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羅姆開發(fā)出可在高溫條件下工作的壓鑄模類型SiC功率模塊

發(fā)布時(shí)間:2011-11-18

產(chǎn)品特性:
  • 可在高溫條件下工作
  • 采用新開發(fā)的高耐熱樹脂
應(yīng)用范圍:
  • 面向EV/HEV車(電動汽車/混合動力車)
  • 工業(yè)設(shè)備的變頻驅(qū)動

日本知名半導(dǎo)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(yè)設(shè)備的變頻驅(qū)動,開發(fā)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(fā)的高耐熱樹脂,世界首家實(shí)現(xiàn)了壓鑄模類型、225℃高溫下工作,并可與現(xiàn)在使用Si器件的模塊同樣實(shí)現(xiàn)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(gè)SiC-SBD和6個(gè)SiC溝槽MOSFET,經(jīng)驗(yàn)證工作溫度可高達(dá)225℃。此外,該模塊使用范圍可達(dá)1200V級。因此,與傳統(tǒng)的Si-IGBT模塊相比,其損耗大大降低,不僅可實(shí)現(xiàn)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(chǎn)品預(yù)計(jì)于3~4年后達(dá)到實(shí)際應(yīng)用階段。在此基礎(chǔ)上,針對搭載了門極驅(qū)動器IC的IPM,羅姆還計(jì)劃使用本技術(shù),開發(fā)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(dá)600V/50A的IPM。

近年來,在迅速發(fā)展的EV/HEV車等所代表的電力電子技術(shù)領(lǐng)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(jìn)行SiC器件開發(fā)的同時(shí),都在開發(fā)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(shí)現(xiàn)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(nèi)置于電機(jī)并成功驅(qū)動。關(guān)于模塊,由于傳統(tǒng)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(dá)250℃材料的母模類型。羅姆一直不懈地推進(jìn)與母模類型相比有利于小型化、低成本化、量產(chǎn)化的壓鑄模類型的開發(fā)。但是,能在200℃以上溫度環(huán)境下使用的封裝樹脂多為硬質(zhì)材料,存在高溫環(huán)境下容易開裂等課題,超過200℃的高耐熱壓鑄模類型的開發(fā)曾一度陷入困境。此次,羅姆通過樹脂的物理特性與模塊結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì),做到了225℃的耐熱性和小型化,在世界上最先實(shí)現(xiàn)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(diǎn)與此次的新封裝類型相結(jié)合,與具有相同功能的傳統(tǒng)Si-IGBT模塊相比,體積更小,僅為1/50,電氣特性方面也實(shí)現(xiàn)了“全SiC”(溝槽式MOS和SBD)化,因此,開關(guān)時(shí)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(xù)致力于面向汽車相關(guān)市場、其他市場的SiC器件及SiC模塊的開發(fā)。

<主要特點(diǎn)>

1)225℃高溫工作

2)6 in 1封裝,適用600V/100A級的變頻驅(qū)動       

3)以壓鑄模類型實(shí)現(xiàn)了小型化

4)通過“全SiC”(溝槽式MOS和SBD)化,實(shí)現(xiàn)了高速化、高效化

<主要規(guī)格>

尺寸

長:32mm 寬:48mm 高:3mm (4.608cm³)

電路結(jié)構(gòu)

3相變頻(6 in 1)

額定電壓

600V

額定電流

100A

耐熱溫度(驅(qū)動)

Tjmax 225℃

封裝類型

壓鑄模

開關(guān)時(shí)間

導(dǎo)通76ns/關(guān)斷96ns


<模塊的靜態(tài)特性>
<模塊的開關(guān)波形>

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