IGBT-Module Sperrschichttemperatur bis +200 °C

Um die Lebensdauer von IGBT-Modulen zu erhöhen, muss die Verbindungstechnik verbessert werden. Eine solche neue Technik verzehnfacht die Lebensdauer und ermöglicht Sperrschichttemperaturen von bis zu +200 °C.

Um den Faktor 10 soll sich die Lebensdauer von IGBT-Modulen mithilfe der Verbindungstechnik ».XT« von Infineon Technologies erhöhen. Alternativ kann die Leistungsdichte um bis zu 25 % erhöht werden. Die neue Technologie unterstützt Sperrschicht-Temperaturen von bis zu +200 °C. Damit möchte das Unternehmen den steigenden Anforderungen an neue Applikationen in Bezug auf die Anzahl der möglichen Schaltzyklen sowie einer höheren Leistungsdichte und den Einsatz bei höheren Temperaturen begegnen. Dies ist beispielsweise in Nutzfahrzeugen oder Windkraftanlagen wichtig.

In IGBT-Modulen beanspruchen Lastwechsel die modulinternen Verbindungen durch Temperaturänderungen. Die unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten der einzelnen Schichten verursachen thermischen Stress, der letztlich zu Materialermüdung und Verschleiß führen kann. Die .XT-Technologie deckt alle kritischen Bereiche für die Lastwechselfestigkeit (Power Cycling) ab: die Bondverbindungen auf der Chip-Oberseite, die Rückseitenlötung der Chips und die Lötung DCB/Bodenplatte (Direct Copper Bond).

Die neue modulinterne Technik kann sowohl in den meisten der bisherigen Gehäusen von Infineon genutzt werden als auch in neuen Modulgehäusen. Alle drei neuen Technologien sind für die Standardprozesse des Herstellers adaptierbar und ideal für die Volumenfertigung. Als erstes Produkt auf Basis von .XT steht das »PrimePACK 2«-Modul »FF900R12IP4LD« zur Verfügung. Das Modul mit Dual-Konfiguration liefert 900 A und basiert auf »IGBT4«-Chips mit einer Sperrschichttemperatur von +150 °C.