近期，華為旗下海思技術(shù)有限公司正式進(jìn)軍碳化硅功率器件領(lǐng)域，推出了兩款1200V工規(guī)SiC單管產(chǎn)品——ASO1K2H035M1T4和ASO1K2H020M1T4，專門面向工業(yè)高溫、高壓場景場景。

圖片來源：海思官網(wǎng)截圖

#海思此次推出的兩款1200V SiC單管均采用TO-247-4封裝，具備優(yōu)良的導(dǎo)通和快速開關(guān)特性，能夠在高溫高壓環(huán)境下保持穩(wěn)定性能。具體而言，ASO1K2H035M1T4在25°C時導(dǎo)通電阻為35mΩ，175°C時為57mΩ；而ASO1K2H020M1T4在25°C時導(dǎo)通電阻為20mΩ，175°C時為30mΩ。此外，兩款器件的最高結(jié)溫均為175°C，且在高溫下仍能保持較低的導(dǎo)通電阻，確保了在高溫環(huán)境下的工作可靠性。

1200V SIC碳化硅 TO-247單管耐高溫絕緣絕緣導(dǎo)熱墊片有哪些要求？

1200V SiC（碳化硅）TO-247-4 單管作為高頻、高功率密度的功率器件，廣泛應(yīng)用于新能源汽車逆變器、工業(yè)電源、充電樁等場景。其工作時結(jié)溫可高達(dá) 175℃以上，且需承受 1200V 高壓，因此配套的耐高溫絕緣導(dǎo)熱墊片需同時滿足高絕緣、高導(dǎo)熱、耐高溫、適配封裝特性四大核心要求，具體特性要求如下：

一、絕緣性能：保障高壓安全

高擊穿電壓
1200V SiC 單管的工作電壓高，墊片需具備優(yōu)異的電氣絕緣能力，避免高壓擊穿導(dǎo)致短路。

• 常態(tài)下?lián)舸╇妷海?a target="_blank">AC）需≥20kV/mm（優(yōu)選≥30kV/mm），確保在 1200V 工作電壓及瞬時過電壓（如浪涌）下不擊穿；
• 高溫（如 150℃）和高濕（如 85% RH）環(huán)境下，擊穿電壓保持率需≥80%，避免濕熱老化導(dǎo)致絕緣失效。

高體積電阻率
體積電阻率需≥101? Ω?cm（常溫下），高溫（150℃）下≥1013 Ω?cm，防止因漏電導(dǎo)致的能量損耗或安全風(fēng)險。

耐電暈與電弧
長期工作在高頻開關(guān)狀態(tài)下，需具備抗電暈?zāi)芰?，避免局部電場集中產(chǎn)生電弧，要求符合 IEC 60243 標(biāo)準(zhǔn)中 “耐電弧性≥120s”。

二、導(dǎo)熱性能：高效散熱，控制結(jié)溫

高導(dǎo)熱系數(shù)
SiC 單管功率密度高（可達(dá) 100W/cm2 以上），熱量集中，墊片需降低接觸熱阻（器件與散熱器之間）。

• 導(dǎo)熱系數(shù)需≥3.0 W/(m?K)（優(yōu)選 5.0-10 W/(m?K)），遠(yuǎn)高于普通絕緣材料（如硅膠墊片通常 1-2 W/(m?K)）；
• 接觸熱阻（在 50-100 psi 安裝壓力下）需≤0.15 ℃?cm2/W，確保熱量快速從器件外殼傳導(dǎo)至散熱器。

低熱阻穩(wěn)定性
高溫（150-200℃）和長期壓縮（安裝壓力下）環(huán)境中，導(dǎo)熱系數(shù)衰減率需≤10%（1000 小時老化測試后），避免因材料老化導(dǎo)致散熱效率下降。

三、耐高溫與耐老化：適配 SiC 高結(jié)溫特性

寬溫工作范圍
需覆蓋 SiC 器件的全工況溫度：

• 長期使用溫度：-55℃ ~ 200℃（短期峰值可耐 220℃），滿足低溫啟動（如汽車 - 40℃工況）和高溫運(yùn)行（結(jié)溫 175℃時，墊片實際接觸溫度可能達(dá) 150℃以上）；
• 高溫下不發(fā)生軟化、流淌或分解（如 200℃/1000 小時老化后，硬度變化≤20 Shore A，質(zhì)量損失≤3%）。

抗熱沖擊性能
經(jīng)歷 - 55℃→200℃循環(huán)沖擊（≥1000 次）后，不出現(xiàn)開裂、分層，絕緣和導(dǎo)熱性能保持穩(wěn)定（擊穿電壓下降≤15%，導(dǎo)熱系數(shù)下降≤10%），適應(yīng)車輛、戶外設(shè)備的劇烈溫度波動。

四、機(jī)械與適配特性：貼合 TO-247-4 封裝

優(yōu)異的壓縮回彈性
TO-247-4 封裝的散熱底座為平面結(jié)構(gòu)（直徑約 10-15mm），且安裝時需施加一定壓力（通常 50-100 psi）確保貼合。墊片需滿足：

• 壓縮率：在 50 psi 壓力下壓縮率 15%-30%，確保填充器件與散熱器之間的微觀間隙（減少接觸熱阻）；
• 回彈性：卸載后回彈率≥80%，長期受壓（如螺栓固定）下不發(fā)生永久形變（蠕變率≤5%/1000 小時），避免松動導(dǎo)致熱阻上升。

尺寸與厚度適配

• 厚度：通常 0.2-1.0mm（優(yōu)選 0.3-0.5mm），過厚會增加熱阻，過薄可能因表面不平整導(dǎo)致絕緣失效；
• 尺寸：需與 TO-247-4 的散熱底座匹配（如直徑 12-16mm 的圓形或?qū)?yīng)矩形），邊緣無毛刺，避免安裝時劃傷器件引腳。

機(jī)械強(qiáng)度
抗撕裂強(qiáng)度≥8 kN/m，抗穿刺性≥30 N，防止安裝時因工具或引腳剮蹭導(dǎo)致破損（一旦破損可能引發(fā)絕緣失效）。

五、化學(xué)與環(huán)境穩(wěn)定性

耐化學(xué)腐蝕
不與 SiC 器件外殼（通常為銅或鍍鎳金屬）、散熱器（鋁或鋁合金）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且耐受冷卻介質(zhì)（如硅油、防凍液）、灰塵、濕氣的侵蝕（如 85℃/85% RH 環(huán)境下 1000 小時，無霉變、無溶脹）。

阻燃與環(huán)保

• 阻燃等級需達(dá) UL94 V0（垂直燃燒測試中 10 秒內(nèi)自熄），避免器件故障起火時火勢蔓延；
• 符合 RoHS、REACH 等環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，不含鉛、鎘、多溴聯(lián)苯等有害物質(zhì)。
  

1200V SiC TO-247 單管的絕緣導(dǎo)熱墊片需在 “高壓絕緣 - 高效導(dǎo)熱 - 高溫穩(wěn)定 - 機(jī)械適配” 四大維度達(dá)到平衡，核心是在 150℃以上環(huán)境中同時保持≥3.0 W/(m?K) 的導(dǎo)熱系數(shù)和≥20kV/mm 的擊穿電壓，并通過壓縮回彈設(shè)計確保長期緊密貼合。這類墊片通常以硅膠為基材，填充氮化硼（BN）、氧化鋁（Al?O?）等導(dǎo)熱絕緣填料，是 SiC 器件發(fā)揮高頻、高效優(yōu)勢的關(guān)鍵輔助材料。尤其適用于新能源、工業(yè)自動化等對變頻器可靠性要求嚴(yán)苛的領(lǐng)域。