【元件】新动向 | 爱仕特内绝缘型SiC MOSFET，内置陶瓷片优化绝缘和导热性能，为高效能应用提供新选项

时间： 2024-09-29 来源：深圳爱仕特科技有限公司公众号

技术问答

TO-247-4封装的SiC MOSFET因其高速开关性能、降低的开关损耗等优势而受到市场的广泛欢迎，这种封装通过Kelvin连接减少了电源线电感对栅极驱动信号的影响，提供了设计灵活性并改善了热性能，适用于高端服务器电源、太阳能逆变器、UPS电源、电机驱动、储能和充电桩等多种应用领域，满足了市场对高效率和高功率密度解决方案的需求。目前爱仕特已量产21款TO-247-4封装的SiC MOSFET，电压覆盖650V~3300V。

爱仕特始终秉承创新理念，近期推出了1200V和1700V两款内绝缘型TO-247-4封装的SiC MOSFET。这些创新产品在保持标准封装尺寸，通过内置陶瓷片优化了绝缘和导热性能，背面散热器做了悬浮电位设计，减少了外部绝缘材料依赖，降低了材料老化导致的长期运行故障风险，增强了产品可靠性和耐用性。

▲内绝缘型TO-247-4封装SiC MOSFET

▲内绝缘型TO-247-4封装SiC MOSFET产品列表

产品介绍

01、爱仕特内绝缘型SiC MOSFET的性能特点

该产品搭载了爱仕特自研第三代SiC芯片，具有开关速度快、抗干扰能力强和高可靠性等特点。该产品尺寸为40*15.9*5mm，与常规TO-247-4封装尺寸一致，可实现快速替换。

▲内绝缘型TO-247-4封装尺寸

高开关速度

SiC材料的高电子迁移率，提升系统响应速度和动态性能

高功率密度

搭载第三代自研SiC芯片，实现小尺寸下的大电流承受能力

低寄生电感设计

紧凑内部布局，降低功率回路中的寄生电感

高抗干扰能力

具有开尔文源极引脚，能够进一步降低器件的开关损耗，提高模块的抗干扰能力

高温稳定性

宽温度范围下（-55℃至175℃）的稳定运行，适应各种环境条件

02、与常规TO-247封装的区别

结构不同：内置绝缘陶瓷片

常规TO-247-4封装框架和漏极直接相连，非绝缘特性使得应用的时候必须外部安装绝缘片，将器件与散热器进行电气隔离。

▲常规TO-247-4封装结构示意图

而内绝缘型TO-247-4封装使用特殊的封装工艺将承载芯片的框架与MOSFET背部散热片相互隔离，最终在MOSFET的漏极与其背部散热片之间实现电气隔离。

▲内绝缘型TO-247-4封装结构示意图

总体热阻不同：减少了绝缘垫的热阻

常规TO-247封装SiC MOSFET的总体热阻＝芯片热阻+芯片下焊料的热阻+铜支架的热阻+导热硅脂的热阻+绝缘垫的热阻+散热器的热阻。

▲常规TO-247-4封装热阻示意图

内绝缘型TO-247-4封装减少了绝缘垫的热阻，直接安装到散热器使用，缓冲了功率MOSFET封装中芯片和铜框架的热膨胀系数的差异，显著减少相邻层之间的热失配，提高了功率循环耐受性，进而降低器件结温。

安装工艺不同：简化生产流程

简化的内绝缘封装设计不仅提高了生产效率，还降低了热阻，为电力系统的高性能运行提供了新的选择。

▲TO-247-4封装SiC MOSFET安装示意图

03、在应用中的对比优势

降低成本

无需增加MOSFET和散热片之间的绝缘片及固定螺丝上的绝缘粒，节约了材料成本、物料管理成本和生产成本

简化生产装配

省略器件与散热器之间的绝缘垫片，简化生产流程

解决不同作用的MOSFET共用一个散热片的绝缘问题

提高可靠性

避免因绝缘材料高温或破裂而产生的可靠性问题

铜框架和SiC芯片的热膨胀系数差异较大，内置陶瓷绝缘片可以提高功率循环的可靠性

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