瑞能半导体最新WeenPACK-B系列SiC功率模块产品介绍

最新WeenPACK-B系列

SiC功率模块产品

WeenPACK-B产品系列是一款专为逆变器与变流器设计的高效功率模块，高可靠、灵活集成的电力电子模块化平台，可覆盖最大功率100kW的应用场景。包括工规和车规认证的多种配置和拓扑产品类型，可应用于工业及汽车等多种终端应用，支持高集成度安装，便于快速简易装配。凭借WeenPACK-B1和WeenPACK-B2两种封装规格，该平台兼容硅基IGBT与SiC碳化硅技术，并可定制化集成多种芯片和拓扑，精准匹配客户需求。

WeenPACK-B1  

本体部分尺寸: …....…33.8 x 42.5 x 12mm

峰值电流承载能力: …………........300A IDM

应用结温范围: ……………….....-40~175℃

可选拓扑类型:   ½ bridge，4-Pack，

6-Pack，MPPT，Booster，PFC 

典型应用: 电动汽车充电，光伏逆变器，空调设备，功率因数校正器，电焊机等 

特点: 

压接针/焊接针针型可选

Al2O3 / AlN  绝缘材料可选

可提供预涂硅脂产品

可定制加厚铜底板

安装指导手册已经发布 

接受客户订制需求

WeenPACK-B2    

本体部分尺寸: ……...42.5 x 56.7 x 12mm

峰值电流承载能力: ……………....400A IDM

应用结温范围: ……………….....-40~175℃

可选拓扑类型:   ½ bridge，4-Pack

典型应用: EV充电设备，空调及热泵，储能设备，UPS，测试设备，电焊机，电机驱动等

特点: 

压接针/焊接针针型可选

Al2O3 / AlN  绝缘材料可选

可提供预涂硅脂产品

可定制加厚铜底板

安装指导手册已经发布

接受客户订制需求

2023年，瑞能顺利开发并发布了第二代SiC MOSFET 工艺平台。以12mΩ/1200V 为代表的瑞能第二代平面栅碳化硅 MOSFET，在晶圆设计上通过优化JFET 宽度、源极接触区宽度等关键参数，采用更小的元胞尺寸，结合瑞能先进的SiC晶圆减薄技术，可将高硬易碎的SiC晶圆减薄至150um, 显著提高了芯片单位面积的通流能力。工艺上持续优化CSL（电流扩展层）和外延层掺杂浓度、采用更薄的栅极氧化层结合栅氧氮化、沟道自对准等先进工艺，进一步降低导通电阻，在几乎不增加工艺制造成本的同时，带来极低的Ron、sp(比导通电阻率)，可低至2.6mΩ·cm2，处于行业领先水平。

瑞能自研的SiC 肖特基二极管也已经是成熟的产品平台，该系列包含650V~2200V多种电压规格，电流范围覆盖1A~60A，正向压降Vf仅1.45V，其中650V第六代产品可以做到1.26V的超低水平，可以灵活支持各种模块产品设计。

此外，瑞能还拥有Triac & Thyristor，Si-MOSFET，IGBT，Si-Power diode产品线的超宽产品布局，可满足模块类产品超高灵活性的定制需求，为您的设计一站式匹配最优方案。

依托上述丰富的产品及技术资源，瑞能于2022年8月投入近2亿元人民币，位于上海湾区高新区成立了瑞能微恩模块工厂，厂房面积达到11,000平方米，引入了超过百台业界最先进的功率模块生产及测试设备，能够满足市场主流的各类型模块产品需求。全自动的模块生产线具有丰富的工艺制程能力，如芯片的无铅焊接/银烧结焊接、端子无铅焊锡焊接/超声波焊接、铝线绑线及铜片连接等，能让生产的模块具备最佳的效率和可靠性。同时，建立了先进封装的研发中心，用于进行前沿封装技术的开发和量产，以及新材料的适用性研究。当前，瑞能微恩已经通过了ISO9001和IATF16949的认证，以及VDA6.3的过程审核，完善的质量体系将为产品的高品质保证赋能。

WeenPACK-B系列产品优势

车规认证产品平台：适应高压车载应用的严苛环境（如高温、振动）；

支持多种拓扑结构：拥有完全自主的功率模块高水平设计能力和应用基础，可灵活适配各种电力电子系统的多样化需求；

可无限扩展的产品平台：灵活集成我司自有产品SiC MOS、SiC SBD、硅基IGBT、FRD、Thyristor& Triac及其他芯片技术；

产品结构特征按需订制：DBC材质，插针类型，预涂硅脂，塑壳材质等多种产品结构特征均可按需定制，进一步提升产品性能扩展应用；

全面设计支持：拥有机构建模、有限元仿真、电学热力学仿真、电路模型的全部设计支持能力，可对模块产品设计全周期提供工程辅助，并可对终端应用提供设计支持。

WeenPACK-B系列模块产品特征及配置介绍

引脚特征：采用模块化标准孔间距设计，同封装共用模具；封装形式经典，可兼容市场主流模块产品；出针顺序可按需订制

塑料外壳：可根据应用温度和CTI指数按需订制

散热器安装耳：考虑应力释放的弹片式设计；可提供持续稳定的压紧力 ；螺丝腰孔消除横向应力

可预涂导热硅脂：简化模块装配流程，超高导热率；采用相变材料，经过应用测试

DBC 底面覆面层：材质，厚度，镀层，均可支持定制

DBC 顶面铜层：厚度，镀层均可定制

DBC绝缘材料：陶瓷材料选项: Al2O3 / AlN / ZrO2 / Si3N4 ；绝缘层厚度可定制

可选引脚类型：蛇形一体焊接针，焊接型组合针，Press-fit型组合针，引脚镀层可定制

Press-fit型组合针：瑞能对所选用的Press-fit针型做过全面评估，包含应力仿真和实验室测试；测试项目包括压入力，拔出力，可插拔次数，可靠性，可焊性等

系统级价值

易于生产：可根据生产流程和装配需要，自由选择Solder pin或PressFIT pin插针形式。Solder pin（焊接针）：适用常规波峰焊工艺，工艺成熟、生产资源丰富；

Press-FIT pin（压入针）：无焊接PCB安装，简化生产流程，连接牢固可靠，且可支持返修；

标准化设计：WeenPACK-B系列产品，有两种标准封装选择（B1/B2）：可覆盖不同功率等级，兼容现有系统设计，还有相同的安装螺丝孔间距，方便成组装配，标准化封装可有效简化系统布局，优化终端产品尺寸；

电气安全：充分优化的全绝缘设计，提供足够的安规爬电距离，符合高压安全标准，提高了电气安全性，极大拓宽了该模块产品的适用范围。产品已获得UL和CE等多项安全标准认证；

冷静高效：瑞能领先的碳化硅芯片技术与低损耗封装结合，显著提升开关频率与系统效率。集成化模块搭配优化散热路径，降低热管理难度；

高性能低噪声：支持灵活的出针布局，便于直接部署于管芯附近，显著降低低杂散电感，从根本上降低电路系统EMC整改难度和对策成本；

可靠稳定：瑞能功率模块产品均经过充分的设计方案优化，结合材料、机构、电子、热学多维度仿真设计过程，提供最优的性能表现和产品稳定性，可在最严苛的应用环境中提供稳定可靠的产品保障；

极高性价比：成本与性能双赢，规模化量产经验保障高性价比， 模块化集成方案缩短开发周期，加速产品上市。

应用场景

电动汽车：主动悬挂、车载充电机（OBC）、DC-DC转换器、燃料电池空气压缩机、车载空调压缩机等

工业驱动：高性能变频器、伺服系统、UPS不间断电源、电焊机、电源滤波器APF/SVG等

可再生能源：光伏逆变器、储能变流器、EV充换电装备等

环境调节：商用空调器、热泵加热器等

CAE设计支持能力

可用于结温预测的系统热仿真以及系统热性能优化的技术能力

可实现电流密度及电压应力仿真，帮助产品设计优化

可提供基于实际产品结构及材料的机械应力仿真及装配干涉校验

拥有高水准的批量化模块产品设计能力

热仿真

电流密度仿真

有限元力学分析

可提供高精度Spice模型

产品拓扑

瑞能考虑到广泛的应用拓扑和应用场景，产品定义阶段就针对最常见的电路拓扑类型和应用场景，预先准备了丰富的标准模块单元选项。目前均已完成量产，可直接投入使用。

现有拓扑包括：

WeenPACK-B1：

半桥，H桥，三相全桥，Booster，MPPT

WeenPACK-B2：

半桥，H桥，TNPC

可支持的拓扑类型：

产品列表

Package	Configuration			Part Number	Voltage	Rdson @18Vgs	Rdson @15Vgs
WeEnPACK-B1	Half bridge	8m~40mohm,1200V Solder pin/Press-fit pin Al2O3 /  AlN DBC		WMSC008H12B1P(S)	1200	6	8
				WMSC010H12B1P(S)	1200	9.5	11
				WMSC016H12B1P(S)	1200	14	16
				WMSC020H12B1P(S)	1200	17	20
				WMSC030H12B1P(S)	1200	27	30
				WMSC040H12B1P(S)	1200	34	40
	4 pack	20m~40mohm, 1200V Solder pin / Press-fit pin Al2O3 /  AlN DBC Multiple types of Pin order Customizable		WMSC020F12B1P(S)	1200	17	20
				WMSC040F12B1P(S)	1200	34	40
				WMSC020F12B1P(S)-B	1200	17	20
				WMSC030F12B1P(S)-B	1200	27	30
				WMSC040F12B1P(S)-B	1200	34	40
	6 pack	20m~60mohm, 1200V Solder pin / Press-fit pin Al2O3 /  AlN DBC Multiple types of Pin order Customizable		WMSC020S12B1P(S)	1200	17	20
				WMSC030S12B1P(S)	1200	27	30
				WMSC040S12B1P(S)	1200	34	40
				WMSC040S12B1S-C	1200	34	40
				WMSC060S12B1P(S)	1200	50	60
	Booster	Single booster	20m~40mohm,1200V Solder pin /  Press-fit pin Al2O3/AlN DBC customizable	WMSC020B12B1P(S)-B	1200	17	20
				WMSC020B12B1P(S)-C	1200	17	20
		Dual booster		WMSC030B12B1P(S)-C	1200	27	30
				WMSC040B12B1P(S)-C	1200	34	40
		Tri booster		WMSC030B12B1P(S)-F	1200	27	30
				WMSC040B12B1P(S)-D	1200	34	40
WeEnPACK- B2	Half  bridge	4m~8mohm, 1200V Solder pin / Press-fit pin Al2O3 / AlN DBC customizable		WMSC004H12B2P(S)	1200	3.6	4
				WMSC004H12B2P(S)-D	1200	3.6	4
				WMSC005H12B2P(S)-D	1200	4.1	5
				WMSC006H12B2P(S)	1200	5.5	6
				WMSC008H12B2P(S)	1200	6.5	8
	4 pack	10m~16mohm, 1200V Solder pin / Press-fit pin Al2O3 /  AlN DBC customizable		WMSC011F12B2P(S)	1200	9.5	11
				WMSC016F12B2P(S)	1200	14	16
	TNPC	16mohm, 1200V Solder pin / Press-fit pin Al2O3 /  AlN DBC customizable		WMSC015T12B2P	1200	13	15