华中科技大学在SiC封装领域相关研究成果.pdf

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