電力電子在日常生活中越來越普遍，尤其是當我們正經歷由寬帶隙（WBG）材料引發的革命時。

WBG材料在新型功率半導體器件（例如SiC MOSFET和GaN HEMT）的開發中的應用，打破了傳統硅技術已確立的規則和概念，并且現在允許以更高的功率密度和效率實現功率轉換器的實現到等效的硅器件。

此外，隨著轉換器尺寸的減小和功率密度的提高，封裝解決方案也在不斷發展和更新。設計可靠且安全的轉換器，包括管芯與絕緣材料的選擇之間的連接，具有挑戰性。

除了提供緊湊，高效的解決方案外，WBG材料還必須在異常或關鍵工作條件（例如短路和極端溫度操作）的情況下滿足安全要求。例如，SiC MOSFET需要安全吸收短路事件中涉及的大量能量，因為可以同時在器件端子上施加高電壓和高電流值。這些情況也可能產生較大的熱擺幅。

需要考慮這種事件在功率轉換器的使用壽命中發生的可能性及其后果，這吸引了許多研究人員的興趣。考慮到重復短路，他們開展了許多活動來提出與SiC MOSFET的柵極氧化物退化有關的分析，因為柵極氧化物上熱量的逐漸增加可能會導致導電路徑的產生，從而導致漏電流。其他研究表明，已經進行了功率循環測試，以識別由于高溫操作和高溫擺幅而可能導致的電氣參數或機械零件的任何劣化。

在這項研究中，通過有限元分析和TO247-3封裝的CAD模型（圖1（a））對1.2kV SiC MOSFET進行了分析，并進行了非常有壓力的實驗性短路測試。

該分析的目的是評估施加到鍵合線上的熱機械應力。從實驗測試中，我們已經觀察到環氧模塑復合樹脂和硅凝膠會影響短路能量和耐受時間，并且突出顯示了用硅凝膠代替樹脂時樹脂的略微減少。

著眼于鍵合線的熱機械模擬，我們發現模制封裝的樣品與灌封凝膠的樣品之間的差異之一是由于各種材料的不同熱機械性能，施加在導線上的臨界應力。由于這些應力，凝膠成型模型中鍵合線的總變形相對于成型模型增加了一倍，圖1（b）。

圖1（a）用于熱機械模擬的幾何形狀，（b）使用灌封凝膠封裝的源鍵合引線變形。

編輯：hfy