碳化硅封装材料的特性

[发布日期：2021-04-20 13:20:06]　点击：

　　碳化硅封装材料的特性从三个维度展开：

　　1.材料的性能，即物理性能：禁带宽度大、饱和电子飘移速度高、存在高速二维

　　电子气、击穿场强高。这些材料特性将会影响到后面器件的性能。

　　2.器件性能：耐高温、开关速度快、导通电阻低、耐高压。优于普通硅材料的特

　　性。反映在电子电气系统和器件产品中。

　　3.系统性能：体积小、重量轻、高能效、驱动力强。

　　回顾整个碳化硅的发展历程，我们可以发现在21世纪，碳化硅的发展步伐越来越快，如图所示，其中比较标志性的事件是：2016年搭载ST碳化硅器件作为电机驱动的Model3发布，使得碳化硅器件开始大规模进入市场。

　　整个碳化硅的发展历程

　　碳化硅的耐高压能力是硅的10倍，耐高温能力是硅的2倍，高频能力是硅的2倍;相同电气参数产品，采用碳化硅材料可缩小体积50%，降低能量损耗80%。这也是为什么半导体巨头在碳化硅的研发上不断加码的原因：希望把器件体积做得越来越小、能量密度越来越大。

　　硅材料随着电压的升高，高频性能和能量密度不断在下降，和碳化硅、氮化镓相比优势越来越小。碳化硅主要运用在高压环境，氮化镓主要集中在中低压的领域。造成两者重点发展的方向有重叠、但各有各的路线。通常以650V作为一个界限：650V以上通常是碳化硅材料的应用，650V以下比如一些消费类电子上氮化镓的优势更加明显。从价格上来讲：目前在同样的参数下，碳化硅器件是硅器件价格的1.5倍-2倍左右，我们判断其价格降幅每年将达到10%，甚至更高。基本上在2023年-2025年在一些领域和硅器件形成直接的竞争。除了器件本身的价格之外，在一些生产成本上两者还存在一些差距：碳化硅硬度较高，需要购置一些特殊的生产设备，这一点将在成本上体现出来。代表性的企业中，目前来看在国际上技术比较领先的是美国的CREE，其覆盖了整个碳化硅产业链的上下游(衬底-外延-器件)，具有核心的技术。在器件方面，如图所示，国际厂商占据主要地位。碳化硅(SiC)器件SiC器件即可作为独立器件提供也可在需要大功率电平时置于功率模块中。目前的市场主流产品为独立的功率器件，不过模块的市场份额正在迅速增长。

　　SiC二极管和晶体管的各种可用独立封装。国联万众在不断迅速增加封装类型，为功率电路设计师提供他们所需的能满足系统约束的各种选择。所有这些封装都是行业标准封装，与硅器件配合使用且应用广泛。虽然封装的形状系数保持不变，但是内部可以添加许多增强功能，以更好地利用SiC器件的能力。碳化硅的*佳应用场景——电动车碳化硅功率器件定位于1KW-500KW之间，工作频率在10KHz-100MHz之间的场景，特别适用于对于能量效率和空间尺寸要求较高的应用，如电动汽车充电机、充电桩、光伏逆变器、高铁、智能电网、工业级电源等领域，可逐渐取代硅基MOSFET和IGBT。

　　IC封装除气泡

　　ELT科技研发的高温真空压力除泡烤箱，利用专利技术采用真空+压力+高温烘烤的方法将内部气体抽至表面. 之后再施以压力及加热烘烤，已达到去除气泡的目的。效果一目了然。目前众多台资PCB厂都在使用ELT科技的除气泡设备，我们为您提供专门的定制解决方案，让您提高产品良品率，降低消耗。