WAYON维安车规碳化硅肖特基——新能源车载领域“得力干将”

 

碳化硅材料(SiC)有着击穿场强高、禁带宽度大、饱和电子漂移速度大、熔点和热导率高的优点，其电学和物理特性决定了SiC半导体器件有着高耐压、低漏电、高结温、高可靠性的优点，十分适合用在汽车、工控、航天等领域。

 

碳化硅肖特基(SiC SBD)二极管是以碳化硅为材料设计制作的肖特基二极管，与硅器件相比，拥有更佳的开关性能和更高的可靠性。SiC二极管没有反向恢复电流，开关性能与温度无关，并且有着极佳的热性能、极高的功率密度，带来了系统尺寸的减小和成本的降低，使SiC成为越来越多高性能汽车应用的最优选择。

 

在新能源汽车中，SiC二极管在车载充电机（OBC）已经得到了广泛应用。OBC和地面直流快充桩功能类似，都是将电网中的交流电转换成直流电，然后给汽车的电池组充电。

 

OBC典型的线路结构是由前级功率因数校正（PFC）和后端DC/DC转换电路组成。针对单向OBC，这种功能由于只提供从电网到汽车的输电。整个功能块中不管是前端还是后端，都会用到碳化硅二极管（D1-D6），共6个，其在电路中的作用如下：

 

1、输入端PFC电路中，SiC二极管作为升压和整流二极管应用；

 

2、输出端DC-DC次级侧电路中，SiC二极管作为高频整流应用。

 

图1：OBC单相拓扑功能块

 

OBC单元会根据整个电池的健康状态和电荷状态，改变电压和电流。随着现在 OBC从单相220V到三相380V的发展来看，DC/DC次级器件的电压会有所升高，会从目前的650V二极管转变成1200V。

 

图2：车载OBC

 

维安车规SiC二极管从原材料指定、芯片设计以及封装要求进行了整体优化。

 

在原材料选择上锁定世界一流大厂，且对衬底缺陷有着严格的要求和监控。在设计理念上器件更注重大浪涌，高耐压和低漏电。浪涌水平比同行业高20%，击穿耐压高工控产品50V以上。漏电上限是国外一线大厂的1/2。器件的高耐压、高浪涌、低漏电特性决定了器件可以适应严苛的应用。

 

在封装的设计上，焊料的选择、打线材料的选择以及塑封料的选择，均做了特殊的设计。在产品的在线管控上，配合芯片设计做出漏电和耐压测试规范的优化，比如：650V系列产品VB下限值高于800V，1200V系列产品VB下限值高于1350V，且两类产品的漏电进行了加严管控，以1200V 10A为例的漏电缩小到3μA ，其漏电Max远远优于国际一流厂商。且车规产品引入芯片级在线100%老化，会在芯片级测试时候，其VF方向加一个额定电流，对器件进行老化，其之后再进行击穿电压和漏电测试，以便有效剔除有缺陷的芯片。

 

在封装后，成品测试添加100% 100℃高温测试，并全部进行100%反向浪涌测试筛选和电镀前回流焊筛选，以及出货前TC筛选，以便提升器件的稳定性和可靠性，使其可以在汽车上恶劣的工作环境下保持稳定。

 

器件按照车规级可靠性进行评估验证，车载系列产品已经转为量产。

 

表1：维安可靠性评估情况表

 

维安车规碳化硅肖特基产品已经完成系列化，产品涉及650V、1200V、1700V、等多个电压档位；封装涉及TO247-3、TO247-2等封装形式。

 

表2：维安车规碳化硅肖特基二极管主推列表

 

值得一提的是，维安在第三代半导体市场积极进行开拓，已经为国内外新能源汽车客户供应过SiC肖特基产品。同时，维安SiC肖特基持续优化迭代，公司着眼于快速增长的第三代半导体市场，依托国家级技术创新平台，吸纳整合产业链各环节上的优势企业。加强前端芯片设计企业与后端代工、封装的全面协作，确保从设计到封装的高质量发展。

 

登陆维安官方网站，了解更多维安碳化硅肖特基产品信息：

https://www.way-on.cn/Product-Center/info-322.html