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编者话 |  Editor's Note                       编者话 |  Editor's Note








                                                    碳化硅封装技术需要创新



                                                        随着越来越多的宽带隙半导体产品进入电动汽车市场，行业期待能够开发出
                         社长  Publisher
                                                    快速的功率模块封装。
                       麦协林  Adonis Mak
                    adonism@actintl.com.hk              Yole Developpment 分析师 Hong Lin 在今年早些时候分析了宽带隙半导体进
                                                    入电动和混合动力汽车市场将会如何推动了新型功率模块封装的发展。
                         主编  Editor in Chief           “20 多家汽车公司已经在 DC-DC 转换器，主要的逆变器和车载充电器中使
                       赵雪芹   Sunnie Zhao            用碳化硅（SiC）肖特基势垒二极管或 MOSFET，预计 2017-2023 年间汽车燃料
                     sunniez@actintl.com.hk
                                                    节约 CAGR 将为 29%。” Hong Lin 指出，“更重要的是，几乎所有的汽车制造商都

                       出版社   Publishing House       有计划在短期内将 SiC 应用到主变频器里。然而，封装一直是宽带隙半导体器件
                  雅时国际商讯   ACT International        应用的瓶颈，毫无疑问，好的功率器件还需要进行好的封装。”
                      香港九龙  B,13/F, Por Yen Bldg,       SiC 功率器件的封装在很大程度上依赖于硅 MOSFET 和 IGBT 中使用的引线
              长沙湾青山道478号  478 Castle Peak Road,     键合方法，主要是因为引线键合方法易于使用，并且生产成本低。
                      百欣大厦   Cheung Sha Wan,
                                                        不过，尽管引线键合方法与硅器件的数十千赫的开关频率相匹配，但对于
                      13楼B室   Kowloon, Hong Kong
                    Tel: (852) 2838 6298            SiC 系统来说，由于开关频率高至 MHz，会产生寄生电感，给引线键合应用带来
                   Fax: (852) 2838 2766             了问题。
                                                        功率模块中的寄生电感在开关器件上引起高压过冲和振铃，从而增加了器件
                         北京   Beijing               的开关损耗和模块的电磁干扰发射。
                  Tel/Fax: 86 10 64187252               这是因为工作时 SiC 器件封装的温度过高达到 225 ℃引起的，因此，
                         上海   Shanghai
                    Tel: 86 21 62511200             Wolfspeed，罗姆 , 英飞凌和 GeneSiC 这些先锋厂商都一直忙于开发新的封装结构，
                                                    以更好地处理极端的开关速度和温度。因此也出现了一些创新封装设计，如用铜
                   Fax: 86 21 52410030
                         深圳   Shenzhen              连接和银烧结接头代替铝丝连接和焊点。
                   Tel: 86 755 25988571                “封装引起的噪声对器件性能有很大的影响，因此，研究人员一直致力于降
                   Fax: 86 755 25988567             低封装的电感，许多公司为此开发了不同类型的封装。” Lin 强调说。
                         武汉   Wuhan
                                                        意法半导体公司最近为特斯拉的 3 型全电动车开发的基于 SiC 的逆变器，就
                    Tel: 86 27 59233884
                                                    是这种创新的一个很好典范。该逆变器由 24 个功率模块组成，安装在一个定制
                       UK Office                     设计的“鳍状”散热器上。每个模块包含两个采用新型贴片封装的 SiC MOSFET，
                     Angel Business                 直接连接到终端铜夹上。同时，利用铜基板提供散热。
                   Communications Ltd.                  特斯拉是一个例子，几乎所有 OEM 汽车制造商都在关注 SiC 技术，每家公
                      6 Bow Court,                  司都将按照自己的计划采用 SiC。尽管如此，汽车制造商仍然不了解技术，他们
                     Fletchworth Gate,
                  Burnsall Road, Coventry,          热衷于实现成本效益高的可靠系统，并不关心它们是基于硅还是基于碳化硅。
                                                       “所有硅功率器件供应商都有碳化硅项目，并且也在考虑氮化镓项目。但是，
                      CV56SP, UK
                  Tel: +44 (0)1923 690200           我们可以说，尚没有一种专门用于化合物半导体系统的封装技术。” Lin 评论道。
                   Chief Operating Officer              “相对于新成立的公司，这些传统的硅功率器件制造商有很多优势。例如，
                    Stephen Whitehurst              他们非常了解封装技术，有广泛的应用和设计所需要的知识……当然，他们自身
               stephen.whitehurst@angelbc.com       在市场增长能力方面也非常具有优势。” 她补充说。
                  Tel: +44 (0)2476 718970
                                                        Yole Development 预测到 2023 年，整个功率模块市场将超过 55 亿美元。 “该
                                                    行业目前正处于一个新兴发展时期，许多公司提出了许多种不同类型的封装方
                                                    案。” Lin 表示， “封装的类型还要取决于具体应用，我们预计在未来几年将会看到
                                                    越来越多的客户设计交付给行业。”


                                                                                                                 赵雪芹

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                  www.compoundsemiconductorchina.net                                          化合物半导体 2018年第4期          3
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