采用低介电常数材料的功率模块封装改进以降低共模噪声并提高可靠性

Improved Packaging of Power Module With Low-Permittivity Material for Low Common-Mode Noise and High Reliability

作者	Sihoon Choi · Jiyoon Choi · Thiyu Warnakulasooriya · Jong-Won Shin · Jun Imaoka · Masayoshi Yamamoto
期刊	IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期	2024年11月
技术分类	功率器件技术
技术标签	功率模块可靠性分析热仿真
相关度评分	★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词	功率模块低介电常数材料共模噪声共模电容封装可靠性 DBC基板

语言:

中文摘要

本文提出了一种新型功率模块封装结构，通过使用低介电常数（low-ε）环氧树脂替代部分直接覆铜（DBC）基板底部的铜层。实验结果表明，该方案使共模（CM）电容降低了52.5%，稳态运行下的共模噪声降低了4-5 dBμV，在提升电磁兼容性（EMC）的同时兼顾了可靠性。

English Abstract

This article proposes a novel power module configuration which replaces a part of the bottom copper layer of a direct-bonded copper by low-permittivity (low-ϵ) epoxy. The proposed power module reduced common-mode (CM) capacitance by 52.5% compared to that of the conventional counterpart. The CM noise measured from line impedance stabilization network was reduced by 4–5 dBμV in steady-state operati...

SunView 深度解读

该技术对阳光电源的核心产品线具有显著的工程价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan系列储能变流器中，高频开关带来的共模噪声一直是EMI设计的难点。通过优化DBC基板封装降低CM电容，可有效简化滤波器设计，减小系统体积，提升功率密度。此外，该方案在提升EMC性能的同时保持了可靠性，非常契合阳光电源对高可靠性、长寿命产品的追求。建议研发团队在下一代高功率密度SiC/IGBT模块选型及定制化封装设计中引入该低介电常数材料方案，以优化整机电磁兼容性能。