电力电子器件封装和状态监测解决方案

围绕该成果共发表或录用论文70余篇，其中SCI收录论文36篇，EI收录期刊论文20篇(一级学报论文17篇),授权发明专利21项

1、针对器件测量，研制了多个测量平台，覆盖器件的静、动态特性测量以及器件的封装绝缘特性测试和器件可靠性及坚固性测试。

2、针对器件电热状态监测的不同应用场景，提出了多个解决方法。包括模块内部电流监测方法、高温模块集成的电流监测方法、器件内并联芯片结温检测方法以及考虑寄生参数的结温监测方法。

3、针对器件封装的关键问题，提出了对应的解决方案。包括：对压接型器件，提出了优化电流均衡的解决方案；对碳化硅器件，提出了瞬态电流均衡的聚类筛选方法；对碳化硅模块，提出了扁平化分裂引出式分组封装方法。

创新点

1、器件测量平台寄生参数优化，各平台具有宽温度范围和高电流等级。其中动态特性测试平台具有国内领先国际先进的高电压范围。绝缘特性测试平台具备热刺激去极化电流测量功能，可表征绝缘材料微观参数。

2、提出模块内非圆形 PCB 罗氏线圈的绕线方法，实现了更准确的模块内部电流测量。研制了 LTCC 材料高温电流传感器，实现了高温模块集成的电流监测。提出时序温敏电参数法，实现了压接器件内每颗芯片结温分布的测量。建立了动态温敏电参数测量和结温在线监测方案，修正了寄生参数的影响，实现了碳化硅器件结温的在线监测。

3、针对压接型功率器件，提出凸台刻槽的方法，均衡凸台寄生参数，在没有牺牲空间利用率的前提下大大降低了电流不均衡性。针对碳化硅器件，提出了转移曲线距离系数的层次聚类分选方法，经筛选过后的器件在并联工作时，有效降低了瞬态电流不均衡度。针对碳化硅器件模块，在传统封装工艺基础上进行封装改进设计，优化 DBC 与芯片布局，改变端子结构，显著降低了模块寄生电感。

该项成果主要应用于新能源汽车、输配电系统、光伏发电等领域。具体应用场景包括高压大功率硅基及碳化硅基电力电子器件的自主研发和测试，电力电子器件的封装和状态监测等。

功率电子器件是交直流变换器、变频器等设备的核心元件，广泛应用在电力系统、新能源汽车、大型工业装置等设备内部。任何器件在投入使用前都要进行封装和测试这一步骤，本成果提供了国产的自主封装测试的基本手段，以及器件状态测量的基本方法和平台，具有广阔的市场前景。

本成果推广应用可以为功率电力电子器件封装提供基本的测试手段和实验装置。本成果推广应用也可以为功率电力电子器件的模块研制和测试提供基本的理论指导和设计方法。能够支撑器件的国产化、自主化研制，具有显著的经济推广效益。相关成果解决了电力电子器件自主研制过程中的一些“卡脖子”问题，为打破国外公司垄断，提高产品竞争力提供有力支撑。