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碳化硅功率器件的多功能集成封装技术和散热技术介绍

文章出处:广州先进陶瓷展网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2022-09-03 16:45:00【

碳化硅器件的出现推动了电力电子朝着小型化的方向发展,其中集成化的趋势也日渐明显。瓷片电容的集成较为常见,通过将瓷片电容尽可能靠近功率芯片可有效减小功率回路寄生电感参数,减小开关过程中的震荡、过冲现象。但目前瓷片电容不耐高温,所以并不适宜于碳化硅的高温工作情况。

驱动集成技术也逐渐引起了人们的重视,三菱、英飞凌等公司均提出了SiC智能功率模块(IPM),将驱动芯片以及相关保护电路集成到模块内部,并用于家电等设备当中。此外,还有EMI滤波器集成,温度、电流传感器集成、微通道散热集成等均有运用到碳化硅封装设计当中。

散热技术也是电力电子系统设计的一大重点和难点。设计中,通常是将单管或模块贴在散热器上,再通过风冷或者液冷进行散热。将微通道集成在模块的基板内,使得模块整体热阻下降34%。微通道散热技术也被用于芯片的直接散热,用于宽禁带器件的3种典型方式:一种是将微通道直接做在芯片的衬底上;第2种则将微通道集成在芯片下层的厚金属层中;第3种则通过金属镀层和热介质材料将芯片直接连接到Si基微通道结构上。

这种直接作用于芯片的散热技术消除了模块多层结构的限制,可以极大提高芯片的散热效率。相变散热技术如热管、喷雾等方式相比于单相气冷、水冷等具有更高的热导率,非常高效,也为SiC器件的散热提供了一种解决思路。

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