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고온 고습 환경에서 업계 최고 수준의 신뢰성을 실현한
1700V Full SiC 파워 모듈 「BSM250D17P2E004」

2018년 12월 7일

※12월 7일 로옴 조사

<개요>

로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 옥외 발전 시스템 및 충방전 시험기 등의 평가 장치를 비롯한 산업기기 전원의 인버터, 컨버터용으로 업계 최고 수준의 신뢰성을 실현한 1700V 250A 정격 보증 Full SiC 파워 모듈 「BSM250D17P2E004」를 개발하였습니다.

최근, SiC는 그 저전력 효과를 바탕으로 자동차 및 산업기기 등에서 1200V 내압 제품을 중심으로 채용이 진행되고 있습니다. 각종 어플리케이션의 고기능화에 따라 시스템의 고전압화가 추진되어, 1700V 내압 제품의 수요가 더욱 높아지고 있습니다. 그러나, 신뢰성의 관점에서 상품화가 어려워, 1700V 내압 제품으로는 일반적으로 IGBT가 사용되어 왔습니다.

로옴은 이러한 상황에 대응하여, 1200V 내압 제품으로 호평을 받은 저전력 성능을 유지함과 동시에 신뢰성을 향상시켜, 1700V 정격 Full SiC 파워 모듈의 상품화를 실현하였습니다.

이번에 새롭게 개발한 모듈은 새로운 코팅 재료와 새로운 공법을 도입함으로써, 절연 파괴를 방지하여 리크 전류※1)의 증가를 억제하는데 성공하였습니다. 고온 고습 바이어스 시험 (HV-H3TRB)※2)에서 1,000 시간을 초과해도 절연 파괴를 일으키지 않는 고신뢰성을 실현하였습니다. 따라서, 고온 고습 환경에서도 안심하고 1700V의 고내압을 취급할 수 있습니다.

또한, 모듈에는 로옴의 SiC MOSFET 및 SiC 쇼트키 배리어 다이오드 (SBD)를 채용하여, 모듈 내부의 구조를 최적화함으로써, 동등 클래스의 SiC 제품 대비 10% 우수한 ON 저항 성능을 달성하였습니다. 이로써 어플리케이션의 저전력화에도 기여합니다.

본 모듈은 10월부터 양산을 개시하였습니다. 생산 거점은 전공정 로옴 아폴로 주식회사 (후쿠오카), 후공정 로옴 본사 (교토)입니다.

앞으로도 고객이 안심하고 사용할 수 있는 제품의 라인업을 확충함과 동시에, SiC 모듈 도입이 용이하도록 평가 보드 등을 구비하여, 한 차원 높은 수요 확대를 위해 노력할 것입니다.

<특징>

1. 고온 고습 환경에서 업계 최고 수준의 신뢰성 확보

본 제품은 칩의 보호 대책으로서 새로운 코팅 재료와 새로운 공법을 도입하여, HV-H3TRB를 통과함으로써, 1700V 내압 제품을 상품화하였습니다.

고온 고습 바이어스 시험에서 비교 대상인 IGBT 모듈은 1,000 시간 이내에 고장의 원인이 되는 절연 파괴가 발생했지만, BSM250D17P2E004는 85℃ / 85%의 고온 고습 환경에서 1360V를 1,000 시간 이상 인가한 경우에도 고장이 발생하지 않는 높은 신뢰성을 실현하였습니다.

 

2. 우수한 ON 저항 성능으로, 기기의 저전력화에 기여

본 제품에는 로옴의 SiC SBD 및 SiC MOSFET를 탑재하였습니다. SiC SBD와 SiC MOSFET를 최적으로 배치함으로써, 동등한 클래스의 일반품 대비 10%의 ON 저항 저감을 실현하였습니다. 이로써, 어플리케이션의 저전력화에 기여합니다.

 

<SiC 파워 모듈 라인업>

품명 절대 최대 정격 (Ta=25℃) 인덕
턴스
(nH)
패키지 서미스터 내부 회로도
VDSS
(V)
VGS
(V)
ID
(A)
〔Tc
=60℃〕
Tj max
(℃)
Tstg
(℃)
Visol
(V)
〔AC
1min.〕
BSM080D12P2C008 1200 -6~22 80 175 -40~125 2500 25 C type
45.6x122x17mm
-
BSM120D12P2C005 120
BSM180D12P3C007 -4~22 180
BSM180D12P2E002 -6~22 180 13 E Type
62x152x17mm
BSM300D12P2E001 300
BSM400D12P3G002 -4~22 400 10 G Type
62x152x17mm
BSM600D12P3G001 600

BSM250D17P2E004
1700 -6~22 250     3400 13 E Type
62x152x17mm
   

※Chopper 타입 라인업도 구비하고 있습니다. 자세한 사항은 영업으로 문의하여 주십시오.

<용어 설명>

*1) 리크 전류
파워 디바이스에서, 절연되어 있는 부분으로부터 누설되는 소량의 전류. 리크 전류를 억제함으로써 디바이스의 파괴 및 소비전력의 증가를 방지할 수 있다.
*2) 고온 고습 바이어스 시험 (HV-H3TRB : High Voltage High Humidity High Temperature Reverse Bias)
파워 디바이스를 고온 고습한 환경에서 사용하는 경우의 내구성을 평가하는 시험. 전계 및 수분으로 인한 절연 리크 전류의 증가로부터 절연 파괴 등의 고장 현상을 검출한다.
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