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*「三菱電機技報」2007年 Vol.81 No.5から転載。
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パワーデバイス開発動向

2)パワーモジュールのパッケージ技術

 

パワーモジュールのパッケージ基本構造は,従来のケースタイプにトランスファー・モールドタイプが加わり、この10年でその構成比率は大きく変化した。パワーモジュールのパッケージに対する、(1) 放熱と絶縁特性の最適化、(2) 内部インピーダンスの最小化、(3) 環境規制への適合、(4) 高信頼性・長寿命化、(5) 小型化・低コストなど、これらの要求は、パワーモジュールの容量、応用分野で少しずつ異なっており、パッケージ技術の進展によって、それぞれ最適な構造のパッケージが開発されている。図6に、現状と将来のパッケージ技術、構造についてのロードマップを示す。

 
図6・パワーモジュールのパッケージロードマップ

図6・パワーモジュールのパッケージロードマップ
 

トランスファー・モールドパッケージは小型・低コストを実現し、小容量の領域で急速に拡大してきた。このパッケージ構造では、絶縁耐圧を確保しつつ、熱抵抗を低減することが重要である。最新世代では高熱伝導の絶縁シートを採用することで放熱性能を大幅に改善し、さらなるパッケージの小型化を実現した。さらに高熱伝導の絶縁シートの性能改善が行われており、この新構造によってトランスファー・モールドパッケージで適用できる容量の拡大が期待される。

 

図7は、DLB(Direct Lead Bonding)技術による大電流のトランスファー・モールドタイプのパッケージ構造である。DLB技術は、現在パワーモジュールの内部のパワーチップと電極・回路間を接続するために使用されているワイヤボンディング技術を置き換える新しい接続技術である。この技術によって、内部インピーダンスの低減とパワーサイクル寿命が改善される。

 
図7・DLB技術

図7・DLB技術
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