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宽禁带功率半导体器件封装集成技术与可靠性优化研究
Guest Editor's Message on the Special Issue on Packaging Integration Technology and Reliability Optimization of Wide Bandgap Power Semiconductor Devices
王来利 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40
随着“双碳”目标推进和能源结构转型，以碳化硅、氮化镓为代表的第三代宽禁带功率半导体器件因其高频、高压、高效及耐高温特性，在电力电子装备中应用前景广阔。然而，传统硅基器件的封装技术难以满足其性能与可靠性需求，已成为产业发展的瓶颈。为突破宽禁带器件大规模应用的技术难题，亟需研究其失效机理、新型封装结构、互连技术、驱动保护设计、多芯片并联建模及应用场景下的可靠性优化方法。《电工技术学报》推出该专题，收录10篇高水平论文，涵盖上述五个研究方向，旨在促进学术交流、技术进步与成果转化。
解读: 该研究对阳光电源的SiC/GaN功率器件应用具有重要指导意义。封装集成与可靠性优化技术可直接应用于ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器和电动汽车充电设备的功率模块设计。特别是在高频高压应用场景下,新型封装结构和互连技术有助于提升产品功率密度,多芯片并联建模可优化大功率产品的并联均流性能。失效机理研...
多芯片整体式Clip互连碳化硅功率模块反向耦合低感封装方法
A Low-Inductance Packaging Method for Multi-Chip Monolithic SiC Power Modules with Clip Interconnection Based on Reverse Coupling
张彤宇 · 王来利 · 苗昱 · 裴云庆 等5人 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40
碳化硅功率器件因性能优异成为替代传统硅器件的重要选择，但封装中键合线和端子引入的寄生电感导致开关过冲与振荡，制约其优势发挥。本文提出一种多芯片整体式Clip互连封装方法，采用Clip取代键合线，并通过优化陶瓷基板布局实现内部电流反向耦合，降低寄生电感。结合电容直连结构抑制外部回路电感。仿真结果显示模块内部寄生电感为3.8 nH，功率回路电感5.0 nH；实验测得1 200 V/600 A样机功率回路电感4.53 nH，换流回路总电感5.87 nH，较传统模块降低44.6%。
解读: 该低感封装技术对阳光电源的SiC功率模块应用具有重要价值。通过Clip互连和反向耦合设计将功率回路电感降低44.6%，可显著提升公司SG350HX等大功率光伏逆变器的开关频率和效率。该技术尤其适用于PowerTitan储能系统的高频双向变流应用，有助于降低开关损耗和EMI干扰。对于快充桩等对功率密度...