パワーモジュールのシンター技術 - Semikron

シンター 層 の 厚 みは、はんだ 層 の 4.5 倍 薄 く、4 倍 の 熱 伝 導 率 を 有暼 し、 非 常 に 良 好 な 熱 的 特 性 を
得 ることが 出 来曹 ます(Figure 2 参 照 )。また、はんだ 接 続 と 比 較 して 非 常 に 高 いパワーサイクルを 持
っています。これは 材曩 料 の 融 点 の 違 いによります。シンターに 用 いる 銀 材曩 料 は、 現 在 標 準 的 に 使
われている 鉛 フリーはんだと 比 較 して 4 倍 高 い 融 点 を 持 っています(Table 1 参 照 )。 長 期曋 に 亘 る 実
績 が 実 を 結 び、 “ 完 全 鉛 フリー”のアセンブリ 技 術 が 完 成 しました。
純 銀 銀 シンター 層 錫 銀 はんだ 層 係 数
融 解 温浲 度 °C 961 961 221 4
導 電 率 MS/m 68 41 7.8 5
熱 伝 導 率 W/mK 429 250 70 4
密 度 gr / cm³ 10.5 8.5 8.4 1
熱 膨 張 係 数 µm / mK 19.3 19 28 1
引 張 強 度 Mpa 139 55 30 2
Table 1: 1 標 準 はんだ 層 および 銀 拡 散 によるシンター 層 の 材 料 パラメータ 比 較 ( 高 温 安 定 な
シンター 技 術 による 接 続 層 の 経 年 変 化 はありません)
Figure 3:SKiM 3 63 モジュール 断 面 図 、 圧 接 システム/ゲート
スプリングコンタクト
アプリケーションにおける
におけるシンター
技 術
シンター 技 術 は 22~150kW の 電 鉄 駆 動 、 電 気 自 動 車 、ハイブリッド 自 動 車 向 け IGBT モジュール
SKiM ファミリーに 適 用 されています。SKiM はベースプレート 付 きのはんだ 接 続 のモジュールと 比
較 すると、5 倍 の 熱 サイクル 耐 量 があります。 絶 縁 のための DCB を 銅 ベースプレートにはんだ 接
続 する 代 わりに、すべての 熱 的 、 電 気 的 接 続 に 圧 接 技 術 が 適 用 されています(Figure 3 参 照 )。 圧
力 ポイントが 各 チップ 近 傍 にあるため、DCB が 均 一 な 力 でヒートシンクに 圧 接 されています。ベー
スプレートがないことで、より 優 れた 熱 サイクル 耐 量 と 低 熱 抵 抗 を 実 現 しています。
はんだ 接 続 は 完 全 に 除 外 され、これにより SKiM ファミリーは 市 場 初 の 100%はんだフリーモジュ
ールシリーズとなりました。シンター 技 術 、 圧 接 技 術 およびベースプレートフリー、この 組 合 わせに
より、はんだ 接 続 ベースプレート 付 モジュールと 比 較 して、5 倍 の 熱 サイクル 耐 量 を 実 現 しました。