Hướng thiết kế hiện tại cho các mô-đun SiC là đạt được cấu trúc nhỏ gọn hơn. Điều này được thực hiện thông qua việc sử dụng công nghệ liên kết dây đồng và thiêu kết bạc hai mặt, cũng như thiết kế chất nền gốm nhôm nitride (AlN) hiệu suất cao cho bo mạch PinFin đế đồng làm mát bằng chất lỏng và thiết bị đầu cuối cảm ứng cho đa tín hiệu. giám sát (tương thích với hàn và lắp ép). Những nỗ lực đang được thực hiện để đạt được tổn thất thấp, điện áp đánh thủng cao, điện trở trạng thái thấp, mật độ dòng điện cao và độ tin cậy cao. Thiết kế tốt và công nghệ xử lý tiên tiến đảm bảo rằng các ưu điểm của MOSFET cacbua silic được phát huy tối đa trong các thiết bị.

Kích thước tế bào nhỏ hơn, điện trở thấp hơn, tổn thất chuyển mạch thấp hơn và khả năng bảo vệ oxit cổng được cải thiện là xu hướng phát triển chính của công nghệ MOSFET silicon cacbua (SiC). Những xu hướng này phản ánh hiệu suất tốt hơn và độ tin cậy cao hơn trong ứng dụng. Hơn nữa, mật độ năng lượng cao, đặc tính nhiệt độ tiếp giáp cao và yêu cầu tần số cao của thiết bị SiC cũng đặt ra yêu cầu cao hơn đối với các công nghệ đóng gói hiện có. Hiện nay, việc đổi mới bao bì mô-đun điện ở Trung Quốc chủ yếu tập trung vào các hướng sau:

Các vật liệu và quy trình kết nối tiên tiến để chịu được sự thay đổi nhiệt độ cao hơn:

Ba loại chất nền gốm-đồng chính được sử dụng trong mô-đun điện như sau: AI2O3-DBC có khả năng chịu nhiệt cao nhất nhưng chi phí sản xuất thấp nhất; AlN-DBC có độ bền nhiệt thấp nhất nhưng độ bền kém; Vật liệu gốm Si3N4-AMB có khả năng chịu nhiệt trung bình, độ bền tuyệt vời và các thông số công suất nhiệt vượt trội, giúp nâng cao đáng kể khả năng tản nhiệt, khả năng mang dòng và mật độ năng lượng của mô-đun. Si3N4-AMB đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng mô-đun SiC cấp ô tô.

Đường dẫn kết nối ngắn hơn và công nghệ kết nối tiên tiến để giảm độ tự cảm ký sinh đối với các đặc tính của thiết bị tần số cao:

Thiêu kết bạc hiện là công nghệ hàn tiên tiến nhất trong lĩnh vực module SiC. Nó hoàn toàn có thể đáp ứng các yêu cầu khắt khe của mô-đun điện cấp ô tô trong điều kiện vận hành ở nhiệt độ cao và thấp. So với các kỹ thuật hàn truyền thống, quá trình thiêu kết bạc đạt được độ rỗng bằng 60, quá trình thiêu kết ở nhiệt độ thấp cho dịch vụ nhiệt độ cao và giảm độ dày lớp hàn xuống 70-5%. Nó phù hợp cho các kết nối thiết bị nhiệt độ cao. Quá trình thiêu kết bạc mang lại hiệu suất điện và nhiệt tốt hơn so với vật liệu hàn, với độ dẫn điện tăng 6-3 lần và độ dẫn nhiệt tăng 4-XNUMX lần. Nhiều công ty đã cố gắng nâng cấp tất cả các vật liệu hàn truyền thống bên trong các mô-đun điện, bao gồm chip, điện trở và cảm biến, lên quy trình thiêu kết bạc.

Tích hợp thiết kế cấu trúc bao bì và cấu trúc liên kết mạch để quản lý nhiệt hệ thống tốt hơn:

Để làm cho thiết kế đường dẫn nhiệt của các sản phẩm mô-đun nhỏ gọn hơn và cho phép thiết kế hệ thống biến tần nhỏ gọn và hiệu quả hơn, cũng như giảm hơn nữa chi phí hệ thống tổng thể, những cải tiến về tản nhiệt và khả năng mang dòng điện đã đạt được thông qua những thay đổi về bao bì. các hình thức. Cấu trúc bên trong với nhiều chip kết nối song song được sử dụng, trong đó các mạch song song chính và mạch điều khiển có các tham số tương tự nhau để đảm bảo chia sẻ dòng điện giữa các chip song song. Cảm biến nhiệt độ (PTC) được lắp đặt bên trong mô-đun và PTC được đặt gần các chip ở vị trí trung tâm của mô-đun, cho phép ghép nhiệt chặt chẽ và đo nhiệt độ mô-đun một cách thuận tiện và chính xác.