La conception actuelle des modules SiC vise à obtenir une structure plus compacte. Cet objectif est atteint grâce à l'utilisation de technologies de frittage d'argent double face et de soudure par fils de cuivre, ainsi qu'à la conception de substrats céramiques en nitrure d'aluminium (AlN) hautes performances pour les cartes PinFin à base de cuivre refroidies par liquide, et de bornes à induction pour la surveillance multi-signaux (compatibles avec le soudage et l'emmanchement). Des efforts sont déployés pour obtenir de faibles pertes, une tension de claquage élevée, une faible résistance à l'état passant, une densité de courant élevée et une fiabilité élevée. Une conception soignée et une technologie de procédé avancée garantissent l'optimisation des avantages des MOSFET en carbure de silicium dans les dispositifs.

Des cellules plus petites, une résistance à l'état passant plus faible, des pertes de commutation plus faibles et une meilleure protection de l'oxyde de grille sont les principales tendances de développement de la technologie MOSFET en carbure de silicium (SiC). Ces tendances se traduisent par de meilleures performances et une plus grande fiabilité des applications. De plus, la forte densité de puissance, les caractéristiques de température de jonction élevées et les exigences de fréquence élevée des dispositifs SiC augmentent également les exigences des technologies de conditionnement existantes. Actuellement, l'innovation en matière de conditionnement des modules de puissance en Chine se concentre principalement sur les axes suivants :

Matériaux et processus de connexion avancés pour résister à des variations de température plus élevées :

Les trois principaux types de substrats céramique-cuivre utilisés dans les modules de puissance sont les suivants : AI2O3-DBC a la résistance thermique la plus élevée mais le coût de fabrication le plus bas ; AlN-DBC a la plus faible résistance thermique mais une faible ténacité ; Le matériau céramique Si3N4-AMB présente une résistance thermique intermédiaire, une excellente ténacité et des paramètres de capacité thermique exceptionnels, ce qui améliore considérablement la capacité de dissipation thermique, la capacité de transport de courant et la densité de puissance du module. Le Si3N4-AMB est particulièrement adapté aux applications de modules SiC de qualité automobile.

Chemins d'interconnexion plus courts et technologies d'interconnexion avancées pour réduire l'inductance parasite pour les caractéristiques des appareils haute fréquence :

Le frittage d'argent est actuellement la technologie de soudage la plus avancée dans le domaine des modules SiC. Il peut répondre pleinement aux exigences exigeantes des modules d'alimentation de qualité automobile pour des conditions de fonctionnement à haute et basse température. Par rapport aux techniques de brasage traditionnelles, le frittage d'argent permet d'obtenir un frittage à basse température sans vide pour un service à haute température et réduit l'épaisseur de la couche de soudure de 60 à 70 %. Il convient aux interconnexions d’appareils à haute température. Le frittage d'argent offre de meilleures performances électriques et thermiques par rapport aux matériaux de soudure, avec une conductivité électrique 5 à 6 fois supérieure et une conductivité thermique 3 à 4 fois supérieure. De nombreuses entreprises ont déjà tenté de mettre à niveau tous les matériaux de soudure traditionnels à l'intérieur des modules de puissance, y compris les puces, les résistances et les capteurs, vers des processus de frittage d'argent.

Intégration de la conception de la structure de l'emballage et de la topologie des circuits pour une meilleure gestion thermique du système :

Afin de rendre la conception du chemin thermique des produits modulaires plus compacte et de permettre une conception intégrée plus compacte et plus efficace des systèmes d'onduleurs, ainsi que de réduire davantage les coûts globaux du système, des améliorations de la dissipation thermique et de la capacité de transport de courant sont obtenues grâce à des modifications de l'emballage. formes. Des structures internes avec plusieurs puces connectées en parallèle sont utilisées, où les principaux circuits parallèles et circuits de commande ont des paramètres similaires pour assurer le partage de courant entre les puces parallèles. Des capteurs de température (PTC) sont installés à l'intérieur du module et les PTC sont placés à proximité des puces en position centrale du module, permettant un couplage thermique étroit et des mesures de température pratiques et précises du module.