日前,深圳基本半导体有限公司与全球知名半导体制造商ROHM Co., Ltd.(以下简称“罗姆”)在位于日本京都的罗姆总部签订车载碳化硅功率器件战略合作伙伴协议。
此次签约,双方将充分发挥各自的产业优势,就碳化硅功率器件的创新升级、性能提升等方面展开深度合作,开发出更先进、更高效、更可靠的新能源汽车碳化硅解决方案。此外,作为第一批合作成果,融合了双方技术的车载功率模块将提供给多家大型汽车企业,用于电动汽车的动力总成系统。今后,双方也将加快开发以碳化硅为核心的功率解决方案,助力汽车技术革新。
基本半导体总经理和巍巍表示:“在新能源汽车的技术革命中,碳化硅功率器件脱颖而出,成为电驱动效率提升的关键。基本半导体较早开始布局汽车级碳化硅功率模块领域,在产品研发和市场推广方面取得了突破性进展。我们非常荣幸能与国际知名半导体厂商罗姆达成合作,携手打造出客户满意的高性能、高可靠性的车载碳化硅功率产品,一同助推电动汽车的技术创新,为低碳减排贡献力量!”。
罗姆董事长松本功表示:“我们很高兴能与基本半导体缔结战略合作关系,共同为新能源汽车市场提供十分有竞争力的碳化硅解决方案。多年来,罗姆一直致力于通过先进的电子技术,为全球实现无碳社会而持续做出努力。随着半导体在汽车领域发挥的作用越来越大,罗姆今后也将努力制造高品质的产品,同时提供广泛的解决方案,为创造安心、安全、环保的社会做出贡献。”
当前功率半导体行业正在面临SiC和GaN等宽禁带半导体强势崛起,随着电动汽车市场的增量放大,消费者对汽车的高续航、超快充等要求越来越高,电力电子模块的功率密度、工作温度及可靠性的要求也在越来越复杂,封装成了提升可靠性和性能的关键。封装是承载器件的载体,也是保证SiC芯片可靠性、充分发挥性能的关键。
SiC芯片的工作温度更高,对封装的要求也非常高,同时对散热和可靠性的要求也更加严苛,这些都需要相配套的封装工艺和材料同步跟进。而当前,传统的封装工艺如软钎焊料焊接工艺已经达到了应用极限,亟需新的封装工艺和材料进行替代。
传统功率模块中,芯片通过软钎焊接到基板上,连接界面一般为两相或三相合金系统,在温度变化过程中,连接界面通过形成金属化合物层使芯片、软钎焊料合金及基板之间形成互联。目前电子封装中常用的软钎焊料为含铅钎料或无铅钎料,其熔点基本在300℃以下,采用软钎焊工艺的功率模块结温一般低于150℃,应用于温度为175-200℃甚至200℃以上的情况时,其连接层性能会急剧退化,影响模块工作的可靠性。
在功率器件中,流经焊接处的热量非常高,因此需要更加注意芯片与框架连接处的热性能及其处理高温而不降低性能的能力。烧结银的热阻要比焊料低得多,因而使用烧结银代替焊料能提高结壳热阻,而且由于银的熔点较高,整个设计的热裕度也提高了。
有热模型研究表明,使用焊料进行晶粒贴装与使用银烧结进行晶粒贴装的工艺相比,后者可将热阻降低28%。与此同时,烧结材料通常可以达到200℃-300℃,这让烧结技术成为焊接工艺理想的替代方案。此外,芯片粘接是一个极其复杂的过程,采用烧结银技术进行芯片粘接,可大大降低总制造成本,加工后无需清洗,还可缩短芯片之间的距离。
银烧结工艺烧结体具有优异的导电性、导热性、高粘接强度和高稳定性等特点,应用该工艺烧结的模块可长期工作在高温情况下;烧结工艺在芯片烧结层形成可靠的机械连接和电连接,半导体模块的热阻和内阻均会降低,整体提升模块性能及可靠性;烧结料为纯银材料,不含铅,属于环境友好型材料。