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지속적인 라인업 확충 「Full SiC 파워 모듈」：대전류화를 실현한 기술 포인트

2019.01.10

로옴은 산업기기용 전원, 태양광 발전 파워 컨디셔너 및 UPS 등의 인버터, 컨버터용으로 1200V 내압의 400A 및 600A의 Full SiC 파워 모듈 「BSM400D12P3G002」, 「BSM600D12P3G001」을 2017년에 개발하여 양산 중입니다.

로옴은 2012년 3월에 세계 최초로, 내장하는 파워 반도체 소자를 모두 SiC로 구성한 Full SiC 파워 모듈의 양산을 개시하였습니다. 이후, 1200V, 300A까지의 제품을 전개하여, 다양한 분야에서 채용되고 있습니다. 또한, 새로운 패키지 개발을 통해, IGBT 모듈 시장의 주요한 전류 정격인 100A~600A를 커버하는 Full SiC 파워 모듈의 라인업을 확충하였습니다. 이러한 모듈을 채용함으로써 일반적인 동등 전류 정격의 IGBT 모듈 어플리케이션의 대폭적인 고효율화와 소형화가 가능합니다.

패키지의 내부 인덕턴스를 대폭 저감

전류 정격이 큰 파워 모듈은 패키지의 기생 인덕턴스에 의한 스위칭 시의 서지 전압이 매우 커집니다. Full SiC 파워 모듈의 대전류화에 있어서는, SiC 파워 디바이스의 특징인 고속 스위칭 성능을 최대한으로 활용하기 위해, 이러한 서지를 낮게 억제할 수 있도록, 기생 인덕턴스를 저감한 새로운 패키지를 개발할 필요가 있었습니다.

새로운 패키지 G타입은 내장하는 SiC 디바이스의 배치 및 배선 패턴, 단자 구조 등을 최적화함으로써, 기존의 패키지 대비 내부 인덕턴스를 약 23％ 저감하였습니다.

이에 따라, 기존 패키지 대비 서지 전압을 27% 낮게 억제할 수 있어, 400A 및 600A 정격의 Full SiC 파워 모듈을 제품화할 수 있습니다. 또한, 동등한 서지 전압 조건에서는 스위칭 손실을 24% 저감할 수 있습니다.

패키지의 방열 성능 대폭 향상

600A의 대전류화를 실현하기 위해서는 내부 인덕턴스의 저감과 더불어, 높은 방열 성능이 필요합니다. G타입 패키지 제품은 모듈의 방열 성능에 크게 기여하는 베이스 플레이트 부분의 평탄성을 향상시킴으로써, 베이스 플레이트와 외장 방열기 및 냉각 기구간 열 저항을 57% 삭감할 수 있습니다.

Full SiC 파워 모듈 제품 라인업

품명	절대 최대 정격						인덕턴스 (nH)	패키지	서미스터	내부 회로도※
품명	V_DSS (V)	V_GS (V)	I_D(V) [Tc=60°C]	Tj max (°C)	Tstg (°C)	Visol(V) [AC 1min.]	인덕턴스 (nH)	패키지	서미스터	내부 회로도※
BSM080D12P2C008	1200	-6 ~22	80	175	-40 ~125	2500	25	C type 45.6 × 122 × 17mm	–
BSM120D12P2C005		-6 ~22	120
BSM180D12P3C007		-4 ~22	180
BSM180D12P2E002		-6 ~22	180				13	E Type 62 × 152 × 17mm	○
BSM300D12P2E001		-6 ~22	300				13	E Type 62 × 152 × 17mm
BSM400D12P3G002		-4 ~22	400				10	G Type 62 × 152 × 17mm
BSM600D12P3G001		-4 ~22	600				10	G Type 62 × 152 × 17mm