为什么SiC模块未来将由灌胶模块转为塑封模块

SiC 模块由灌胶模块转为塑封模块是因为塑封方案具有五方面的优势。为加强与产业链上下游企业交流合作，艾邦建有碳化硅半导体产业链交流群，欢迎扫描以下二维码加入产业链微信群及通讯录。

1）可靠性：改变模块封装形式，将传统灌胶模块所用的铝线换成铜线或铜排，可以提高可靠性和载流能力；焊料换成银烧结，可以降低热阻有利于增强散热能力，且多孔纳米银材料可吸收热膨胀带来的张力，有效提升可靠性和热管理能力。

传统灌胶模块使用铝线和焊接技术，基材一般，并使用果冻胶凝胶形式。传统 IGBT 的模式套用于 SiC 做 HybridPACK，相同电流下 SiC 面积远小于 IGBT。电流要通过键合线，而 IGBT 上可以打很多线，线均电流密度小；但 SiC 面积很小，线数目有限，线均电流密度大很多，线温高且发热多，长时间老化线体会脱落造成连接问题和模块损伤，用 Clip（条带键合）的形式能将可靠性提高 10 倍左右。

传统 HybridPACK 模块用回流焊形式，将 IGBT 放入温箱里加热融化焊锡，之后再把芯片放在基板上做模片固定。从 Si 基到 SiC 基，杨氏模量和 CTE 的变化很大，SiC 边角压力和热膨胀系数将变大四倍，温度的升高会产生裂痕、分层、空洞，热阻增加，因此结温升高，可靠性下降。

此外，灌胶是液体形式，震动时对键合线产生惯性力，拉扯会造成疲劳和老化，灌胶过程中还可能有气泡、湿气和水汽，高温高湿度下果冻胶模块容易损坏。而塑封模块对湿气控制、散热能力会好很多。

2）性能（杂散电感等）：将键合线换成 Clip（条带键合），可以利用互感或一些设计降低电感；改变模块的设计以及改变连接处，也能达到降低杂散电感，抑制震荡的效果。震荡源于能量的来回释放，包括电感和电容间能量互相转化。

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SiC 为单极性载流子，开关速度很快可大幅降低开关损耗，但 DIDT 和 DVDT 很大，会产生杂散电感、寄生电容等，IGBT 开关速度慢，影响不大。

汽车/工业用 62mm 主流模块在功率回路中通过 DBC、键合线和连接引起较大的杂散电感，配合 SiC 高速开关的特性会产生强震荡，一会影响可靠性，二会产生杂音。

HybridPACK 的杂散电感约 30-40nH，塑封模块可低于 5nH，可以适应 SiC 的高速运行。特斯拉的 T-PACK 采用激光焊方案，相比传统打螺丝方案能大幅降低连接处的寄生杂散电感。

另外在工作温度、性价比、市场需求等方面，塑封模块相比灌胶模块也有较为明显的优势，此处先不做详细说明，感兴趣的朋友可先自行了解。

下一代 SiC 封装的革新在于封装材料和形式的变化，因此带来了塑封路线图。目前，博格华纳、德尔福、特斯拉和 ST 的 T-PACK 基本不用果冻胶做小的塑封器件；赛米控、丹佛斯的单/双面直接水冷的塑封模块都是下一代流行趋势；之前用单管并联的阳光、赛力斯、吉利都有可能用类特斯拉方案取代之前 TO-247 单管方案。

拍摄来源 翠展微展台

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文章参考：雪球，相守湖畔；链接：https://xueqiu.com/7968926245/229708050

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