由线到面,东芝全新的封装技术优势在哪里?

半导体行业观察 · 半导体行业观察·2019-07-10 11:26

1.1k

“功率器件首先要解决的就是散热问题,解决温度才能保证性能的稳定,否则都是白搭。 ”东芝电子(中国)有限公司分立器件应用技术部门高级经理屈兴国对记者这样说道。

功率器件作为电子装置的电能转换与电路控制的核心。 其应用领域已从工业控制和4C领域,进入新能源、轨道交通、智能电网、变频家电等诸多市场。

数据显示,2017年全球功率半导体器件市场中,工业应用市场占比为34%,汽车应用市场占比为23%,消费电子应用占比为20%,无线通讯应用占比为23%。

在本届PCIM展会上,东芝重点展示了在风力 发电 、牵引、电力输配电和工业变频器应用方面的系统解决方案,进一步凸显了东芝产品过硬的技术含量和雄厚的实力。

东芝展会现场

全新的PPI压接式封装IGET

屈兴国首先介绍了东芝全新的产品-PPI压接式封装IGET,在描述中记者了解到,这款功率元器件采用PPI压接,可以做到双面散热,普通的模块仅能实现单面散热; 与以往产品使用引线连接不同,全新的封装技术直接将铜板压接在一起,可以做到高可靠性; 外壳采用陶瓷材料,在使用大电流时防爆性能更好,适合串联,散热方式也与传统不同,可以用于特殊场景的变流器等。

PPI压接式封装IGET+芯片+弹簧

这款新的封装技术的优点远不止于此,屈兴国继续说道,对于IGBT来说,主要参数有耐压等级,电流,以及饱和压降。 而饱和压降是最为关键的因素,开关器件一旦导通以后,它的饱和压价的数值即为主要参数,不管产品是压接式还是模块式,新的封装技术都能让饱和压降的数值变得更低。

采用新技术的好处不止提升性能,更多的是保证高可靠性。 在此之前,每个芯片都通过铝线去连接,因为每根线上的电流有极限,所以在通过大电流可能会烧断。 如果上下铜板直接压制,表面就是电极,可以做到高可靠性。 同时传统的产品在传输性方面杂感会更大,因为有引线就会有电感成分,产生较大的杂散电感,而新的封装方式杂散电感很小。

这款产品九十年代末就已经推到市场,但并没有在中国推进。 而是以整机的形式出现在中国,市场上的很多变流器有东芝的器件,真正推广是在2002年的时候,公司对市场一向比较谨慎。

在散热方面,不仅有全新的封装技术加持,东芝也有水冷的方法。 使用不导电的去离子水,带走器件表面因使用损耗而产生的热量,能够让器件正常运作。

车载

在车载方面,东芝主要有功率器件如IGBT,小信号器件如ESD二极管,以及光电器件。

谈起光电器件,屈兴国说道,东芝的光电器件拥有车载级认证,是目前市面上仅有的几家公司之一,虽然光耦供应商很多,但是能够满足车载级的供应商不多,东芝是其中之一。

东芝分立器件在新材料方面有怎样的布局? 屈兴国解答道,目前东芝正在研发纯SiC模块,有两款产品: 1700v/400A双管和3300v/800A双管,这两款产品主要针对轨道交通的应用。

1700v/400A双管和3300v/800A双管

除了纯SiC模块以外,东芝还有SiC混合式的模块。 在机车应用上,由于空间的限制就要求驱动控制系统尺寸小、重量轻并节能的装置,搭载SiC SBD的混合模块可以大幅度降低损耗并满足这些要求。

立足现在,畅想未来

东芝不仅仅立足于现在,同时还布局未来。

从器件角度来说,东芝致力于研发最高等级,更高性能的大功率器件。 实现更高结温(125℃→150℃),更高电压等级(4.5kV→6.5kV)以及更大功率密度RC-IGBT(1500A→2100A)。

在封装上,已知封装由IGBT和二极管两部分组成,在下一步计划中,会在同一颗芯片中做到既有二极管,又有IGBT,市面上所谓双向导通的IGBT,东芝称之为RC-IGBT,具有双向导通的特性。 在一个封装中芯片个数固定的情况下,使用这样的芯片可以使整个器件电流能力增强。

从市场应用来说,PPI压接式封装主要着重于柔性直流输电换流阀,直流断路器的应用。 其余如海上风电,牵引等也在关注中。 新产品采用定向开发,不同的应用有差异化。

在汽车领域,东芝目前的亮点是光耦,市面上满足车规级的产品很少。 同样,车载级低压MOSFET东芝也有着产品优势,常规产品内部通过铝线键合,而东芝车载MOS使用铜片压接,从而可通过更大电流并高可靠性。

半导体行业观察 · 半导体行业观察·2019-07-10 11:26

1.1k
  • 东芝
  • 封装技术
  • 用户热评
    打开摩尔芯球APP,查看更多评论

    重大事件及时推送,更流畅的沉浸式阅读体验

    参与评论

    0/200字

    登录后即可发布评论

    发布评论

    +86
    获取验证码
    登 录

    邮箱登录

    未注册过的用户将直接为你创建摩尔账号