国产碳化硅功率模块封装、电路拓扑综述

碳化硅功率器件具有耐高压、开关速度快和导通损耗低等优点，因此正在逐渐成为电力变换系统的核心器件，尤其在新能源汽车、可再生能源、储能、数据中心、轨道交通和智能电网等领域，器件的应用越来越广泛。碳化硅作为宽禁带半导体的代表，理论上具有极其优异的性能，有望在大功率电力电子变换器中替换传统硅 IGBT，进而大幅提升变换器的效率以及功率密度等性能。34mm模块特点：1. 采用全焊片工艺，Cu底板+低热值AlN绝缘陶瓷； 2. 高功率密度，低寄生电感，低开关损耗； 3. 适用高温、高频应用； 4. 参数表现： VDS：650~1700V ID：30~300A RDS(on) ：4~80mΩ62mm模块特点 1. 采用全焊片工艺，Cu底板+低热值AlN绝缘陶瓷；2. 高功率密度，低寄生电感，低开关损耗； 3. 适用高温、高频应用； 4. 参数表现： - VDS：650~1700V - ID：30~600A - RDS(on) ：2~80mΩD21系列碳化硅模块的性能特点：高性能封装技术：采用高导热性AlN陶瓷基板，内置NTC，实现高效散热 高开关速度：碳化硅材料的高电子迁移率，提升系统响应速度和动态性能 高功率密度：搭载第三代自研碳化硅芯片，实现小尺寸下的大电流承受能力 低寄生电感设计：紧凑内部布局，降低功率回路中的寄生电感DCS12模块特点 1. 采用单面水冷+模封工艺，最高工作结温175℃； 2. 功率密度高，适用高温、高频应用，超低损耗；3. 集成NTC温度传感器，易于系统集成；4. 参数表现： - VDS：650~1700V - ID：400~800A - RDS(on) ：1.5~6.2mΩEP模块特点 1. 采用先进的真空回流焊工艺，Al2O3绝缘陶瓷，最高工作结温150℃； 2. 高功率密度，低寄生电感，低开关损耗； 3. 适用高温、高频应用； 4. 集成NTC温度传感器，易于系统集成； 5. 参数表现： - VDS：650~1200V - ID：30~200A - RDS(on) ：6~80mΩMD3模块特点 1. 采用真空回流焊工艺，AlSiC底板+低热值AlN绝缘陶瓷，最高工作结温175℃； 2. 第三代模块寄生电感低于10nH，比现有模块小50%以上，降低开关损耗； 3. 适用高温、高频应用，超低损耗； 4. 集成NTC温度传感器，易于系统集成； 5. 参数表现： - VDS：650~1700V - ID：300~800A - RDS(on) ：1.7~8.3mΩMED模块特点 1. 采用真空回流焊工艺，Cu底板+低热值AlN绝缘陶瓷，最高工作结温175℃； 2. 功率密度高,适用高温、高频应用，超低损耗； 3. 集成NTC温度传感器，易于系统集成； 4. 常关功率模块，零拖尾电流，寄生电感小于15nH，开关损耗低； 5. 参数表现： - VDS：650~1700V - ID：270~800A - RDS(on) ：1.5~8.7mΩMEP模块特点 1. 采用先进的真空回流焊工艺，Al2O3绝缘陶瓷，最高工作结温150℃； 2. 高功率密度，低寄生电感，低开关损耗； 3. 适用高温、高频应用； 4. 集成NTC温度传感器，易于系统集成； 5. 参数表现： - VDS：650~1700V - ID：30~300A - RDS(on) ：4~80mΩ

MEK6模块特点1. 最高工作结温175℃； 2. 高功率密度，低开关损耗； 3. 适用高温、高频应用； 4.  参数表现： - VDS：650~1700V - ID：100~300A - RDS(on) ：3~25mΩ

HPD模块特点 1. AlN+AlSiC散热，最高工作结温175℃；
2. 第三代模块寄生电感低于10nH，比现有模块小50%以上，降低开关损耗； 3. 参数表现： - VDS：650~1700V - ID：400~800A - RDS(on) ：1.5~6.5mΩ结论碳化硅功率模块的冷却系统设计已经逐渐成为其应用的关键组成部分，为满足日益增长的功率密度和模块可靠性需求，先进热管理技术必须与其封装紧密结合，才能获得最大收益。