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  T. Nomura等2007年报道了一种用两个氮化镓HEMT和两个碳化硅SBD构成的半桥模块。该模块针对高温(>200℃)应用而开发,其封装技术殊可借鉴。图1是该半桥模块的封装结构示意图。图中Q1、Q2和D1、D2分别代表两个氮化镓HEMT和两个碳化硅SBD,R代表热电偶,是原来监测器件温度的。
  一种GaN-SiC混装半桥模块的封装结构示意图
图1 一种GaN-SiC混装半桥模块的封装结构示意图

 
  该模块采用CuW合金作为封装基板是因其热导率高且与GaN衬底的热胀系数相匹配。由于主电流只流经氮化镓HEMT而不经过两个碳化硅SBD,因此将HEMT与CuW基板作导电连接,而将SBD用低熔点AuSn焊料焊在Al 2 O 3 绝缘衬底上,再用环氧粘合剂将其固定在基板上。
 
  由于AuSn焊料的熔点只有278℃,将其用在小电流SBD上虽然没有什么问题,但若用在主器件上就不那么可靠了,因为按50W耗散功率计算的主器件结温升将达到68K,在225℃的高温工作环境下其结温将超过300℃,AuSn焊料必然经受不了。因此需要先用熔点较高的焊料,例如熔点为363℃的AuSi将HEMT焊在GaN衬底上,然后再用AuSn焊料将其固定在CuW基板上。
 
  这些封装措施保证了碳化硅器件和氮化镓器件高温优势的发挥,其225℃下的开关特性与室温相比几乎没有什么变化,而硅模块的温度根本不可能超过200℃。当然,这个报道中的225℃事实上还是因封装材料的限制而产生的,并不是器件本身的高温限度。

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