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碳化硅功率器件的多功能集成封裝技術和散熱技術介紹

文章出處:廣州先進陶瓷展網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2022-09-03 16:45:00【

碳化硅器件的出現推動了電力電子朝著小型化的方向發展,其中集成化的趨勢也日漸明顯。瓷片電容的集成較為常見,通過將瓷片電容盡可能靠近功率芯片可有效減小功率回路寄生電感參數,減小開關過程中的震蕩、過沖現象。但目前瓷片電容不耐高溫,所以并不適宜于碳化硅的高溫工作情況。

驅動集成技術也逐漸引起了人們的重視,三菱、英飛凌等公司均提出了SiC智能功率模塊(IPM),將驅動芯片以及相關保護電路集成到模塊內部,并用于家電等設備當中。此外,還有EMI濾波器集成,溫度、電流傳感器集成、微通道散熱集成等均有運用到碳化硅封裝設計當中。

散熱技術也是電力電子系統設計的一大重點和難點。設計中,通常是將單管或模塊貼在散熱器上,再通過風冷或者液冷進行散熱。將微通道集成在模塊的基板內,使得模塊整體熱阻下降34%。微通道散熱技術也被用于芯片的直接散熱,用于寬禁帶器件的3種典型方式:一種是將微通道直接做在芯片的襯底上;第2種則將微通道集成在芯片下層的厚金屬層中;第3種則通過金屬鍍層和熱介質材料將芯片直接連接到Si基微通道結構上。

這種直接作用于芯片的散熱技術消除了模塊多層結構的限制,可以極大提高芯片的散熱效率。相變散熱技術如熱管、噴霧等方式相比于單相氣冷、水冷等具有更高的熱導率,非常高效,也為SiC器件的散熱提供了一種解決思路。

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