近日，由國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）與第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）主辦，南方科技大學(xué)微電子學(xué)院與北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司共同承辦的第十七屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA 2020）暨2020國際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS 2020）在深圳會展中心召開。
期間，由廣東芯聚能半導(dǎo)體有限公司，中電化合物半導(dǎo)體有限公司，英諾賽科(珠海)科技有限公司共同協(xié)辦的功率電子器件及封裝技術(shù)分會上，華北電力大學(xué)副教授李學(xué)寶帶來了“高壓SiC器件中的封裝絕緣問題研究”的主題報告，介紹了正極性方波下封裝材料的沿面放電特性、封裝用硅凝膠在寬溫度范圍內(nèi)的絕緣特性、正極性重復(fù)脈沖電壓下電場動態(tài)特性分析。
未來電網(wǎng)需要更高電壓、更大容量、更高性能、更小體積的靈活交直流輸電裝置；具有更高耐壓、更大功率密度、更快開通關(guān)斷速度的SiC 器件是新一代靈活交直流輸電裝置的核心部件。高壓器件的并聯(lián)成組需要考慮封裝的絕緣問題，SiC器件的封裝絕緣問題是關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。
相比于焊接型封裝，壓接型封裝具有雙面散熱、失效短路、易于串聯(lián)、低雜散電感等優(yōu)點，更加適合電網(wǎng)應(yīng)用。彈性壓接型封裝結(jié)構(gòu)使用有機(jī)硅凝膠作為絕緣介質(zhì)，絕緣性能更高。國內(nèi)全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司正在研發(fā)的18kV SiC IGBT 采用彈性壓接封裝方案。
為滿足SiC器件的絕緣要求，需要保證器件在高溫、高壓、高頻工作環(huán)境下的絕緣性能。彈性壓接型SiC器件的封裝絕緣結(jié)構(gòu)包括外部絕緣和內(nèi)部絕緣。外部絕緣主要指絕緣外殼，需要考慮電氣間隙和爬電距離。內(nèi)部絕緣主要包括內(nèi)絕緣框架和絕緣介質(zhì)。有機(jī)硅凝膠在高溫下具有優(yōu)良的絕緣性能，是高壓器件封裝常用的內(nèi)絕緣材料。IGBT器件主要工作在重復(fù)性導(dǎo)通關(guān)斷狀態(tài)，器件承受正極性重復(fù)性方波電壓。器件承受正極性重復(fù)性方波電壓時，局部放電、絕緣擊穿等絕緣問題。
圍繞SiC高溫、高頻及高壓的優(yōu)勢，器件封裝絕緣問題將成為高壓SiC器件封裝的關(guān)鍵制約因素，報告圍繞器件封裝絕緣材料寬頻寬溫度范圍介電特性、放電特性及重復(fù)性方波電壓下器件封裝電場計算方法和電場分布特性進(jìn)行介紹，同時對后續(xù)高壓SiC器件封裝絕緣問題的研究給出一些研究建議。
（內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場資料整理，如有出入敬請諒解）
