SiCMOSFETモジュール開発のために(2)

次に考えるのは、パッケージです。

回路が2in1の場合、左図のC, D3, E, Easy 1B, H-B1, H-B3, SP1, SP3F, SP6から選択できます。

回路がLS-SWの場合、左図では、SOT-227しかありませんが、2in1パッケージを流用する事ができます。

回路がLS-SWの2回路分の場合、左図には、明示されていませんが、Easy-1Bに組み込まれています。

回路が2in1x3の場合は、SP6-Pとなります。

回路が6in1の場合は、Six-Packとなります。

回路が3レベルのIタイプの場合は、SP3F又はSP6-4となります。

(SP6とSP6-4はフットプリントが同じです。端子の数が異なります。)

回路が3レベルのTタイプの場合は、SP3Fとなります。

1.IGBTモジュールの構造

(まずIGBTモジュールの構造を復讐しましょう。)

イ.左図は、旧世代のIGBTに使用していた構造です。主電極を絶縁基板上の銅パターンから取り出していました。温度サイクルにより絶縁基板が破損するのを避ける為に内部電極には緩衝できるような形状となっています。

 

 

ロ.最近のモジュールは、主電極をケースに内蔵し、フタの上に主電極を取り出しています。

従って、モジュールの高さが低くなっています。

 

 

 

ハ.また、主電極の電流をピンで取り出せる場合は、ケースから直接取り出す方法もあります。

 

 

 

 

ニ.Infineon育ちのEasy 1Bは、別格です。

銅のパターンを描いた絶縁基板に、半田を載せ、チップを載せ、必要な電極又は電極用のソケットを載せ、半田付けします。この半田付けした部材を放熱フィンにのせ、電極を刺し、パッケージをかぶせて放熱フィンにねじ止めします。

チップや電極をシリコーンゲルで覆うような事はしません。

(プリント基板には半田付けしません。接続ピンのバネで圧接されるので、温度サイクルが発生しても絶縁基板に割れるようなストレスは掛かりません。)

 

 

 

 

2. パッケージ比較

上記のようなIGBTの経験を踏まえると、SiCMOSFETの構造は下記のように推定されます。

SOT-227は、旧世代の構造であるが、電流が少ないので、緩衝用の曲り形状を省略したものと推定しました。

SP6とSP6-4は、モジュールの中央に下から電極が上って来ているので、これも観賞用の曲り形状を省略したものと推定しました。

 

SP6-PとH-B1はIGBTで使用していなかった形状です。

H-B1については、下記Web.に内部構造が紹介されていました。

https://arpa-e.energy.gov/sites/default/files/7_McNutt%20ARPAe%20slides%2013Sept16.pdf#search=%27CAS325M12HM2%27

 

 

SP6-Pについては、35kWインバータのアプリケーションノートに内部構造が紹介されていました。

 

 

 

 

 

 

公開されている情報を参考に、自分の開発するモジュールの構造を検討しましょう。