Текущее направление проектирования модулей SiC заключается в достижении более компактной структуры. Это достигается за счет использования технологий двустороннего спекания серебром и соединения медных проводов, а также разработки высокопроизводительных керамических подложек из нитрида алюминия (AlN) для плат PinFin с медным основанием с жидкостным охлаждением и индукционных клемм для многосигнальных устройств. мониторинг (совместим со сваркой и запрессовкой). Прилагаются усилия для достижения низких потерь, высокого напряжения пробоя, низкого сопротивления в открытом состоянии, высокой плотности тока и высокой надежности. Хорошая конструкция и передовые технологические процессы гарантируют максимальное использование преимуществ карбидокремниевых МОП-транзисторов в устройствах.

Меньший размер ячейки, меньшее сопротивление в открытом состоянии, меньшие потери переключения и улучшенная оксидная защита затвора являются основными тенденциями развития технологии карбидокремниевых (SiC) MOSFET-транзисторов. Эти тенденции отражаются в улучшении производительности и большей надежности в применении. Более того, высокая плотность мощности, высокие температурные характеристики перехода и высокочастотные требования к SiC-устройствам также повышают требования к существующим технологиям упаковки. В настоящее время инновации в области упаковки силовых модулей в Китае в основном сосредоточены на следующих направлениях:

Усовершенствованные соединительные материалы и процессы, позволяющие выдерживать более высокие перепады температур:

Основные три типа керамико-медных подложек, используемых в силовых модулях, следующие: AI2O3-DBC имеет самое высокое термическое сопротивление, но самую низкую стоимость производства; AlN-DBC имеет самое низкое термическое сопротивление, но плохую ударную вязкость; Керамический материал Si3N4-AMB обладает средней термической стойкостью, превосходной прочностью и выдающимися параметрами теплоемкости, что значительно повышает способность модуля рассеивать тепло, допустимую нагрузку по току и плотность мощности. Si3N4-AMB особенно подходит для применения в модулях SiC автомобильного класса.

Более короткие пути соединения и передовые технологии соединения для уменьшения паразитной индуктивности для улучшения характеристик высокочастотных устройств:

Спекание серебра в настоящее время является самой передовой технологией сварки в области модулей SiC. Он может полностью удовлетворить строгие требования к силовым модулям автомобильного класса для условий эксплуатации при высоких и низких температурах. По сравнению с традиционными методами пайки, спекание серебром обеспечивает отсутствие пустот, низкотемпературное спекание для работы при высоких температурах и уменьшает толщину слоя припоя на 60-70%. Подходит для соединений высокотемпературных устройств. Спекание серебра обеспечивает лучшие электрические и тепловые характеристики по сравнению с материалами для пайки: электропроводность увеличивается в 5-6 раз, а теплопроводность - в 3-4 раза. Многие компании уже пытались модернизировать все традиционные припои внутри силовых модулей, включая микросхемы, резисторы и датчики, с помощью процессов спекания серебром.

Интеграция конструкции корпуса и топологии схемы для лучшего управления температурой системы:

Чтобы сделать конструкцию теплового пути модульных изделий более компактной и обеспечить более компактную и эффективную интегрированную конструкцию инверторных систем, а также еще больше снизить общую стоимость системы, улучшение рассеивания тепла и токовой нагрузки достигается за счет изменений в упаковке. формы. Используются внутренние структуры с несколькими параллельно соединенными микросхемами, в которых основные параллельные цепи и схемы управления имеют одинаковые параметры, чтобы обеспечить распределение тока между параллельными микросхемами. Датчики температуры (PTC) устанавливаются внутри модуля, а PTC размещаются рядом с микросхемами в центральном положении модуля, что обеспечивает тесную тепловую связь и удобные и точные измерения температуры модуля.