終端應(yīng)用市場對于率、高功率密度、節(jié)能的系統(tǒng)設(shè)計需求日益增強(qiáng),與此同時,各國能效標(biāo)準(zhǔn)也不斷演進(jìn),在此背景下,SiC憑借耐高溫、開關(guān)更快、導(dǎo)熱更好、低阻抗、更穩(wěn)定等出色特性,正在不同的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱。
目前燒結(jié)銀技術(shù)主要用于對可靠性和散熱高要求的市場,在引線框架制作上除了要提供高可靠度的鍍銀品質(zhì)以符合燒結(jié)銀的搭接技術(shù)以外,由于燒結(jié)銀的膜厚只有20um-50um,不像傳統(tǒng)的錫膏搭接方式可通過錫膏量的調(diào)整補(bǔ)正搭接面平整度不佳造成的搭接問題,燒結(jié)銀的搭接技術(shù)對于搭接處的公共平面度要求公差只有20um,對于這種復(fù)雜的折彎成型式技術(shù)是一大挑戰(zhàn)。
眾所周知,在單管封裝中,影響器件Rth(j-c)熱阻的主要是芯片、焊料和基板。SiC芯片材料的導(dǎo)熱率為370W/(m.K),遠(yuǎn)IGBT的Si(124W/(m.K)),甚至超過金屬鋁(220W/(m.K)),與Lead Frame的銅(390 W/(m.K))非常接近。而一般焊料的導(dǎo)熱率才60 W/(m.K)左右,典型厚度在50-100um,所占整個器件內(nèi)部Rth(j-c)熱阻之權(quán)重,是不言而喻的。
單管封裝中引入擴(kuò)散焊“Diffusion Soldering”,省了芯片與lead frame之間的焊料,優(yōu)化了器件熱阻。以1200V/30mOhm的SiC MOSFET單管為例,基于GVF預(yù)燒結(jié)銀焊片,相比當(dāng)前焊接版的TO247-3/4L,可降低約25%的穩(wěn)態(tài)熱阻Rth(j-c),和約45%的瞬態(tài)熱阻。
功率半導(dǎo)體是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心,主要用于改變電子裝置中電壓和頻率、直流交流轉(zhuǎn)換等??煞譃楣β蔍C和功率分立器件兩大類,二者集成為功率模塊(包含MOSFET/IGBT模塊、IPM模塊、PIM模塊)。隨著電力電子模塊的功率密度、工作溫度及其對可靠性的要求越來越高,當(dāng)前的封裝材料已經(jīng)達(dá)到了應(yīng)用極限。
GVF預(yù)燒結(jié)銀焊片(DTS+TCB(Die Top System +Thick Cu Bonding))能夠?qū)㈦娏﹄娮幽K的使用壽命延長50多倍,并確保芯片的載流容量提高50%以上。