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羅姆開發出可在高溫條件下工作的壓鑄模類型SiC功率模塊

發布時間:2011-11-18

產品特性:
  • 可在高溫條件下工作
  • 采用新開發的高耐熱樹脂
應用范圍:
  • 面向EV/HEV車(電動汽車/混合動力車)
  • 工業設備的變頻驅動

日本知名半導體制造商羅姆株式會社日前面向EV/HEV車(電動汽車/混合動力車)和工業設備的變頻驅動,開發出符合SiC器件溫度特性的可在高溫條件下工作的SiC功率模塊。該模塊采用新開發的高耐熱樹脂,世界首家實現了壓鑄模類型、225℃高溫下工作,并可與現在使用Si器件的模塊同樣實現小型和低成本封裝,在SiC模塊的普及上邁出了巨大的一步。這種模塊是600V/100A三相變頻,搭載了羅姆的6個SiC-SBD和6個SiC溝槽MOSFET,經驗證工作溫度可高達225℃。此外,該模塊使用范圍可達1200V級。因此,與傳統的Si-IGBT模塊相比,其損耗大大降低,不僅可實現小型化,而且與以往的母模類型SiC模塊相比,還可大幅降低成本。本產品預計于3~4年后達到實際應用階段。在此基礎上,針對搭載了門極驅動器IC的IPM,羅姆還計劃使用本技術,開發搭載SiC的壓鑄模類型DIP型、可高溫條件下工作的、使用范圍達600V/50A的IPM。

近年來,在迅速發展的EV/HEV車等所代表的電力電子技術領域,要求提供更高功率化、更高效化、更高溫工作的元器件,因此,各公司在進行SiC器件開發的同時,都在開發可在高溫下高效工作的SiC模塊。羅姆于2010年10月世界首次實現將搭載了SiC溝槽MOSFET的模塊(600V/450A)和搭載了SiC-SBD(肖特基勢壘二極管)的二極管模塊(600V/450A)內置于電機并成功驅動。關于模塊,由于傳統的壓鑄模類型無法耐受200℃以上的高溫,因此長期使用的是耐熱特性達250℃材料的母模類型。羅姆一直不懈地推進與母模類型相比有利于小型化、低成本化、量產化的壓鑄模類型的開發。但是,能在200℃以上溫度環境下使用的封裝樹脂多為硬質材料,存在高溫環境下容易開裂等課題,超過200℃的高耐熱壓鑄模類型的開發曾一度陷入困境。此次,羅姆通過樹脂的物理特性與模塊結構的優化設計,做到了225℃的耐熱性和小型化,在世界上最先實現了壓鑄模類型、在225℃高溫下的高功率工作。羅姆將SiC器件本身的特點與此次的新封裝類型相結合,與具有相同功能的傳統Si-IGBT模塊相比,體積更小,僅為1/50,電氣特性方面也實現了“全SiC”(溝槽式MOS和SBD)化,因此,開關時間減少了一半,成功的大幅度的提高了速度。

羅姆今后還將繼續致力于面向汽車相關市場、其他市場的SiC器件及SiC模塊的開發。

<主要特點>

1)225℃高溫工作

2)6 in 1封裝,適用600V/100A級的變頻驅動       

3)以壓鑄模類型實現了小型化

4)通過“全SiC”(溝槽式MOS和SBD)化,實現了高速化、高效化

<主要規格>

尺寸

長:32mm 寬:48mm 高:3mm (4.608cm³)

電路結構

3相變頻(6 in 1)

額定電壓

600V

額定電流

100A

耐熱溫度(驅動)

Tjmax 225℃

封裝類型

壓鑄模

開關時間

導通76ns/關斷96ns


<模塊的靜態特性>
<模塊的開關波形>

(測量條件: Ids=100A、Vds=300V、負載:L=200uH、Rg=3.2Ω、Rgs=15kΩ)
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