在追求更高效率、更高功率密度的电力电子领域,碳化硅(SiC)功率器件的性能优势已得到广泛认可。然而,传统的封装技术正成为限制其潜能全面释放的关键瓶颈。森国科(SGKS)近日创新性地推出KM025065K1(650V/25mΩ)与 KM040120K1(1200V/40mΩ)两款SiC MOSFET产品,率先将TOLL封装与铜夹片(Cu-Clip)技术深度融合,为下一代高性能电源方案树立了新标杆。

01 一、 技术基石:为何选择TOLL封装?
TOLL(TO-Leaded,L-type)封装是一种专为大电流、高散热需求设计的表面贴装(SMD)封装。其外形与标准的TO-LL规范兼容,具备以下核心优势:
低外形与高功率密度:
TOLL封装的高度通常极低(如规格书中标注的典型值为2.30mm),非常适合在空间受限的应用中实现高功率密度布局。
出色的散热能力:
封装底部具有大面积的可焊接散热焊盘,为芯片到PCB(或散热器)提供了极低的热阻路径。规格书中KM025065K1的结壳热阻(RθJC)低至0.46°C/W,KM040120K1更是达到0.42°C/W,为高效散热奠定了基础。
低寄生电感:
多个开尔文源极引脚和功率引脚的优化布局,有助于减小开关回路中的寄生电感,这对于发挥SiC高频开关优势、抑制电压过冲和振铃至关重要。
02 性能跃迁:Cu-Clip技术如何赋能TOLL封装?
森国科的创新之处在于,在TOLL封装内部,用铜夹片(Cu-Clip) 替代了传统的铝键合线(Bonding Wires)。
彻底告别键合线瓶颈:
传统键合线存在寄生电感较大、载流能力有限、热机械可靠性等问题。Cu-Clip通过一块扁平的铜片直接连接芯片源极和引线框架,实现了面接触。
实现“三位一体”的性能提升:
超低导通电阻:
铜的导电性远优于铝,Clip结构提供了更广阔的电流通道,显著降低了封装内部的导通电阻。
极致散热性能:
铜片成为高效的导热桥梁,将芯片产生的热量快速、均匀地传导至整个引线框架和封装外壳,这正是实现超低RθJC的关键。
更高的可靠性与电流能力:
消除了键合线可能因热疲劳而脱落的风险,载流能力大幅提升,规格书中KM025065K1的连续漏极电流在Tc=25°C时高达91A。
03 强强联合:TOLL+Cu-Clip与SiC晶圆的完美协同
当优化的TOLL封装、先进的Cu-Clip互联技术与高性能SiC晶圆相结合,产生了“1+1+1>3”的协同效应:
充分发挥SiC高频特性:
低寄生电感的封装允许SiC芯片以更快的速度开关(如KM025065K1的上升时间tr=28ns),从而显著降低开关损耗,提升系统频率和效率。
最大化功率密度:
优异的散热能力使得器件能在更高结温(Tj=175°C)下持续输出大电流,允许使用更小的散热器,最终实现系统体积和重量的大幅缩减。
提升系统鲁棒性:
KM040120K1规格书中特别提到“带有单独驱动源引脚的优化封装”,这有助于进一步改善开关性能,减少栅极振荡,使系统运行更稳定可靠。
04 应用场景:为高效能源未来而生
这款创新封装的SiC MOSFET非常适合对效率、功率密度和可靠性有严苛要求的应用:
光伏/储能逆变器:
高开关频率可减小无源元件体积,高效率直接提升发电收益。
电动汽车车载电源(OBC/DCDC)与电机驱动:
高功率密度和卓越散热是满足紧凑空间和高温环境要求的关键。
服务器电源/通信电源:
助力打造效率超过80 Plus钛金标准的高密度电源模块。
工业电机驱动与不间断电源(UPS):
高可靠性和高频特性满足工业环境的严苛需求。
森国科KM025065K1与KM040120K1的推出,不仅是两款新产品的面世,更是一次针对功率封装瓶颈的精准突破。它证明了通过封装-互联-芯片的协同设计与创新,能够充分释放第三代半导体的巨大潜力。这为设计工程师在面对未来能源挑战时,提供了一把兼具高性能、高可靠性与高功率密度的利器,必将加速光伏、电动汽车、数据中心等关键领域的技术革新。
关于森国科
深圳市森国科科技股份有限公司是一家专业从事功率器件、模块,功率IC的高新科技企业。功率器件主要包括碳化硅二极管、碳化硅MOSFET、IGBT,功率芯片主要包括功率器件驱动芯片、无刷电机驱动芯片两大类。公司总部在深圳市南山区,在深圳、成都设有研发及运营中心。公司研发人员占比超过70%,研究生以上学历占比50%,来自联发科、海思、比亚迪微电子、罗姆、华润上华等机构,囊括清华大学、电子科技大学、西安电子科技大学、西北工业大学等微电子专业知名院校。
森国科碳化硅产品线为650V、1200V 和碳化硅二极管、碳化硅MOSFET、SiC二极管模块、SiC MOSFET 模块,该产品系列广泛应用于新能源汽车、光伏逆变器、充电桩电源模块、矿机电源、通信设备电源、5G微基站电源、服务器电源、工业电源、快充电源、轨道交通电源等。森国科碳化硅产品采用6寸车规级晶圆,具有高耐温,高频,高效,高压特性,已稳步进入国内汽车三电、主流大功率电源、光风储逆变器、充电桩电源模块等上市公司供应链。
森国科功率IC采用先进的高压特色工艺,包括功率管及模块的驱动、BLDC及FOC电机的驱动。经过5年的发展,该产品线的团队在BCD工艺,UHV工艺、数模混合、电机驱动算法方面有深厚的积累。功率器件驱动芯片,已经大规模量产中低压系列,即将推出高压系列。在电机驱动芯片方面,成功推出了单相BLDC散热风扇电机系列和三相BLDC电机驱动系列。
森国科在中金资本、北汽产投、蓝思科技、凌霄股份、中科海创等股东的助力下,以低成本创新为己任,努力为客户提供高性价比的绿色“芯”动力,成为全球领先的功率半导体公司!
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