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车规级SiC模块封装可靠性挑战与认证及合明科技车规级模块清洗剂介绍

合明科技 👁 1947 Tags:车规级SiC模块清洗先进封装清洗剂

车规级碳化硅(SiC)功率模块因其高效、高功率密度等优势,正成为电动汽车电驱系统的核心,但其封装可靠性直接关系到整车安全和性能。下面这张表汇总了它在封装和认证上的核心挑战与应对体系。

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技术维度核心挑战当前行业解决方案与认证要求
🔬 封装结构与材料大尺寸芯片带来更大的热机械应力,传统焊接层易因热疲劳开裂。采用银烧结技术进行芯片贴装,其具备更优的热、电性能和抗疲劳特性。

高温、高湿、高电压环境下的绝缘和腐蚀风险。使用活性金属钎焊(AMB)陶瓷覆铜板替代传统DBC,其更高的绝缘性和热导率更适合SiC。
🧪 可靠性测试与认证传统标准(如AEC-Q101)难以覆盖SiC在动态工况下的全部失效模式。遵循AQG 324指南,它针对车用功率模块,新增了动态栅极应力(DGS)、动态反向偏压(DRB) 等测试,模拟真实开关动作。

功率循环寿命是评估模块耐久性的关键指标。依据T/CPSS 1004—2025等标准进行双脉冲测试和短路测试,验证模块在极端电气工况下的动态特性。

需要建立符合中国新能源汽车路谱的测试规范。参考《车规级半导体功率模块测试认证规范》(CASA 011.2—2021)等国内团体标准,形成本土化测试认证依据。
🔎 寿命建模与失效分析基于物理的失效机理研究不足,导致寿命预测不准。采用失效物理(PoF) 框架,通过有限元仿真和针对性实验,构建更精确的寿命模型,从“事后检验”转向“设计赋能可靠性”。

提升可靠性的前沿技术与体系方法

要系统性地解决上述挑战,需要从材料、设计、测试到分析方法的全面创新。

  • 先进封装材料与工艺:除了上述的银烧结和AMB基板,针对顶部互联,烧结铜箔与铜线键合等无银/少贵金属技术也在发展中,它们能进一步降低热失配应力,提升高温稳定性。对于塑封模块,需确保环氧树脂模塑料在高温高湿下的抗水解性和与芯片表面的界面粘合强度,以防止腐蚀和分层

  • 系统化的认证测试体系:车规级SiC模块必须通过一套严苛的测试体系,其核心可归纳为三类:

    • 寿命与耐久测试:以功率循环测试为核心,模拟模块因内部损耗发热导致的温度循环,考核芯片焊层、基板焊层等接口的连接寿命。2025年更新的AQG 324 v4.1标准对此进行了细化,区分了秒级和分钟级循环,以分别评估芯片和基板接口

    • 环境应力测试:包括H3TRB(高温高湿反偏测试)及其强化版动态H3TRB,用于验证模块在潮湿环境下的长期绝缘可靠性

    • 动态电应力测试:包括动态栅极应力(DGS) 和动态反向偏压(DRB) ,这些测试能更好地复现SiC器件在真实逆变器工作中频繁开关所承受的电应力,揭示潜在的栅极退化或动态击穿风险。

  • 设计赋能可靠性(DfR)与失效物理分析:为了缩短开发周期并提高产品固有可靠性,行业正从依赖大量循环测试的经验模型,转向基于失效物理(PoF) 的预测方法。这种方法通过有限元仿真,在设计阶段就精准分析模块内部在不同热循环下的应力分布,识别出最薄弱的区域(如银烧结层的边缘),并预判其失效演化过程。这使得工程师能够在实物试制前优化结构设计(如芯片布局、材料厚度),从源头提升可靠性。

总结

面对电动汽车的严苛要求,车规级SiC模块的封装可靠性已不再是简单的“通过测试”,而是一个贯穿设计、材料、制造和验证全链条的系统工程。行业通过采用银烧结、AMB基板等先进材料和工艺来解决根本的 thermomechanical 问题,并依据不断进化的AQG 324、CPSS T/1004—2025及CASA标准等构成的多维认证体系进行严格筛选。同时,基于失效物理(PoF) 的先进寿命建模方法正成为确保下一代SiC模块在激烈市场竞争中保持高可靠性与长寿命的关键利器。

希望以上介绍能帮助你更深入地理解这一领域。

车规级SiC模块清洗-合明科技锡膏助焊剂清洗剂介绍:

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。

合明科技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。

合明科技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。

推荐使用合明科技水基清洗剂产品。

合明科技致力于为SMT电子表面贴装清洗、功率电子器件清洗及先进封装清洗提供高品质、高技术、高价值的产品和服务。合明科技 (13691709838)Unibright 是一家集研发、生产、销售为一体的国家高新技术、专精特新企业,具有二十多年的水基清洗工艺解决方案服务经验,掌握电子制程环保水基清洗核心技术。水基技术产品覆盖从半导体芯片封测到 PCBA 组件终端的清洗应用。是IPC-CH-65B CN《清洗指导》标准的单位。合明科技全系列产品均为自主研发,具有深厚的技术开发能力,拥有五十多项知识产权、专利,是国内为数不多拥有完整的电子制程清洗产品链的公司。合明科技致力成为芯片、电子精密清洗剂的领先者。以国内自有品牌,以完善的服务体系,高效的经营管理机制、雄厚的技术研发实力和产品价格优势,为国内企业、机构提供更好的技术服务和更优质的产品。合明科技的定位不仅是精湛技术产品的提供商,另外更具价值的是能为客户提供可行的材料、工艺、设备综合解决方案,为客户解决各类高端精密电子、芯片封装制程清洗中的难题,理顺工艺,提高良率,成为客户可靠的帮手。

合明科技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。

 


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