2026 年 5 月 26 日,富士电机株式会社宣布已成功开发了可实现半导体小型化、低损耗化的新型封装技术——立体布线结构,旨在进一步推动SiC功率半导体的广泛应用。

图 采用三维布线结构的封装,黑色部分是印刷电路板。

为实现脱碳,预计电动汽车在中长期将加速普及。电动汽车的驱动部分由电机和逆变器构成,通过电池的电力驱动电机旋转。面对延长续航里程和扩大车内空间等课题,驱动设备的性能提升和小型化成为迫切需求。

对于逆变器所搭载的功率半导体模块,同样需要小型化、高输出化及高效率化。与传统Si-IGBT相比,能大幅降低损耗的SiC-MOSFET的应用正不断推进。然而,为了最大限度地发挥SiC的性能,模块封装的小型化和低损耗化也势在必行。封装用于电气连接功率半导体芯片以形成电路,并用树脂等进行密封,从而保护芯片免受振动和空气中的尘埃等影响。

富士电机此次开发的立体布线结构正是一项旨在实现小型化和低损耗化的封装技术。传统上,使用引线或夹片连接绝缘基板上的芯片与部分电路布线(图中红框和蓝框部分),而新技术则采用印刷电路板(PCB)替代这些布线,并通过压入PCB的导电引脚进行立体连接。由此,产品体积相比以往削减了约5成。

此外,通过立体布线优化电流路径,实现了功率半导体模块内部电路布线的低电感化(相比富士电机以往产品降低约7成),开关损耗降低了约5成。

同时,采用导电引脚的布线结构,与传统结构相比,可减小与芯片接合部的面积,并降低接合部因热变形产生的影响(应变),从而使布线接合部的寿命提升至约5倍。

这项技术旨在2026年度应用于富士电机的功率半导体模块。

作者 ab, 808