パワーモジュールのシンター技術 - Semikron

この 15 年 間 、 最暷 大 許 容 チップ 温浲 度 は 確 実 に 上 がっており、 現 在 、IGBT4 や CAL4 ダイオードと
いった 最暷 先 端 デバイスの 最暷 大 動 作 チップ 温浲 度 は 175℃です。 将 来曹 的 には、シリコンカーバイトの 登
場 により、 接 続 層 の 熱 サイクル 耐 量 の 重 要 性 は 増 してくるでしょう。シリコンカーバイトを 使 用 した
デバイスは 300℃まで 動 作 させることが 出 来曹 ます。シンター 技 術 は、このような 高 温浲 領 域 での 動 作
に 対 して 最暷 適 です。シンター 層 の 材曩 料 の 融 点 は 961℃であり、これは 現 在 一 般 に 使 われているは
んだ 接 続 より、おおよそ 740℃ 高 い 温浲 度 です。シンター 技 術 が 誇 るこの 高 温浲 安 定 性 は 信 頼 性 試 験
結 果 が 証 明 するように、 接 続 層 が 劣 化 しない 事 を 示 しています。
この 何 年 かで、パワー 半 導 体 モジュールのアプリケーションの 範 囲 は 劇 的 に 変 化 しました。 以
前 、パワー 半 導 体 モジュールは 既 定 の 冷 却 条曵 件 /システムで 入 手 が 容 易昒 な 固 定 された 制 御 盤 内
に 搭 載 されていました。 現 在 は、これとは 対 象 的 に、 冷 却 条曵 件 が 110℃の 車 、といった 車 載 アプリ
ケーションに 使 用 されるようになりました。 現 在 の 課 題 はある 冷 却 条曵 件 下 で、 如 何 にしてパワー 半
導 体 部 品 の 最暷 大 許 容 電 流泴 I Cmax を 実 現 するかです。Figure 4 は 2 つのパラメータ、 材曩 料 融 点 と 動 作
温浲 度 の 関 係 、さらには 信 頼 性 を 損 なう 事 なく 高 いチップ 温浲 度 で、 電 流泴 を 制 御 できる 事 を 示 していま
す。
Figure 4:シンターチップ 4
搭 載 モジュールの 融 解 温浲 度 は 動 作 温浲 度 の 6 倍 です
シンターの 将 来曹 性
シンター 技 術 は、さらに 大 電 力 かつ 長 寿 命 、 高 信 頼 性 の 部 品 を 製 造 するための 技 術 の 鍵 となり
ます。 電 気 自 動 車 およびハイブリッド 自 動 車 用 の SKiM モジュールに 適 用 のベースプレートフリー、
圧 接 システム、さらにシンター 技 術 は IPM 新 製 品 、SKiiP 第 4 世 代 の 開 発 に 適 用 されました。その
アプリケーションは 風 力 ・ 太 陽 光 発 電 、エレベータ、トロリーバスおよび 地 下 鉄 等 です。シンター 銀
層 による 5 倍 の 熱 サイクル 耐 量 、チップ-DCB 間 の 強 固 な 接 続 、および 2 倍 のパワーサイクル 耐
量 といったシンター 技 術 の 利 点 は SKiiP 第 4 世 代 においても 存 続 します。