本届论坛将以“创芯聚智 共享生态”主题,其中,IFWS 2018围绕第三代半导体的前沿发展和技术应用,设置了包括固态紫外器件技术、碳化硅材料与电力电子器件技术、氮化镓材料与电力电子器件技术等多个专场分会重点讨论。全面覆盖行业基础研究、衬底外延工艺、电力电子器件、电路与模块、下游应用的创新发展,提供全球范围的全产业链合作平台。
10月25日上午,IFWS 2018之“功率器件封装与应用”分会召开。分会主题涵盖宽禁带半导体电力电子器件封装设计、工艺、关键材料与可靠性评价等方面,并广泛征集优秀研究成果,邀请国内外知名与家参加本次会议,充分展示宽禁带半导体电力电子器件封装技术及其可靠性评价的最新进展。
法国国家科学研究中心(CNRS)科学家Cyril BUTTAY,天津大学材料科学与工程学院教授、弗吉尼亚理工大学终身教授陆国权,西安交通大学教授王来利,重庆大学教授叶怀宇,南京电子器件研究所宽禁带半导体电力电子器件国家重点实验室副主任、研究员黄润华,中国科学院电工研究所研究员宁圃奇,香港应用科技研究院有限公司电子元件部高级经理李天河等中外同行专家,带来精彩报告,并分享各自的最新研究成果。天津大学材料科学与工程学院教授、弗吉尼亚理工大学终身教授陆国权主持了本届分会。
法国国家科学研究中心(CNRS)科学家Cyril BUTTAY分享了10 kV SiC MOSFET封装关于电气和热性能之间的权衡的报告。他表示,对高性能冷却系统的要求对封装技术产生了影响:相应的电源模块必须既具有高电压绝缘又具有低热阻。特别地,在碳化硅装置和冷却系统之间的陶瓷基板的厚度之间有一个权衡。结合具体的研究实践,他介绍了一种新的衬底结构,其特点是提高了衬底的电压强度而不增加衬底的厚度。
碳化硅宽带隙半导体材料和功率器件技术的进步使节能的功率开关成为可能,其性能指标比传统的硅功率开关具有更低的通电阻、更高的阻塞电压、更低的开关损耗和更高的工作结温。然而,这些宽带隙器件的封装正成为它们广泛应用的瓶颈。天津大学材料科学与工程学院教授、弗吉尼亚理工大学终身教授陆国权做了分享了电动汽车平面双侧冷却SiC电源模块的封装技术的研究进展,介绍了一种封装解决方案,用于制造低调的、双面冷却的SiC电源模块,以使电动汽车的功率密度转换大大提高。并介绍了一种60kw逆变器的模块设计、材料选择、模块组装过程以及模块的测试结果。
现如今,功率半导体芯片正在从硅基向宽禁带半导体材料发展,其工作温度预计将会超过300摄氏度。为了保证功率半导体器件正常工作以及提高其可靠性和寿命,研究适应高温、高功率的封装是非常有必要的。纳米银是完美的解决方案,然而昂贵的价格限制其只能在军工或者高端产品上使用,纳米铜是很好的替代方案。重庆大学教授叶怀宇分享了纳米铜用于功率半导体封装的工艺研究成果,包括中间层对于纳米铜烧结层影响的研究以及在空气、氮气、氩气的环境中烧结,气氛对于纳米铜烧结过程中的影响的研究等。
在电力电子行业的发展过程中,半导体技术起到了决定性作用。其中,功率半导体器件一直被认为是电力电子设备的关键组成部分。在SiC MOSFET的开发与应用方面,与相同功率等级的Si MOSFET相比,SiC MOSFET导通电阻、开关损耗大幅降低,适用于更高的工作频率,另由于其高温工作特性,大大提高了高温稳定性,其也成为技术关注重点。南京电子器件研究所宽禁带半导体电力电子器件国家重点实验室副主任,研究员黄润华分享了SiC MOSFETs 的最新进展。
以碳化硅、氮化镓为代表的的宽禁带半导体材料,由于具有宽带隙、高饱和飘逸速度、高临界击穿电场等突出优点,成为制造大功率、高频、高温及抗辐照电子器件的理想替代材料。目前碳化硅单晶生长技术和氮化镓异质结外延技术的不断成熟,宽禁带半导体功率器件的研制和应用在近年来得到快速发展。会上,围绕着器件方向,多位嘉宾从不同角度带来了精彩报告。
西安交通大学教授王来利分享了宽禁带功率器件封装与集成的挑战与机遇。
中国科学院电工研究所研究员宁圃奇带来了题为碳化硅混合开关器件初探的报告。
香港应用科技研究院有限公司电子元件部高级经理李天河分享了宽禁带器件应用在AGV电力电子系统中的优势。
(根据会议资料整理,如有出入敬请谅解。)