为什么SiC模块未来将由灌胶模块转为塑封模块.docx

为什么SiC模块未来将由灌胶模块转为塑封模块SiC模块由灌胶模块转为塑封模块是因为塑封方案具有五方面的优势。1）可靠性：改变模块封装形式，将传统灌胶模块所用的铝线换成铜线或铜排，可以提高可靠性和载流能力；焊料换成根烧结，可以降低热阻有利于增强散热能力，且多孔纳米银材料可吸收热膨胀带来的张力，有效提升可靠性和热管理能力。传统灌胶模块使用铝线和焊接技术，基材一般，并使用果冻胶凝胶形式。传统IGBT的模式套用于SiC做HybridPACK,相同电流下SiC面积远小于IGBT。电流要通过键合线，而IGBT上可以打很多线，线均电流密度小；但SiC面积很小，线数目有限，线均电流密度大很多，线温高且发热多，长时间老化线体会脱落造成连接问题和模块损伤，用C1.iP（条带键合）的形式能将可靠性提高】O倍左右。传统HybridPACK模块用回流焊形式，将IGBT放入温箱里加热融化焊锡，之后再把芯片放在基板上做模片固定。从Si基到SiC基，杨氏模量和CTE的变化很大,SiC边角压力和热膨胀系数将变大四倍，温度的升高会产生裂痕、分层、空洞，热阻增加，因此结温升高，可竟性下降。此外，灌胶是液体形式，震动时对键合线产生惯性力，拉扯会造成疲劳和老化，灌胶过程中还可能有气泡、湿气和水汽，高温高湿度下果冻胶模块容易损坏。而册封模块对海气控制、散热能力会好很多。2）性能（杂散电感等）：将键合线换成CiiP（条带键合），可以利用互感或一些设计降低电感：改变模块的设计以及改变连接处,也能达到降低杂散电感,抑制震荡的效果。震荡源于能量的来回释放,包括电感和电容间能量互相转化。SiC为单极性载流子，开关速度很快可大幅降低开关损耗，但DIDT和DVDT很大，会产生杂散电感、寄生电容等,IGBT开关速度慢，影响不大。汽车/工业用62mm主流模块在功率回路中通过DBC.键合线和连接引起较大的杂散电感，配合SiC高速开关的特性会产生强震荡，一会影响可嵬性，二会产生杂音。HybridPACK的杂散电感约30-40nH,盥封模块可低于5nH,可以适应SiC的高速运行。特斯拉的T-PACK采用激光焊方案，相比传统打螺丝方案能大幅降低连接处的寄生杂散电感。另外在工作温度、性价比、市场需求等方面，塑封模块相比濯胶模块也有较为明显的优势，此处先不做详细说明，感兴趣的朋友可先自行了解。下一代SiC封装的革新在于封装材料和形式的变化，因此带来了塑封路线图。目前，博格华纳、德尔福、特斯拉和ST的T-PACK基本不用果冻胶做小的塑封器件；赛米控、丹佛斯的单/双面直接水冷的塑封模块都是下一代流行趋势；之前用单管并联的阳光、赛力斯、吉利都有可能用类特斯拉方案取代之前T0-247单管方案。为加强与产业链上下游企业交流合作，艾邦建有碳化硅半导体产业链交流群，欢迎扫描以下二维码加入产业链微信群及通讯录。