國產SiC+Si混碳融合逆變器芯片封裝工藝概述

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SiC器件封裝的核心技術路徑

低雜散電感封裝技術

SiC器件開關速度快、di/dt高，需通過封裝結構優化減小雜散電感以避免電壓過沖和電磁干擾。主流技術包括：

• 單管翻轉貼片封裝：通過金屬連接件將芯片背部電極翻轉至正面，消除鍵合線和引腳，電流回路面積顯著減小，雜散電感降低。

• DBC+PCB混合封裝：結合敷銅陶瓷板（DBC）與PCB層間布線，控制換流回路路徑，雜散電感可降至5nH以下，體積較傳統模塊減少40%。

• 柔性PCB與燒結銀工藝：如Semikron的SKiN封裝技術，采用柔性PCB取代鍵合線，寄生電感低至1.5nH，開關損耗降低50%。

高溫可靠性封裝技術

SiC器件工作溫度可達300℃以上，需匹配耐高溫材料與工藝：

• 基板材料創新：氮化鋁（AlN）陶瓷基板熱導率達320W/mK，與SiC芯片熱膨脹系數匹配；氮化硅（Si?N?）基板則以高可靠性適用于極端環境。

• 封裝工藝升級：活性金屬釬焊（AMB）技術通過Ti、Zr等活性金屬實現陶瓷與金屬鍵合，提升高溫強度；納米銀燒結技術形成致密導電層，滿足高溫散熱需求。

國產混碳融合封裝工藝的潛在挑戰與建議

技術挑戰

1. 材料兼容性：SiC與Si芯片熱膨脹系數差異可能導致界面應力集中，需開發梯度復合基板或柔性緩沖層。

2. 工藝集成難度：混碳架構需兼顧SiC高頻特性與Si低成本優勢，可能面臨布線干擾、散熱不均等問題。

3. 可靠性驗證：需建立長期高溫循環、功率循環測試體系，確保混合芯片在復雜工況下的穩定性。

研發建議

• 模塊化設計：參考保時捷Dauerpower逆變器的嵌入式PCB封裝技術，將SiC與Si芯片分區集成，通過3D打印實現仿生流體冷卻通道。

• 跨學科合作：聯合材料、熱力學與汽車工程團隊，開發雙金屬復合散熱體系（如銅-鋁梯度材料）與創新流體動力學冷卻結構。

• 成本優化：借鑒德國Dauerpower項目經驗，通過減少半導體材料用量、簡化封裝工序（如省去傳統鍵合線）降低量產成本。

行業應用與未來趨勢

SiC封裝技術已在高端電動汽車逆變器中實現突破，如保時捷720kW逆變器采用48顆SiC MOSFET芯片嵌入式封裝，功率密度達200kVA/L，效率提升至98.7%。未來國產混碳融合封裝工藝若能突破上述瓶頸，有望在新能源汽車、儲能系統等領域實現規模化應用，推動“雙碳”目標下的電力電子產業升級。

芯片清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環境中的濕氣，通電后發生電化學遷移，形成樹枝狀結構體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關注的呢？助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質在所有污染物中的占據主導，從產品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產品質量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質引發接觸電阻增大，嚴重者導致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質量。

合明科技研發的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

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主營產品包括：集成電路與先進封裝清洗材料、電子焊接助焊劑、電子環保清洗設備、電子輔料等。

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