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康勇
针对封装集成面临的关键挑战以及未来发展目标,华中科技大学
开展封装集成关键技术研究,以突破碳化硅功率器件性能参数
相关成果支撑新能源、航空航天等领域关键装备性能的提升
研究内容1:多层基板低感封装
提出多层基板结构优化技术,将模块寄生电感降低至1nH,充分发
挥碳化硅器件高速优势
提出芯片嵌入式多层基板封装技术,降低多层基板封装热阻
研究内容2:高可靠铜夹互连封装
提出铜夹材料及结构优化技术,实现低感低热阻铜夹互连功率模
块,突破现有铜夹互连封装性能参数
研究内容3:芯片双面基板互接封装
提出双面基板互连封装的多回路布局结构,实现2nH以下的寄生电感
提出双面基板互连封装的垫片优化技术,进一步将模块热阻降低15%
研究内容4:高温封装
为发挥SiC器件高温优势,降低系统成本,提出低应力高温封装技
术,实现低热阻、高可靠的高温SiC功率器件
研究内容5:芯片柔性互连封装
研发大电流1200V/1000A柔性基板互连封装SiC功率模块
提出适用于柔性互连封装的低感布局结构,实现了极小尺寸、极低
寄生电感、极高动态均流性能
研究内容6:低成本高性能金属互连材料
提出纳米铜-银复合焊膏、阵列式复合纳米线等新型互连材料自主
制备技术,为解决现有商用纳米银膏成本高、纳米铜膏易氧化难
题提供新思路
研究内容7:轻质高导热、低CTE复合散热材料
提出金属/碳基材料复合结构和制备工艺
研制出可兼顾轻质、高导热、低CTE新型散热底板
研究内容8:高功率密度集成技术
提出高性能功率器件的高密度系统集成技术,实现140kW/L的高功
率密度逆变器
提出中大功率电路的高密度系统级封装技术,功率密度提升至现有
商用水平的3~5倍
研究内容8:高功率密度集成技术
无源滤波元件的封装集成,提升滤波性能,实现低EMI干扰及高系
统集成度
低EMI驱动集成技术,实现驱动芯片在大功率SiC功率器件中的封装
集成
总结:
碳化硅器件已经经历了30多年的研究发展,刚刚进入产业应用阶
段,其优异性能还未充分发挥,无论是研究还是产业,未来都还
有很好的发展机遇。
封装集成技术的进步,是充分发挥碳化硅器件性能的重要保障,
而且需要协同发展,需要新的研究和产业模式支持其协同发展。
基于碳化硅为代表的宽禁带功率半导体的优良特性,通过封装集
成技术的进步,有望实现电力变换功率密度的大幅提升,从而带
来类似信息半导体集成度提升后的产业变革
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