在工業應用領域，雙極型模塊始終是一種穩健且經濟高效的解決方案。雖然這類電路的基本工作原理未曾改變，但功率模塊的封裝技術一直在進步。

50年創新不止，經典產品的創新之路

自1975年問世以來，SEMIPACK隔離基板整流模塊已發展成覆蓋廣泛電流范圍和拓撲結構的產品系列。它已成為50/60Hz整流器和交流控制器的行業標準，廣泛應用于電機驅動、UPS系統和過程控制等領域。

目前SEMIPACK產品線（圖1）包含六種不同外殼規格，額定電流從60A（SEMIPACK 1）到1300A以上（SEMIPACK 6）。

圖1：SEMIPACK 系列產品

這些模塊可配置為：

非控型（二極管/二極管）

半控型（晶閘管/二極管）

全控型（晶閘管/晶閘管）整流

其中晶閘管/晶閘管模塊還可輕松配置為交流控制（反并聯連接）。不同功率等級的模塊采用差異化構造：小功率模塊采用引線鍵合和焊接連接，大功率型號則采用類似膠囊器件的（壓接）結構。

第六代SEMIKPACK 1的技術演進

第六代SEMIPACK 1（SEMIPACK 1.6）在保持原有尺寸、安裝位置和電氣端子不變的前提下，進行了多項改進。

SEMIPACK 1模塊采用成熟的引線框架、芯片焊接在DCB上，以及銅底板的構造方式。其20毫米寬的模塊采用銅基板，不僅提升了熱擴散性能，還提供了堅固的安裝表面，可適配各類散熱器。第六代SEMIPACK 1通過內部結構優化，顯著提升了熱性能并減少了材料用量，實現了更高的性價比。

具體改進體現在以下兩方面：

熱阻優化：雙極半導體芯片下方的材料堆疊結構大幅簡化（圖2），使芯片到基板的熱阻（Rth(j-c)）顯著降低。測試數據顯示，SEMIPACK 1.6的穩態熱阻較上一代降低46%（圖2）。

圖2：新一代產品內部結構及散熱性能對比

結構輕量化：基板尺寸縮小后，銅材用量減少，模塊總重量從95克降至75克（減重18%）。傳統設計中，基板需通過螺孔固定并依靠自身彎曲實現與散熱器的均勻接觸。新一代"混合"設計采用強化塑料外殼包裹基板，既提供安裝壓力，又簡化了基板幾何形狀。這種設計使芯片下方散熱器的有效接觸面積大幅增加，金屬間的直接接觸更充分，從而減少了對熱界面材料的依賴。實測表明，SEMIPACK 1.6的殼體到散熱器熱阻（Rth(c-s)）較前代降低35%（圖3），典型值達0.09K/W。

值得注意的是，新一代產品是在保持原有外部尺寸、安裝位置和電氣端子設計不變的前提下，實現了這些改進。這使得現有機械系統無需改造即可獲得性能提升。作為行業標準封裝，SEMIPACK還能在相同安裝空間內直接替換老舊整流器，具有優異的兼容性。

圖3：模塊外部結構對比

SEMIKPACK 1.6 在應用中的卓越表現

下面我們將通過一個典型的電路運行的應用環境，來觀察第六代SEMIPACK 1.6在應用中產生的結溫的情況，看看新一代產品在熱性能方面的改進。最常見的電路之一是三相供電橋式整流器。這種電路可以很容易地通過三個SEMIPACK 1模塊搭建在同一個散熱器上。半橋的輸入是典型的線電壓（例如400VAC，50Hz），直流輸出之后濾波以提供電流給典型負載（例如逆變器）。這種電路可以通過Semikron Danfoss網站提供的在線SemiSel仿真工具輕松模擬。這個免費工具包括所有SEMIPACK類型的模型，并能快速給出在給定條件下的半導體結溫。

以三相橋式整流器為例，假設逆變器驅動電機，通常會考慮3秒、180%的過載條件。在這些條件下，第五代和第六代SEMIPACK 1的雙二極管（SKKD）模塊的性能對比，如圖4所示。首先對第五代SEMIPACK 1進行模擬，整流橋輸出電流使結溫在過載條件下達到推薦操作極限。通常，設計中推薦的操作溫度極限比數據表上列出的最大結溫低10℃。

圖4：SEMIPACK 1.5和SEMIPACK 1.6對比

例如，第五代的SKKD 81在三相整流器的輸出電流為207ADC（3秒過載條件）時，幾乎達到推薦操作極限（115℃）。然而，在相同的操作條件和輸出電流下，等效的第六代模塊（SKKD 95）僅達到結溫103℃。此外，第六代SEMIPACK的發布為該模塊提供了最高結溫Tjmax為130℃的資格認證。這比第五代幾乎所有模塊都提高了5℃。應用前述10℃的操作裕度，這意味著第六代模塊能夠連續運行至120℃。

SEMIPACK 1.6的電流能力也得到了顯著提升。在環境溫度為85℃時，雙二極管封裝的平均正向電流可達143A，這是市場上20毫米封裝模塊的頂尖水平。對于晶閘管封裝（SKKH和SKKT），145A的平均正向電流也是目前市場上最高的。此外，其浪涌電流能力也非常出色，可達2210A（在130℃時）。

考慮到400/480V電網的廣泛應用，所有SEMIPACK 1.6模塊均標配1600V反向阻斷電壓，同時還將提供1800V規格的器件。

圖5：SEMIPACK 1.6的產品組合

歷久彌新的經典設計SEMIPACK

SEMIPACK系列每個型號都經歷了獨立迭代。作為市場領導者的SEMIPACK 1原始型號已歷經五代革新，如今第六代SEMIPACK 1.6以全電流等級配置問世，為所有雙極型應用帶來更高性能和電流承載能力。這些改進不僅提升了熱性能，還減少了材料使用，顯著優化了性價比表現。

通過持續創新，這款擁有50年歷史的產品系列繼續為工業電力應用提供可靠解決方案，在保持經典設計優勢的同時，不斷突破性能邊界。