Leistungshalbleiter für Hybrid- und Elektrofahrzeuge
Das optimale Chipgehäuse einsetzen
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
Optimale Gehäusetechnik
In zunehmendem Maß sollen die Fertigungskosten sinken, die Gate-Ansteuerung vereinfacht sowie die Anzahl parallelgeschalteter IGBTs und Dioden reduziert werden. Deshalb ist in der Regel eine Lösung mit großem Chip notwendig. Da moderne IGBT- und Dioden-Technologien auf Ultra-Thin-Wafer-Technologien basieren, können der Aufbau, die Verarbeitung und sogar das Testen solcher Halbleiter recht anspruchsvoll sein, wenn von traditionellen diskreten Gehäusen wie dem Super-TO-247 Abstand genommen wird. Aus diesem Grunde ist ein diskretes Gehäuse sinnvoll, das einen großen IGBT- und Dioden-Chip aufnehmen kann. Das CooliR²DIE ist eine solche Lösung. Das DBC-Gehäusepaket enthält ein IGBT- und Dioden-Paar für 680 V und 300 A; jeder Chip hat eine Solderable-Front-Metal-Oberfläche zusammen mit vorgefertigten Löt-Bumps (Bild 4).
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Das bleifreie CooliR²DIE wird auf seinen Nennstrom getestet und auf Band gegurtet. Dadurch lassen sich dünne 300-A-IGBT- und Diode-Produkte verarbeiten, auch unter Zuhilfenahme einer Pick-and-Place-Maschine auf ein Substrat mit Lötpaste. Das Aufschmelzen dieses Teils auf das Substrat ersetzt den Wire-Bonding-Schritt, der normalerweise mit dem Bau eines Hochleistungsmoduls verbunden ist. Drahtbonding wird insgesamt vermieden, was die Zuverlässigkeit und die Ausbeute erhöht und gleichzeitig Kosten, parasitäre Widerstände und Induktivitäten reduziert. Die in zwei Versionen – Die up und Flipped Die – lieferbaren Bausteine können kompakte Halbbrücken-Layouts auf Single-Layer-Substraten bilden, ohne dass komplizierte Routing-Muster erforderlich sind (Bild 5).
Tatsächlich ermöglicht die elektrische Verbindung zwischen beiden Enden des Gehäuses sogar die Verwendung des Gehäuses als Bus-System, wodurch einige neuartige Umrichter-Layouts möglich werden, die sich leicht nach unten skalieren lassen (Bild 6).
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- Diode und IGBT - Hand in Hand
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