“非主流IGBT”创新功率半导体解决方案亮相

随着绿色环保在国际间的确立与推进，电力电子技术的应用范围已从传统的工业控制和4C产业（计算机、通信、消费类电子产品和汽车），扩展到新能源（风电、太阳能）、轨道交通、智能电网，甚至现在最热的新能源汽车和充电站等新领域。因此电力电子技术的发展将成为现代能源利用领域的热点。日前电力电子、智能运动、可再生能源与能源管理国际展览会与研讨会PCIM-Asia 2013在上海举办，英飞凌展示了一系列适合工业应用的创新的功率半导体解决方案和技术，包括最新的IGBT技术TRENCHSTOP 5、Rapid 二极管技术、基于全新封装TO-Leadless的大电流MOSFET技术、模块封装技术以及全新导热膏TIM等。

英飞凌科技香港有限公司工业功率控制事业部高级经理马国伟表示，新一代的薄晶圆IGBT绝缘栅双极型晶体管——TRENCHSTOP 5实现了IGBT产品性能的一大飞跃，与当前市场上主流IGBT的技术相比，其系统效率具有极大的改进。“与竞争对手的IGBT相比，其系统效率提升了将近1%。除了效率提升，更高的击穿电压也提高了可靠性，让客户获得竞争优势和实现产品差异化。” 同时，TRENCHSTOP 5与HighSpeed3系列相比，关断损耗降低60%，与导通损耗密切相关的饱和压降也具有正温度系数。与Highspeed3相比，其栅极充电小2.5 倍，更易于驱动，因此可使用较小的驱动器以降低成本。

英飞凌还展示了全新的2EDL系列 EiceDRIVER Compact半桥栅极驱动器。马国伟介绍说，该器件由于内置了低电阻超快速自举二极管电路和电阻，可在极其紧凑的结构中实现高效率，是节省装置空间的理想元件，适用于消费类电子产品以及家电、风机、泵、发动机和叉车等应用。这一全新的驱动器集成电路系列专为与最新的600V/650V系列的IGBT，CoolMOS世代产品等功率半导体一同使用而设计，它可以改进开关特性，从而降低多种功率应用中的能量损失。

马国伟说，“全新的 2EDL系列 EiceDriver Compact为集成驱动器电路市场树立了新标准，将输出电流强度提升了两倍多。EiceDRIVER的带宽范围适合多种应用。DSO-14 组件中的驱动器集成电路也增大了爬电距离。这意味着它可达到更高的保护等级要求，甚至可以在工业应用中使用。 值得一提的是全新EiceDRIVER Compact 系列的电平转换采用的是SOI工艺。其原理是将有源晶体管层置于绝缘体顶部，使得元件在暴露于极端温度和电压条件中时抵抗闩锁效应处于极高的稳定性。在闩锁效应中，半导体会进入不受控的低电阻状态。这会引起短路或热过载，甚至损毁元件。此外，英飞凌推出的无芯变压器技术也将提供全新的 Compact 类别。这将使得开关操作在不降低性能的前提下变得更加快速。”
在当前的电子电路设计中，散热设计是一个很重要的环节，在本次展会上，英飞凌最新研发的可降低功率半导体金属表面与散热器之间接触热阻的导热界面材料 (TIM)引起了广泛的关注。

据马国伟介绍，TIM能够显著降低功率半导体金属表面和散热器之间的接触热阻。英飞凌展示的全新EconoPACK D系列模块与散热器之间的热阻降低了20%。这一优化的热传导性能提高了模块的寿命和可靠性。由于这种材料从一开始就能可靠地发挥作用，因此，无需再像其它具有相变特性的同级材料那样需要特殊的老化周期。而且此导热膏不含硅、不导电。““我们所开发的TIM和涂覆工艺使功率模块首次保证参数标示是最大值，而非常规的典型值”，马国伟强调说，“涂覆这种导热膏时采用的是丝网印刷工艺。整个制造过程都处在周密的质量保证程序的控制之下，确保模块和散热器在结合时不会形成气泡。而制造过程中采用了专门开发的特殊技术工艺和设备。”

据他表示，英飞凌将于明年第一季度推出预涂覆TIM的62 mm EconoDUAL 3和PrimePACK 2产品系列。至2014年上半年末，EconoPACK 4和PrimePACK 3以及Econo 2和3模块系列将全部推出TIM系列。而涂覆TIM的Easy 1B和2B、Smart 2和3以及 IHM/IHV产品系列则计划于2015年推出。