国产SiC+Si混碳融合逆变器芯片封装工艺概述和SiC器件芯片清洗剂介绍

国产SiC+Si混碳融合逆变器芯片封装工艺概述

目前搜索结果中未直接涉及“国产SiC+Si混碳融合逆变器芯片封装工艺全流程”的相关内容。但结合现有资料中关于SiC器件封装技术的共性特点及创新方向，可从SiC封装的核心技术路径、关键工艺挑战及行业应用趋势等角度，为国产混碳融合封装工艺的研发提供参考方向。SiC器件封装需突破传统硅基技术瓶颈，重点解决低杂散电感、高温可靠性及高密度集成三大核心问题，以下将结合行业主流技术方案展开分析。

SiC器件封装的核心技术路径

低杂散电感封装技术

SiC器件开关速度快、di/dt高，需通过封装结构优化减小杂散电感以避免电压过冲和电磁干扰。主流技术包括：

• 单管翻转贴片封装：通过金属连接件将芯片背部电极翻转至正面，消除键合线和引脚，电流回路面积显著减小，杂散电感降低。

• DBC+PCB混合封装：结合敷铜陶瓷板（DBC）与PCB层间布线，控制换流回路路径，杂散电感可降至5nH以下，体积较传统模块减少40%。

• 柔性PCB与烧结银工艺：如Semikron的SKiN封装技术，采用柔性PCB取代键合线，寄生电感低至1.5nH，开关损耗降低50%。

高温可靠性封装技术

SiC器件工作温度可达300℃以上，需匹配耐高温材料与工艺：

• 基板材料创新：氮化铝（AlN）陶瓷基板热导率达320W/mK，与SiC芯片热膨胀系数匹配；氮化硅（Si₃N₄）基板则以高可靠性适用于极端环境。

• 封装工艺升级：活性金属钎焊（AMB）技术通过Ti、Zr等活性金属实现陶瓷与金属键合，提升高温强度；纳米银烧结技术形成致密导电层，满足高温散热需求。

国产混碳融合封装工艺的潜在挑战与建议

技术挑战

1. 材料兼容性：SiC与Si芯片热膨胀系数差异可能导致界面应力集中，需开发梯度复合基板或柔性缓冲层。

2. 工艺集成难度：混碳架构需兼顾SiC高频特性与Si低成本优势，可能面临布线干扰、散热不均等问题。

3. 可靠性验证：需建立长期高温循环、功率循环测试体系，确保混合芯片在复杂工况下的稳定性。

研发建议

• 模块化设计：参考保时捷Dauerpower逆变器的嵌入式PCB封装技术，将SiC与Si芯片分区集成，通过3D打印实现仿生流体冷却通道。

• 跨学科合作：联合材料、热力学与汽车工程团队，开发双金属复合散热体系（如铜-铝梯度材料）与创新流体动力学冷却结构。

• 成本优化：借鉴德国Dauerpower项目经验，通过减少半导体材料用量、简化封装工序（如省去传统键合线）降低量产成本。

行业应用与未来趋势

SiC封装技术已在高端电动汽车逆变器中实现突破，如保时捷720kW逆变器采用48颗SiC MOSFET芯片嵌入式封装，功率密度达200kVA/L，效率提升至98.7%。未来国产混碳融合封装工艺若能突破上述瓶颈，有望在新能源汽车、储能系统等领域实现规模化应用，推动“双碳”目标下的电力电子产业升级。

芯片清洗剂选择：

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

运用自身原创的产品技术，满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求，打破国外厂商在行业中的垄断地位，为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

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凭借精湛的产品技术水平受邀成为国际电子工业连接协会技术组主席单位，编写全球首部中文版《清洗指导》IPC标准（标准编号：IPC-CH-65B CN）(“Guidelines for Cleaning of Printed Boards and Assemblies”)，IPC标准是全球电子行业优先选用标准，是集成电路材料产业技术创新联盟会员成员。

主营产品包括：集成电路与先进封装清洗材料、电子焊接助焊剂、电子环保清洗设备、电子辅料等。

半导体技术应用节点：FlipChip ;2D/2.5D/3D堆叠集成;COB绑定前清洗；晶圆级封装；高密度SIP焊后清洗；功率电子清洗。