铜流激荡,智驱新章 | 基本半导体铜烧结技术在碳化硅功率模块中的应用

2024-07-21 基本半导体 微信公众号
碳化硅功率模块,汽车级HPD碳化硅MOSFET模块,碳化硅车载功率模块,Pcore™6 碳化硅功率模块,汽车级HPD碳化硅MOSFET模块,碳化硅车载功率模块,Pcore™6 碳化硅功率模块,汽车级HPD碳化硅MOSFET模块,碳化硅车载功率模块,Pcore™6 碳化硅功率模块,汽车级HPD碳化硅MOSFET模块,碳化硅车载功率模块,Pcore™6

随着新能源汽车产业的蓬勃发展,功率密度的不断提升与服役条件的日趋苛刻给车载功率模块封装技术带来了更严峻的挑战。碳化硅凭借其优异的材料特性,成为了下一代车载功率芯片的理想选择。同时,高温、高压、大电流的工作环境对碳化硅模块内部封装材料的互连可靠性提出了更高要求,开发与碳化硅功率芯片匹配的新型互连材料和工艺亟需同步推进。



01、传统互连材料的局限

传统的高温锡基焊料和银烧结技术已在功率模块行业中活跃多年,但它们各自存在一定短板。例如,锡基焊料耐高温性能不足,热导率、电导率偏低,在高温下存在蠕变失效的风险,在车用碳化硅模块中的存在感日渐式微。


另一方面,作为当下碳化硅模块的主力封装材料,银烧结工艺日趋成熟。烧结银焊点耐高温、热导率、电导率突出,有着优异的综合力学性能,但其成本较高且存在潜在的电迁移问题。此外,烧结银能够适配的界面结构种类有限,往往要求在基板表面预置银、金等金属化层,若不预置金属化层则可靠性稍受影响。过度复杂的界面连接结构和表面处理工艺不光会造成成本的上涨,更会带来潜在的界面破坏风险,从而对器件的长期可靠性形成威胁。上述局限性驱动着业界探索新的互连材料和技术,与烧结银几乎同时发展的烧结铜技术,在近年来收获了日益增加的关注度。



02、铜烧结技术的优势

铜材料具有匹敌银的优异导电、导热性能,且比之银而言,铜材料与碳化硅芯片、陶瓷基板的热膨胀系数更为相近,有望缓解热循环和功率循环状态下的热失配问题。此外,铜烧结工艺对基板表面的金属化层不敏感,有望极大地简化连接界面结构,从而获得更高的界面稳定性和产品可靠性。同时,单纯的界面组成也能够最大限度地抑制原子扩散、金属间化合物生成等互连退化现象,降低界面处的接触电阻、热阻,并优化电流分布。更重要的是,从原材料价值角度而言,铜的价格仅有银的几十分之一,理论上具备较低成本。


在过去的十年间,铜烧结材料虽然与银烧结材料平行发展,但其固有的易氧化特性对烧结气氛和烧结条件要求较高,极大地限制了铜烧结材料的广泛应用。近年来,各大材料厂商普遍在铜烧结浆料的制备上取得突破,工艺条件极大缓和,不少商用案例开始涌现。同时,适用于银烧结工艺的设备也可以很好地兼容高性能铜浆料。此类设备随着银烧结工艺的成熟开始成为各大模块厂商的产线“标配”,又“无意中”为铜烧结的普及创造了条件。



03、基本半导体的先行者姿态

据此,基本半导体认为,铜烧结有望成为碳化硅车载功率模块封装的理想互连方案。作为国内碳化硅功率器件领域的创新企业,基本半导体意识到铜烧结技术的潜力,积极与材料供应商展开合作,力求将这一前沿技术率先应用于自身产品中。通过与材料业界的合作伙伴通力协作,基本半导体在铜烧结浆料的选型、互连工艺优化等方面取得了一系列进展,为铜烧结技术在碳化硅车载功率模块中的产业化应用奠定了基础。



截至目前,基本半导体模块研发团队已对多款铜烧结浆料进行了选型评估,印刷、烘烤、贴片、烧结等工艺环节已趋于稳定。烧结后的连接强度达到80MPa以上,接近银烧结浆料的最优水平。得益于20MPa以上的超高压烧结工艺,孔隙率低至15%以下,多孔状铜烧结体性质均一,难以观察到气孔等缺陷。



热冲击测试中,铜烧结模块展现了预期的高可靠性,不仅寿命超过银烧结模块30%,且未观察到明显的界面破坏。在功率循环可靠性测试中,采用铜浆料的模块样品寿命远高于银浆料的模块。综合而言,铜烧结模块的寿命提升显著,可靠性指标完全能够满足车规级的严苛要求。

基本半导体采用铜烧结技术的预研产品展现出了优异的性能和可靠性,不仅证明了铜烧结技术的应用价值,也彰显了基本半导体作为行业先驱者的技术实力和创新精神。


结语

铜烧结技术在碳化硅车载功率模块封装领域大有可为,基本半导体将积极推动该技术的产业化进程,充分发挥行业引领作用。未来,基本半导体将继续深化产学研合作,加速推进铜烧结技术的成熟和应用,为碳化硅车载功率模块的发展注入新的动力,助力新能源汽车产业实现更优性能、更高可靠、更低成本,推动行业生态良性发展。

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HI-SEMICON(深鸿盛)MOSFET/SiC肖特基二极管/SiC MOSFET选型指南

目录- 公司简介    MOSFET Product Introduction    VDMOS    超结MOSFET    中低压MOSFET    碳化硅肖特基二极管    碳化硅MOS    MOSFET/SiC肖特基二极管封装   

型号- SCF60R190C,SFD3006T,SFD6003T,SGP104R5T,SFS0406T4,SFM6005DT,SFD7N70,SFW90N25,SFQ0320T4,SFD18N20,SFM4009T,SFE6001T2,SFM6004T5,SFK2N50,SFF60N06,SFN4006T5,SFM0420T4,SFP10003PT,SFF18N20,SCF65R190TF,SFD2N50,SFM4004PT,SFS6003PT,SFP33N10,SFS4010T,SGS6001T4,SGP6008T,SFS3401,SFQ0318T4,SC3D40120D,SFS3400,SFK1N65,SCD65R960C,SFS4010T2,SFF5N80,SFS0407T4,SFS3407,SFD6005T,SFD10003PT,SFD7N50,SFM6005ST,SFF18N50,SFP40P10,SGS15HR430T,SFA10015T,SFP50N06,SCF65R640C,SFD3003T,SFQ0322T4,SFF12N65,SFD6006T,SGD105R5T,SFP11P20,SFD6N70,SFS6007T,SGM10HR14T,SCF65R380C6,SFS3400.A,SFS3001T2,SCD70R600C,SFQ0420T4,SCF60R580C,SGXXXXXPT,SGM062R3T,SFS4525T,SFD3004T5,SFS3401A,SGM066R5T,SFN3009T,SGM031R7T,SFB11N90,SCD70R900C,SFU3006T,SFP9N20,SFA110P06,SFR0305T2,SFF50N06,SFD6007T,SCD80R500S,SC3D08065G,SCF65R380C,SFD4006T,SC3D08065I,SFN0315T4,SFN3003PT,SFA6005T,SFS4008T2,SFS2300,SGP157R5T,SFS2301,SFM10015T,SFH8402DW,SC3D04065E,SCU70R900C,SCF60R280C,SFS2304,SFS2303,SFF13N50,SFS2305,SC3D04065I,SFF7N50,SCF65R540T,SFD50N06,SFP20007,SFU18N20,SGP104R0T,SCD65R1K2C,SFN0330T2,SFD6008T,SGM107R7T,SC3D04065A,SFM4010T,SFF20N50,SC3D20065D,SFP40N20,SFS0307T4,SFD3012T,SFF7N65,SCD60R580C,SFU5N20,SC3D10065A,SGM105R0T,SCF65R310C,SCF60R360C6,SFS0405T4,SC3D10065G,SC3D10065I,SFP6P10,SFM4005DT,SC3K080120,SCK65R1K15C,SFW50N25,SFU4N65,SFN0413T4,SFD5N65,SFP30P10,SFM10003PT,SC3D08065A,SFP18P10,SFD4N90,SFF7N70,SCF60R125C,SFXXXXXPTX,SFD4006PT,SFD4003T,SCF70R600C,SFF6005T,SFS0306T4,SCF80R950C,SGA104R0T,SFD3010T,SFE3007T,SFD5N50,SFP3006T,SFP3018T,SFP18N20,SGP103R0T,SCW65R075CF,SCF65R170C,SFS6012T2,SGD6008T,SGM041R8T,SFD4001PT4,SFD4001PT5,SFF8N65,SFN3006PT,SC3K040120,SGM6008T,SFD4N70,SCW60R030CF,SFB50N25,SCW65R041CF,SFP6005T,SFS2013PT,SCF70R420C,SCW65R090C,SGM031R1T,SCD70R420C,SC3K075120,SFD33N10,SCW65R099TF,SFP5P03,SCF60R160C,SFR0206T2,SFD4N65,SC3D15120H,SFS2N7002,SFF33N10,SCF70R360C6,SFD2008T,SFN3003T,SFS2302B,SGM109R5T,SFM6008T,SFD3006PT,SFD6003PT,SGA104R5T,SFF20N65,SFK4N65,SFB90N25,SFD5N20,SFR0205PT2,SGM030R7T,SFF8N80,SC3D30065D,SFN3002T,SFU9N20,SFD7N65E,SFD9N65,SFD4004PT,SFF20N70,SGM042R4T,SFP6007T,SFS3401B,SFS4435,SFU6003T,SGU6008T,SFM0430T2,SFF10N70,SCF60R360C,SFD2006T,SC3D06065E,SC3D06065G,SFP75P55,SC3D10120H,SFF3N80,SC3D06065A,SCD70R600C6,SCD65R380C,SFD14N25,SC3K015120,SFSAP4580,SFS6010T2,SCD65R540T,SGP105R5T,SFF4N65,SFF10N65,SC3D30120H,SFM0320T4,SC3D30120D,SC3D16065A,SC3D16065D,SC3D16065G,SFP27P20,SC3K050120,SFU6005T,SFW10P04,SFD3N50,SFF4N70,SFM10008T,SFF9N90,SCXXXXXXXXFX,SFD2003T,SFN0318T2,SFD3009T,SFM3011T,SFD6005PT,SC3K032120,SFP110N55,SFF16N65,SC3D12065A,SFF10N80,SFF5N50,SC3D12065G,SGD10HR20T,SC3D12065I,SC3D20120H,SFP59N10,SFN6004T5,SXXXXXXX,SFD9N20,SCF65R240C,SC3D06065I,SCD65R640C,SFS2012PT,SGA105R5T,SFN0250T2,SFM3012T,SC3D20120D,SGM041R3T

选型指南  -  HI-SEMICON  - 2022/11/18 PDF 中文 下载

爱仕特获国家级专精特新“小巨人”企业称号,以卓越性能和创新方案推动碳化硅行业发展

2024年9月2日,深圳市中小企业服务局官方发布了工业和信息化部认定的第六批专精特新“小巨人”企业公示名单,爱仕特被认定为国家级专精特新“小巨人”企业。爱仕特在经济效益、专业化、创新和管理等方面表现突出,特别是在自主品牌和市场占有率等关键指标上成绩显著,获评了“小巨人”称号,得到了国家层面的高度认可。

厂牌及品类    发布时间 : 2024-09-11

SLKOR(萨科微)功率元器件和模块选型指南

目录- 公司介绍    碳化硅场效应管/碳化硅肖基特二极管/场效应管    超结场效应管/IGBT单管/可控硅    二极管    静电保护器件/瞬态抑制二极管    三极管/电源IC    运算放大器/达林顿晶体管阵列/整流桥/霍尔传感器    光耦/石英晶体谐振器   

型号- BTW69,MB10S,SL25T135FL,BTA26-1000,SL2306,SL2307,MB10F,SL2308,SMCJ440CA,SL2309,SL55X,SL40N60C,SL2310,SL2312,SL3400,SL54X,SL3402,SL3404,SL4614,RS1A,RS1M,SMF5.0CA,SS120F,SL13N50FS,MMBT4401,FMMT591,MMBT4403,SLESDL0603-24,LM317,2N5551,WE07DF-B,MMSZ5259B,SL2016384MXXX,S2MB,SL2301,SL2302,SL53X,SL2305,1SMB5921B,BTB20-600,SL322526MXXX,SL25N10,S2MF,SLESD8D36V,SL252025MXXX,SL201624MXXX,SLESD5Z5.0C,SL201616MXXX,2SK3018W,SL4949,SS52BF,2SB1261,SL10N65F,ZM4727,2SB1132,1SMA4777A,DB307S,SL1609SH,SL8N65F,SL05N06A,GBLC15CI,2SA812,SLESD8D15V,FMMT493,SMDJ170A,FMMT491,WE05DF-BS,2SC3357,SL78LXX,SL1609SL,SMF5.0A,US1AF,SL12020BT,MMBZ5221B,MMDL914,SL1609TH,SL05N06Z,RS2A,SL42764,SL1609TL,SL53N65CT,SS320BF,RS2M,SLESD5Z7V0,FMMT489,UMB10F,GBLC03CI,MM5Z2V0,MMBT5401,BT136-600,SS22,LMV321,SF1006DS,SL403,2N5401,SL6520B,SL12030BT,KBL4005,UMB1F,SMF58CA,SS32,SMBJ5.0,2SK3018,SMBJ170CA,KBL410,BTA60-1200,GBLC12CI,US2AB,SL322512MXXX,WE24DF-B,SS12,SL3N170AP,US2AF,SMF58A,SL503224MXXX,SL50T65FL,SL1619SH,SL322527MXXX,SL42744D,SL1619SL,SS210B,LM321,SLESDL0603-16,SL201632MXXX,GBU410,IRLML6401,BCP51,BCP53,BCP52,BCP55,BCP54,BZX84C43,BCP56,SL1619TH,SL2733,SL1619TL,SL52X,TL432,TL431,SS52,NUP2105LT1G,SL201625MXXX,SL49SM3579M20P-20,SL252026MXXX,BTA80-1200,SLESDL0603-05,BCP68,SLESD8D3V3,MMSZ5221B,TL431B,SL49SM26M20P-20,F1A,TL431A,DB207S,GBLC24CI,SS220F,2N7002E,BT136-800,F1M,SL85XXX,SL4822A,SL76N60CT,MC34063S,PC817,SL18N50F,SL2328A,BT137-600,MMBZ5262B,SM24C,SM36C,LMV358,RS3AB,SS310C,SS310B,DB107S,SM12C,DB301S,SL40T120FL,KBL610,SL40N65CF,SL80N65CTL,SL12005B,GBP4005,SL49SM25M20P-20,SL22N120A,SL002N02K,SLESD5Z24,MMDT2222A,US2MF,SL503225MXXX,US2MB,SL252024MXXX,SLESD3B5CM,SL05N10A,SL12P03S,C945,US2A,BFG520,SL252016MXXX,SL322532MXXX,SL2319A,SL40N65CT,SLESD5Z36,GBU6005,RS2AF,SL9013MXXXX,SS320F,US2M,SL73XX,ULN2803,SD20C,2SB1197K,SL4409N,ZMM2V0,SL12015B,SLESD5.0U035,US1A,SL10N120A,BTA08-600,SL0501,SL8205S,SL75T65FL1,US1M,SL80N120A,BAS316,2SD965A,S8550,SMBJ5.0C,S6AC,M1,BSS123,SL0601,LM2904,M7,SLPESD15VL1BA,LM2902,GBP3005,SL2309A,SLPESD0402M07,BT137-800,MM1Z39B,SLESD9B5.0ST5G,SLPESD0402M05,SMCJ440A,SMAJ5.0CA,SLPESD0402M03,GBU8005,BTA12-600,SLPESD2CAN,SM20C,RS5AB,SS520F,SL201630MXXX,MMDT3904,BSS138,BTA41-1600,FR101,MMDT3906,SL322525MXXX,SM4001PL,FR107,SMDJ5.0CA,BTA06-600,BZT52B51BS,SLPESD0402M18,SL17010BT,SL322530MXXX,SLPESD0402M16,WE12DF-B,SLPESD0402M12,SL15T65FL,MM5Z75,SMDJ5.0A,SL80N10,DB201S,SL54MXXXX,S1A,S5AC,SL12010B,S5AB,2SD1624,SL6206-XXMR,SMCJ5.0CA,S1M,B772,KBL6005,SMBJ170A,MMBT2222A,AMS1117-XX,SL75XX,DB101S,SL322524MXXX,GBP2005,S2A,BT138-600,2SC1815,SL10N10A,SLESD9B3.3S,SL4813A,S2M,SL002P02K,SL50N120A,SL9435A,SL4184,S10AC,SL80N65CT,1SMA4728A,RS5MB,BC857B,SLESD5Z15V,SL6508B,SL4264-2,ZMM200,MMDT2227,SL1625SL,SM08C,SL252030MXXX,SL20N10,GBU4005,SD03C,SD15C,SL1625SH,BC856B,BTA10-800,SL1625TL,SL306X,GBP210,BT169D,SL4284,SL4041,SL1625TH,SL1613SH,ABS2,BTA26-800,SS510B,ABS10,1N4001W,SS510C,SL6506B,S3AC,S3AB,KBP4005,2SC1623,2SC2712,SF1001DS,ES1JF,2SD1781,1SS226,BZT52B43,SL1613TL,SL305X,SS52F,SL1002B,BTA41-800,SD05C,SL4275,SL1613TH,SS52B,SS52C,S10MC,SS525,BT138-800,SLESD2401QC,2SD1898,BZT52C2V4S,SL2333A,SL100N03,DSK220,SL40N60CF,D882,ES2JF,GBP310,SL3N06,SL304X,SLM511,SL10P04S,SL49SM24M20P-20,BT139-600,1SS355,SL4N65F,S2AF,SL503212MXXX,SL3401S,1N4148W,S2AB,C1815,BTA04-600,ABS210,MMBT3904,ES2JB,KBP2005,MMBT3906,SL9945,MAC97A8,SL78XX,SL1623SL,ABS201,SL303X,MAC97A6,BAV99,SL17025BT,SLM501,SL2192,SLPESD0201M24,KBP210,BZT52B3V0BS,SL1623SH,RS1AF,BTA41-1200,SLESD5Z12V,MB1F,SL4407A,1SS181,BC848B,78MXX,SM15C,SS510BF,GBP410,SM03C,MB1S,SL-10XX,SL302X,LL4148,SLM611,SLPESD3V3L1BA,SLESD5Z2V5,SMAJ5.0A,MMBTA05,SL1623TH,MMBTA06,SL20T65FH,SL14N120A,SL1623TL,BT131-600,BC847B,SLPESD12VL1BA,2SC2873,DSK310,SL40T65FL,ES3JC,S8050,ES3JB,BAV70,MMBT2907,MCR100-8,BCX51,BSN20,MMBD4148,BCX53,SL301X,BCX52,BCX55,SLM601,SM18C,SLESD5B5CU,BCX54,SLM600,SL322516MXXX,BAV20W,BCX56,KBP310,SL7603PXXXX,SL2302M,SLESD8H5.0CT5G,IRF640,SL6800C,SL7N65CN,SD12C,SLESD8D5.0C,S9013,SD24C,S9014,S9015,BC846B,SL10N06A,S9012,BT139-800,SL7N65CF,KBP3005,SL7N65CD,MCR100-6,BZT52C2V4,SL7N65CI,SM05C,2N3904,SL3139,SS8550,SMAJ170CA,US1MF,BAV21W,SL8820,S9018,2N3906,SD36C,MM3Z75,BZT52C43S,BTB10-600,MMBTA55,SLW611,RS1MF,SL3134K,SS110,SS32BF,SL11N65CD,1N4007W,SL11N65CF,SL6512B,SL252012MXXX,SL8052A,SL1629SH,MM1W3V3,SL1629SL,KBP410,SL20162712MXXX,SLPESD5V0L1BA,SS22B,1N4148WS,SL60T65FL,1N4148WT,DSK32,SS22F,MMBTA56,SLW601,SM4007PL,MMBTA44,SL6540BT,MMBTA42,SL49SM6M20P-20,SL252040MXXX,SL36N120A,SL12040BT,SL201626MXXX,SL50N06D,SL1629TH,SL50328MXXX,SL827,BT151,BT152,SL1629TL,SL49SM8M20P-20,SL49SM27M20P-20,SL826,DSK22,SL11N65CQ,SL49SM12M20P-20,SL49SM16M20P-20,S6MC,SL49SM10M20P-20,2N7002,M1F,SLPESD0201M05,MMBT6517,SL322540MXXX,GBLC08CI,2SC5824,ES1K,2SC4617,GBU610,SL6510B,BZT52B2V4,SL12N65F,SL1605SH,ULN2001,SL1605SL,MM1W330,BSS84,BZX84C2V4,DSK12,MM3Z2V0,SL9193MXXXX,BAW56,SL21N65CF,ES1AF,SLPESD0201M03,SL25T120FL,BTA24-800,ULN2003,ES2A,SS12F,6N137,SL15N65CD,6N136,SL15N65CF,LM2575,6N135,LM2576,SMAJ170A,SMDJ170CA,SL851,SL252027MXXX,S5MB,SL1605TL,SL503216MXXX,

选型指南  -  SLKOR  - 2022/10/9 PDF 中文 下载

国基南方、55所携碳化硅器件与模块等系列产品精彩亮相PCIM Asia 2024及深圳国际电子展

2024年8月28-30日,PCIM Asia 2024在深圳国际会展中心举行,中电国基南方、55所携碳化硅器件与模块等系列产品精彩亮相。另悉,2024年8月27-29日,中电国基南方下属国宇公司携多款重点产品亮相深圳国际电子展。

厂牌及品类    发布时间 : 2024-09-06

爱仕特(AST)SiC碳化硅芯片及模块选型指南

目录- 公司简介和芯片/模块产品规则    芯片    模块    参数含义和芯片/模块产品可靠性要求介绍   

型号- ASC20N650MT3,ASC100N1200MD10,ASC700N1200,ASC800N1200,ASC12N650MT3,ASC100N1700MT3,ASC100N900MT3,ASC100N900MT4,ASC10N1200MT3,ASC5N1700MT3,ASC1000N900,ASC60N650MD8,ASC30N1200MT3,ASC30N1200MT4,ASC100N650MT3,ASC100N650MT4,ASC18N1200MT3,ASC60N1200MT4,ASC60N1200MT3,ASC20N3300MT4,ASC60N650MT3,ASC60N900MT4,ASC60N650MT4,ASC60N900MT3,ASC600N1200,ASC-60-N-650-M-T-4,ASC100N1200,ASC300N1200,ASC60N1200MD8,ASC100N1200MT3,ASC100N1200MT4,ASC8N650MT3,ASC5N1200MT3,ASC1000N1200

选型指南  -  爱仕特  - 2021/11/26 PDF 中文 下载

东海半导体授权世强硬创,代理IGBT单管/模块、SiC二极管/MOS

40A 1200V TRENCHSTOP IGBT采用先进的沟槽和场截止技术设计,不仅能提供优异的VCEsat和开关速度、低栅极电荷,还拥有卓越的开关速度,VCEsat中的正温度系数带来轻松并联的能力。

签约新闻    发布时间 : 2023-09-18

【元件】展会直击 | 2.5nH超低电感,爱仕特全新LPD碳化硅模块惊艳亮相PCIM

2024年8月28日,亚洲电力电子行业盛典——PCIM Asia 2024在深圳国际会展中心如期召开,爱仕特在展会现场发布新一代超低电感LPD系列碳化硅功率模块。该模块采用创新封装和三相全桥设计,内置1200V碳化硅MOSFET和热敏电阻,杂散电感低至2.5nH,工作安全稳定。工作电源电压可达900V-1000V,工作频率可达30kHz,输出功率可达300kW。

产品    发布时间 : 2024-08-29

爱仕特D21系列三相桥碳化硅模块,具有高效能、高功率密度和优秀的散热性能,引领车载空调压缩机发展

在2024年上海慕尼黑电子展上,爱仕特隆重推出了创新力作D21系列模块——1200V三相全桥碳化硅模块。这款模块采用紧凑型顶部散热塑封结构,以其高效能、高功率密度和优秀的散热性能,展现了碳化硅材料在高压、高频、低损耗方面的优势,为电动汽车空调压缩机、车载充电机及工业驱动系统等提供了创新解决方案,推动行业向更高效、更环保的方向迈进。

产品    发布时间 : 2024-08-27

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品类:SiC-Power Module

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