功率之心近期了解到,纳微半导体推出UHV-TO-247-4-ISO高压隔离封装,面向1200V、2300V及3300V GeneSiC碳化硅MOSFET产品。

该封装集成高压隔离结构与可回流焊散热焊盘,可直接连接液冷板或风冷散热器,在标准TO-247-4外形下实现接近功率模块的隔离及散热性能。

UHV-TO-247-4-ISO封装具备超过12mm的引脚间爬电距离,集成隔离耐压超过6000V,适用于电网变换、储能、固态变压器以及高功率密度电源系统。

集成AlN隔离基板,简化高压系统设计

传统非隔离TO-247器件安装至散热器时,通常需要加入绝缘陶瓷片、导热硅脂等材料,以实现功率器件与散热器之间的电气隔离。多层导热界面不仅增加装配步骤,也会带来额外热阻,并影响长期可靠性。

纳微半导体UHV-TO-247-4-ISO封装内部集成氮化铝基板,利用氮化铝良好的导热和绝缘性能,在封装内部实现超过6000V的高压隔离。系统设计时无需额外配置外部绝缘陶瓷片,可减少零件数量及装配工序。

该封装采用活性金属钎焊工艺,进一步提升功率循环和热循环寿命,适合高电压、高功率及长期连续运行场景。

支持直接冷却,结到散热器热阻降至0.4℃/W

UHV-TO-247-4-ISO背面设有高压隔离散热焊盘,可通过回流焊工艺直接连接冷板或散热器,构成低热阻的直接冷却路径。

传统非隔离TO-247封装配合导热硅脂和绝缘陶瓷片后,器件结到散热器热阻约为1.0℃/W;UHV-TO-247-4-ISO采用焊接式直接冷却结构后,热阻可降低至0.4℃/W,降幅达到60%。

得益于热阻下降,该封装的功率耗散能力最高可提升150%。对于液冷电源、浸没式冷却设备及高功率密度变换器而言,更短的导热路径有助于降低芯片结温,缩小散热系统体积,并提升器件在高负载条件下的可靠性。

降低寄生电容,支持更高开关速度

除了散热性能,封装内部的隔离结构还可降低芯片与散热器之间的寄生电容。

传统外置绝缘片方案容易形成较大的器件到散热器耦合电容,高频开关产生的共模电流可能通过散热器向系统传播,增加传导和辐射干扰。UHV-TO-247-4-ISO将隔离层集成至封装内部,可缩短并优化耦合路径,降低共模噪声及辐射EMI。

较低的寄生耦合也有利于SiC MOSFET提高开关速度,在发挥宽禁带器件性能的同时,减少系统在共模电感、滤波器及屏蔽结构方面的投入。

兼容TO-247-4外形,覆盖1200V至3300V产品

UHV-TO-247-4-ISO采用高压TO-247-4封装外形和引脚结构,可降低现有电源平台的导入难度。纳微半导体将为该封装提供1200V、2300V和3300V三个电压等级的GeneSiC SiC MOSFET产品。

其中,1200V器件可用于储能变流器、工业电源及新能源系统;2300V和3300V产品则进一步面向中压电网设备、固态变压器以及高压直流变换等应用。

纳微半导体表示,该封装可用于:

  • 并网功率变换系统PCS
  • 固态变压器SST
  • 电池储能系统BESS
  • 可再生能源发电设备
  • 能源及电网基础设施
  • AI数据中心高功率电源系统

同时纳微半导体还计划在PCIM Europe 2026展会上展示UHV-TO-247-4-ISO器件及其直接冷却散热组件。

总结

高压SiC器件的性能发挥,不仅取决于芯片本身,也受到封装绝缘、寄生参数及散热路径的直接影响。尤其在液冷储能、电网变换和AI数据中心电源中,传统TO-247器件采用绝缘片加导热硅脂的安装方式,正逐渐成为限制功率密度和自动化装配效率的一环。

纳微半导体UHV-TO-247-4-ISO将高压隔离、低寄生耦合及直接冷却能力集成到标准分立器件封装中,在保留TO-247-4易于导入优势的同时,将结到散热器热阻降低至0.4℃/W。

该方案为1200V至3300V SiC MOSFET进入高压、大功率及液冷系统提供了新的封装路径,也进一步缩小了分立器件与功率模块之间的性能差距。