光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及通用逆變器等工業(yè)設(shè)備不可缺少的IGBT模塊不久將迎來升級換代潮。在2015年5月舉辦的功率器件展會(huì)“PCIM Europe 2015”上，知名廠商紛紛展出了工業(yè)用IGBT模塊新產(chǎn)品。這些新產(chǎn)品主要有兩種，一種是耐壓以1.2kV和1.7kV為主、各企業(yè)將在2015年陸續(xù)開始量產(chǎn)的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品都比原來提高了輸出電流且提高了可靠性。

另一種是預(yù)計(jì)將在2016年開始供應(yīng)樣品的、耐壓為1.2k～6.5kV、電流超過100A的高功率產(chǎn)品。特點(diǎn)是提高了靈活性。

省去襯板

比如，富士電機(jī)、日立功率器件和英飛凌科技展出了將輸出電流提高了30～50％的模塊（圖1）。都是通過采用新一代IGBT芯片，并針對大電流改善模塊結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)的。

在PCIM Europe 2015上，功率器件領(lǐng)域的大型廠商紛紛展出了采用新一代IGBT的工業(yè)用功率模塊。特點(diǎn)是都與老款保持相同尺寸，但輸出電流提高了30～50％。 （點(diǎn)擊放大）
三菱電機(jī)展出了提高了可靠性的模塊。省去了功率模塊普遍使用的被稱作“襯板”（BasePlate）的金屬板，不再需要用焊錫來接合襯板與絕緣基板，因此提高了可靠性（圖2）。功率模塊一般是在絕緣基板上面安裝IGBT和FWD（freewheeling diode）芯片，在絕緣基板下面配置襯板。絕緣基板采用以兩片薄銅板夾住陶瓷的結(jié)構(gòu)。此次增加了絕緣基板中銅板的厚度，并省去了襯板。

三菱電機(jī)開發(fā)出了配備該公司最新款I(lǐng)GBT的工業(yè)用功率模塊。其特點(diǎn)是省去了功率模塊普遍采用的被稱為“襯板”的金屬板。備有“標(biāo)準(zhǔn)款”和“NX款”兩種。（圖為本站根據(jù)三菱電機(jī)的資料繪成） （點(diǎn)擊放大）
這種結(jié)構(gòu)是“標(biāo)準(zhǔn)款”，另外還準(zhǔn)備了“NX款”，“NX款”不僅省去襯板，還利用“DP（direct poting）樹脂”而非普通凝膠進(jìn)行封裝。與凝膠相比，DP樹脂可以更加牢固地固定住連接到IGBT芯片和FWD芯片上的引線，因此能夠緩和引線與芯片之間的應(yīng)力變形。從而提高了可靠性指標(biāo)“功率循環(huán)耐性”注1）。

注1）絕緣基板也不同。NX款的絕緣基板采用了用兩片銅板夾住絕緣樹脂而非陶瓷的構(gòu)造。

容易并聯(lián)的高功率產(chǎn)品

ABB、日立功率器件、英飛凌及三菱電機(jī)等大型功率器件廠商在PCIM Europe 2015上展出了工業(yè)用高功率模塊的新一代產(chǎn)品。其中，英飛凌和三菱電機(jī)將使雙方產(chǎn)品的封裝具備兼容性。 （點(diǎn)擊放大）
這四家企業(yè)是各自獨(dú)立開發(fā)，共同點(diǎn)是能夠靈活滿足用戶（客戶）的要求。都是采用容易并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，根據(jù)客戶需要的輸出功率（電流）來連接多個(gè)模塊注2）。模塊不是按照各個(gè)耐壓級別分別準(zhǔn)備的，而是多個(gè)不同的耐壓級別使用同一封裝，這樣便于安裝到多種工業(yè)設(shè)備上。

注2）通過并聯(lián)可以削減電感成分，容易支持高速開關(guān)。

這四家企業(yè)中，英飛凌和三菱電機(jī)已結(jié)成聯(lián)盟。雙方將確保耐壓為3.3k～6.5kV的新一代功率模塊具有封裝兼容性。

日立功率器件發(fā)布了兩種模塊。一種是1.2k～3.3kV的低壓品種，另一種是3.3k～6.5kV的高壓品種。ABB不僅展出了正在開發(fā)的模塊，還公布了1.7k～6.5kV產(chǎn)品的輸出電流等。

雖然現(xiàn)在高功率模塊有多種標(biāo)準(zhǔn)，但多位功率器件技術(shù)人員都表示，“將來不管是低壓（1.2k～3.3kV）還是高壓（3.3k～6.5kV），都將統(tǒng)一為一種標(biāo)準(zhǔn)”?，F(xiàn)在的高功率模塊也是多家廠商生產(chǎn)同一尺寸的模塊，新一代產(chǎn)品也會(huì)如此。實(shí)際上，此次參展的四家企業(yè)正在商討制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)事宜。（記者：根津 禎）