前言
第1章 SiC MOSFET功率器件及其应用
1.1 电力电子中的半导体器件
1.1.1 基本性能
1.1.2 热学性能
1.1.3 SiC与Si对比
1.1.4 SiC MOSFET功率器件
1.2 应用中的先进性
1.2.1 效率
1.2.2 功率密度
1.3 应用中的鲁棒性
1.3.1 短路能力
1.3.2 雪崩能力
1.4 主流研究方向
1.4.1 轻载下的高频性能
1.4.2 器件参数的分散性
1.4.3 寿命验证
1.4.4 封装技术
1.5 结论
参考文献
第2章 多芯片功率模块的剖析
2.1 封装的功能
2.1.1 电气连接和功能实现
2.1.2 电气隔离和环境绝缘
2.1.3 热-力完整性和稳定性
2.2 选择标准
2.2.1 寄生电阻
2.2.2 寄生电感
2.2.3 寄生电容
2.3 材料与工艺
2.3.1 芯片
2.3.2 钎焊技术
2.3.3 引线键合
2.3.4 衬底
2.3.5 基板
2.3.6 端子连接
2.3.7 灌封
2.4 发展趋势与SiC定制化开发
参考文献
第3章 SiC功率模块的设计及应用
3.1 SiC MOSFET的应用潜力
3.2 高速开关振荡和过冲
3.2.1 关断振荡的频率
3.2.2 低回路电感设计
3.3 短路能力
3.3.1 短路耐受和失效机理
3.3.2 基于功率模块内部寄生电感的短路检测
3.4 功率与成本的折中
3.4.1 Si IGBT与Si PiN二极管方案
3.4.2 Si IGBT与SiC SBD方案
3.4.3 基于传统焊接工艺的SiC MOSFET方案
3.4.4 基于烧结连接工艺的SiC MOSFET方案
3.5 SiC MOSFET与Si IGBT的量化对比
3.5.1 发掘SiC竞争力的分析方法
3.5.2 案例分析：电气化交通应用
3.5.3 开发潜力
参考文献
第4章 SiC MOSFET的温度依赖模型
4.1 晶体管模型
4.2 被测器件和实验平台
4.3 参数提取过程
4.4 界面陷阱的影响
参考文献
第5章 功率模块优化设计I：电热特性
5.1 电-热仿真方法
5.1.1 SPICE子电路和被测器件的离散化
5.1.2 被测器件的有限元模型
5.1.3 基于FANTASTIC的热反馈模块推导
5.1.4 构建被测器件的宏电路
5.2 静态和动态电-热仿真
参考文献
第6章 功率模块优化设计Ⅱ：参数分散性影响
6.1 引言
6.2 参数分散性对并联器件导通和开关性能的影响
6.2.1 芯片参数分散性的影响
6.2.2 功率模块寄生参数分散性的影响
6.3 SiC MOSFET参数分散性的统计学分析
6.4 蒙特卡罗辅助功率模块设计方法
6.4.1 芯片参数分析
6.4.2 功率模块寄生参数分析
6.4.3 高可靠功率模块设计指南
6.5 结论
参考文献
第7章 功率模块优化设计Ⅲ：电磁特性
7.1 功率模块设计
7.1.1 电气尺寸的设计
7.1.2 DBC衬底的尺寸
7.2 功率模块建模
7.2.1 基于介电视角的建模：利用材料优化电应力
7.2.2 阻性材料
7.2.3 容性材料和阻性材料的比较
7.2.4 基于电磁场的建模：电感和寄生参数建模
7.3 结论
参考文献
第8章 功率模块寿命的评估方法
8.1 键合线失效
8.1.1 键合线跟部开裂
8.1.2 键合线脱落
8.2 芯片焊料层开裂
8.2.1 不考虑裂纹扩展的寿命评估方法
8.2.2 考虑裂纹扩展的寿命评估方法
8.2.3 其他寿命评估方法
8.2.4 厚度方向上芯片焊料层失效的寿命评估方法
8.3 功率循环测试和热循环测试
8.4 研究现状总结
8.5 未来研究方向
参考文献
第9章 金属界面银烧结的耐高温SiC功率模块
9.1 引言
9.2 SiC半导体与功率模块
9.3 SiC功率模块的芯片连接技术
9.3.1 高温焊料连接
9.3.2 瞬态液相键合
9.3.3 固态焊接技术
9.3.4 银烧结技术
9.4 不同金属表面的银烧结
9.4.1 钛/银金属化层上的银烧结连接
9.4.2 镀金表面的银烧结连接
9.4.3 直接铜表面的银烧结连接
9.4.4 铝衬底上的银烧结连接
9.5 结论
参考文献
第10章 芯片焊料层的先进评估技术
10.1 引言
10.1.1 先进功率模块对芯片连接材料特性的要求
10.1.2 先进功率模块的热阻评估
10.2 SiC芯片与银烧结连接层的热可靠性测试
10.3 薄膜材料的力学特性分析
10.4 连接层的强度测量与薄膜的拉伸力学特性分析
10.5 结论
参考文献
第11章 功率模块的退化监测
11.1 功率模块的退化
11.2 功率模块退化的监测方法
11.2.1 热阻提取
11.2.2 结构函数
11.3 典型案例：牵引逆变器
11.3.1 加热方法
11.3.2 提取冷却曲线
11.3.3 测试结果
11.4 结论
参考文献
第12章 先进热管理方案
12.1 动态自适应冷却方法
12.1.1 热管理与可靠性
12.1.2 动态自适应冷却方法
12.2 热阻建模和状态观测器设计
12.2.1 实验提取功率模块热阻
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