第三代半导体材料SiC的市场高速增长与IGBT模块器件清洗

SiC作为第三代半导体材料具有优越的性能，相比于前两代半导体材料，碳化硅具有禁带宽度大、击穿电场强度高、热导率高、电子饱和速率高以及抗辐射能力强等特点，已成为目前应用最广、市占率最高的第三代半导体材料。碳化硅器件相较于硅基器件，具有优越的电气性能，如耐高压、耐高温和低损耗。随着新能源汽车渗透率不断提升，叠加800V高压平台的逐步实现，SiC器件市场将高速增长。

根据Yole数据，2021-2027年，全球SiC功率器件市场规模将由10.9亿美元增长到62.97亿美元，CAGR为34%；其中新能源车用SiC市场规模将由6.85亿美元增长到49.86亿美元，CAGR为39.2%，新能源车（逆变器+OBC+DC/DC转换器）是SiC最大的下游应用，占比由62.8%增长到79.2%，市场份额持续提升。

碳化硅功率器件封装技术的挑战

碳化硅器件的这些优良特性，需要通过封装与电路系统实现功率和信号的高效、高可靠连接，才能得到完美展现，如何充分发挥碳化硅器件的这些优势性能则给封装技术带来了新的挑战：

1.降低杂散电感

传统封装杂散电感参数较大，难以匹配器件的快速开关特性。碳化硅器件的结电容更小，栅极电荷低，因此，开关速度极快，开关过程中的 dv/dt 和 di/dt 均极高。虽然器件开关损耗显著降低，但传统封装中杂散电感参数较大，在极高的 di/dt 下会产生更大的电压过冲以及振荡，引起器件电压应力、损耗的增加以及电磁干扰问题。在相同杂散电容情况下，更高的 dv/dt 也会增加共模电流。

2.器件高温工作时，封装可靠性降低

除开关速度更快外，碳化硅器件的工作温度可达到 300℃ 以上。而现有适用于硅器件的传统封装材料及结构一般工作在 150℃ 以下，在更高温度时可靠性急剧下降，甚至无法正常运行。解决这一问题的关键在于找出适宜高温工作的连接材料，匹配封装中不同材料的热性能。

3.模块的多功能集成封装与高功率密度需求

多功能集成封装技术以及先进的散热技术在提升功率密度等方面起着关键作用。

IGBT模块清洗：

汽车IGBT模块、功率器件和半导体封装前通常会使用助焊剂和锡膏等作为焊接辅料，这些辅料在焊接过程或多或少都会有部分残留物，还包括制程中沾污的指印、汗液、角质和尘埃等污染物。同时，汽车IGBT模块、功率器件和半导体的引线框架组装了铝、铜、铂、镍等敏感金属等相当脆弱的功能材料。这些敏感金属和特殊功能材料对清洗剂的兼容性提出了很高的要求。一般情况下，材料兼容性不好的清洗剂容易使敏感材料氧化变色或溶胀变形或脱落等产生不良现象。 自主研发的汽车IGBT模块、功率器件和半导体水基清洗剂则是针对引线框架、汽车IGBT模块、功率半导体器件焊后清洗开发的材料兼容性好、清洗效率高的环保水基清洗剂。将汽车IGBT模块焊锡膏清洗干净的情况下避免敏感材料的损伤。