Une technologie fiable de conditionnement des semi-conducteurs
Actuellement, la plupart des semi-conducteurs sont en silicone. Le silicone ne peut toutefois pas fonctionner correctement à une température supérieure à environ 200 °C et l'on compte plusieurs applications importantes au-delà de cette plage. Proposant des températures de service supérieures, les semi-conducteurs basés sur le SiC ont déjà gagné de l'intérêt dans les véhicules électriques ainsi que dans les industries de l'énergie et de l'aérospatiale. Surmonter les problèmes de fiabilité des semi-conducteurs SiC et des ensembles environnants était l'objectif du projet MATPLAN (Construction of bespoke evaluation power modules) financé par l'UE. Pour ce faire, les partenaires du projet ont fabriqué et testé un module d'alimentation SiC sintérisé avec une faible inductance de parasites pour voir s'il répond aux exigences à températures élevées. Le module SiC 10 kW se composait de quatre transistors à effet de champ semi-conducteur oxyde de métal et quatre 4 photopiles à diode de Schottky. Les partenaires du projet ont mis en œuvre un nouveau concept de conditionnement impliquant une sintérisation d'argent, un substrat de nitrure de silicium, pas de micro-câblage, pas de plaque de base et un circuit imprimé souple avec des bornes intégrées. Avec le nouveau jeu de puces basé SiC nouvellement développé et la nouvelle technologie de conditionnement, le module SiC s'est révélé parfaitement fonctionnel à 200 °C. Les partenaires du projet ont également produits des piliers conformes pour l'interconnexion de semi-conducteurs (dies) avec un disjoncteur haute tension – un commutateur conçu pour protéger les circuits des surcharges ou des courts-circuits. Les solutions de conditionnement MATPLAN éliminent le besoin d'utiliser des micro-câblages non fiables, les remplaçant par des techniques de contact sans joint des deux côtés du semi-conducteur actif. Ils offrent donc un contact faible à inductance fiable avec une faible résistance thermique. Les solutions de conditionnement du projet sont faciles à fabriquer et sont bon marché par rapport aux structures refroidies des deux côtés actuelles. L'utilisation des appareils à semi-conducteurs étant plus aisée, ils devraient trouver une application dans l'industrie de l'aérospatiale.
Mots‑clés
Semi-conducteur, conditionnement, modules électriques, températures élevées, carbure de silicium, aérospatiale
