدائرة لتحسين الإدارة الحرارية للنظام:

من أجل جعل تصميم المسار الحراري لمنتجات الوحدات أكثر إحكاما وتمكين تصميم متكامل أكثر إحكاما وكفاءة لأنظمة العاكس، فضلا عن تقليل تكاليف النظام الإجمالية، يتم تحقيق تحسينات في تبديد الحرارة والقدرة على حمل التيار من خلال التغييرات في التعبئة والتغليف نماذج. يتم استخدام الهياكل الداخلية ذات الرقائق المتعددة المتوازية، حيث يكون للدوائر المتوازية الرئيسية ودوائر القيادة معلمات متشابهة لضمان مشاركة التيار بين الرقائق المتوازية. يتم تثبيت أجهزة استشعار درجة الحرارة (PTCs) داخل الوحدة، ويتم وضع أجهزة استشعار درجة الحرارة بالقرب من الرقائق في الموضع المركزي للوحدة، مما يتيح الاقتران الحراري الوثيق وقياسات درجة الحرارة المريحة والدقيقة للوحدة.