在新能源、工業電源以及電動汽車等領域,SIC MOSFET功率模塊 正逐漸取代傳統硅基器件,成為高效能量轉換的重要核心。相比單顆分立器件,功率模塊通過優化結構設計,不僅能提升系統性能,還能大幅降低設計復雜度。那么,SiC MOSFET功率模塊的結構到底有哪些特點?
一、SiC MOSFET功率模塊的基本組成
典型的SiC MOSFET功率模塊由以下幾個部分組成:
功率芯片(SiC MOSFET)
采用碳化硅材料,具備更高的臨界擊穿電場和熱導率。
單顆芯片的耐壓范圍通常在650V~1700V甚至更高,適合高壓大功率應用。
二極管或集成肖特基二極管(SiC SBD)
在多數模塊中與MOSFET配合使用,減少反向恢復損耗。
提升開關速度和系統效率。
基板與絕緣層(DBC基板)
常用材料為Al?O?、AlN或Si?N?。
既能實現電氣絕緣,又能保證良好的導熱性能。
引線框架與封裝結構
傳統的焊線封裝逐步被無引線鍵合(例如銅夾片、銀燒結)替代,以降低寄生電感與接觸電阻。
模塊外殼通常為塑封或金屬殼,增強機械強度和散熱能力。
散熱與電氣接口
底部銅板用于高效導熱,方便與散熱器緊密結合。
上部引腳或端子便于系統接線和功率傳輸。
二、結構特點與優勢
低寄生參數設計
模塊內部采用短路徑互連,減少寄生電感,優化高頻開關性能。
高熱導率路徑
DBC基板與銅底板構成穩定的散熱通道,確保SiC器件在高功率下仍能保持穩定。
多芯片并聯集成
將多顆SiC MOSFET和二極管并聯封裝,提高電流承載能力,滿足大功率應用需求。
可靠性提升
銀燒結、無焊線結構可顯著提升抗熱循環能力和使用壽命。
三、應用價值
新能源汽車:主驅逆變器、OBC、DC/DC轉換器。
光伏與風電:逆變器和高效能量轉換系統。
工業電源:高頻開關電源、UPS系統。
借助先進的結構設計,SiC MOSFET功率模塊能夠在高壓、高頻、高溫環境下穩定運行,幫助系統實現更高的效率和功率密度。
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