The transition toward high-efficiency electrified systems has accelerated the adoption of SiC MOSFET devices, whose performance benefits are often limited by package-related reliability challenges. This thesis investigates these challenges through two complementary research directions. The first focuses on the thermo-mechanical reliability of conventional, single-sided cooled (SSC), and double-sided cooled (DSC) SiC MOSFET packaging structures using finite-element modeling (FEM) in COMSOL Multiphysics. The impact of die placement, advanced interconnection technologies, solder and Ag-sinter materials, and Cu–Mo composite spacers is analyzed to understand temperature distribution, viscoplastic strain accumulation, and solder-layer lifetime under various power-cycling conditions. The results highlight important design trade-offs and identify advanced packaging configurations and materials that improve both thermal and mechanical performance.

The second part of this thesis develops experimental health-diagnostic methods using degradation data obtained from the power-cycling test (PCT) setup. Commercially available TO-247-3 packaged SiC MOSFET devices were degraded using inverse-mode and forward-mode PCTs, enabling a detailed investigation of body-diode forward-voltage reduction, package-related degradation, and ON-state resistance (R_dsON) drift in SiC MOSFETs. A compensated R_dsON-based diagnostic method is introduced and experimentally validated for the reliable detection of package-related degradation. Additionally, a diagnostic technique for early bond wire failure detection is proposed and experimentally validated.

Behovet av energieffektiva elektrifierade drivsystem har accelererat användningen av SiC-MOSFET-komponenter, vars prestandafördelar ofta inte kommer till sin rätt p.g.a. osäkerhet kring tillförlitlighet. Denna avhandling undersöker dessa frågor genom två kompletterande forskningsinriktningar. Den första fokuserar på den termomekaniska tillförlitligheten hos enkelsidigt kylda och dubbelsidigt kylda SiC-MOSFET-kapslingar med hjälp av finit-element-modellering (FEM) i programvaran COMSOL Multiphysics. Effekten av chipplacering, avancerade sammanfogningstekniker, löd- och sintermaterial samt distanser i koppar och molybden analyseras för att förstå temperaturfördelning, viskoplastisk töjning och lödskiktens livslängd under olika effektcyklingsförhållanden. Resultaten belyser viktiga konstruktionsavvägningar och identifierar kapslingskonfigurationer och -material som förbättrar både termisk och mekanisk prestanda.

Den andra delen av avhandlingen utvecklar experimentella diagnostiska metoder baserade på degraderingsdata insamlade från en effektcyklingsrigg. Kommersiellt tillgängliga SiC-MOSFET-komponenter i TO-247-3-kapsling degraderades med ström i både fram- och backriktningen, vilket möjliggjorde en detaljerad undersökning av backdiodens framspänningsreduktion, kapslingsrelaterad degradering och drift i ledtillståndet (R_dsON). En kompenserad diagnostisk metod, baserad på R_dsON, introduceras och valideras experimentellt för tillförlitlig detektion av kapslingsrelaterad degradering. Dessutom presenteras och valideras experimentellt en diagnostikmetod för tidig detektion av fel relaterade till bond-trådar.