國外有個工程師開發了一種雙面陶瓷功率半導體模塊基板，是用于更有效地冷卻電動汽車設計中的碳化硅功率器件。

在陶瓷板模塊通過提供更有效的冷卻來顯著減小驅動逆變器的尺寸，并在陶瓷基板形成時允許在陶瓷基板內進行垂直互連，從而進一步減小尺寸并提高電氣性能。

雖然在開發該模塊集成系統和設備技術高級電源模塊中，經典模塊的頂部是帶有陶瓷基板的Sic器件，但如今我們現在有了使用集成冷卻的陶瓷板冷卻構建功率模塊的新可能性。

我們在有可能將冷卻器的背面用于電容器或端子，就是可以從頂部到底部的連接，或者我們可以讓電線穿過陶瓷板本身以進行背面金屬化，這為我們提供了低電感，就是因為電容器更靠近半導體器件。

工程師將用于半橋轉換器的碳化硅功率器件，可以直接安裝在由項目開發的氮化鋁陶瓷基板制成上，該陶瓷的熱特性超過170W/mk。冷卻器上陶瓷板是直接金屬化的，因此您不需要中間層，這意味著您可以將熱阻減半，這就是一個很大的優勢，具有更好的熱性能、更輕的重量和更小的空間。

使用陶瓷基板可以構建內部冷卻結構，例如作為針翅結構，并且電連接可以在基板外部運行或包含在其中，這將使用通過不在 SiC 器件下方的 pin 鰭的連接上。針對傳統冷卻的單面基板進行測試熱阻減半。

在散熱片上的芯片設計中也被應用于帶有集成冷卻器陶瓷基板的新型Sic功率模塊，在冷卻器由兩側鍍銅的液流氮化鋁冷卻器和優化的針翅結構組成。散熱器尺寸為 48 x 36 mm，厚度為 3.6 mm（包括金屬鍍層），重量為 10 g。

帶有典型底板的冷卻器重 60 克，因此冷卻器本身的重量大大減輕。在機械應力可能是由加壓燒結工藝引起的，因此我們對芯片下方的結構進行了大量研究，模擬了作用在陶瓷上的壓力。所以芯片下方的結構都非常相似，因此在10 MPa壓力燒結過程中存在相同的機械壓力，在20 MPa的壓力對于陶瓷基板冷卻器來說不是問題，而且從我們的剪切測試來看，金屬化層的接觸良好。

在采用針翅式陶瓷冷卻器的功率模塊從芯片到冷卻器的熱阻為0.15 K cm2/W，將三個模塊并聯用于典型的動力傳動系統逆變器設計，冷卻液流量為7.5升/分鐘，壓降為200 mbar與傳統冷卻器相當。

基于陶瓷基板冷卻器技術構建了一個非常有趣的功率模塊，我們已經證明具有高熱性能和低電感以實現高開關性能。我們使用壓力輔助燒結技術構建了一個帶有SiC器件的原型系統，芯片頂部有鍵合線，背面有電容器和直流和交流連接。所以我們現在正計劃對性能進行其他演示和電氣測試。