SiC 功率器件封裝解決方案
作者：偉邦材料 發布時間：2020-08-06 10:48 瀏覽次數 :
Die Top System（DTS）一種適用于SiC功率半導體器件封裝的材料系統，也是目前適用范圍最廣，無IP限制，可在結溫200℃及以上環境中使用的新型材料。
半導體材料性能比較
半導體材料
帶隙（eV）
熔點（K）
主要應用
第一代半導體材料
硅Si
1.11
1687
低壓，低頻，中頻，功率晶體管
第二代半導體材料
砷化鎵GaAs
1.4
1511
微波，毫米波器件，發光器件
第三代半導體材料
碳化硅SiC
3.05
2826
高溫，高頻，抗輻射、大功率器件
氮化鎵GaN
3.4
1973
高頻，抗輻射，藍、綠、紫發光二極管，激光器
表格1：來源自網絡分享
圖片1：來源自網絡分享
雖然Si 材料的器件在整個市場依然擁有90% 以上的市場份額，但是隨著終端應用技術的拓展在一些如新能源汽車、軌道交通、智能電網等關鍵領域，SiC 取代傳統的Si 是必然趨勢。Si 器件工作溫度大多在150 ℃，通常最高不會超過185℃，但是SiC 器件在性能提升的同時， 其工作溫度也達到了近200℃甚至更高，這對SiC 器件的封裝材料及工藝技術提出了更高的要求。
圖片2：來源自網絡分享
圖片3：來源自賀利氏
|
特性 |
單位 |
鋁 |
銅 |
|
熔點 |
℃ |
660 |
1084 |
|
熱導率 |
W/(m·K) |
230 |
399 |
|
線性膨脹系數 |
ppm/K |
23 |
17 |
|
導電率 |
A/(V·m) |
37.7x106 |
59.1x106 |
|
抗拉強度 |
MPa |
40-50 |
200-300 |
|
彈性模量 |
GPa |
70 |
100-300 |
|
維氏硬度 |
Mpa |
167 |
369 |
|
密度 |
g/cm3 |
2.7 |
8.96 |
表格2：來源自網絡收集
|
特性 |
單位 |
合金焊料 |
燒結銀 |
|
元素 |
- |
有鉛或無鉛 |
無鉛 |
|
熔化溫度 |
℃ |
290 - 310 |
961 |
|
加工溫度 |
℃ |
360 - 400 |
230 |
|
熱導率 |
W/mK |
＜50 |
＞200 |
|
導電率 |
MΩ/cm |
0.01 - 0.03 |
≤0.01 MΩ/cm |
|
熱膨脹系數 |
ppm/K |
25 - 30 |
15 - 19 |
表格3：來源自網絡收集
圖片4：來源自賀利氏
圖片6：來源自賀利氏
圖片7：來源自賀利氏