Maitiro eSiC neGaN ari kuchinja sei Power Semiconductor Packaging

Indasitiri yemagetsi e semiconductor iri kuchinja zvikuru nekuda kwekushandiswa nekukurumidza kwezvinhu zve wide-bandgap (WBG).Silicon Carbide(SiC) neGallium Nitride (GaN) zviri pamberi pekuchinja uku, zvichigonesa michina yemagetsi yechizvarwa chinotevera kushanda zvakanaka, kuchinja nekukurumidza, uye kushanda zvakanaka kwekupisa. Zvinhu izvi hazvisi kungotsanangura patsva hunhu hwemagetsi hwema semiconductor emagetsi asiwo kugadzira matambudziko matsva nemikana mu tekinoroji yekurongedza. Kurongedza kwakanaka kwakakosha kuti ushandise zvizere kugona kwemidziyo yeSiC neGaN, kuve nechokwadi chekuvimbika, kushanda, uye kugara kwenguva refu mukushandiswa kwakaoma senge mota dzemagetsi (EVs), masisitimu esimba rinogona kudzokororwa, uye magetsi emagetsi eindasitiri.

Mabhenefiti eSiC neGaN

Zvishandiso zvemagetsi zvechinyakare zvesilicon (Si) zvave zvichitonga pamusika kwemakumi emakore. Zvisinei, sezvo kudiwa kwesimba rakawanda, kushanda zvakanaka, uye zvinhu zvakawanda, silicon inotarisana nemiganhu yayo:

• Kukanganiswa kwemagetsi kwakaganhurirwa, zvichiita kuti zviomere kushanda zvakachengeteka pamagetsi akakwira.

• Kumhanya kunononoka kwekuchinja, zvichikonzera kurasikirwa kwakanyanya kwekuchinja mumashandisirwo emagetsi akawanda.

• Kudzikira kwekupisa kwepasi, zvichikonzera kuunganidzwa kwekupisa uye zvinodiwa zvakanyanya zvekutonhodza.

SiC naGaN, seWBG semiconductors, vanokunda zvipingamupinyi izvi:

• SiCinopa voltage yakanyanya kukanganiswa, conductivity yakanaka kwazvo yekupisa (ka3-4 pane silicon), uye kushivirira tembiricha yepamusoro, zvichiita kuti ive yakakodzera kushandiswa kwesimba rakawanda senge ma inverters nema traction motors.

• GaNinopa shanduko inokurumidza zvikuru, haipindi simba zvakanyanya, uye haifambi nemaerekitironi akawanda, zvichiita kuti ma converter emagetsi madiki uye anoshanda zvakanaka ashande pamafrequencies akakwira.

Nekushandisa mabhenefiti aya ezvinhu, mainjiniya vanogona kugadzira masisitimu emagetsi ane mashandiro akanaka, saizi diki, uye kuvimbika kuri nani.

Zvinoreva Kuisa Simba Packaging

Kunyange zvazvo SiC neGaN zvichivandudza mashandiro emidziyo padanho re semiconductor, tekinoroji yekurongedza inofanira kushanduka kuti igadzirise matambudziko ekupisa, magetsi, uye makanika. Zvinhu zvikuru zvinofungwa nezvazvo zvinosanganisira:

1. Kutarisira Kupisa
   Midziyo yeSiC inogona kushanda patembiricha inodarika 200°C. Kupisa zvakanaka kwakakosha kudzivirira kupisa kusingafambe uye kuve nechokwadi chekuti kwakavimbika kwenguva refu. Zvinhu zvepamusoro zvekushandisa kupisa (TIMs), copper-molybdenum substrates, uye magadzirirwo ekupisa akagadziridzwa zvakakosha. Kufunga nezvekupisa kunokanganisawo kuiswa kwedie, marongerwo emodule, uye saizi yepakeji yese.

2. Kushanda Kwemagetsi uye Zvipembenene
   Kumhanya kwakanyanya kweGaN kunoita kuti zvinhu zvinokanganisa mashandiro emagetsi (packaging parts)—zvakadai se inductance ne capacitance—zvive zvakakosha zvikuru. Kunyangwe zvinhu zvidiki zvinogona kukonzera voltage yakawandisa, electromagnetic interference (EMI), uye switching losses. Maitiro ekuisa zvinhu mumagetsi akadai se flip-chip bonding, short current loops, uye embedded die configurations ari kushandiswa zvakanyanya kuderedza migumisiro yezvirwere.

3. Kuvimbika Kwemakanika
   SiC inongogara isina kusimba, uye michina yeGaN-on-Si inonzwa kushushikana. Kurongedza kunofanira kugadzirisa kusawirirana kwekuwedzera kwekupisa, kukanganiswa, uye kuneta kwemuchina kuchengetedza kusimba kwemuchina pasi pekupisa nemagetsi kakawanda. Zvinhu zvinosungirirwa pasi zvine stress shoma, substrates dzinoenderana nezvinodiwa, uye pasi pevhu rakasimba zvinobatsira kuderedza njodzi idzi.

4. Kugadzira zvinhu zvishoma uye kubatanidzwa
   Midziyo yeWBG inogonesa kuwanda kwesimba remagetsi, izvo zvinoita kuti pave nekudiwa kwemapakeji madiki. Matekiniki epamusoro ekurongedza—akadai sechip-on-board (CoB), dual-sided cooling, uye system-in-package (SiP) integration—anobvumira vagadziri kuderedza mafambiro emagetsi uku vachichengetedza mashandiro uye kudzora kupisa. Miniaturization inotsigirawo kushanda kwemafrequency akakwira uye kukurumidza kupindura mumasisitimu emagetsi emagetsi.

Mhinduro dzeKurongedza Dziri Kubuda

Nzira dzakasiyana-siyana dzekugadzira dzakabuda kuti dzitsigire kushandiswa kweSiC neGaN:

• Zvigadziko zvemhangura zvakasungirirwa zvakananga (DBC)yeSiC: Tekinoroji yeDBC inovandudza kupararira kwekupisa uye kugadzikana kwemuchina pasi pemvura yakakwira.

• Magadzirirwo eGaN-on-Si Akabatanidzwa: Izvi zvinoderedza kupinza kweparasitic uye zvinogonesa kushandura nekukurumidza muma compact modules.

• Kuvharirwa Kwekupisa Kwakanyanya: Makemikoro ekugadzira epamusoro uye zvinhu zvinoisa pasi zvinodzivirira kutsemuka nekubviswa kwechinhu panguva yekupisa.

• Mamodule e3D neMulti-Chip: Kubatanidzwa kwemadhiraivha, masensa, uye zvishandiso zvemagetsi mupakeji imwe chete kunovandudza mashandiro ehurongwa uye kunoderedza nzvimbo yebhodhi.

Zvitsva izvi zvinoratidza basa rakakosha rekurongedza zvinhu mukupa mukana wekushandisa zvizere maWBG semiconductors.

Mhedziso

SiC neGaN zviri kushandura zvakanyanya tekinoroji yemagetsi e semiconductor. Hunhu hwavo hwepamusoro hwemagetsi nekupisa hunoita kuti michina ikurumidze, ishande zvakanaka, uye inokwanisa kushanda munzvimbo dzakaoma. Zvisinei, kuwana mabhenefiti aya kunoda nzira dzepamusoro dzekurongedza dzinotarisa manejimendi yekupisa, mashandiro emagetsi, kuvimbika kwemakanika, uye miniaturization. Makambani anogadzira SiC neGaN pakurongedza achatungamira chizvarwa chinotevera chemagetsi emagetsi, achitsigira masisitimu anoshanda nesimba uye anoshanda zvakanyanya muzvikamu zvemotokari, maindasitiri, uye simba rinogona kudzokororwa.

Muchidimbu, shanduko mukurongedza kwesimba remagetsi emagetsi haiparadzaniswi nekukwira kweSiC neGaN. Sezvo indasitiri ichiramba ichienderera mberi nekushanda nesimba, huwandu hwakawanda, uye kuvimbika kwakanyanya, kurongedza kuchaita basa guru mukushandura zvakanakira zvedzidziso zvemaseconductors emagetsi akafara kuita mhinduro dzinoshanda, dzinogona kushandiswa.