2012 Vol.85 No. 6 2012 Vol.85 No.6 富士電機技報_85-6 h1-4_3mm.indd 1 12/11/09 13:26 2012 Vol.85 No. 6 特集 エネルギーマネジメントに貢献するパワー半導体 をするために，・などの エネルギーのや，そのエネルギーをにするパワーエレ クトロニクスへのがにきくなっています。このに えるため，では，エネルギーがく，ノイズで にやさしいパワーをしてきました。パワーは，エ ネルギー，，，インフラ，などくの にされています。では，パワーエレクトロニクスのキー デバイスであるパワーについて，のおよびをし ます。 表紙写真 「シリーズ」 通常号_h2-3_3mm.indd 1 12/11/09 13:28 391 392 398 403 408 413 418 422 426 430 435 440 445 452 457 458 Power Semiconductors Contributing in Energy Management 2012 Vol.85 No. 6 Contents [Preface] Negawatt Cost and Power Electronics 391 KAWAMURA Atsuo Power Semiconductors: Current Status and Future Outlook TAKAHASHI Yoshikazu FUJIHIRA Tatsuhiko 1,700 V Reverse-Blocking IGBTs for Multi-Level Power Converters LU Hongfei OGINO Masaaki HINATA Yuichiro 403 HORIO Masafumi High Reliability Packaging Technologies of IGBT Modules MOMOSE Fumihiko NISHIMURA Yoshitaka IKEDA Harunobu TAKAHASHI Hideaki 422 KANEKO Satoshi Expansion of the IGBT Module “V Series” — Flexible PIM — KOMATSU Kosuke KAI Kenshi YAMADA Tadanori DENTA Toshio ODAKA Akihiro NAKAGAWA Sho YAMAJI Masaharu 445 YAMAMOTO Tsuyoshi 6th Generation PWM Controller IC: “FA8A00 Series” YAMANE Hiroki 440 TOYODA Yoshiaki LLC Current-Resonant Control IC: “FA5760N” YAMADAYA Masayuki 435 NAGAUNE Fumio 4th Generation IPS “F5100 Series” for Automobiles TOBISAKA Hiroshi 430 SHIRAKAWA Toru Application Technology for Direct Water Cooling IGBT Modules in Automotive ADACHI Shinichiro 426 SHIOHARA Mayumi Compact Type IPM for Inverter Air Conditioners YABUZAKI Jun 418 TAOKA Masahiro Expansion of the 3.3 kV IGBT Module Series FUKUCHI Akihiro 413 NAKAMURA Hideyo Expansion of the IPM “V Series” — High Heat Dissipation Type “P630 Package” — MOTOHASHI Satoru 408 MOCHIZUKI Eiji Integrated Simulation Technology Combining Device, Circuit and Thermal Behavior in IGBT Module Development YAMADA Shoji 398 NAKAZAWA Haruo All-SiC Module Technologies NASHIDA Norihiro 392 HOSEN Toru 452 KOBAYASHI Yoshinori Abbreviations 457 New Products and New Technology 458 Volume Contents of FUJI ELECTRIC JOUNAL vol.85, 2012 Negawatt Cost and Power Electronics KAWAMURA Atsuo ネガワットというは，エネルギーの を （ るのと エネ）により （）と じがあると み は え， しく エネルギー まる。さらに， によるコストのがきいとえられる。その つのが，パワーエレクトロニクスのコストダ されるエネルギーをネガワット んだことに できる。コストのには，や ウンである。また，メンテナンスコストの，エネ ない でもとのとしてのがきくなるよう の，の，のなどのに なをすことをネガワットとんだ。 より，ネガワットコストはがる。さらに，の などで，のとのができれば， でエネルギーのコストのとして， キロワット （） たりのをした がある。 のチョッパのでは，がにとなる。もっ の，，，メンテナンスなど とみんでしてみると，ネガワットのなどに しくして（セント）をしている。 ネットワーク これにならって，ネガワットのコストをうことが でき，で すネガワットコストと ができるは，ネガワットコストののが ばれる。 となろう。 に， たりのでするためにわかりやすい。 ネガワットコスト（） 〜， 〜， 〜， （） ……… すれば， （）で 〜， 〔エネのためのコスト（） （） 〕 のエネやの ， 〜， 〜 という が されている。にったコストネガワット （） コストのと，がネガワットをけれる ネガワット（） （） ただし， ，と …………… （） えると， ことができるかどうかのにより，の はまる。パワーをとするパワーエ （） の に の が レクトロニクスによるネガワットのえがして，その り， ，パワーエレクトロニクスのがで がいものはネガワットコストがきくなる。 インバータのモータドライブの てみる。コストに を し してはとずれているが， っている。 わかりやすくするためのとえてほしい。として， のモータを の で のためインバータ さらにチョッパでは タコストは なの ， で の の エネが ，チョッパは ，インバータ エネが ， ，インバー “ とする。 ） （ が に，（ （ ） で あれば，インバータをするのネガワットコストの “ネガワットのとその ” シンポジウム がいのでインバータをするほうがで エネルギー あるが，チョッパのネガワットコストはいので， （ となる。 ネガワットコストが ” のネガワットコストは （） ，チョッパのネガワットコストは， ）となる。 され，さらに，パワーエレクトロニクスのがりとコ ストダウンにより，ながすることをに を ） がるについてを いて 2012 vol.85 no.6 391 Power Semiconductors: Current Status and Future Outlook TAKAHASHI Yoshikazu FUJIHIRA Tatsuhiko HOSEN Toru ならびにこれらのを えるについて， とをべる。 は， に しいブランドステート メント“ ・ ”をげ， エネルギー な の の により， に ・ で することを の つ に，パワーモジュールのを としている。にやさしいクリーンエネルギーを の とする す。 では，ハイブリッド （ る“ エネルギー” ，エネルギーの る“ エネルギー” ，エネルギーを “エネルギーマネジメント”の を な す （） ・ でつなぐ （） （ ）モジュールと， つでされるエネ が しているマルチレベル （ ルギーを している。そのを の すのが ）を エレ）であり，パワーである。 エネルギー に モジュールの を されている。 している『 に を し，さらには ）と フレキシブル （ は， 』で， める た での にインバータエアコン（ なの えるシナリオが ： し た。 ま た， （： ）では， の ） （ みであるパワーエレクトロニクス（パワ ） けの ・ ・ エネルギーのは， には に といっ の から するとしている。そのた めには，をはじめとするエネルギーが にリードする の が がある。 エネルギー（ エネ）の される システムに システムに は， や，さらなる なパワー ， されるパワーコンディショ ナ（）といったパワエレ の を して，そ のをたしていくがある。 では， の （ なパワー ） （ である ） パワーモジュール ，パワーディスクリート，パワー それににダイオードがされた ダイオードやトランジスタといったパワーを や したパワーのつである。するに より ， ， などとばれる。パワー と れるからされるパワーである。は， ば ラ ン ジ ス タ（ ）の である。 のパワーエレクトロニクス において，となっている。 などにピンレイアウトが まっている。 をするもしたものは，インテリジェ ントパワーモジュール（）とばれる。 （エミッタ のゲート とバイポーラトランジスタのをせ パワーの や を 2012 vol.85 no.6 392 ，もしくは で， （スイッチング） つパワーデバイスであり，ゲートバイポーラト の コレクタ （ ）のを ） はの った ともいう。 を はとじレベルのをっている。 たないが， ）を これらの し， に した。 えて，シミュレーション，ア センブリ，デバイス などの めている。また， パワー として した モジュールの （ きい にも の した に の の により， めている。 た が を ガスの われている。この に バータ けに， を の やエネルギー するため，さまざまな に にインバータを た。 した エネ を と， ， を のを し においてウェーブはんだ にするため，アルミニウムベース ）を エポキシを イス （ は， い を している。そ である。 ページ“ 「 の シリーズ」 モジュールの った。また，ハイサイドのドライブ で に ラインアップとして してい ）をしている タイプ し， になり，かつの け で には， れにより，の いひずみ を ページ“インバータエアコン つすず つであるパワーサイクル ” （ ページ“ 「 シリーズ」 タイプ「 を ） の パッケージ」 ”） （ レベルコンバータへ マトリックスコンバータ するために， けに された をベー スに，チップをするの を クラスまで をしてきている。 ，さらに で，より ため， や いのマルチレベル めに， し， などの にする デバイスとそのプロセス をした。シリコンをするを けい を たにした。こ がにした。 ） プの は した。 アンチモンベースのはんだ ができるようになった。 では， アルミニウム（）を また， することにより， タイ して， よりも において，でのやレベルシ （ たな において， にアルミナ（ に ）と フトが を る。 ）のデバ ） ”） シリーズ プ するよ を（ （ ， け ） 。 と（ を の （： いた（ ち，との できる。の うに， （ 〜 フレキシブル プリント し と がソルダピンとプレスフィットピンの た。 を 〜 を な は わ と フレキシブル しないことで があり，で した。これまで シリーズ」 している。 れぞれ ・ ノイズ， 「 した は と してい のパッケージで えてきている。このトレンドに ベースを している。ではこのイン ブリッジ して， の を い ・ のパッケージで に が せて， の は チップを エネ するため，エアコン のコンプレッサモータの るが のパワー でも， の する において の え， ） デバイス を も の にした するた と の ）デバイスは，ワイドバンドギャッ つである。の イスとして， ， といった せ れたを （けい ， ）デバ ， つデバイスである。 2012 vol.85 no.6 393 エッチングを に のが み わせるを しても モードに に，が の を （V ）の （V ）のはダ を を は ある。を を の の を けのマルチレ ベルインバータにできるように，を って で によりするため と な を とするため， ではパワーエレクトロニクス な した アプリケーション においてであり， モジュールの には， した。いずれも っている。は， や そのである り，これをするようすることはに す。 ， イオードモードの マージンを の わせ， モードの インバータは したプロセスによる である。 チップのオフ の させている。 し， いて，を シミュレータ したパワーサイクル のをっている。 （ ページ“ モジュールの ”） いく。 （ ペ ー ジ“ マ ル チ レ ベ ル ”） では，これまで に や に モジュールが が く モジュールには， を もに めるため， えるために，これまで を ポーツタイプ や モジュー は， ，ス するため， モジュールも は ベースに が べ，ヒートサ する。 け， ページ“ モジュールの ” のライ モジュールでは， は， ， の モ ジ ュ ー ル で あ る（ 〜， けである。を のフィンをに は 2012 vol.85 no.6 〜 ズ ） 。 クラ するために， く のピンではなく，のピンにしてを 394 を は いた した スのモータ い し をにえた。 のをっている。 と を ） に い ンアップがであり，を は いため， ，さらなるのニーズを （ ，といったさまざまな がっている。それぞれのモータや している。 した。 イクルやパワーサイクルが の ってきた。 を モジュールでは を に するため してきており， モジュールではより するために と められる。はこれらのに ルの に コスト には， ているが， められるだけでなく，システムにおいて いコストや を の ベース するために される。 モジュールの に， されるインバータシステムにお いて，バッテリを へ いられている などのが ， ， ノイ まっている。これらのを にするや， の め，シミュレーションによるの のた はこ れまでにそのをしている。 モジュールのシミュレーションにおいて， デバイスシミュレーションとシミュレーションの ，および ンの シミュレーションと の シミュレーショ シミュレーションの らの を った。これ シミュレーションにより， の を から の の に （ べて ス・ ・ に， を が の に におけるデバイ シミュレーション の のうち の ” えるの い えるため， する と と，それ を っている。もシ ミュレーションに に し， モジュールの ひずみなどを の させることにより， っている。 データ な せて， びの ） がりに に モジュールパッケージの を し， になった。 モジュール モジュールの した モジュール から な ページ“ チップの に から， を じた およ を したもっている。 また，な を モジュールの して， の の るために，フィンと に する グリースに モジュールアプリケーションとそ を して，グリースの ，を することがであり みや ， ，そのための もっている。 （ このほか，ガラス ページ“ モジュールの” シ ） を し， ジュールの の パワーとして は， に われてきた づきつつある。そのため， および ・が を つ デバイス といった デバイスのが ている。 ， では， に デバイスが できるように れた つ を ンを の にわり， セラミック に （けい い を り わせた を してもチップの バイスのが を ） 。 モジュールは， インダクタンスを モジュールのとなった。 ）にしたとこ ので ） ， することを に の した。 の レベルを （ ろ， のを べて は は， の を まで モジュールの のパワエレへのをめていく。 ページ“ モジュール”） を えられるため， デ となり，モジュールの ができる。さらに， としてエポキシ いることで，のシリコーンゲルよりも パワーチップのひずみおよびが がした。 においても つことをしている（ （ している。これにより，パワーチップに のアルミニウムワイヤボン という し（ ） いることで，ベースレスでもを を が いており，ワイヤボンディングレスである。 また， してモ デバイス ）をしたパワーサイ T し， した ピ を っている。 し，またフットプリントはの 。 モジュールは，パワーチップのに えるエポキ ディング，シリコーンゲルよりもチップ われ モジュールのパッケー ジのをめている を を には を （ クル が され， では， ジェントパワー パワー システム のを けにインテリ ってきた。 ， をのプレーナゲート 2012 vol.85 no.6 395 からトレンチゲート に デバイスの ったハイサイド を 「 シリーズ」を ・ に ・ シリーズ」の な 「 ” ） は， ステータス の の は こ れ ま で， を である。 ペ ー ジ“ ズ」 ” の ページ“ ， ・ ，インダクタンス （ の した。 による ， （ し， 「 する の ス「 ブリッジ は， をし， た「 スイッチングを シリーズ」をし， ている。 の ，， し をっ をラインアップし をベースに， し， かつの にすることで，をとさずにオンをに げることができる。 し，オンでをすをたす。このドリフ と とがに 2012 vol.85 no.6 396 んだ し， も し たに の を つのコンバータで システムを ， できる 「」をした。 イバ にあった。ドリフトは，オフでを とを することにより， に， では，でまるがドリフトの するドライバ とドライバ けに，， ，，のをしている。 トを を している。また， プロセスを ている。これらの けに，オン， の ている。は， し て， ） にスーパージャンクション オンと を シリーズ」を ドライバ （ ノ イ ズ・ マルチチップパワーデバイ シリー ） ・ の のブロック を プロセスをし， す。 ドラ を は， した。 する を ，ハーフブリッジ ハイサイドおよびローサイドのスイッチ な ドライバ ている。 で を ・ の において エネルギー な を チップで を ジメント の の を により， していく ・ で である。 し “ に は， に し， である。 を ” は 〜 いたコンバータの に お い て， を （ みである する である。 ハイサイドとローサイドの デューティで の “ ” ， “ している。 ” ペ ー ジ“ 「」 ” “ ） ” では， から や を グ できる を に べて にな の ピンのスイッチン している。 に “ を ， したカレントモード した。 の ）「 ズ」を を した。 “ シリー よりも するために， ” させ， を （ の ” ， プロセスをし， デバイスのと をさせ，これまでアナログで くのブロックをデジタル パワーの していた することで， モジュールセンター ， ペ ー ジ“ 。 ， デバイス をにしている。 （ に 「 シ 。 。 ，エレクトロニクス ， デザイン， 。 リーズ」 ”） デバイスのに 。 デバイス ， パワー デバイス では，パワー の と， を え ， るについてべた。 は，パワーエレクトロニクス そのコアであるパワーの エネルギーの や の め， ， 。 と エネルギー の パワーの に に デバイス 。 の エネルギー・ ， により， してきた。 パワー 。 。 ， ， 。 ， パワー 。 を エネルギー・エネルギーマネ 2012 vol.85 no.6 397 1,700 V Reverse-Blocking IGBTs for Multi-Level Power Converters LU Hongfei の の OGINO Masaaki い の レベル が がっている。 から，より スイッチとして を や なマルチレベル を される せるハイブリッド NAKAZAWA Haruo し， へ しつつある。 に デバイスへ けて した。 の，のにより， ）でが パワーコンディショナなどでも， では，マルチレベル した。 と に のエッチングを インバータの み なスイッチング レベルインバータのは わ （〜 した。 ，のにけたがまり，パワー エレクトロニクスにおいて， の が の い がっている。 （）や パワーコンディショナ（）などのアプ リケーションでも，の レベル なマルチレベルに から，より し， レベル ン プ（： クラ ）またはアドバン スト （ ） のコンバータへの き えが （ ん で い る。 ：）を へ ， し， することにより，さらなるがである。 レベルコンバータへするために，チップをす では，やなどののマル チレベル に の するために る した では，する になるなどの で は， が がある。また， を （ ， レベル で を させている（ で き や の の （） を， に の をす。チップは， フィールドリミットリングのとプレーナゲートの という）で し， セルでされている。コレクタでをた せるために，その パワーコンバータのをのとする のを クラスま 。 にの く， と（ ）との め， してきた。さらに， のデバイスがである 。 の を を などのにしていくためには，よりい レベルをに， をすることによるメリットをする の での デバイスと，そのプロセスについて べる。さらに， が したものである。これをベースに， ） 。そして，そ えることにより，さらな は でチップを する でし，のもされたの がのにしないノンパンチスルーとして いる。 るによるオンのによってが ， する （ ， ） 。 のチップ はマトリックスコンバータ 2012 vol.85 no.6 398 けに れまでされたによる さは の µ さ（ に く， こ µ ） が される。 に， を する（ ） 。 に， を の I チップの す。 の は モードに モードの はダイオードモードの マージンを ， ）と ） ）の した。いずれも の「 からなる を （V （V な っている。 に， （ わせ， ， を の す。 ， シ リ ー ズ 」 のオンの で， の V は くなっている。 スイッチング の タ ー ン オ フ， タ ー ン オ ン， をえ，だけでのはである。また， （E E ， E ）と V の ， を に す。バス V は によるがしてしまう。これらの をするため， と せるハイブリッド エッチングを を した。 み にその わ プ ロセスフローをす 。 まず，セルをするに， ハの から ，ウェーハを からの から， をウェー する（ ） 。 を した くするにおいて エッチングを イオンを をする。この して がの に う（ ） 。 の と に， とコレクタの し， 2012 vol.85 no.6 399 にした。 に わずかにするが， なターンオフ をちながら べ， の E ，E は に， を を に にのねがりはほとんどられない。では， ねがりがとなる。 E はなレベルにある。 す。 い V をしている。 に， （ µ および ダイオードの は を うだけでなく，メイン が する（ えるためする められている。 のターンオン i ） 。 する tが を イオードのねがりはじなくなる。 に， の の に， µ までは な バイアス のをす。の できる。 を ン から （） までをしてもに に な す。は （） である。 かる のゲートのオ は， µにもなる。 は，アプリケーション した が める にえている。 ダイオード に， を のでの す。この から めたエネルギーは， になる。ダイオードは，これを をつことがかる。 2012 vol.85 no.6 400 t す。 であれば，ダ µ のソフトネス では，メイン tが のターンオン i µ）に のスルーレート i のダイオードとしても ノイズのを つののメイン えるエネルギー を コレクタさは， の のアノード さに べてにく，のにつながりやすいが，ノン パンチスルードリフトのとコレクタを することにより， いをできた。 でコレ クタのがになるが，コレクタのに より，のにマイナスのをぼしていないこ とがかる。 のハイパワーモジュールのパッケージ のチップを して した（ ）と グ）のチップで おの レベル と （ は べるために， スイッチン のモジュールをした。おの （）とし， インバータの を わりを V が（ （）と チング モジュールを ） 。メインとの V が（ に， モードにおけるスイッ した。メイン をした。 のV ） ， の には， ，T を ，バスを ての を のけのゲート にした。 に，キャリア （ を イン f が るインバータののをす。ただし， と におけ ） ， のターンオン がある。f が して P を を ， にした。 の を の P とに する ， の V をに くすれば，メイン ， P は，メ の P もできる。 2012 vol.85 no.6 401 その ， を できる。f が デバイスとして， のモジュールを する はそれぞれ ， （ ） に と ” で， （ ）と “ べて， ” できる。 “ ” マルチレベルコンバータのアプリケーションにおける スイッチとして に けて される を， した。シリコンを するために， に する “ ” を した と “ のエッチングをみわせるをし， に してもした にした。したを のを いて，な ” とス イッチングをした。 プレーナゲート の のオン と のオンと じターンオフスイッチングで， ハイパワー， レベルを くなっている。 パワーデバイスのに （〜 ）で， いてした ， と インバータのエネルギーは は， ” “ べ， アプリケーション（インバータ） のなスイッチング の は， した ，が のの 。 ，デバイス モジュールセンター。 に べ， 。 。 した。 をマルチレベルイ ンバータけにし，よりアプリケーションへ するためにしていくである。 パワーデバイスのプロセスに 。 デバイス モジュールセンター。 “ ” “ マイクロマシンの 。 ，パワーデバイスのに ， パワエレ ” エレプロジェクト “ 2012 vol.85 no.6 402 。 センターパワ 。 ， ， All-SiC Module Technologies NASHIDA Norihiro （ けい HINATA Yuichiro ）デバイスなどの がある。これらを ジュール を に の には， させるため，デバイスを した。この した。また， パワー により， を サイクル に HORIO Masafumi ， ピンで が および ・ し，エポキシ し， することで，モジュールの の という で なパワーモ する により インダクタンス が れた の を である。 した モジュールにより，パワーコンディショナのな・をした。 パワーモジュールは，なをめられる でくされている。えば，をびている やなどのエネルギー，ハ イブリッドやなどのである。パ ワーの である づきつつあり，（ デバイスは，に けい ） ，（ に ガリウ ム）といったワイドバンドギャップのが にわれている。このデバイスは， および・がというれたをっ ている。 では， （ ）や （ ）などの せる デバイスが つを に さ モジュールについてべる。 に， パ ワ ー モ ジ ュ ー ル の ジュールのを と す。 のはアルミニウムワイヤによって （ モ では，パワーチップ に，としてエポキシをいることで，の さ れ， シリコーンゲルとしてパワーチップのひずみと ）とベースがはんだで されている（ ， がされ，がした。 ） 。 に す がとなり，モジュールのができる。さら では，パワーチップの を ピンでするワイヤボンディングレスをして いる。また，の に わり， （けい における ）セラミックにをりわせたを いることで，ベースレスでも がにな は， デバイスのにおけ るのとスイッチングのである。 る。これにより，パワーチップにをしてもチッ において，モジュールの プの ワーサイクルは，チップののが を えられるため， デバイスの の つであるパ 2012 vol.85 no.6 403 であると えられる。そのため， ためには，モジュールを である。 を する にデバイスとその の も また， デバイスの サージ である。 であるため， するには， を できる。 を を したた T にして を ポキシを った。 に，エ を するさの す。 に る。T は のの ため， がに で を められ を るためには，T が するため，の とのはんだ 〜 のサイクル を を の の にす。なお， が に，チップ を はんだはにおけるサイクルにを だは，はんだにするひずみにする。 させるためには，エポキシ 2012 vol.85 no.6 404 の サイクル を では ） 。なお， らのから， えるもっともきなのつである。に，はん がある。 い で されているの いにし を するため， サ のはんだ との の を から， サイクル は における の プのクラックがしているである。これ のはエポキシ の して であるが，によるのひずみにより，チッ の のときのひずみおよび にすように のパワーモ してもクラックがしていないことがされた （ した。 としたである。 そのため， したエポキシ した。 による す。 でさせたときのひずみと を を のきなはめられなかった。 において，エポキシ 〜 のトランスファー となった。 イクルまでからのをした。その， ひずみおよび における と サイクル 〜でをした。 す。 モデルで，チップの における セラミック した にな の パワーモジュールよりを た にして にす を した。さらに，この に，サイクルによるのを きくなる。その のがである。ここで，モジュールにな をった。 し を がである。そこでにおいてもに，まず つであり，T の ではエポキシの に の ）が な ジュールのサイクルにおいて，の をすることで， （： ， して，T が が サイクル は， （： ）でしたの を を の があ では，フィラー をするため， の である。そこで，エポキシのガラ ス の と，ディスクリート モールド する だけでなくトータルのマッ した。これにより， め，モジュールののにはエポキシの が を させるとともに， の の として，エポキシ は じるため， つエポキシ ることを では として，エポキシ となる。そこで して インダクタンスの が が チングが では，ワイヤボンディングレス インダクタンス させる に，フィラー どの スイッチングに を されるシリカなどのフィラー る。 する である。 のためにモジュール が に が を ここで， する の を さくする の より しい 〜 ）をした。 に すにおいて，は を， は，はんだをしたのパワーサイクルを している。モジュールがなるため，メカニズム も なり，これらの は きが なっている。 におけるのパワーサイクル よりに えられる。 ではパワーサイクル のでも，したエポキシでは， えられる。なお， の の をに サイク ルについては，をめているところである。 きくし， が した い ， T める。ここで， におい T ）のパワーサイクルとなり， てプロット（ と ， がさらに では のをし，なサイクルをして いると すると T は， して の が する。した がって，などののがされれ ば， のパワーモジュールにされているの は， が の である。しかしながら， すには， フリーのすず デバイスの にを のによりパワーモジュールの においても，いができる。 はんだ れたを き もしくはそれに デバイスの するがあり，のはんだではがである。 の つである スイッチング そこで，ピンをし，よりいを は，でさせることでそのをす するためをした。のきな ることができる。その，デバイスのにサージ は と クとじ ででき，は をつことである。 に をするために，スイッチングがくなる バル では，パワーモジュールのインダクタンスをさくす をい， るがある。そこで，ではをくし，モ ピンとパワーチップをしたをす。 これまで，はんだを いた においては， までのパワーサイクルについてされている 。 である で，インダクタンスが ， ，によるパワーサイクルをするため， これまでよりな ジュールをするをにしたとすること T （ T の に， となるにした。 モジュールにおける とのフットプリントサイズをしたをす。 2012 vol.85 no.6 405 タンスを した ， し， では ンスを できた。 は これまでに べた ル（ ， の と モジュール）の している レベル を および するように より と べて のサイズとなり， している。また， によりパワーチップの が されており， インダクタンスの が ， の する。 の した。 に の は み を まで する することを した。 に した に パ モジュールが で とともに， では，パワー による した ）を す。 まれている。 が （ を ワーコンディショナ（ の を した。 モジュールのインバータ のため， し， モジュー には ）を この を いた ） 。なお， った（ は， までインダクタ モジュール を と の であるのに となり， を モジュールにより，アプリケーション でき，さらに することができる。 インダク デバイスの ンダクタンスを た。この した ショナの に な する を モジュールで， を を ほか を と ・ に ， モジュール し， リケーションへの に ， し を パワーコンディ した。 め， も， のアプ デバイスの かすことでパワーエレクトロニクス していく イ を の である。 パワーモジュールのパッケージ “ ” “ ” “ ” “ ” 2012 vol.85 no.6 406 パワー 。 デバイス パッケージの に ， パワー 。 パッケージングの デバイスモジュールセンター。 バイスモジュールセンター。 エレクトロニクス。 。 パワー 。 デバイス パッケージの に ， デ に ， デバイスモジュールセンター。 2012 vol.85 no.6 407 High Reliability Packaging Technologies of IGBT Modules MOMOSE Fumihiko NISHIMURA Yoshitaka エネルギーの る。 の と ある。 に を を を モジュール するためには， では， の い， ・ するため， っている。また， MOCHIZUKI Eiji の が モードを を し， した の を ， し，さらなる の メカニズムに づいた が められてい が シミュレーションによる するため， として はんだ で および と をした。さらに，でなをするため，グリースについてした。 なければならない。 では，にのパワー がいられている。がいため，の ，のにけて，のによ る のを するため，や エネルギーの や ，ハイブリッド （）の ・とのがである。また， などの が シベリアなどのでのもされている。 （） られている。さらに， のシステムは，にきくして いるため，エネルギーをはじめとしたな のによるリスクとをする のシステムがされている そ の た め， 。 モジュールの やモータにおいて （ な に， より，のいからのにし ）モジュールの がわることでする。なを と，そのはにしてがっている。 では，にえる にす。 モジュールの とそれをえるについてべる。 エネルギーでは，のメガソーラーや のなど，メンテナンスのアクセスがでな ™ いことがいため，のメンテナンスフリーがめら れている。このような ， される は ほどあり，のにべてい。したがって，パ ワーサイクル，サイクルなどのいが される 。 けは，からにるまでさま ざまなで を するがある。 ののため， に は，の し に 〜と から モジュールの（）をし 2012 vol.85 no.6 408 するは ™ の い。さらに， ・が によるもの がある。モジュールのがりすことに や められ， で ™ のへのしによるであるこ とから，に にはひずみが にす きくし， でされる。 −n N ………………………………………………… N ：までのし ：ひずみ ，n：によってまる では，のをさせるため， モジュールに いる の の した，のをしている また， ける モジュールの やひずみが までを 。 には， にお する。そこで をしたシミュレーション（ ）を の モジュールにおける であるが，シベリアなどので し， モ ルをしたいという での ジュールにするひずみなどをさせることで， えるため， の を を， （T ， 〜 ）で をするがある。 ワーサイクルでは，としてないサイク がいと，のによりがし，シリ ル コーンゲルがしてにる。 の を， 。しかし， で が じた。 を サイクル でのパ に， った T パワーサイクル の モジュールの をす。シリコーンゲルにはクラックがし，クラック のに はのからし，セラミックスとシ （ リコーンゲルがになっている。は でになっており， でする とがした。 ににおけるのをす。 の T ，パワーサ イクルでは，チップのはんだ，もしくはアルミニウ ムワイヤ モジュールにおける すパワーサ チップ した。 にじたおよびをするため， に （） モジュールのモードについてした。 イクル においては， モジュー に モジュールの からなのをにした。 モジュールにおける は のと するを すサイクル 〜 ） で も， モ ー ド は T パ ワーサイクルとに，シリコーンゲルのクラック なっていることがかる。したがって，では，こ のであった。 のをいかにさくするかがである。 がシリコーンゲルのクラックによるものであることから， では，シミュレーションをしたに より，にじたおよびの から，をしたをって いる。 （）でのモード ゲルの（ぜいか）をするなにす ることで，でなシリコーンゲルをした。 に，で したシリコーン ゲルのをしたをす。のシリコーンゲル 2012 vol.85 no.6 409 ではクラックが では， したが， でも が シリコーンゲル されるためクラックが ない。このシリコーンゲルを ワーサイクル，サイクル いることにより， し T パ でシリコーンゲルのク ラックによるはせず，との をすることができる。 はんだではクラックのはほとんど して， はんだはが られない。 く，サイクル でのもれ，とベースのにする ことによりをしている モジュールの において，はんだは 。 にチップ と，とベース，およびと の に いられる。 モジュールは の モジュールの や と の には， チップによってりしをけ，はんだ からはんだをいている。のにう にはによるがじる。これにより，は および モジュールへされるブスバーの の んだのにクラックが・するがあ ため， モジュールの によるは るため，はんだのをすることがとなる。 んだでのがされる。そこで，と への の ， に， の な はんだの はんだと どちらも は の るのにし， ではの および で す。 に を している。 をい て，とのがによりしてい るため，で のないが に，におけるサイクル を 〜 サイクル はんだにクラックがしているのに に， のおよびをす。 した は ん だ の サ イ ク ル（ を 2012 vol.85 no.6 410 す。 はんだのがきくす モジュールのに はんだおよび の を はんだではのをしている。 に， ） の わらないが， では の フリーはんだである す。 イクルにおいてが を いたは られる。 のの はんだによるは サ までしているが， サイクルまでの されていない。では，とのが は いだけでなく，とがじのなので のによるがしない。このため，にい をることができた。 ではグリースのがにみられるのにし，サンプル ではグリースはをしている。これらのから， グリースはにしているとえられ，が いグリースはサイクルにおいてした モジュールは， な を をっていることがかる。 るために に， グリースをしてフィンにされる。グリースの や は を させるため， チップ が に， ある。 グリースのと した。 にしにる。 リースは グリースの がりやすく，より モジュールと を す。 が くすることが いグ フィンのシステム では， の は フィンは， に に され モ ジュールはにされているため，のグリース わせてするがある。そこで リースのについて フィンを を った。 ）をし， した。 サイクル（ サイクル（ 〜） に，サ す。のサンプル であり， の のサンプル ， であった。サンプル は では の からしなかった。 これらのから，のグリースはくでき， をげることがだが，にの にグ でがし，のグリースにべてす には，まず したアルミニウムプレートにの なるグリース（ ベースレスで をした。 を それぞれ ， ているとはらない。えば，キャビネットでは を し， ことで，グリースの イクル である。 ） モジュールのとのを モジュールは， フィンにに グリースのさをにすることはとしてに モジュールと にグリースをして， をした。とののをする で をさくするがあるため，のもめて のも モジュールに るリスクがあると は， 〜 でのグリースのを えられる。また，グリースのみ だけでなく にもする グリースのは，の 。このため， アプリケーションと そのおよびにづいてうことがである 。 するためにサンプルはにし，グリースの をした。 にを す。サンプル ， 2012 vol.85 no.6 411 ほかの・をえる ほか “モジュールのリードフレーム におけるフリーに ほか する” “モジュールの （） ” ほか “モジュールの （） ” ほかモジュールのサーマルマネジメント “ ” では， パッケージのに モジュールにおける についてべた。これらのをに，のを する 。 ， デバイス モジュールセンター。 。 モジュールのをい，の， エネルギーにしていくである。 エネルギー しい パワーパッケージのに エネルギー エネルギーに 。 ， デバイス けた モジュールセンターチームリーダー。 。 ，エレクトロニクス 。 エネルギーエレクトロニクスにおけるの エレクトロニクス ほか の ・の り パワー 。 み パッケージの に デバイスモジュールセンター ほか パワー モジュールにおける マネージャー。エレクトロニクス 。 2012 vol.85 no.6 412 デバイス ， ， Integrated Simulation Technology Combining Device, Circuit and Thermal Behavior in IGBT Module Development YAMADA Shoji IKEDA Harunobu （ ）モジュールの するため，シミュレーションによる ごとに NAKAMURA Hideyo っていたデバイスや ができる の シミュレーションを から が のシミュレーションを， において， している。 ， ， では， ， シミュレーションをベースにして した。これにより， に べて， で ノイズ などの を モジュールの させ，モジュール から の に， で にがしたのいシミュレーションをしている。 また，シミュレーションのもチップのにおい てはプロセスとデバイスのシミュレーションの，パッ ケージのにおいてはとのシミュレーションの ，はきなとなっており，それ をするためにやなどのエ というように， ネルギーのや，エネルギーをにするパワー モジュールのの だけ にされていた。 エレクトロニクスのいっそうのが，のでく されている。これらのには，キーデバイスである パワーのたすがにきい。 ，といった モジュールにさ では，このにえるため，，， をとしたエネルギーに， （ ）モジュールなどのパワー をラインアップしている。 モジュールでは， ，，ノイズなどのがまっている。 これらのをにする や， のがめられる，シミュレーションによるの がをしている。 モ ジ ュ ー ル は， ）といった や （ チップおよび するパッケージでされている。 チップを に，この モ ジュールのでするシミュレーションをす。 や ™ ™ ™ チップのではプロセスやデバイスの シミュレーションをい，パッケージのではや のシミュレーションを モジュールのに ンをっていた（ うというように，は を してシミュレーショ ） 。 2012 vol.85 no.6 413 れる の には， ケージの が を や に に チップの したにもかかわらず， したときに を そこで， とパッ する。そのため， モジュールを できないこともある。 のシミュレーションを モジュール の を になってくる。 することが ではこの モジュール ションの に に の り に， を し， を するために できる シミュレー んできた。 した シミュレーションを モジュールの を する す。 シミュレー ションをベースに，のにいるシミュレーショ ンを して， モジュール の を う シ ミュレーションをした。 ではそのとして，デバイスシミュレーションと シミュレーションとの，およびシミュレーショ ンとシミュレーションとののについてべる。 デバイスシミュレーションでは，デバイスのプロ セスフローにづきデバイスのモデルをし，デバ イスのをする。また，シミュレーション では，これらのデバイスのシミュレーション モデルをいて モジュールのをする。 このシミュレーション にシミュレータの が レーション モデルやモデル されている。これらのモデルのパラメータ を ）をできる。これらのをして，シミュ モデルには， するデバイス やデバイス ホールのとは の は， および ，デバイス ルを を にした にしたモデルとして， デルはの にしたたな モデルをした。 モデルのパラメータをデバイスシミュレーショ ンのからすることで，デバイスシミュレーション とシミュレーションのをしている。 に，デバイスシミュレーション をす。プロセスフローに モデルの づきされる の および のがモデルされている。 に，デバイスシミュレーションののを す。デバイスシミュレーションでは だけでなく，の（・ホールのや 2012 vol.85 no.6 414 モデルであり，（ ，および の・ ） ， モデル（， モデル（，）で ている。 にさせ，かつトレンチゲー モデ モデルをベース ） モ デ ル（ ，） にはしない。 のをパラメータ シミュレーション モデルは， ダイオードモデル（，） ， をとしており，のトレン のをするため，デバイスやデバイス この した す。この モデルがされているが，これらのモ チゲートの トの に， に，デバイスごとにフィッ ティングからしていたためのがしかった。 モデルや モデルのパラメータをする。 このモデルおよびモデルのパラメータ され などパッケージの ）となる（ ケージ ， を が くチップ を を やパッ ける。これらの を するためには， シミュレーションを みあわせ となる。 の シミュレーションでは， いて， （ジュール も などに して シミュレーションと た も ） 。また，チップ チップでの める。この モデルを およびパッケージに を れる シミュレーションに させる。 はシミュレーションのモデルである。 に， のデバイスシミュレーションの る。えば モデルの は， を す のデバイスシミュ レーションモデルからされるデバイス，および のデバイス の にはチップの に，チップ ンオフ を の す。 チップ （T ）と， チップ で でのター したターンオ のモデルを して シ ミュレーションでしたとのである。ターンオ フ の をえて シミュレーションのを をしてする。 フ れるによるジュールをしている。 に，する からめられる は の であり， の モ デルにおいて，チップと，ボンディングワイヤなどに のみの が させたときの す。チップのみの し（ ） ，ジュール にはボンディングワイヤおよび がしている（ の ） 。ともするには， ジュールによるボンディングワイヤのの をけて，チップのみのにべチップの モデル がさらにしている（ ） 。 にべがした。 このように，シミュレーション の モデルを することで，デバイスシミュレーションのを させたシミュレーション，およびシミュレーショ ンでした モデルのパラメータをフィードバッ クさせたデバイスシミュレーションがになる。 これまでに べたシミュレーションを し， モ ジュールのをした。このは，の でう。 まず，シミュレーションで モジュールを にさせたときのをでする。この から，シミュレーションへのデータとして， でのチップとのをでし， モジュールのパッケージのでは シミュ レーションをっている。は，をチップからの （チップ）のみとし，さらにそのをデバイス はとしていた。 は， にこのデータを して， シミュレーションで モジュールのをう。 に，この させたときの シミュレーションをして モジュールの チップの モジュールでは，ボンディングワイヤや 2012 vol.85 no.6 415 ， との を の から に で きた。 のように， ションを シミュレーションと させることで， シミュレー モジュール の がにできた。 では， ついて モジュールのシミュレーションに べた。このシミュレーションにより， チップのと モジュールのについ てにべてながになった。 は， した モジュールに シミュレーションを などをみこんだ ）などにを ミュレーションや に， （ げる。さらに，ノイズシ シミュレーションなど，ほかの シミュレーションとのをることでなを し，パワーのやにし ていくである。 ほか パッケージシミュレーションによる の ほかデバイスのモデルによ るの ほか インバータシミュレーションプログラムの （その） ： をす。っていたのチップだけを した シミュレーションに から に べ，とのが している。 ，さらなる とののため，なフィンのをし たをする。 に， ンオフを での したを モジュールのター す。 チップモデルでのターンオフのと，シミュ レーションでの チップのがされた 2012 vol.85 no.6 416 で べた パワーの 。 ， パワーデバイス 。 ， のに デバイス 。 パワーの 。 ， ， のに デバイス の ジのに パワーデバイス。 ，パワーパッケー 。 デバイス ， モジュール センター。 2012 vol.85 no.6 417 MOTOHASHI Satoru アルミナ を パッケージ」を TAKAHASHI Hideaki した した。 る。また， して， パッケージ」に パッケージに はんだ ）に 「 の して， しにより， T パワーサイクル が TAOKA Masahiro えて， アルミニウムを を タイプ「 しており， アルミニウムと に した はんだを している。 ・ T を で いた の でき （ および は， パッケージ とであり，・のにじていけがである。 “” “” T T タイプ パ ッ ケ ー ジ は， の ケージので は， ）をに に （ けて もが した。それ ， いアルミニウム（ る。 パッ しているアルミナ（ に， の ）より ）をしてい を す。 の 〜 ニーズに えるためさまざまな をしてきた は，（ （ 。 な により，ジャンクション ） と のな ）からなるスタンダードモ は ジュールに，とノイズのトレードオフをした をすると， （ R T の （ ） べて ジャンクション T は， の の パッ との で，のをした。 は ） タイプ に，モータ ［ ，インバータ，サーボ， エレベータなど］やエアコン， にしている。これにより，ケース （） ， パワーコンディショナ（）などで は， いら であるトレンチ ） 「 シリーズ」（ することで，さらなる ）を およびの の T パワー とラインアップ プを シリーズ」 ベース サイクルのにつながった。 に ゲートのフィールドストップ（ チップをした「 パッケージは，と のに，すずアンチモンベースのはんだをた れ，としてくされている。 こうした， の のドライブ をでき，がになるとともに，・ できる。 ケース パッケージと した。さらに， ケージとのでは， などをしてインテリジェントをったものであ を まれ， T とケース ，のにするおよびアラーム る。この が パッケージのを， す。 は とはんだ パッケージと にラインアッ のみを し， じである。また， ・ な ・もパッケージとである。の は を 〜 および 〜 であり， 〜 ってきた 。 ， の に ， えて， （きょうたい）のまたはアップに うチッ の を えたタイプ を， 「 パッケージ」のとについてべる。 の 2012 vol.85 no.6 418 している。 パッケージで，の よびによるパッケージのいけがである。 プのがくめられている。そこで，チップ インアップとしてしている。では，タイプ とタイプ のいずれにも たなラ パッケージ お の により，の が きく なった。 の・ 〜にしたように，アルミニウムの により，を パッケージに べ した。これにより，チップのがされ， ののがとなり，でのコストメ リットをることがになった。また，チップの は，によるトルクアップならびにキャリア をげることによりのにし， のにしている。 に のパッケージと 2012 vol.85 no.6 419 タイプ パッケージの に を， している。 〈 を す。 アルミニウム パッケージに に して タイプ を （ ）を パッケージでは， 〔I となっている。 を す。 ケース パッケージと を カメラによるジャクション ロック させた しい T は，アルミ した ， に して ており，これにより，T は， T は した。 に での が T は の を ， す。これは ）から で のチップ の での に して T は パッケージと に （ などの どの して， した T の の である。ロック の ） 〕でのチップ パッケージの 〉 に，モータロック における， の （ のジャンクション の している。 いたジャンクション シミュレーションの により， により， した。 に， ナ の では， T の の しても， しており， である。 な じ を パッケージよりも し から すように， の べて，トータルの に は， の を している。トータルのとのの により， タイプ チップの T の パッケージでは は， のパッケージに して， している。 タイプ は， 〈〉 モータロック ：モータの でされトルクが で，モータ がの されたにおけるをいう。ロ ックのは，モータはとしてれ， のチップはチョッパとなる。この はしくなり，チップのにつながるがある。 2012 vol.85 no.6 420 ，チップの パッケージの に れている T パワーサイクル フリーはんだのに より， の はんだ）に べて パッケージ（ のパッケージに （ に べて， ）になっている。 ベータなどに ） 。 えば， での T の アプリケーションにおいて， に ほか インテリジェントパワーモジュール「シ は T パワーサイクル されるケース ほかドライバ アルミニウム した（ は，エレ が きい わる リーズ」 ほか「シリーズ」の な である。 “ ” “ 「 シリーズ」 に の として アルミニウムを した わった， ” タイプ「 パッケージ」についてべた。タイプのラインアッ “ ” プにより，フィンの・の “ などののにできる。また，せて ” したはんだのしにより， T パワー （） サイクルのもした。とも，のに えるおよびにしていくである。 インテリジェントパワーモジュールの ， ワー インテリジェントパワーモジュール に 。 デバイスパ モジュール ムリーダー。 。 チー 。 （シリーズ）の ほか ・ シリーズ インテリジェントパワーモジュールの に ス ほか ほか 。 ， デバイ パワー モジュー ルチームリーダー。 インテリジェントパワーモ ジュール ほかインテリジェントパワーモジュール「 インテリジェントパワーモジュールの ， シリーズ」 に 。 デバイスパ ワーモジュール。 ほかシリーズ （） 2012 vol.85 no.6 421 Expansion of the 3.3 kV IGBT Module Series FUKUCHI Akihiro ， KANEKO Satoshi エネルギーの ニーズは に を に している。 した。 る。チップ が びており， ではこれに と えるため， じパッケージの をシンメトリーにしたことにより， スイッチング ）モジュールの の と， のため を，ベースにはいをするため （ （ モジュールで と を している。また， ベースをしている。 ） （ ）モジュール は，その さから ・ ・ くしている。 も，これまで くされてきた サイリスタから の の ・ において （ ） モジュールにきえられてきてお り，インバータやインバータなどにく されている。に，のため エネルギー（・）のがにび ており，このでされるインバータの がみ， モジュールのニーズはにし ている。 で は， こ れ ま で た モジュールの への を を っ ってきた。・ 〜 をラインアップ するとともに， ・ には， けに ， を ， している 。 ，さらなるのニーズをけてしいチップ を し， と と じパッケージの じパッケージの した。どちらも と， のを を させている。 では，その・についてべる。 に， モジュールのを す。 パ ッ ケ ー ジ は，（） と，（） の があり，モジュールとの モジュールを びを にす。 2012 vol.85 no.6 422 を として， を じパッケージの っている。 およ にモジュールのコレクタを， した の には であ にをす。 および （ ） チ ッ プ は， と も に お よ び 2012 vol.85 no.6 423 が の は， を が つ。 の を くなると が つチップ くなり， れにくくなる。そのため，チップの モジュール するように る。 き， チップ（ る。 に す を ） できるように を に してい ） モジュー し， を させた。 に，V ， R ， などのノイズやきなサージはしておらず， なである。 また，モジュールは，そのからい がめられ，スイッチングをつことが 2012 vol.85 no.6 424 における T （）でのスイッチング を す。 に，V ，R るターンオフ を す。I を を っている。 できる ， R の ） に チップ（ チップ（ い T を チ ッ プ（ ） モジュールでは， ・ の の バランスを モ ジ ュ ー ル は， ・ ルに でチップ である。 が ， （ におけ T の ） に，V T における を でも に タ ー ン オ フ で き る。 ， す。 µ に， ，R V す。P でも， ， における T （ の パワー に が である。 を が しやすい。 に， ルの す。チップ をシンメトリーにし のアンバランスを スイッチング を している。 に のさらなる える を ・ に っていく り である。 く， のアンバランスを たことにより， と は， み， モジュールは，チップの を る ）が モジュー な り ほか ハイパワーモジュール さくし， している。 ほか レベルインバータの パッケージ モジュール インバータ に される モジュール には，，（）がめられる。 モジュールでは，の ）やけい（ ）よりが いアルミニウム（ ， に す ） い モジュールでは が， した を した。ベース ベースが モジュールでは， ために ベースを であり， ほか モジュール ほか モジュール 〜 を に モジュールの の ため，モジュールでにされているアルミナ （ ほか した。 は， されている い が 。その をする は に と “ ” の い。このた め，ベースにべてヒートサイクルやパワーサイク モジュールの に 。 デバイス ルがする。また，ベースのをに モジュール ， パワー 。 することにより，マウントの（へいたん）も させている。 モジュールのに では， モジュールの について デバイス 。 ， パワー モジュール。 べた。モジュールは，やにれて おり，エネルギーおよびででき 2012 vol.85 no.6 425 Expansion of the IGBT Module “V Series” Flexible PIM KOMATSU Kosuke は， は ル KAI Kenshi の に エネルギーを っている。 するための ， （ （〜 ）を シリーズ」を し， SHIOHARA Mayumi ） し， モジュールを の ・ した。 ベースレスのパッケージにより， ・ け ・ し， ・ を （ で に してきた。その として， ） の ， で の フレキシブ に 「 を した。 ピンのは，のニーズにじてプレスフィットピンとソルダピンからできる。 “ ” 〈 を した。また，の 〉 にし たフリーパッケージである。 パワーエレクトロニクスの タ・コンバータが た。 では， の ，の ，インバー にされてき は （ ）である。 フレキシブル は，・（ ）な どのを パッケージした モジュールを してきた。これをインバータ・コンバータシステム にいて，にののエネルギーにし ている。では，そのはだけでなく， からにるまでにわたっている。 のからは，・・がく められている。のなかでは，にエアコンな どからそのがい。，の・ により，はのパッケージでしていた のが，さらにのパッケージでできるよ うになってきている。このように， で の モジュールのは，にえてにおいて もしている。 これらの に し， では しい モジュールとしてブレーキきインバータ・コンバータ モジュール“フレキシブル （ ） ”をし，した。 では， チップ・ のシリーズ チップをし， ている。では，の ・ をし モジュールとは なり，ベースをしないことによりな・ 〈〉 ： に についての （）の 2012 vol.85 no.6 426 まれる の に す。 の は を 〜 に， ので を ， は 〜 た。さらに， パッケージは の の が に で を し あるため じて， ， である。 ， ， がある。 の バータ は，いずれも ，ブレーキ コンバータ および ， イン （ ）サーミスタで されている。サーミス タによってモジュール のケース をリアルタイムに モニタすることで， の と な を にし ている。 また， が の に じてモジュール の できるように，プレスフィットピンのパッケー ジ（ ， ）と，ソルダピンのパッケージ（ ）の を インバータ ， している。 およびブレーキ には， の シリー シリーズ」で した 〜 ズ および を している。 シリーズは，これまでの「 フィールドストップ（ ） させている。 シリーズの に と に のチップ のキャリア チップの を とトレンチゲート の や つ，チップ ・ を を ン するために， さを く し， か することにより， した。 シリーズの の ）とスイッチング た。この ， な R によるターンオン i の め tの す。 R， T の V におけるスイッチングを ，I け の す。 の に ・ ・ にし を し に ける を になった。さらに， も べ したことで， へ している。 の と パ ッ ケ ー ジ は， に は， する した。また，モジュールを り している。 を ， で じ 〜 の パッケージとすると，フレキシブル ターンオフではをえるサージはされず， は，け ではのないソフトリカバリーをしてい り，の・コストにきくできる。 る。 パターン を フレキシブル ， ， ケースとの にした。これにより， フィンに に， パター パターンを した。また， ・ モジュールが は， と （ および パターンの ベースを クランプで とノイズのトレードオフ に， した。 と て によるオン の の するとともに， の つつ， ジャンクション ゲート を す る た め に， の できるように を とトレンチゲート （ の （かんごう）を す。 V を ） で さ ら に， と ， で した。これによ のために ）のレーザを （ っている。や 2012 vol.85 no.6 427 なのでも，いトレーサビリティができ る。 にピンの を を， す。フレキシブル ルから るを にピンの は，ピンがモジュー している。ピン はモ ジュールのほぼからにできるので，ピ ンとアースのをしつつ，さまざま なのにえられる。 のは，のにわせてソルダピ ンとプレスフィットピンの からできる。 のプレスフィットピンは， が きい パッケージので，はんだフリーのにして いる。フレキシブル では， なのプレスフィットピンをし，との するために をしている。 パッケージは，として にした フリーパッケージとしている。 に，フレキシブル の を す。 のコンバータ，のインバータ，ブレーキおよ び サーミスタを パッケージに めているため， でインバータをできる。これにより，イン バータシステムのおよびののが できる。 さらに，の ナス（ と なり，マイ ライン）をしている。これにより， においてシャントやコアなどでの をうことができ，ベクトルや，よりな がになる。 2012 vol.85 no.6 428 ほか モジュール シリーズ ほか モジュール シリーズ ほか シリーズ チ ッ プ の・ の モジュール モジュールのに 。 デバイス ， パワー モジュール。 ベースレスによる・ならびにおさま モジュールの のがなパッケージをコンセプトとした モジュール“フレキシブル その について シリーズ べた。 ”のと， は， および を に デバイス 。 ， パワー モジュール。 の して を しており，インバータにめられる・ ・にきくできるものとする。 も， の をする ・を しつつ， モジュールの・を モジュールのに デバイス 。 ， パワー モジュール。 っていくである。 2012 vol.85 no.6 429 Compact Type IPM for Inverter Air Conditioners YAMADA Tadanori エネルギー を DENTA Toshio （ ）に したインバータエアコン した。フィールドストップ とって な の による と SHIRAKAWA Toru トレンチゲート を の けに， を， している。さらに， わせて を エネルギー と の している。また， をさらに み を させた わせることで，エアコンに することで には， や を センシング し， ， などのをしている。 さらなると，ノイズ，をした インバータブリッジと・をした （）のをった。 のは，をとしたによ りはあるものの，アジアなどのにお いてはにしている。のにう ののにより，エネルギーはで をけている。これにい，のにおいて に もガスの，エネルギーのにけて を さまざまなエネルギー（エネ）がされ， と のがいっそうまっている。 〜 とにきな めており，も 〈 の えられる。エアコンの に エネ でのエネルギー がこれまで この エネ に て ラ イ ン ア ッ プ は， イ ン バ ー タ ブ リ ッ ジ の を いられており， が いにより がを に のは，の 〈 を での エネ 〉 する に り わりつつある。これらの エネにするために，エアコンのコンプレッサモー タのとしてインバータがにしている。 は，インバータエアコンけに，エネの 〉 （ ：エネルギー） ： エアコンなどのエネルギー ったエネルギーの （ を ・ すの ）の つで， ができるかを すである。がきいほどがい。 〉 （ を を， ）で ：エネルギー じてエアコンをしたときに， でエアコンが ） ： に する したものである。がきいほどがい。 2012 vol.85 no.6 430 である であり， の 〉 す 〈 のパッケージ がである。 するには，なのつとなっていた。さらに， 〈 であり， （） プリントにすることができ，エアコンなどの のにより かうものと としては， にラインアップと いるリードは，はんだめっきをしているので ，エアコンがの に を， は にしている。また，パッケージの ののエネルギーは，の を の す。の な （ ある。 の を， に を を するための ）が ム チップ に （ である。これらを している。 ま た， ハ イ サ イ ド の ド ラ イ ブ ）が に の リードフレー となる。 に ごとに するために， を された を リードフレーム に （ した を チップ している。 けのなパワーモジュールおよび の ， などのパワーデバイスの と し て は， ア ル ミ ナ（ ） が ）（ である。 のターゲッ トアプリケーションであるエアコンなどのの では，プリントへのはウェーブはんだけ またはリフローはんだけがいられる。これらのは んだけをにするためには，いはんだがめ られ，チップのとしてはエポキシがで ある。しかし，エポキシは，アルミナ の アルミナセラミックスとのがく，はんだ にしていというがある。 では，にエポキシ をした アルミニウムベースをいることでとの いをし，ウェーブはんだけをに している。また，アルミナ に べて なア ルミニウムベースをいることにより，の のなポイントでもあるというニーズに もできる。 に，アルミニウムベースとア ルミナ ののをす。 このアルミニウムベースのとして，エ ポキシとフィラー，をしたを することにより，なアルミニウムベース にべて た。 を のといをし に，このアルミニウムベース す と を えられる す。 に の な の の する において， のがあることをしている。 す。 は，（ ）と（ ）か らなるインバータブリッジ が に されている。このインバータブリッジのロー サイドの を ）が するための （ チップならびにハイサイドの 2012 vol.85 no.6 431 クタ を では， す。 することにより， を に の をベースに を と のオン の で トレンチゲート うと うことで， を スイッチング オフ のコレクタ の が に している。ターン トレンチ べ， では く，エアコンの のでは の の におけるオン としては， は における す。 にライフタイム し，トレードオフを ゲート でのオン している。 とターンオフ を を となる べて に， を トレンチゲート の となる のをしている。 を ならびに する でのポイントは， の のターンオンとしてにきな をえるリカバリースイッチングのである。 に にも べたように，エアコンの エネは， がとなっている。エアコンのの での は， は となっており， に と した の の として がポイント となる。 に， のの を す。 では，オンとターンオフのトレードをするた めに， であるノンパンチスルー（） レーナ にえて， ルドストップ（） のプ のであるフィー のトレンチゲート の をしている。 に， のと 2012 vol.85 no.6 432 におけるオンとコレ の の を， に に，リニアセンサの のリニアセンサは， スを を す。こ にのセンサによりケー からチップの までを かつにできる。なディレーティング などのアプリケーションのがになる。 に， のリカバリースイッチングを す。 の エアコンをした は，アノー ドプロファイルのおよびライフタイムを することにより， が なく い と， かつノイズのリカバリースイッチングとを している。 の では， マイコンや などのパワーデバイスを からの で である。そこで， は することが も，インバータの または のマイコンからできる となっている。 また，ハイサイドのドライブ は と によってされており，でのやレベル シフトがであり，かつのけで をさせることがである。 にされている （） ， （） ， である。 としては， （） ，リニアセンサ （）およびアラーム と の み わせにより の （） をラ インアップしている。 2012 vol.85 no.6 433 することが であり， の に に しており， などの する。また， エネルギー ノイズは， を できる。 は，エアコンだけでなく キュートなどのヒートポンプを であり，さらに ケーションを した ラインアップの った を めていく やエコ への と も のアプリ である。 “ ” “ における および の シミュレーショ ” ンのをす。 に す および の を でとなるモードでは を うことにより， ディスクリートパワーデバイス， ， モードにおいてもしている。 また，ノイズは，のめる にのっとり は を を った。 す。 た。 ブリッジの のみを している。 と のと，そのについて をすることにより， に 2012 vol.85 no.6 434 ディスクリート， および ジに 。 ， イス パワー のパッケー デバ パッケージ 。 であるエアコンをメインターゲット を ディスクリー の のいずれもをクリアしている。 にした パワー デバイ ノ と の に お い て， の ス の ， に， の であり，ここでは から 。 ト・。 タイプのルームエアコンにしたの イズの に べて べ インバータ から チップのに デバイス デバイス。 。 ， パワー Application Technology for Direct Water Cooling IGBT Modules in Automotive ADACHI Shinichiro ODAKA Akihiro メーカーは，ハイブリッド バータユニットの を に などの するため， っている。また， の や を のインバータユニットの モジュールの NAGAUNE Fumio ジャケットの を を いた を に めている。 では， （ するため， のイン ）モジュールの い するとともに， と パターンに い を するため づいた などの のをった。 ’ の や の に けて， が みをしている。メーカーは，もと したハイブリッド どのを モジュールの （）や に （）な めている。 や の を に す。 は ， ・ など ピーク ではモータ をさせるために，インバータなどのパワーエレクトロ ニクス（パワエレ）がいられている。そので なキーコンポーネントの つが，（ ）モジュールである。インバータシス テムにおいて モジュールは，バッテリを くするためにがめられるだけでなく，コ ストともめられる。 では，これらのにえるために， を いた モジュールを した。 や は，，スポーツタイプ，といった さまざまなにがっている。それぞれのモータ・ に するため， モジュールも い の ラインアップがとなり，のをっている。 では， モジュールについて し，これをするのや についてべる。 2012 vol.85 no.6 435 は と の つである。 は， で で 〜 クラスを および の を を ， は （ に， している。 す。 インバータ している。インバータ へ の と ） ，ならびに ミスタで サー している。 パワーチップは， よび されるモータ 〜 を の「 している。 ストップ（） シリーズ」 お シリーズは，フィールド とトレンチゲート を して， オンとスイッチングをしている。また，ゲー トによるターンオン tの i のを ってい ， る 。 をしてすることで，いをできる けいをできるようにした。 に， をするためには，をさせること ナおよび がである。そのため，のフィンをす ピンではなく， をいている。 と， ピン ピンは ， に，ピンと たりの のピッチでに モジュールとアルミ けい を モジュールの るのピンは，にくいられているの ンでの の す。 にすることでサーマルグリースがになり，その ピ を いたの， をしたを す。 をした。さらに，ピンとのけい をすることで，のアルミナ している。 ， なく， ピン たりの を している にべてを ピンはピンにべ，ピンのをくできるだけで 。 きくできることから， をしたをくうことができる。 また， なく， には が い のアルミナ（ けい（ ） ） では を いる において， い と ことで，のをっている。けいは，ベー できるように， スにいているとののがアルミナにべ ジャケットを てきい。そのため，のつであるサイク ジュールはシール ルには，けいとベースのである るため，やがしたでもれをする はんだにきなひずみがし，アルミナにべては シールがである。これらは，を んだのがい。いサイクルをつはんだ していたユーザにとってたなである。 モジュールを り するがある。また， を して ジャケットに では，ユーザがをするための として，とをするための ジャケットのと，そのについてした。 ジャケットには，，アルミニウムがいられ る。フィンにはをぐためのニッケルめっきをし ている。しかし，フィンとジャケットをさせた ，によってニッケルめっきとジャケットがこ すれることでめっきががれ，によるアルミ ニウムのなどがされる。そこで，フィンと ジャケットにはをけるがある。しかし， フィンとジャケットのをけるため，にを けた，はげることができるものの， がきくしてしまう。また，をフィンに にすためには，にをけることがで あるががしてしまう。そこで，と 2012 vol.85 no.6 436 を ける モ り け モジュールの モジュールと べて， は， のや などが き く，なでされる。に，のは， モジュールのパワーサイクル に きく する。 はんだの が パワーサイクルとは，のがりされること で じる T によって，チップ むことでがするまでの，または のワイヤがするまでのであり，に する。インバータは り，そのである の を するに たり，フィンと であ するためには，のとなをする。 を いてした。 を では，パワエレシミュレータ にす。 て，をしたパワーサイクルのをっ をえた，にもフィンとジャケッ た。 トがしない においては ののはであ る。しかしながら，のによりを ジャ ケットの，ののさをパラ メータとし， や （ ）を をい えたにお いてもトレードオフのがある。また，さには， も （ （ が さくなる さが することが かる ）により， が シミュレーションをするためには，デバイス， インバータおよびをするがある。 ） 。このをしたジャケット さく，かつ い をることができる。 したジャケットにおいてを するため， にすジャケットとシールである リングをいたをした（ ） 。ジャケッ トのをし，でジャケットのを め，させることで，れのをした。 のインバータのは， ることが い。から， までされ においても れはしておらず，をするとなってい ることをした。 2012 vol.85 no.6 437 のデバイス シミュレーションは， を い， のモータを ， の た，インバータ のブレーキ のみで させており， で （ （ ）も に す。 （ロサンゼルス） （ ・ ）を み と， Tの の 〜 という は， すドライブサイ するものとした。 は， に， ションのフローチャートをす。 2012 vol.85 no.6 に Tを と を は までのシミュレー T およびケース す。これは によって である。 したように， によっても Tが を には においては によ に の すように， した。また， は， サイクルごとに にかかわらず に T まで T および する する。 するため，まず による をするための サイクル， での の に 〜 となる。 パター 〜， められる。そのため， ， パターンに （ わせてした。 ， この の しい の ） パターンである には， 438 てインバータ サイクルとしては パターンを クルが T の る の ンである に， サイクルにおける した。ま ）だけでな した。 は，アメリカの が を は く， し， まで し， するものとし， T は，ケース T T との と として するものと て での T と す。 リーズ ） 。 T は， によって によるものを に， よび した（ T および の して と めた。 による を，パワーサイクル のパワーサイクル や モデルなどが ミュレーションではマイナー マイナー は ” されているが，このシ を いて， は， あ る T における だけが をN を の とした され，それぞれの にするのが を ” すなわち T になったときにするという の T および “ ” T パワーサイクルは ： “ のがあることをした。したがって，シミュ ” レーションでしたパターンとにおいては， を できると “ ，N えである。このによりをった， ， “ ” ，パワーサイクル N “ せ った。 N ” T お と の “ える。また， ： “ を ” （） いることで，これらのパターンにおいてもシミュ レーションをいてをすることができる。 ハイブリッド モジュール・ に 。 ， ス パワー の デバイ モジュー ル。 では， モジュールのと モジュールのについてべた。 は，およびのラインアップを パワーエレクトロニクスの していく。 ・に 。 ， やは，ユーザのインバー プロジェクト。 。 タをするものであり，もとともに をさせ，よりいやすいをしていく である。 ハイブリッド ほか モジュール 。 ス パワー ル。 ほか インテリジェントパワーモジュール モジュール・ に ， 。 の デバイ モジュー 。 シ 2012 vol.85 no.6 439 4th Generation IPS “F5100 Series” for Automobiles TOBISAKA Hiroshi NAKAGAWA Sho システムに パワー 「 される をプレーナ シリーズ」を サイズのパッケージの した。 チャネル では， からトレンチ TOYODA Yoshiaki ， ， にし， ・ のラインアップは， の がある。 な は の の の が や を パッケージに つである。 まっている。これを した や けて， した チャネル ならびに による ， ，ステータスのおよびインダクタンスのターンオフである。 “” キなどの システム けに，インテリジェント パワー （ ， “” “ ” “ エネルギー”をキーワードに ） でのがんでいる。 の は， いる システムにされるには，， ・ ，のがまっている。 にしている。には，にデバイ では，エンジンやトランスミッション，ブレー 2012 vol.85 no.6 440 を として する スをし，グランド を ってきた。これらの パワー と， とをのチップ にを するハイサイド （ ）と，この ローサイド の とを， を うために ス・プロセス ド を している。 した の および といった の に みによる える ユニットの が できる。 のデバイ ，ならびにその の にした では， を したハイサイ シリーズ について べる。 のデバイス・プロセス とにより， に しているハイサイド では，インテリジェントパワー している を するこ パッケージに のチップの が を （ ）プロセス を てしてきた。 ゲート ） の をし，（ をして R ・A（たりのオン） のをし，のにしてきた 。 デ バ イ ス・ プ ロ セ ス パワー の して， にした ） 。これにより， の と R ・A をさせることができた。 の を は， を，のプレーナゲート からトレンチゲート である（ い パワーデバイスには，プレーナ パワー に， や デバイスの を デバイス った。また， デバイスのにえて，デバイスをす るがめるをするをした。 なデバイス に ている。ハイサイド え， ために， が バッテリで し 〉 るロードダンプサージ などに してサージを たす をした。ローサイド バイスのオン し デバイスではチップ となり， 〈 を に がほぼ ではデ となり， の はできないため，ロードダンプサージに し てはパワー でサージをたしている。 の ゲートとして，との をした。 いゲートの は，しきいが いの で，バッテリにをされるのに できる。 ， いゲート の は，し するような， でのゲート きいはくなるがゲートがいので，えば V で がなにもできる。 さらに，ののないポリシリコンデバイスや トリミングデバイスもえている。 これらをみわせることにより，のに していっそうの・ができ， 〈 〉ロードダンプサージ：オルタネータ（）がれ したなどにするサージで， が の い サージをいう。 2012 vol.85 no.6 441 また， シリーズの を に， いずれも ブロック を では， チャネル シリーズの を に ， に， を に， を に す。 たりのものである。 す。 による （ ： ， シリーズ： ） となった。さらに， ルを したハイサイド た。 に， で する ， パッケージサイズで が および ラインアップおよび は， チャネルのハイサイド である。 を ， チャネル チャネ を， する を を した していたが， サイズの に す。 442 する の に の （ターンオフ クランプ シリーズにおいても， の の ） のハイサイド にが と れたは，システ ムやとをするためのを している。 に，からモード にるまでのをす。でのピーク を 2012 vol.85 no.6 ステータス インダクタンス に パッケージにハイサイド パッケージをにしたものである。 ・ できるようになっ にクランプしており， な が れる においてもデバイスがするノイズをくえ ている。また， ピークのクランプにより， 〈 〉 にした のおよびワイヤハーネスの，にで めっきには，と きる。 は， が のをした。なお， V きくなって が がしなくなった。 に フリーはんだ（ ） をしている。 になると，オン シリーズ では，のゲートをくすることにより， のを が V した。 が V においても， のとほぼのオンをできる（ シリーズ このため，バッテリにしたをするに がしても， シリーズのを とすことなく また， をと と にして， きなクランプ を を したトレ し， を し， ，で しているので，イ ワー ったを を し， いてさまざまなパ の に していく である。 ） 。 は， チ ャ ネ ル が の べた。R ・A を ンチゲート が V ンダクタンスのターンオフをにしている （ について の をしたことで・コストにできる。 できる。 で では，ハイサイド ） 。 を に することによる けるために，オンを る。これにより， チャネル と した。また，や ほか させてい に の ワイヤを インテリジェントパワー を チャネ ほか リニア ルにそれぞれして，が，チャネルがしても， もうのチャネルへの た。 が パッケージのには， なくなるようにし ，ピッチが 〈 〉 ：。 ジは，の パッケー にしている。 2012 vol.85 no.6 443 ほか パワー デバイスのに ほかデバイス 。 デバイス ， パワー 。 デバイスのに 。 デバイス ， パワー 。 のデバイスに 。 デバイスパワー デバイスチームリーダー。 2012 vol.85 no.6 444 ， LLC Current-Resonant Control IC: “FA5760N” YAMADAYA Masayuki スイッチング を の YAMAJI Masaharu ， ノイズ るためにコンバータが が つのコンバータで に な であることなど でき， ドライバと ドにより，の ， を の YAMAMOTO Tsuyoshi が の も が されている。しかし， きくなる がある。 した は， 「 チップとし，ハーフブリッジ の を した 」を する した。 と モー のっていたをし，にできる。 “” スイッチングは，をえるに の いられる。やスペースのなに なを えるため，，，がにん を し， に， ブ ロ ッ ク を に， す。 ド ラ イ バ プロセス たに の は，の・を でいる。にのがく，トランスのが できる を に を った。 チップでしている。 ™をする がされている。 はこうしたがある ™ハーフブリッジのハイサイドおよびローサイドス で， にブリッジにおいてがしやすく， イッチをな ™で のにがある。このため，（： ）のにかかわらず コン バータをけてをさせるがある。また， ドライバ をする パ ッ ケ ー ジ に は， の ）をした。 このはににがするをえ ハイサイドとローサイドの ている。のためにをにける デューティ など，システムでつのコンバータがとなり， で である。 のがきくなるがある。 に をしている。 を シリーズ」を は に し， を は の 〜 いたコンバータの において， は，これまで，マル チチップパワーデバイス「 ピン （ ， の なと する にす。 ， してきた。 のを ・ ノイズ・を する したものである。また， ドライバ するドライバ これらの 「」を プロセスを し，ブリッジ を もしている。 をベースに， した。 とドライバ を し，のをすることでコンバータ で，かつのシステムのが である。 2012 vol.85 no.6 445 ブリッジのスイッチ に， ブリッジの な に の する を す。 （ ）のオン オフを にりえてのをする。このと きなタイミングで ないと，スイッチの のオン がし， オフを り え によっては をする。 に，ブリッジのスイッチをす。 の 2012 vol.85 no.6 446 のボディ・ダイオードにが れてい す。 が において，オン い I が が い，すなわち ，ハイサイドの から に れる にすることがある。このとき， に すとおりスイッチのがしてしまう。この はにがい，すなわち，， ，のにしやすい。これがの が に の がかせないとなっている。 このを ） る（ ，この （ がオンする ）となりの ） 。しかし，する きとなる（ する（ す る た め に は， ハ イ サ イ ド の に は がオン オードに I を により により， の を りすることがある。したがって， イオードにが えてした ，の は， に ターンオフ を えている。 する による とし を し，その を にす。 に れる かつ の が へ から するににターンオフがし，が しないことができる。 に をする の V をし， ） 。 のターンオンとなり，びにるため， であるが， におけるスイッチ P の がするにけられたしきいにした の ターンオフ に I と と ごとにこのはとなる。 するつのをえている。 を をオ でにターンオフする。ターンオフは をオンさせてはならない。そのため， は，スイッチ す V がしたからの のボディ・ダ れている に ターンオフをしている（ べるつのスイッチのにそれぞれ て，ターンオフ にハイサ すことなくローサイドの は， がアバランシェをこしたり，なサージによる により にする にオフし，そのボディ・ダイ ぶ。これは，ローサイドでもである。 なリカバリーがし，ブリッジがする。こ ，によるな から を ンさせることがである。これをターンオフと ）と，のボディ・ダイオードのリカバ リーにキャリアがにきかれることで の れるが イドの ましい く， を， の を 2012 vol.85 no.6 447 はしいため，このにはがである。 は， 「 のマルチチップパワーデバイス 」の を からの を モードに り とでを けて モードから を のに しており， の ないにおいて，がい，すなわち，オンが しつつ，にじてをもくえるよう る を する レベ のため， の V および レベル（V ，V ）を にじてりえるをし，りを れたから はほぼ のスイッチング の などのやなどのいスイッ が してい が チングので，がしてい にの のボディ・ダイオードに およ V でを ， の させ とスイッチング はさらなる ， を すよう でスイッチングするようにしている。 デッドタイム い に つのしきい にてする る。なお， ルV させるこ は のによりスイッチング ることで， びV きし， え，スイッチングを している。その に， き の をっている。 にターンオフし，す がターンオンしてするがある。これ にす。を にすとおり， するためには，ソフトスイッ チングがになるまで する のオンを つ， コンデンサを サをけ，をすることにより，をし すなわちがゼロレベルにするまでデッドタイ ている。このは，のれるに ムをすることがである。このをデッドタ のをするがなく，がしないため， イムとぶ。 がである。 ，デッドタイムは （ ）に P の のため されているが， V のを ロレベルにしていないと い は， し， するコンデン の は， がゼ したは， µ ） 。 （）までデッドタイムをする（ の をし する チャネル よりをする。これをすることで， でのシステムのシーケンスのなどがで このデッドタイムは，スイッチのだけ ある。 でなく，ハードスイッチングをするもきく， をさせるなである。 は， に と が ブリッジのスイッチ，にハイサイドのドラ する。このうちによるは，には イバ なであるため，はこのが る。は となり，にがする。にの あり， 2012 vol.85 no.6 448 は，サージに に ， のオープン・ドレイン して にい ドライバ が であ のが はこのプロセスをした。しかし， のために ら， である ， がなかったことか を し に した。 に， を から す。 とスイッチ へ をオン を を する。 て， に オフすることで， ができる。また， として の の じて を は で に を えること する する。 には， ）を と （ した。 を はのドレインを に す。 の とし， にされたのソースでされたデバイスで ある。 は，にえてカットオフがである。 これは，の らの ので をできなければ， か とスイッチ にながされ，にるためである。 のをしつつ，とするカットオフ を るためには，の を するが ある。そこで，デバイスシミュレーションをいて のを った。 ，ソース を に，ドレイン のの す。ソースの と W をし，デバイス をした。 に， カットオフにおけるシ ミュレーションとのをす。その， どおりのカットオフ を でき， の にしている。 に， を るアプリケーションの を つのコンバータです を す。に， いたシステムに と な は， を いることにより となる。 アプリケーションの に な を について す。 にを， は，， の である。にもをするマイコン などにを する リップルのを は， の えるため， コンバー タをしている。なお，リップルがの は， コンバータはである。 に，モードにおけるを す。 2012 vol.85 no.6 449 〜 は の で した ， を は し， のを し ており，のにおいてできる。 に，モードにおけるを す。たなモードのにより，の において， して の の の を，また， に なお， は の して に にも をしている。 コンバータに をすれば，さらに のが である。 「」の スイッチ の 2012 vol.85 no.6 450 のにより， の た。この について にしたによって，これまでの べ き な が の に され， ったと も，さらなる の を するお ていく は たな えている。 と り， の さまが いやすい を の する と の のに に を め パワー リート・ ディスク 。 （ ） 。 。 である。 マルチチップパワーデバイス 「 。デ バイス パワー シリーズ」 デバイスのやプロセスインテグ レーションに 。 デバイス パワー バイス。 ほか ， デ 。 マルチチップパワーデバイス「 シリーズ」 び した コンバータ コンバータ しで に スイッチング のフィールドアプリケー ションエンジニアに 。 ， 。 スイッチング シンポジウム 2012 vol.85 no.6 451 6th Generation PWM Controller IC: “FA8A00 Series” YABUZAKI Jun 「 YAMANE Hiroki シリーズ」は， の である。パッケージは により， で KOBAYASHI Yoshinori プロセス を ピンであり， であった の をなくし， したことで， で した を を の を （ ） している。 の した。さらに， した。また， キャパシタの の の を の により をしておりエネルギーとシステムのコストダウンにできる。 “ ” にけてのがまる，さまざま なにわれるスイッチングについてもや のがめられ，ごとにされてきて いる。 に，ののがきくなってきてお り，ある では， たり の が であるとされている。これはに の に たる。 ， の や，ネット ワークのがしてのシステムがえること により，のさらなるがされており， がとなっている。 では， を を や できる している。 の から ， ピンのスイッチング ， に べて に をさせ，になを した 「 （ ） シリーズ」をした。 シリーズはカレントモード る。を に す。この をした。 であ は， にスイッチ に に シリーズのを， シリーズのブロックをす。 ングをさせることで，でもを することができるスイッチング の なる と， を である。 の を えている。また， うから がして のを あるになると，スイッチングをしてバースト 2012 vol.85 no.6 452 するため， した。デバイスのと をい，をまでげることがである。 これにより，としては ，よりもいっそうの， ， は たに プロセスを を させ，これまでアナログでしていたくのブ ま ロックをデジタル することで， る。 がに なった。 スイッチングでするノイズのラインへ 〈 の を するため， である。ただし， ため などのでは， ることが の までその められている。 キャパシタ （ ）を の す。 を µ に とした に と が する 〉 による した によ の を することがとな コンデンサとも としたコンデンサである。 にする。 に に では でのを キャパシタ： によ は にするが してしまう。 では， げ までするには， ， ある。これにより， の を の を， は， りをっていた。 〈 することが キャパシタによるをする に， る 〉 キャパシタを ばれ，ノイズを キャパシタは，ライン によるの などにと があるため， が さ れている。 2012 vol.85 no.6 453 この が には の きても があるため， をしない である。 をカウント プダウンカウンタを µ ごとに ち， があるしきい になるとカウントアップを と し， た。 を め， カウント する に を によりラッチ （ するアッ し するタイプと ）するタイプがある。さらに，ラッチタイプに は，モータ などのピーク と に くしたタイプも がさらに くなると しカウント を した。また， を め， がある しきいをえないようにするリミットもせつ。 でカウントアップしているときに があるしきいまでした，とみ なしにスイッチングをするをたせた。この によりのパワー （ ）の を ぐこ とができる。ただし，をりえるタイプの では，を げたときに がより くなり，をしやすくなってしまう。そこ で，を そこで， を シリーズでは り み， にした。 に を， に の の チをして の シリーズを で し， のを の き （）をめ， が す。 に の したスイッ を シリーズは， するは， にした。 のときに µ となる。 を った するは ， を µ としてもまでに であり，に し として のデジタル のを い，は これにより， キャパシタ のをなくしたこと（ システムでのを をったがになる。 また， を と の となった。 のによって ）と にできた（ は シリーズは，システムに な をしており，ないででしたを できる。 ラッチ（） をし， としてうローサイ ドアクティブラッチは，より・ を った。さらに， のなどに える ハイサイドアクティブラッチをした。 （ブラウンアウト） がい，がになること やがくなることがあり，により してしまうがある。このような で された に，をするをした。 2012 vol.85 no.6 454 を がしきい ぐため， の で わせ，スイッチング のスイッチング トをう。に，バーストではスイッチング サーミスタ しない ができる。 を く。 にするまでに に ったときの を を した。このタイプであれば， キャパシタの をなくして でするタイプも ） 。 でバース を が くすることで きく の シリーズでは， を の を いときに は きく における に の は べて を が した。 に して の 〉： （ （ プラス があった（ 〉 で め を つ ことができた。 〈 ボードの は， きくなってしまうため， すること となり， られている いた する 〈 での に す。 しつつ，バースト すように， が を を にできた。 した。スイッチング で， に，これらの うため， となっていた。 の ことで に を してしまうことが の きな ）の では に ） 。この で， に と を して では， の して する 〜 が と になっていた。 ， を に することで， エネルギースタープログラムの ） の である。 エネルギースタープログラムは， エネルギーのためのな であり，と の ラベリング の で している。 2012 vol.85 no.6 455 の け を にし，さらに の に， を は する で を くの すよう パッケージでこれを が に を のピークがくるように いときには が を がる を えるために， ラットな を しきい の の を していく が えている。 し，さらに い， ピン が に のニーズにマッチした である。 ほか の で カレントモード 「シリーズ」 がフ できた。 スイッチング から ， の となっていた。 での う。これにより， する い， シリーズでは， えを を できる っていた。このため， に が して に を した。 する ノイズを するため， の のに デバイス 。 ， パワー ディスクリート・。 に，ノイズフィルタとしてコモンモードチョーク コイルやコンデンサをする。のノイズはパ ワー を のスイッチングであるが，スイッチング （ をすることができる をの ）させることでノイズの 。 シリーズは， とすることでをり，に するノイズマージンを スイッチング のに デバイス 。 ， パワー ディスクリート・。 することがと なった。 このにより，フィルタのやが である。 スイッチング のに デバイス ディスクリート・。 では， について 「 べた。カレントモード 2012 vol.85 no.6 456 シリーズ」 には， 。 パワー ， エネルギー エネルギー ハイブリッド ゲートバイポーラトランジスタ トランジスタ トランジスタ パワーコンディショナ パルス 2012 vol.85 no.6 457 パワー （ ）は，アダプタなどの サ ー バ， ・ ， ワーコンディショナ（ さまざまな が が （ ）などの に のスイッチング れています。 ネ） をはじめ， ， まる により ， ） ，パ し ま す。 るまで， のオン として さ エネルギー（ ， エ に を と え， ・ もあり，パワー パッケージ（ ， ）も ノ には，これま ™サーバ， ， などの でにで・ノイズのがめられていま ™ す。 ™テレビ，アダプタ，パソコンなど は， し， を と に「 シリーズ」を めてきました。これは， べ，の BV と で R ・A とのトレードオフを されたオン のパワー に したものです。 シリーズは，ドリフト を に しています。この リフト に と したスーパージャンクション は， の を の を よりもド くすることができ，R ・ A を しています。また，ゲート・ドレイン C とゲートしきい V を スイッチングのもしています。これらの により，のとスイッチング をにすることができます。 2012 vol.85 no.6 458 することで， を ， などエネルギーけ に ， し ま し た。 ， にはよりいっそうの められています。さらには， イズといった シリーズの けの のオン です。 と が している として メガソーラー（ ） パワーコンディショナ（ 」を し， は， （ に の を しました。 した ， ） 「 」 「 ， ）の メ 〈〉 ガソーラー で， タイプです。 エネルギーの であるレベルをし，スイッチ ングとフィルタをにしました。これによ り をしました。 のきげ の を まで き げることで， ロスをします。 の け のをで けとし，を してコストダウンをします。 〈〉メガソーラー： スーパーマーケットでは， のニーズが の まっています。これに えて， エネル ギー（エネ）をしたショーケース「エ コマックス シリーズ」をしました。オープンショー ケースは，エアカーテンのがに きくします。エアカーテンのと のをり，をし，に して たり（ショーケース を のモデル）の しました。 であるのエアカーテンガイド により， バランスの を り， エア カーテンのれをすることでをし ました。みによるへのをに し，をしました。 タイプは， あるエアカーテンのバラ ンスのと ヒータを エネに し，の しの しにより， しました。 れた に をで めてに してを しました。 2012 vol.85 no.6 459 （ゲートシティイーストタワー） ・ オフィスライフサービス 「」 （） （） オーム （） （・） にされているをめ，からのアーカイブスは （） （） にされているおよびは，それぞれのがするまたはであるがあります。 （） 460 でできます。 しい を えて ………………………………………………………………………………………………………………………………… 2 ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 4 と ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 12 ハイライト ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 17 の み ………………………………………………………………………………………………………………………………… 26 にやさしいエネルギーを る“ エネルギー”…………………………………………………………………………………………… 42 にエネルギーを う“ エネルギー”…………………………………………………………………………………………………… 48 エネルギーをスマートにつなぐ“エネルギーマネジメント”………………………………………………………………………………… 57 を に るパワーエレクトロニクス …………………………………………………………………………………………………… 67 ・ ・その …………………………………………………………………………………………………………………… 82 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 96 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 98 エネルギー …………………………………………………… 105（ ） ・ コンポーネントの と ……………………………………………………………………… ミニコンタクタ「 シリーズ」 …………………………………………………… サーマルリレー「 シリーズ」の …………………………………………………… 〜 ……………………………………………………………………………………………… データセンター け ………………………………………………………………………………………… ドライエア キュービクル …………………………………… ディジタル 「 シリーズ」 …………………………………………………………… およびエネルギーシステム ―「 シリーズ」の― ……………………………………………… 106（ ） 113（ ） 119（） 124（） 129（） 133（） 138（） ・コンポーネントにおけるのと ……………………………………………………… システムの ………………………………………………… ブレーカの ……………………………………………………………………………………… ・コンポーネントの ………………………… ・コンポーネントのをえるシミュレーション ………………………………………… ・コンポーネントのものつくりをえる…………………………………………………… 148（） 154（） 158（） 164（） 169（） 175（） ， と ・ 144（） ………………………………………………………………………………………………………………… 180（） ………………………………………………………………………………………………………………………………… 181（） ― ― …………………………………………………… パワーエレクトロニクス ― の となる パワーエレクトロニクス の と ………………………………… インバータ・サーボシステムの ……………………………………………………… ベクトル インバータ「 」 ……………………………… モータ「 シリーズ」 「 シリーズ」 …………………………………………… インバータ「 」………………………………… 「 シリーズ」 …………………………………… パワーエレクトロニクス ……………………………………………………………………………… の フロントエンド ……………………………………… プラットフォーム「 」 ……………………………………………………… における の ・ …………………………………………………………… データセンター けニッケル ミニ 「 シリーズ」 ………… メガソーラー け 「 」 …………………………… レベル データセンター け シリーズ ………………………………………………………… デバイス のパワーエレクトロニクス ……………………………… ， 184（ ） 188（ ） 194（） 199（） 205（） 210（） 215（） 220（） 226（） 231（） 235（） 241（） 245（） 250（） 255（） と レート・ レート， ， …………………………………………………………………… 260（） ………………………………………………………………………………………………………………………………… 262（） デバイス ……………………………………………………………………………… の と ………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ………………………………………………………………… …………………………… プリンタ の―と― これからの のと フィルムアモルファス「セル」 フィルムのモジュール フィルムの …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………… ………………… ………………………………………………………… …………………………………………… のさらなるにけて ………………………………………………………………… ………………………………………… の ………………………………………………… の ………………………………………………… アシスト ………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… のと 268（ ） 269（ ） 274（） 279（） 285（） 289（） 294（） 295（） 300（） 304（） 308（） 313（） 314（） 320（） 324（） 329（） 333（） 334（） に する への …………………………………………………………… の エネルギー・ の と ……………………………………………… ハイブリッドヒートポンプ ………………………………………………………… の ………………………………………………………………………… カップ の エネルギー …………………………………… の への ………………………………………………………………… ディスペンサ ……………………………………………………………………………………… ・ 「 」……………………………………… デジタルサイネージ 「 」 ………………………………………… セールスプロモーションマシン …………………………………………………… “ ”と“ 339（ ） 340（ ） 345（ ） 350（） 355（） 361（） 365（） 369（） 374（） 378（） ” ，ハイブリッドヒートポンプ ， と ， （ ）…………………………………………… 383（） ………………………………………………………………………………………………………………………………… 385（） ………………………………………………………………………………………………………………………… 386（） ネガワットコストとパワーエレクトロニクス ……………………………………………………… パワー の と ………………………………………… …………………………………… マルチレベル モジュール ……………………………………………………………… モジュールの …………………………………………… モジュール におけるデバイス・ ・ の シミュレーション ……………………………………………………… 「 シリーズ」 の ― タイプ「 パッケージ」― ……………………………………… モジュールの ………………………………………………………………… 「 シリーズ」 モジュールの ―フレキシブル ― ……………………………………………………… インバータエアコン ………………………………………………… モジュールの ………………………………………… 「 シリーズ」 …………………………………………… 「」 ………………………………………………… 「 シリーズ」 …………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… 391（ ） 392（ ） 398（） 403（） 408（） 413（） 418（） 422（） 426（） 430（） 435（） 440（） 445（） 452（） 457（） 458（） 2012 Vol.85 No. 6 特集 エネルギーマネジメントに貢献するパワー半導体 をするために，・などの エネルギーのや，そのエネルギーをにするパワーエレ クトロニクスへのがにきくなっています。このに えるため，では，エネルギーがく，ノイズで にやさしいパワーをしてきました。パワーは，エ ネルギー，，，インフラ，などくの にされています。では，パワーエレクトロニクスのキー デバイスであるパワーについて，のおよびをし ます。 表紙写真 「シリーズ」 通常号_h2-3_3mm.indd 1 12/11/09 13:28 2012 Vol.85 No. 6 2012 Vol.85 No.6 富士電機技報_85-6 h1-4_3mm.indd 1 12/11/09 13:26