SiC作為第三代半導(dǎo)體材料具有優(yōu)越的性能，相比于前兩代半導(dǎo)體材料，碳化硅具有禁帶寬度大、擊穿電場強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率高、電子飽和速率高以及抗輻射能力強(qiáng)等特點(diǎn)，已成為目前應(yīng)用最廣、市占率最高的第三代半導(dǎo)體材料。碳化硅器件相較于硅基器件，具有優(yōu)越的電氣性能，如耐高壓、耐高溫和低損耗。隨著新能源汽車滲透率不斷提升，疊加800V高壓平臺(tái)的逐步實(shí)現(xiàn)，SiC器件市場將高速增長。

根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2021-2027年，全球SiC功率器件市場規(guī)模將由10.9億美元增長到62.97億美元，CAGR為34%；其中新能源車用SiC市場規(guī)模將由6.85億美元增長到49.86億美元，CAGR為39.2%，新能源車（逆變器+OBC+DC/DC轉(zhuǎn)換器）是SiC最大的下游應(yīng)用，占比由62.8%增長到79.2%，市場份額持續(xù)提升。

碳化硅功率器件封裝技術(shù)的挑戰(zhàn)

碳化硅器件的這些優(yōu)良特性，需要通過封裝與電路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功率和信號(hào)的高效、高可靠連接，才能得到完美展現(xiàn)，如何充分發(fā)揮碳化硅器件的這些優(yōu)勢性能則給封裝技術(shù)帶來了新的挑戰(zhàn)：

1.降低雜散電感

傳統(tǒng)封裝雜散電感參數(shù)較大，難以匹配器件的快速開關(guān)特性。碳化硅器件的結(jié)電容更小，柵極電荷低，因此，開關(guān)速度極快，開關(guān)過程中的 dv/dt 和 di/dt 均極高。雖然器件開關(guān)損耗顯著降低，但傳統(tǒng)封裝中雜散電感參數(shù)較大，在極高的 di/dt 下會(huì)產(chǎn)生更大的電壓過沖以及振蕩，引起器件電壓應(yīng)力、損耗的增加以及電磁干擾問題。在相同雜散電容情況下，更高的 dv/dt 也會(huì)增加共模電流。

2.器件高溫工作時(shí)，封裝可靠性降低

除開關(guān)速度更快外，碳化硅器件的工作溫度可達(dá)到 300℃ 以上。而現(xiàn)有適用于硅器件的傳統(tǒng)封裝材料及結(jié)構(gòu)一般工作在 150℃ 以下，在更高溫度時(shí)可靠性急劇下降，甚至無法正常運(yùn)行。解決這一問題的關(guān)鍵在于找出適宜高溫工作的連接材料，匹配封裝中不同材料的熱性能。

3.模塊的多功能集成封裝與高功率密度需求

多功能集成封裝技術(shù)以及先進(jìn)的散熱技術(shù)在提升功率密度等方面起著關(guān)鍵作用。

IGBT模塊清洗：

汽車IGBT模塊、功率器件和半導(dǎo)體封裝前通常會(huì)使用助焊劑和錫膏等作為焊接輔料，這些輔料在焊接過程或多或少都會(huì)有部分殘留物，還包括制程中沾污的指印、汗液、角質(zhì)和塵埃等污染物。同時(shí)，汽車IGBT模塊、功率器件和半導(dǎo)體的引線框架組裝了鋁、銅、鉑、鎳等敏感金屬等相當(dāng)脆弱的功能材料。這些敏感金屬和特殊功能材料對(duì)清洗劑的兼容性提出了很高的要求。一般情況下，材料兼容性不好的清洗劑容易使敏感材料氧化變色或溶脹變形或脫落等產(chǎn)生不良現(xiàn)象。合明科技自主研發(fā)的汽車IGBT模塊、功率器件和半導(dǎo)體水基清洗劑則是針對(duì)引線框架、汽車IGBT模塊、功率半導(dǎo)體器件焊后清洗開發(fā)的材料兼容性好、清洗效率高的環(huán)保水基清洗劑。將汽車IGBT模塊焊錫膏清洗干凈的情況下避免敏感材料的損傷。