IGBT模块迎来升级换代潮，众企业争夺高功率产品主导权

光伏发电系统、风力发电系统及通用逆变器等工业设备不可缺少的IGBT模块不久将迎来升级换代潮。在2015年5月举办的功率器件展会“PCIM Europe 2015”上，知名厂商纷纷展出了工业用IGBT模块新产品。这些新产品主要有两种，一种是耐压以1.2kV和1.7kV为主、各企业将在2015年陆续开始量产的产品。这些产品都比原来提高了输出电流且提高了可靠性。

另一种是预计将在2016年开始供应样品的、耐压为1.2k～6.5kV、电流超过100A的高功率产品。特点是提高了灵活性。

省去衬板

比如，富士电机、日立功率器件和英飞凌科技展出了将输出电流提高了30～50％的模块（图1）。都是通过采用新一代IGBT芯片，并针对大电流改善模块结构而实现的。

在PCIM Europe 2015上，功率器件领域的大型厂商纷纷展出了采用新一代IGBT的工业用功率模块。特点是都与老款保持相同尺寸，但输出电流提高了30～50％。 （点击放大）
三菱电机展出了提高了可靠性的模块。省去了功率模块普遍使用的被称作“衬板”（BasePlate）的金属板，不再需要用焊锡来接合衬板与绝缘基板，因此提高了可靠性（图2）。功率模块一般是在绝缘基板上面安装IGBT和FWD（freewheeling diode）芯片，在绝缘基板下面配置衬板。绝缘基板采用以两片薄铜板夹住陶瓷的结构。此次增加了绝缘基板中铜板的厚度，并省去了衬板。

三菱电机开发出了配备该公司最新款IGBT的工业用功率模块。其特点是省去了功率模块普遍采用的被称为“衬板”的金属板。备有“标准款”和“NX款”两种。（图为本站根据三菱电机的资料绘成） （点击放大）
这种结构是“标准款”，另外还准备了“NX款”，“NX款”不仅省去衬板，还利用“DP（direct poting）树脂”而非普通凝胶进行封装。与凝胶相比，DP树脂可以更加牢固地固定住连接到IGBT芯片和FWD芯片上的引线，因此能够缓和引线与芯片之间的应力变形。从而提高了可靠性指标“功率循环耐性”注1）。

注1）绝缘基板也不同。NX款的绝缘基板采用了用两片铜板夹住绝缘树脂而非陶瓷的构造。

容易并联的高功率产品

ABB、日立功率器件、英飞凌及三菱电机等大型功率器件厂商在PCIM Europe 2015上展出了工业用高功率模块的新一代产品。其中，英飞凌和三菱电机将使双方产品的封装具备兼容性。 （点击放大）
这四家企业是各自独立开发，共同点是能够灵活满足用户（客户）的要求。都是采用容易并联的结构，根据客户需要的输出功率（电流）来连接多个模块注2）。模块不是按照各个耐压级别分别准备的，而是多个不同的耐压级别使用同一封装，这样便于安装到多种工业设备上。

注2）通过并联可以削减电感成分，容易支持高速开关。

这四家企业中，英飞凌和三菱电机已结成联盟。双方将确保耐压为3.3k～6.5kV的新一代功率模块具有封装兼容性。

日立功率器件发布了两种模块。一种是1.2k～3.3kV的低压品种，另一种是3.3k～6.5kV的高压品种。ABB不仅展出了正在开发的模块，还公布了1.7k～6.5kV产品的输出电流等。

虽然现在高功率模块有多种标准，但多位功率器件技术人员都表示，“将来不管是低压（1.2k～3.3kV）还是高压（3.3k～6.5kV），都将统一为一种标准”。现在的高功率模块也是多家厂商生产同一尺寸的模块，新一代产品也会如此。实际上，此次参展的四家企业正在商讨制定行业标准相关事宜。（记者：根津 祯）