碳化硅（Silicon Carbide，SiC）功率器件因其寬禁帶、耐高壓、高溫、低導(dǎo)通電阻和快速開關(guān)等優(yōu)點(diǎn)備受矚目。然而，如何充分發(fā)揮碳化硅器件的性能卻給封裝技術(shù)帶來了新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)封裝技術(shù)在應(yīng)對(duì)碳化硅器件的快速開關(guān)特性時(shí)面臨諸多問題，例如雜散電感參數(shù)大、高溫工作可靠性差以及多功能集成封裝與高功率密度需求等。

1.低雜散電感封裝技術(shù)

單管翻轉(zhuǎn)貼片封裝： 借鑒BGA封裝技術(shù)，采用單管的翻轉(zhuǎn)貼片封裝，通過金屬連接件將芯片背部電極翻轉(zhuǎn)到正面電極相同平面位置，從而消除金屬鍵合線，減小體積，提高導(dǎo)通電阻。

DBC+PCB混合封裝： 結(jié)合DBC工藝和PCB板，利用金屬鍵合線將芯片上表面連接到PCB板，控制換流回路在PCB層間，減小電流回路面積，有效降低雜散電感參數(shù)，提高性能。

芯片正面平面互連封裝： 采用平面互連的連接方式，如端子直連焊接方法，實(shí)現(xiàn)芯片正面的連接，減小電流回路，改善溫度循環(huán)特性和可靠性。

2.高溫封裝技術(shù)

柔性PCB板結(jié)合燒結(jié)銀工藝： 將柔性PCB板結(jié)合燒結(jié)銀工藝用于封裝，取代鍵合線，實(shí)現(xiàn)電氣連接，有效降低雜散電感參數(shù)，減小體積，提高功率密度。

埋入式封裝： 將芯片置于陶瓷定位槽中，采用絕緣介質(zhì)填充縫隙，覆蓋金屬銅，實(shí)現(xiàn)電極連接，降低模塊在高溫時(shí)的層間熱應(yīng)力，提高正反向特性。

3.多功能集成封裝技術(shù)

平面直連封裝： 消除金屬鍵合線，將電流回路從DBC板平面布局拓展到芯片上下平面的層間布局，減小回路面積，實(shí)現(xiàn)低雜散電感參數(shù)。

雙面散熱封裝和三維封裝： 通過改變封裝方式，實(shí)現(xiàn)更好的散熱效果，提高功率密度。

通過對(duì)這三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)方向的分析，我們可以看到，碳化硅功率器件的封裝技術(shù)正在不斷創(chuàng)新和發(fā)展。這些技術(shù)的應(yīng)用將在提高器件性能、可靠性和適應(yīng)更廣泛應(yīng)用的同時(shí)，推動(dòng)碳化硅功率器件在電力電子領(lǐng)域的更廣泛應(yīng)用。

審核編輯 黃宇