カジ 旅 アプリ
富士時報
第74巻第2号（2001年）
パワー半導体特集
関 康和
カジ 旅 アプリおける最近のパワー半導体開発の経過を振り返る。これまでのカジ 旅 アプリおけるパワー半導体としてのトランジスタやIGBT の開発経緯などを，デザインルールの推移や，デバイス容量の推移などの図を用いて概説する。また開発の最前線として代表的なパワーMOSFET ，IGBT ，そしてアセンブリ技術について，それぞれSuper FAP ‐ G シリーズ，EconoPACK ‐ Plus ，そしてSnAg系の新はんだ材料におけるモジュールの信頼性について概説する。
佐藤 卓・小林 靖幸
産業用インバータなどの電力変換装置においては，装置の小型化，高信頼性化の要求が高まってきている。このたび，カジ 旅 アプリでは，入力ダイオードブリッジ，出力IGBT ブリッジ，ダイナミックブレーキ用IGBT ，ケース温度保護用サーミスタに加え，直流中間コンデンサの突入電流制御用のサイリスタを1 パッケージに封入した製品を開発し，装置設計の簡素化を可能とした。
・別田 惣彦
産業用インバータなどの電力変換装置では40kW から1MW クラスの大容量品の需要が高まっており，これに使用される電力変換用半導体素子にはさらなる小型化，高信頼性化，大電流化，高性能化，使いやすさが求められている。これらの要求に対しカジ 旅 アプリは，大電流定格6個組IGBTモジュール「EconoPACK ‐ Plus」を製品化する。この製品は新世代IGBT/FWD適用による従来比約20％の損失改善（高性能化），サーミスタ内蔵による高精度な温度検出（高信頼性化），従来比約50％のベース面積削減（小型化），並列接続容易なパッケージ，チップ特性（大電流化）を実現する。
山田 忠則・黒崎 淳・阿部 和
電気・電子機器に対する省エネルギー対策が進む中，これらの機器に搭載されているスイッチング電源に対しても，いままで以上の低消費電力化，高効率化，低待機電力化のニーズがある。カジ 旅 アプリニーズを踏まえ，高精度加工技術を用いてストライプセル設計の最適化を行い，オン抵抗‐ ターンオフ損失のトレードオフ特性を改善することで，低損失，超高速スイッチングを実現したパワーMOSFET を開発・製品化した。
鳶坂 浩志・大江 崇智・市村 武
自動車用電子制御装置は年々増加の一途をたどっており，自動車電装メーカーでは，その小型，高性能，低コスト化を切望している。このたび，駆動・制御・保護などの回路と，パワーデバイスをワンチップ化したハイサイド高機能MOSFET F5045Pを開発中であるので紹介する。F5045Pの特徴は次のとおりである。(1)定格・パッ ケージ：50V ，1A ，SOP‐8 ，(2)過電流・過熱検出機能の内蔵，(3)最低動作電源電圧3 V ，(4)静止電源電流100μA ，(5)オン状態保持用として2入力端子構成。
太田 裕之・寺沢 徳保
スイッチング電源は低消費電力，高調波・ノイズの低減など環境への配慮が求められている。そのため一つのコンバータでこれらの要求に対応できる電源を開発し，専用マルチチップパワーデバイス「M‐POWER」として商品化した。特徴は次のとおりである。
(1) 高効率：スナバエネルギー回生
(2) 待機時入力電力3W以下でエナジー2000適合：サブ電源不要
(3) 高調波規制IECクラスD適合：アクティブフィルタ回路不要
(4) ラッチ停止付き保護による保護機能の充実
梅本 秀利・古島 達弥
インターネットなどによる急激なカジ 旅 アプリ化社会の発展に伴い，携帯電子機器やカジ 旅 アプリ通信の分野では，さらなる小型・軽量化，省エネルギー化，高効率化が求められている。これらの市場要求に対応すべく，放熱特性を確保したフラットリード構造を適用し，かつ，素子高さを従来品の約60％まで薄くした大電流・超薄型パワーSMD「SDシリーズ」および「TFPシリーズ」を開発・製品化したので，その概要について報告する。
久保山 貴博・渡島 豪人
最近の電子レンジの技術動向として，高周波出力の高出力化，高周波駆動型電子レンジの駆動周波数の増加がある。また，調理室（庫内）の有効容積率の改善に伴い，電源スペースは狭小となり，使用される高圧ダイオードには今まで以上の低損失駆動が求められる。一方，マグネトロンの異常放電による高サージ耐量の確保も必要とされる。カジ 旅 アプリ背景を踏まえ，低損失かつ高サージ耐量を実現した新規チップ設計による電子レンジ用高圧ダイオードを開発した。
藤井 岳志・
・松原 邦夫
IGBT 素子の高耐圧・大容量化の要求に対し，4,500V の耐圧で2,000A および1,200A の電流容量を有する平型IGBTを開発した。パッケージ構造の改善と，内蔵するIGBT，ダイオードチップの設計の最適化により，高い長期信頼性を実現するとともに，素子の高破壊耐量化が図られている。また，高いラプチャー耐量を持ち，平型構造を生かした直列接続による装置適用が容易となっている。現在さらなる素子特性の改善と，システムへの適用を進めている。
北村 祥司・松井 俊之
スイッチング電源においては，最近の高調波ノイズ規制の動きも相まって，力率改善回路への要求が高まっている。
力率改善回路のスイッチング損失を低減し，低ノイズとするには，ダイオードの逆回復電流の低減とソフトリカバリーが重要なポイントとなる。そのため，素子動作シミュレーション技術を活用し，素子構造の最適化を図ることで，逆回復電流を従来レベルの約半分で，しかもソフトリカバリーな600V スーパーLLD を開発した。
両角 朗・山田 克己・宮坂 忠志
パワー半導体モジュールの信頼性において最も重要視されるパワーサイクル信頼性について，寿命向上のための設計技術を紹介する。シリコンチップ接合部にPb 基はんだを用いるIGBTモジュールのパワーサイクル寿命は，実使用温度域でははんだ接合部の寿命が支配的である。そこで，はんだ接合部寿命の改善を行うべく，高強度で濡れ性に優れたSnAg系鉛レスはんだ材料を新たに開発した。シリコンチップ接合部に新開発のSnAg系はんだを適用し，パワーサイクル寿命の向上を達成した。さらに，破壊メカニズムを明らかにした。
長畦 文男・田上 三郎・桐畑 文明
FWD においてその通電期間が1μs以下で起こるクリティカルな逆回復現象を，1,800V/800A IGBTモジュールを用いて実験的に調べた。この場合，きわめて高いdv/dtとスパイク電圧および電圧・電流の振動が観測される。この現象は短い通電期間による，nベース中へのキャリヤ注入が少ないことに起因する。また，電圧・電流の振動はFWDチップの完全な空乏化と，外部回路間のLC共振である。このように，素子の定格電圧を超える高いスパイク電圧は，FWDチップエッジのガードリング部にくさび状損傷を残す素子破壊に通じる。
-
注
-
本誌に記載されている会社名および製品名は、それぞれの会社が所有する商標または登録商標である場合があります。著者に社外の人が含まれる場合、ウェブ掲載の許諾がとれたもののみ掲載しています。