La dirección de diseño actual para los módulos de SiC es lograr una estructura más compacta. Esto se logra mediante el uso de tecnologías de unión de cables de cobre y sinterización de plata de doble cara, así como el diseño de sustratos cerámicos de nitruro de aluminio (AlN) de alto rendimiento para placas PinFin con base de cobre refrigeradas por líquido y terminales de inducción para señales múltiples. Monitorización (compatible con soldadura y pressfitting). Se están realizando esfuerzos para lograr bajas pérdidas, alto voltaje de ruptura, baja resistencia en estado encendido, alta densidad de corriente y alta confiabilidad. Un buen diseño y una tecnología de proceso avanzada garantizan que las ventajas de los MOSFET de carburo de silicio se maximicen en los dispositivos.

Un tamaño de celda más pequeño, una menor resistencia de encendido, menores pérdidas de conmutación y una protección mejorada contra el óxido de puerta son las principales tendencias de desarrollo de la tecnología MOSFET de carburo de silicio (SiC). Estas tendencias se reflejan en un mejor rendimiento y una mayor confiabilidad en la aplicación. Además, la alta densidad de potencia, las características de alta temperatura de unión y los requisitos de alta frecuencia de los dispositivos de SiC también aumentan las exigencias de las tecnologías de embalaje existentes. Actualmente, la innovación en el empaquetado de módulos de potencia en China se centra principalmente en las siguientes direcciones:

Materiales y procesos de conexión avanzados para soportar mayores variaciones de temperatura:

Los tres tipos principales de sustratos de cerámica y cobre utilizados en los módulos de potencia son los siguientes: AI2O3-DBC tiene la mayor resistencia térmica pero el menor costo de fabricación; AlN-DBC tiene la resistencia térmica más baja pero poca tenacidad; El material cerámico Si3N4-AMB tiene resistencia térmica intermedia, excelente tenacidad y excelentes parámetros de capacidad térmica, lo que mejora en gran medida la capacidad de disipación de calor, la capacidad de transporte de corriente y la densidad de potencia del módulo. Si3N4-AMB es particularmente adecuado para aplicaciones de módulos de SiC de grado automotriz.

Rutas de interconexión más cortas y tecnologías de interconexión avanzadas para reducir la inductancia parásita de las características de los dispositivos de alta frecuencia:

La sinterización de plata es actualmente la tecnología de soldadura más avanzada en el campo de los módulos de SiC. Puede cumplir plenamente con los exigentes requisitos de los módulos de potencia de grado automotriz para condiciones de funcionamiento de alta y baja temperatura. En comparación con las técnicas de soldadura tradicionales, la sinterización de plata logra cero huecos, sinterización a baja temperatura para servicio a alta temperatura y reduce el espesor de la capa de soldadura en un 60-70%. Es adecuado para interconexiones de dispositivos de alta temperatura. La sinterización de plata ofrece un mejor rendimiento eléctrico y térmico en comparación con los materiales de soldadura, con un aumento de 5 a 6 veces en la conductividad eléctrica y un aumento de 3 a 4 veces en la conductividad térmica. Muchas empresas ya han intentado actualizar todos los materiales de soldadura tradicionales dentro de los módulos de potencia, incluidos chips, resistencias y sensores, a procesos de sinterización de plata.

Integración del diseño de la estructura del empaque y la topología del circuito para una mejor gestión térmica del sistema:

Para hacer que el diseño de la ruta térmica de los productos modulares sea más compacto y permitir un diseño integrado más compacto y eficiente de los sistemas inversores, así como reducir aún más los costos generales del sistema, se logran mejoras en la disipación de calor y la capacidad de transporte de corriente a través de cambios en el empaque. formas. Se utilizan estructuras internas con múltiples chips conectados en paralelo, donde los circuitos paralelos principales y los circuitos de conducción tienen parámetros similares para garantizar el intercambio de corriente entre los chips paralelos. Los sensores de temperatura (PTC) se instalan dentro del módulo y los PTC se colocan cerca de los chips en la posición central del módulo, lo que permite un acoplamiento térmico cercano y mediciones de temperatura convenientes y precisas del módulo.