《電子技術(shù)應(yīng)用》
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世界首家!羅姆開(kāi)發(fā)出可在高溫條件下工作的壓鑄模類型SiC功率模塊

2011-11-16
作者:羅姆
關(guān)鍵詞: SiC 功率模塊 MOSFET

  日本知名半導(dǎo)體制造商羅姆株式會(huì)社(總部:日本京都市)日前面向EV/HEV車(電動(dòng)汽車/混合動(dòng)力車)和工業(yè)設(shè)備的變頻驅(qū)動(dòng),,開(kāi)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(kāi)發(fā)的高耐熱樹(shù)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(jí)。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(duì)搭載了門極驅(qū)動(dòng)器IC的IPM,羅姆還計(jì)劃使用本技術(shù),,開(kāi)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(lái),,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(kāi)發(fā)的同時(shí),,都在開(kāi)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(shì)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(dòng),。關(guān)于模塊,,由于傳統(tǒng)的壓鑄模類型無(wú)法耐受200℃以上的高溫,因此長(zhǎng)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(kāi)發(fā)。但是,,能在200℃以上溫度環(huán)境下使用的封裝樹(shù)脂多為硬質(zhì)材料,,存在高溫環(huán)境下容易開(kāi)裂等課題,超過(guò)200℃的高耐熱壓鑄模類型的開(kāi)發(fā)曾一度陷入困境,。此次,,羅姆通過(guò)樹(shù)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(kāi)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(chǎng)、其他市場(chǎng)的SiC器件及SiC模塊的開(kāi)發(fā),。
 
<主要特點(diǎn)>
 ?。保?25℃高溫工作
  2)6 in 1封裝,,適用600V/100A級(jí)的變頻驅(qū)動(dòng)       
 ?。常┮詨鸿T模類型實(shí)現(xiàn)了小型化
  4)通過(guò)“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(zhǎng):32mm 寬:48mm 高:3mm?。?.608cm³)

電路結(jié)構(gòu)

3相變頻(6 in1)

額定電壓

600V

額定電流

100A

耐熱溫度(驅(qū)動(dòng))

Tjmax 225℃

封裝類型

壓鑄模

開(kāi)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(kāi)關(guān)波形>
(測(cè)量條件: Ids=100A,、Vds=300V、負(fù)載:L=200uH,、Rg=3.2Ω,、Rgs=15kΩ)


<?jí)鸿T模類型SiC功率模塊>


<術(shù)語(yǔ)解說(shuō)>
?壓鑄模類型 
將綁定好的框架置于模具內(nèi),注入熱固性樹(shù)脂成型的封裝類型,。
 
?母模類型
將成型品組裝起來(lái)的封裝類型,。
 

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