《死磕到底》从特斯拉，德尔福，ST，英飞凌，沃兰达，model 3加几十份报告了解SIC封装

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死磕到底，特斯拉，德尔福，ST，英飞凌，沃兰达，model 3等，这次真是死磕到底，牺牲周末陪家人的时间整理出来，涉及到几十份文档和数据手册，有些资料不能公布太详细，有些资料没有时间翻译，大家将就自己翻译吧，虽然写作效率提高了一些，但这篇文章也搞了两天，有些地方比较粗糙，感觉有用的请转发给个好看，让圈里更多的人知道，谢谢！

特斯拉推出了Model3采用了SIC功率器件，把SIC运用在电控上的热度推高一个台阶，给了大主机厂和零配件厂商SIC功率器件在电机控制上的一个量产案例；2019年9月11日，在法兰克福车展上，德尔福科技全球首发800V SIC电机控制器，从宣传的一些资料上可以看出，德尔福把自己原本用在沃兰达TPIM电控上SI双面水冷的封装，被称为Viper Power Switch的功率器件，将SI晶圆换成了SIC晶圆（工艺问题就暂不说）。

刚看到特斯拉的拆解资料的时候，就感觉特斯拉的功率器件的封装好熟悉，就想起了通用别克沃兰达的电控使用相同的封装，而沃兰达使用的Viper Power Switch在封装和散热上更胜一筹，小编不熟悉微电子的制造和工艺，深层次的无法来分析，只能从浅层的表面来简单了解一下。主要内容参考国外的大量报告和专利文件，供大家参考学习。

德尔福Viper Power Switch

先看一下通用别克沃兰达上采用的SI功率器件

图1沃兰达电控上的功率器件背面

图2沃兰达电控上的功率器件正面

图3第一代与第二代参数对比

图4第一代与第二代参数对比

图5沃兰达功率器件热仿真

图6德尔福2010年一份报告的描述

图7德尔福2010年一份报告的描述

图8来个特写

从2010的这个报告，我们也可以想到，做汽车零配件或者汽车电子，我们真的需要静下心来做，特别是我们现在的新能源，我们推出一款产品现在的时间是多久，我们的布局是多久？我们一年砍掉了多少个预研的项目？没有长期的积累，就没有领先世界的荣光。

USDRIVER的2012年关于德尔福双面水冷的一篇报告

Application: Delphi ViperModule Double-Sided Cooling Model

图9 USDRIVER关于德尔福双面水冷的报告

Validation: Thermal TestFixture Steady State

图10热仿真

YOLE在APEC2015的一份关于功率器件封装的一份报告

图11 YOLE关于功率器件封装

Improvements in packaging can be made in 3 different aspects:

Die interconnection, which is searching for innovative wire

bondingor no-wires connection for better lifetime and reliability

Die attach, which uses new materials for better lifetime
DBC+baseplate, which uses new materials and suppress layers for

improved cooling and smaller size

图12 YOLE关于功率器件封装

德尔福2005年在美国申请的一份专利US6943293

《HIGH POWER ELECTRONIC PACKAGE WITH ENHANCED COOLING CHARACTERISTICS 》

描述：

A power electronicS module includes a heat Sink and an electronicpackage having a first layer in direct thermal communication with the heatSink. At least one electronic component is disposed between the first layer anda Second layer. A thermally conductive element is in direct thermal communicationwith the Second layer and carries heat from a first portion of the Second layerto a Second portion of the Second layer Such that the heat is transferred fromthe Second portion of the second layer to the heat sink through the firstlayer.

图13专利截图1

图14专利截图2

德尔福2010年在美国申请的一份专利US7759778B2

《LEADED SEMICONDUCTOR POWER MODULE WITH DRECT BONDING AND DOUBLESIDEDCOOLING》

图15专利截图3

图16专利截图4

再看一下德尔福Viper Power Switch SIC器件

一些新闻上也已经描述：德尔福科技推出业界领先800伏碳化硅逆变器，将电动汽车充电时间减半。

德尔福SIC Viper Power Switch采用的是CREE的晶圆，我们首先看一下CREE再2019年3月21日的一篇报告的描述《Silicon Carbide Materials and Devices for Power Switching Applications》

Future electric propulsion will be more efficient

The Technical Superiority of High Efficiency SiC Converters

图17 CREE对德尔福新电机控制器的描述

2018年4月11日德尔福科技的一份报告《The path to electrification》 Viper switcheswith double sided cooling

图18双面水冷Viper开关

图19德尔福官方的SIC器件图片

英飞凌SIC器件封装

英飞凌相对与ST等企业，布局SIC是比较慢的，至今也没有太大动静，但在2016 SYSTEMPlus的一份收费报告中有这么一篇《ElectronicCosting& TechnologyExperts》由于这篇报告是收费的，大部分都打了马赛克，也就能大致瞅一眼标题和部分图片。这里也提出了一种封装形式。

图20英飞凌Module 1

图21英飞凌Module 2

图22英飞凌Module 3

特斯拉

接下来我们看一下特斯拉的

特斯拉Model 3的上市，一些新技术的应用，让无数工程师眼前一亮，更多的是眼睛发光，比如我，无奈，只能零零星星的查一些资料，也要费劲九牛二虎之力。

首先我们看一份专利特斯拉2018年的一份专利申请与2016年：US 2018 / 0114740 A1《INVERTER》。

描述：

A transistor package comprising : a substrate ; a first transis torin thermal contact with the substrate , wherein the tran sistor comprises agate ; the substrate sintered to a heat sink through a sintered layer ; anencapsulant that at least partially encapsulates the first transistor ; and aKelvin connection to the transistor gate .