结温TJ（Junction Temperature）是电子设备中半导体芯片的实际工作温度，在实际案例中，它通常高于外壳温度。

　　结温和壳温（Case Temperature）可以衡量从半导体内封芯片到封装外壳间的散热所需时间以及热阻。

　　一个芯片结温的估计值TJ，可以从下面的公式中计算出来：

　　其中：TJ为结温，TA为环境温度，Rθ(J-C)为热阻，PD为功耗。

　　对于功率半导体器件而言，高的结温代表器件可以胜任更严苛（高温）的工作环境，承受更大的电流，且可以延长器件工作寿命。

　　硅基功率分立器件的发展，也是一部不断提高器件结温的历史。消费级硅基产品由最初的85℃结温要求，上升到100℃，125℃以及150℃，部分车规级别产品结温可以满足175℃。

　　结温提升的背后是应用端对高器件的高要求，以及芯片和封装的设计、工艺的飞速进步，高结温可以使半导体器件可以用于车载、航空、航天等领域。

　　SiC器件作为三代半导体的代表，它有着更高的禁带宽度（大约是硅器件的3倍），更优的热传导率（大约是硅器件的3倍）和更高的熔点（SiC约2830℃，硅约1410℃）。这些特质使SiC器件有着天生的高温稳定，其结温远远优于硅器件。

　　目前市面量产SiC SBD产品结温多为175℃，远高于硅器件150℃结温标准，但为了扩大SiC SBD产品的安全工作区，以及应对特殊工况或特殊工作环境，更高结温的SiC SBD需求迫在眉睫。

　　近期，维安在芯片设计（工艺）以及封装设计（工艺）上取得突破，成功开发出200℃结温1200V SiC SBD产品。

　　WSRSIC020120NP4-HT的印章图kaiyun.cn

　　上图器件WSRSIC020120NP4-HT。其中型号中HT代表高结温（TJ=200℃）系列，产品本体上标印“HTL”以示区分，器件封装外形为TO-247-2L，工作电压VRRM=1200V，VF典型值1.45V@20A 25℃，IR典型值0.5μA@1200V 25℃，目前产品已经通过全套可靠考核。其中IOL、HTRB等结温相关项目，可靠满足TJ=200℃验证条件。

　　同时，该产品在芯片设计（工艺）以及封装设计（工艺）以及测试维度上也做出了优化和创新：

　　芯片设计（工艺）维度

　　WSRSIC020120NP4-HT芯片采用MPS结构，针对高结温需求，在衬底、外延、势垒金属、版图、钝化结构等方面进行了设计和优化。

　　为了更好的表征器件关键参数针对温度敏感，维安在行业中率先引入表征器件关键参数温度稳定的评估项目：

　　优化后器件有着更优的温度稳定，器件高温漏电小@1200V 200℃，可靠高。

　　SiC SBD 芯片结构示意图

　　封装设计（工艺）维度

　　高结温器件开发的难点不止在于芯片本身，封装设计也有着很高的难度。传统SiC封装设计极限温度在175℃，当处于200℃温度时传统材料稳定无法满足要求。长期工作在高温状态下会导致器件失效。

　　WSRSIC020120NP4-HT采用TO-247-2L封装，产品在框架的预处理工艺，框架设计，塑封料的选型，焊料的选型以及封装工艺的设计上都逐一进行了优化，亦达到满足TJ=200℃结温的要求。

　　器件的装配示意图

　　测试筛选维度

　　WSRSIC020120NP4-HT系列产品，在测试上采用常温与高温热测试相结合的测试方法，100%测试器件在高温下的电学能。且在生产制程中加入特殊而有效的筛选方案，产品综合良率可以达到95%以上，可靠评估100%合格kaiyun.com。

　　200℃结温SiC SBD产品应用优势

　　适合高环境温度工作

　　适用于工矿、汽车、专探等高环境温度应用；

　　器件安全工作区更大

　　适用于电流激增等不稳定工况，降低器件热失效率；

　　更好的温度稳定

　　不同温度下参数（VF、IR）变化较小，适用于对温度稳定要求较高的应用工况。

　　与传统的硅基器件相比，基于新一代半导体材料SiC的功率器件具有显著优势，但其器件的能极限还有待突破，随着工艺水平、设计理念、以及材料科学的不断进步，在特定领域，SiC器件应用优势会更加明显。维安高结温的SiC SBD器件，也为众多电力电子工程师提供更灵活应用的产品优选。