本文作者Rao Tummala曾经担任IEEE组件封装制造技术主席以及国际微

  现代电力电子正面临着提高效率，同时减小系统尺寸和成本的巨大需求，适用于广泛的领域，包括电动汽车、可再次生产的能源、和发电机以及配电网应用。为了跟上这种能源消耗的步伐，一定要通过提高控制电机和发电机的电力电子设备的效率来降低驱动设备的工业电机和发电机的能耗，例如风扇、泵、压缩机和输送系统。节能需求也可以在其他应用中找到。在电动汽车应用中，效率直接影响车辆的性能，例如行驶距离。因此，提高效率，同时减少电动汽车动力总成系统的体积和重量，将有可能节省大量能源。随着风力涡轮机和太阳能电池板的安装迅速增长以及这些机器中电力电子设备效率的提高，预计会有显着的能量收益。

  碳化硅(SiC)是一种宽带隙(WBG)半导体材料，已经显示出能够很好的满足上述领域持续不断的发展的电力电子器件的更高性能需求的能力。过去，硅(Si)一直是功率开关器件中使用最广泛的半导体材料。然而，随着硅基功率器件已接近其物理极限，进一步提升其性能正成为一个巨大的挑战。例如，阻断电压和工作时候的温度分别限制在6.5kV和175°C，开关速度相对较慢。另一方面，由SiC制成的器件在过去几十年中已经从不成熟的实验室原型发展成为可行的商业产品，并且由于其引人注目的优势，如高击穿电压，高工作电场，高工作时候的温度，高开关频率和低损耗，被认为是硅基功率器件的替代品。除了这些性能改进之外，基于SiC器件的电力电子设备有望通过最大限度地减少冷却要求和无源元件要求来减少系统的体积，从而有助于降低整体系统成本。SiC的这些优势与未来能量转换应用中电力电子的要求和方向非常吻合。尽管与硅基器件相比成本更高，但SiC器件将胜过硅基器件，因为它们带来的潜在系统优势足以抵消增加的器件成本。

  虽然SiC半导体技术一直在加快速度进行发展，但功率模块封装技术似乎依赖于过去的惯例，这是一个经过验证的标准。但是，它并没那么快地发挥新设备的全部潜力。SiC器件的封装主要是基于陶瓷基板上的引线键合方法，这是形成多芯片模块(MCM)互连的标准方法，因为它易于使用且成本相比来说较低。然而，由于其封装固有的局限性，这种标准封装方法已被指出是转向更高性能系统的技术障碍。首先，封装的电气寄生效应过高，以至于在SiC器件的快速切换过程中会产生不必要的损耗和噪声。其次，封装的热阻过高，而热容量过低，限制了封装在稳态和瞬态下的散热性能。第三，构成封装的材料和组件通常与高温操作(>

  200°C)不兼容，从而在高温工作时候的温度下降低热机械可靠性。最后，对于即将推出的高压SiC器件来说，承受高电场的能力是不够的。第二节将进一步阐述这些挑战的细节。总之，不是器件本身，而是功率模块封装是阻碍封装充分的利用SiC组件优势的主要限制因素之一。因此，应尽最大努力了解未来SiC封装所需的功能，并相应地开发新的封装技术。

  SiC器件的普及及其潜在的性能优势在电力电子的许多领域都有所体现。然而，最近商用的SiC功率模块采用标准方法封装，用于封装基于Si的器件，从而阻止了这些新型SiC器件充分的利用其潜在优势。

  从Si到SiC的转变需要在未来的功率模块中解决四个主要的封装挑战，即快速开关瞬变、热管理、HT操作和高压隔离。

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  地位越来越高   电动汽车与燃油汽车的成本结构产生了很大差异，在电动汽车中，电池

  （SiC）具有禁带宽度大、击穿电场强度高、饱和电子漂移速度高、热导率大、介电常数小、抗辐射能力强、化学稳定性良好等特点，被认为是制作高温、高频、大功率和抗辐射器件极具潜力的宽带隙半导体材料

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  的颜色，纯净者无色透明，含杂质(碳、硅等)时呈蓝、天蓝、深蓝，浅绿等色，少数呈黄、黑等色。加温至700℃时不褪色。金刚光泽。比重,具极高的折射率, 和高的双折射，在紫外光下发黄、橙黄色光，无

  (SiC)，俗称金刚砂。SiC 在自然界中以矿物碳硅石的形式存在，但十分稀少。不过，自1893 年以来，粉状

  作为宽禁带半导体的代表性材料之一，其材料本征特性与硅材料相比具有诸多优势。以现阶段最适合用于做功率半导体的4H型

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  （SiC）陶瓷线路板的功率器件所能达到的最大工作时候的温度可到600 C。2) 高阻断电压与Si材料相比，SiC的击穿场强是Si的十倍

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  共源杂散电感对开关损耗的影响（1）双脉冲测试时的重要需要注意的几点---电流探头的相位

  作为最典型的宽禁带半导体材料，近年来被愈来愈普遍地用于高频高温的工作场合。为了更好的提高永磁同步电机伺服控制管理系统的性能

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  或SiC MOSFET带来比传统硅MOSFET和IGBT明显的优势。在这里我们一起看看在设计高性能门极驱动电路时使用SiC MOSFET的好处。

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  10μs，在设计硅IGBT的短路保护电路时，建议将短路保护的检测延时和相应时间设置在5-8μs较为合适。2）

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  很久以前就被发现了，它的特点是：化学性能稳定、导热系数高、热线胀系数小、耐磨性能

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  的传统光伏逆变器相比，具有开关频率高、体积小、效率高的特点。本文对桥式

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  单晶具有极高的硬度和脆性，传统加工方式已经不能有效地获得具有超高光滑表面的

  对比了切片、薄化、抛光加工工艺机理，指出了工艺流程中的关键影响因素和未来发展趋势。

  ，是一种无机物，化学式为SiC，是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生产绿色

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  的电阻率随温度的变化而改变，但在一定的温度范围内与金属的电阻温度特性相反。

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  是目前应用最为广泛的第三代半导体材料，由于第三代半导体材料的禁带宽度大于2eV，因此一般也会被称为宽禁带半导体材料，除了宽禁带的特点外，

  的核心部件，采用现代半导体技术制造而成，能轻松实现高功率、高效率、高频率的控制和开关，适用于电动车的逆变器、充电器、DC-DC转换器等多种应用。

  二极管具有较低的反向漏电流、高温下稳定性良好、响应速度快等特点，大范围的使用在高功率、高频率、高温、高压等领域，如电源、变频器、太阳能、电动汽车等。

  MOSFET是一种新型的功率半导体器件，其中MOSFET表示金属氧化物半导体场效应晶体管，

  MOSFET(SiCMOSFET)而言，高质量的衬底可以从外部购买得到，高质量的外延片也可以从外部购买到，可是这只是具备了获得一个

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  ，也称为SiC，是一种由纯硅和纯碳组成的半导体基础材料。您可以将SiC与氮或磷掺杂以形成n型半导体，或将其与铍，硼，铝或镓掺杂以形成p型半导体。虽然

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  衬底有诸多缺陷无法直接加工，需要在其上经过外延工艺生长出特定单晶薄膜才能制作

  （SiC）是一种优良的宽禁带半导体材料，具有高击穿电场、高热导率、低介电常数等特点，因此在高温、高频、大功率应用领域具有非常明显优势。