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                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Ψ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,耐高温能力是卐硅的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。

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                  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。

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