森国科TOLL封装SiC二极管：高密度时代的封装新宠

Release time：2025-08-15
author：AMEYA360
source：森国科
reading：212

　　在功率半导体飞速迭代的进程中，碳化硅(SiC)功率器件凭借高频、高压、低损耗、耐高温等优异性能，成为高效功率转换的核心器件。而要将这些晶圆级的性能优势完美转化成系统级价值，先进封装技术的支撑不可或缺——它如同一座桥梁，直接影响着器件的散热、稳定性、功率密度及可靠性。特别是在追求极致空间利用率的砖块电源、服务器电源、新能源车载充电器(OBC)等场景下，传统封装正逐渐暴露瓶颈。

　　在这样的背景下，森国科(Gokeic)近期推出的1200V/50A SiC二极管KS50120-K2为何选择采用TOLL封装?

　　TOLL封装：为高功率密度应用而生

　　TOLL(TO-Leadless)封装是专为表面贴装(SMT)优化设计的新兴封装形式，在物理结构和性能层面都超越了传统主力TO-263(D²PAK)和TO-247：

　　01空间革命

　　TOLL的典型厚度仅约为2.3mm，相较同等性能等级厚度超5mm的TO-247有着显著的身材优势，TOLL通过独特的“翼型+底部大面积开窗”设计，同时实现了极其紧凑的占板面积与绝佳的双面散热能力，这对寸土寸金的高密度电源设计至关重要;

　　02高效散热

　　TOLL封装的灵魂在于底部开有大面积散热片(热焊盘)，热阻较TO-263平均降低约30%，允许芯片热量通过回流焊PCB底部铜箔与散热器高效传导。这种“双面散热”结构配合2.3mm的低厚度，在大电流工况下能显著降低结温，提升稳定性和长期寿命;

　　03稳固可靠

　　无曲折、短平的粗壮引脚结构(TOLL名称来源)，搭配优化的“翼型”结构设计，大幅提升贴装后的机械强度和抗热应力能力，尤其适合在汽车等振动与严苛温度循环的应用场景下使用，保证系统长期运行的稳健性;

　　04SMT便捷性

　　TOLL采用全表面贴装结构，与传统插件型TO-247相比消除了波峰焊的瓶颈和人工成本，尤其在高集成化、紧凑型模组设计中更易实现自动化回流焊，提升批量制造效率及良品率。

森国科TOLL封装SiC二极管：高密度时代的封装新宠

　　为满足电力电子产品小型化、高功率密度的需求，森国科首家推出了TOLL封装SiC二极管，成为行业领跑者。其推出的1200V/50A SiC JBS器件KS50120-K2，正是这一封装技术的首秀载体。这款高效续流二极管专为PFC电路、变频驱动或OBC中的桥臂应用深度优化。TOLL封装的引入显著缩小了系统占用空间，通过更优的低热阻路径和更高电流密度提升了系统的整体功率密度，同时兼顾了高频工况下的可靠性与散热需求。

森国科TOLL封装SiC二极管：高密度时代的封装新宠

　　随着SiC器件快速渗透入服务器电源、快充系统、新能源汽车等关键场景，系统的高功率密度和极端可靠性要求成为核心突破点。以森国科KS50120-K2为标志性代表的新一代TOLL封装SiC二极管，正在通过薄型化优化、热管理跃升与制造增效，为功率模块的小型化、自动化与集成化探索一条更优路径——封装不仅是芯片的“外衣”，更是解锁未来高效能源转换系统的物理钥匙。


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森国科推出SOT227封装碳化硅功率模块，赋能高效能源系统升级
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森国科推出SOT227封装碳化硅功率模块，赋能高效能源系统升级

　　碳化硅(SiC)功率半导体技术引领者森国科，推出了采用SOT227封装的SiC MOSFET及JBS功率模块系列。这一突破性封装方案结合了高功率密度与系统级可靠性，为新能源发电、工业电源及电动汽车等领域提供高效能解决方案。　　SOT227作为成熟工业级封装标准，其结构性优势完美适配SiC器件的特性需求，是释放SiC 功率器件性能潜力的最优载体。SOT227 有如下的封装结构及工艺特性：　　PART.01超低寄生参数　　--超低寄生参数：　　一体成型的端子布局与紧凑内部结构，寄生电感<10nH，显著抑制开关振荡，使SiC MOSFET的超快开关性能(开关频率达100kHz+)得以充分发挥。　　--紧凑型模块设计　　SOT227是一种内绝缘封装，基板(DBC)面积大于TO-247，可容纳更多或更大尺寸的SiC芯片(如多芯片并联或混合拓扑集成)，同时整体体积显著小于传统大功率模块，适用于空间受限的高密度设计。　　引脚设计：终端引脚尺寸更大，支持更高电流承载能力(例如1200V SiC MOSFET通流能力达121A，较TO-247提升9%)。　　--绝缘与散热优化　　内绝缘陶瓷垫片：内置Al₂O₃或AlN陶瓷绝缘层，无需外加绝缘垫片，减少外部热阻并简化安装流程;　　低热阻设计：结到散热器的热阻(Rθ-jHs)比TO-247降低50%以上。例如，部分SiC MOSFET模块的结壳热阻低至0.67 K/W，显著提升散热效率。　　--机械与安全特性　　高绝缘可靠性：端子间爬电距离≥10.4mm，隔离电压达2500Vrms，满足工业安全标准(如IEC 60601);　　简化安装：支持标准M4螺钉安装，扭矩规格明确(1.5N·m)，降低装配复杂度并提高生产良率。　　PART.02电气性能优势高频与低损耗特性　　--开关性能　　SiC器件支持超高速开关(如Turn-On Delay 19ns，Rise Time 27ns)，开关损耗极低(175℃时Eon=500μJ, Eoff=250μJ)，适用于高频应用(如射频电源、LLC谐振转换器)。　　--低导通损耗　　SiC MOSFET导通电阻可低至7.6mΩ。　　SiC肖特基二极管正向压降低至1.36V，电容电荷(Qc)仅56nC，显著降低导通与开关损耗。　　--高温与可靠性表现　　工作温度：支持高达175℃环境温度，正温度系数特性便于多器件并联均流。　　鲁棒性设计：内置SiC SBD续流二极管无反向恢复问题(反向恢复时间16ns)，避免电压尖峰和EMI噪声;雪崩耐量设计增强抗负载突变能力。　　SOT227 封装的SiC 模块出色的性能，可在如下的典型应用场景中大显身手：01　　中高功率工业系统　　填补功率缺口：适用于数十至数百千瓦功率段(如TO-247与62mm模块之间的空白)，覆盖光伏逆变器、充电桩、工业UPS等场景。　　高频电源：AC/DC PFC、DC/DC超高频整流(如电信电源、服务器电源)，依赖低Qc和高速开关实现>95%效率。　　02　　精密与严苛环境设备　　半导体制造设备：等离子体射频发生器、PECVD电源，需高精度功率控制与低EMI特性。　　医疗与航空航天：密封设计适配高湿度环境，金属法兰安装增强机械稳定性(如至信微模块应用于航空航天领域)。　　森国科基于自研SiC MOSFET 及JBS晶圆，基于SOT227 封装，适时推出了SOT227 封装的SiC MOSFET 及 JBS 模块产品　　KC017Z12J1M1 SiC MOSFET　　KC100D12J1M1 SiC JBS　　SOT227封装赋予了SiC器件系统级创新的战略支点。森国科的SOT227模块化方案让客户在保持设计兼容性的同时，直接解锁SiC的能效红利。SOT-227封装通过结构创新(内绝缘、紧凑布局)与SiC材料优势(高频、耐高温)的结合，解决了中高功率系统在功率密度、散热效率和安装成本上的痛点。其标准化设计(如引脚兼容性)进一步推动了对传统硅基器件的替代，尤其在高频、高温及可靠性要求严苛的领域具备不可替代性。
2025-08-15 15:54 reading：268
森国科推出2000V SiC MOSFET、JBS & Easy3B 功率模块系列产品，满足1500V 以上高压应用场景
行业新闻

森国科推出2000V SiC MOSFET、JBS & Easy3B 功率模块系列产品，满足1500V 以上高压应用场景

　　在如今的科技发展浪潮中，电力电子器件的性能对众多领域的发展至关重要。随着1500V 光储系统的广泛应用，1000V/800V 新能源汽车架构平台的蓬勃发展，高压兆充的快速布局，森国科及时推出了 2000V SiC 分立器件及模块产品。森国科的2000V SiC产品系列正是顺应市场需求而生，它能在提高效率、降低损耗等方面发挥重要作用。　　众所周知，1500V高压光伏系统具备多方面显著优势。其通过增加串联光伏组件块数、减少并联电路数量，有效削减接线盒及线缆数量。电压提升后，线缆损耗进一步降低，系统发电效率得以提高。　　同时，设备(逆变器、变压器)的功率密度提升，体积减小，降低运输和维护工作量，有利于降低光伏系统成本。此外，顺应高压并网发展趋势，该系统在未来的能源格局中更具适应性和竞争力。　　在光伏发电侧，当光伏组串的母线电压高达1500V的时候，就要求逆变器的输入侧能承受1500V的电压，从而要求逆变器内部的高压侧功率器件的耐压要求高达2000V以上，而电压越高就越能发挥SiC功率器件的优势，　　上面的光伏发电框图直观展示了光伏发电系统的整体架构与运行流程。逆变器与2000V SiC器件紧密相连。2000V SiC 器件有利于简化光伏逆变器的拓扑结构、提升功率密度、提升系统效率、降低系统成本。具体来说，它可以支持1500V的MPPT升压电路，减少系统损耗，提升效率。在组串式逆变器领域，对于8kW - 150kW的大功率逆变器，能将直流 - 交流转换效率提升至99%以上，显著降低能量损耗。　　在光伏逆变器中，有以上三种升压变换电路拓扑，分别是1100V System、1500V FC - Boost System和1500V 2-level System。这些电路拓扑有显著优势。使用SiC器件比传统Si器件频率更高、效率更高，能让电路运行更高效。　　01　　森国科针对1500V 工作电压系统需求，推出了2000V/35mΩ的SiC MOSFET KWM035200A，2000V/20A 的SiC JBS KWS20200A， 两款产品的温度适用范围广，都可以在-55℃到175℃间稳定工作，且通过了JEDEC的严格测试，包括HV - HTRB和HV - H3TRB，可靠性极高。其驱动电压在15V至18V，采用开尔文源极引脚的封装设计可减少开关损耗，提升开关速度。　　02　　基于森国科自研的2000V SiC MOSFET & JBS 晶圆，森国科还推出了一款2000V/19 mΩ SiC 模块KC019DF20W3M1，这是一款全碳化硅模块(4 通道 Boost)，其工作温度范围在 -55℃到 175℃之间，通过了 JEDEC 的严格测试，包括 HV - HTRB 和 HV - H3TRB。　　该模块采用 3B 封装并加装铜金属底座，既安装牢固，又消除了塑料底座老化隐患，安全性大幅提升。内部集成 4 相升压电路，共用电源接地并分 2 组，还集成热敏电阻监测温度，能灵活适配 2 路或 4 路直流输入，满足多样设计需求。对比分立器件方案，它大幅提升功率密度，简化电路设计。　　在前面的分享中，我们详细介绍了森国科2000V SiC功率器件的出生背景、优势、相关电路拓扑以及具体的器件型号和模块型号等内容。随着越来越多的高压应用的快速发展，森国科将推出更多2000V系列的SiC 功率器件，针对不同的应用场景，推出最合适的功率器件及模块产品。
2025-08-13 13:54 reading：272
SiC MOSFET短路时间偏弱：破解瓶颈，森国科新品给出强劲答案
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SiC MOSFET短路时间偏弱：破解瓶颈，森国科新品给出强劲答案

　　SiC MOSFET以其优异的耐压、高开关频率和低损耗性能，正持续推动着新能源车、光伏逆变和工业电源等领域的变革。然而，相比传统硅基IGBT，大多数SiC MOSFET暴露出一个明显的技术挑战：短路耐受时间(TSC)相对偏短(通常≤ 3μs)，这一特性增加了工程师在实际使用时候的应用难度，阻碍了其在大功率、高可靠性应用场景中快速使用进程。　　为何SiC MOSFET更“怕”短路?SiC材料先天特性是短板的核心源头　　01更快的热失控　　SiC卓越的热导率在短路时变成了“双刃剑”，它能极快地将短路点高温扩散开来，导致更大区域的结温飙升直至器件烧毁;　　02饱和电流密度更高　　同样沟道尺寸下，SiC导通能力更强，带来异常严峻的短路电流冲击;　　03更薄的栅氧层　　追求低导通电阻需微缩单元尺寸与减薄栅氧，使得器件在高压过流下更易发生栅氧击穿;　　04材料失配挑战　　SiC材料内部微管等固有缺陷，在极端电气应力下容易成为失效起点。　　面对SiC MOSFET 短路时间偏弱的问题，通常的解决方法一是在驱动电路方面尽量做好保护，比如采用智能驱动保护电路，二是系统协同保护设计。　　PART01　　智能驱动保护电路通常有三种措施　　——高速电流检测 + 逻辑保护　　部署响应达纳秒级的电流采样单元(如无感电阻，罗氏线圈)，配合硬逻辑快速关断;　　——有源米勒钳位技术　　主动抑制米勒效应导通导致的误导通风险，保护其在关断安全区;　　——软关断策略　　感知短路后，实施栅压缓降的非硬关断方式(如“两步关断”)，避免过高di/dt引发的浪涌电压损坏器件。　　PART02　　系统协同保护设计有如下两种措施　　缩短驱动回路，选用高频性能更佳、驱动功率足够大的专用驱动IC，从源头提升响应速度;　　充分利用控制器(如DSP、MCU)的算法优化短路检测速度和关断保护逻辑。　　面对SiC MOSFET 短路时间偏弱的难题，森国科研发团队通过工艺创新及器件结构设计创新，推出了行业领先的4.5μs 的SiC MOSFET。　　在这一技术攻坚背景下，森国科推出业界领先的1200V/40mΩ SiC MOSFET产品K3M040120-J，该器件最大亮点在于实现了高达4.5µs的短路耐受时间，树立了同类产品的性能新标杆，显著提升了大功率新能源系统的安全性和可靠性裕量。森国科K3M040120-J的产品规格书K3M040120-J 实测的短路耐受时间波形图　　短路耐受时间是SiC MOSFET进入电动引擎等高可靠场景的重要敲门砖。森国科短路耐受时间加强系列的问世突破了材料限制，引领产品鲁棒性迈入新阶段，为国产高端SiC 功率半导体产业注入强大引擎。未来随着设计与工艺的持续迭代，“短板”正不断被克服。随着设计协同优化与新型保护技术的成熟普及，SiC MOSFET将继续赋能全球绿色电力产业。
2025-08-13 13:51 reading：238
赋能无刷直流电机驱动，森国科推出4颗40V预驱芯片
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赋能无刷直流电机驱动，森国科推出4颗40V预驱芯片

　　森国科科技股份有限公司日前发布了40V预驱芯片系列产品，该系列推出了4个型号，适用于有感BLDC、无感BLDC，有感FOC、无感FOC 及永磁同步电机等控制系统，在家电、电动按摩仪、电动工具、低压风机水泵控制等产品的使用上较为常见。　　01、预驱芯片最高耐压可达40V，内置LDO　　芯片最高耐压超过40V，推荐工作电压范围7V～36V，可有效覆盖市场上最常见的12V、24V、36V 电机应用。　　芯片内置LDO，输出电压3.3V/5V可选，LDO的带载能力可达100mA，无论负载大小，LDO输出的电压稳定，效率高，随温度变化波动小，发热量低，有利于与MCU合封。在系统应用的时候，节省了一颗给MCU供电的LDO，同时还可以节省PCB布板的面积和贴片费用。　　02、集成度高，保护功能强大，四大保护机制　　G2301B、G2311B、G2302B、G2312B的芯片内部都内置了死区时间和直通保护逻辑、输入欠压保护、过流保护、过温保护。　　当G2301B和G2311B芯片温度达到160℃时触发过温保护，温度降至140℃时解除输出保护。　　G2302B、G2312B芯片则是在155℃时触发过温保护机制，温度降至135℃时解除输出保护。　　03、上下管驱动能力基本做到了一致　　森国科预驱芯片在驱动功率MOS时，G230X上下管驱动能力较为接近，上下管驱动电流都可达到200mA左右，有效解决了友商上下管电流不一致的情况。当上下管驱动电流不一致的时候，实际的驱动能力经常会被驱动电流小的上管或者下管限制住。　　04、抗静电能力优越　　HBM可达3KV，节省了外部静电保护电路，为电机驱动系统设计减小了PCB布板面积，降低了ESD、EMI的难度。　　05、G2301B可驱动3P+3N功率MOS　　G2301B内部集成了三个半桥，可驱动3P+3N功率MOS，每一路输出均可由MCU独立控制，芯片系统框图如下：　　06、G2302B内嵌电荷泵电路，缩减应用成本　　G2302B 内嵌电荷泵电路，缩减应用成本，芯片内部系统框图如下：　　G2302B采用的是3N+3N的驱动，多应用在大功率产品上。G2302B内嵌了ChargePump电荷泵电路，电荷泵由振荡电路、二极管和电容器组成。如下图所示芯片内置电荷泵的每个级对电容器中存储的电压进行升压，可以产生高于供电电压的驱动电压，从而驱动上桥臂NMOS开启。相比自举电路需要刷新自举电容，电荷泵电路对输入PWM的占空比没有限制。电荷泵电路内置之后，相比传统的外部自举电路，节省了3个二极管和3个电容，应用的时候只需2个0.1uF电容就可以实现三个半桥6N MOS稳定开关，使得布线更简洁，节省PCB布板面积，同时也提高了电磁兼容性，大幅缩减系统成本。　　07、G2301B和G2302B的典型应用电路　　G2301B典型应用电路：　　G2302B典型应用电路：　　森国科预驱芯片集高可靠、低功耗、高性能于一身，已陆续为落地扇、筋膜枪、电动工具等下游厂商提供定制化解决方案。G230X预驱系列产品，提供封装成品的同时，也提供晶圆(bare die)用于和MCU产品合封。
2025-05-12 14:32 reading：614
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