富士电机技术期刊

专辑：有助于能源管理的功率半导体

为防止全球气候变暖，限制CO2排放至关重要。以实现节能减排为目的，太阳能发电和风力发电等可再生能源的发展和HEV、EV等汽车的电动化都在不断推进。因此，为了高效、稳定的使用电能，在电力电子领域，人们对作为核心器件的功率半导体的期待日益高涨。在与电力电子装置小型化和高效率息息相关的功率半导体方面，富士电机面对多种领域不断研发，并将其产品化。
本专辑将针对富士电机的功率半导体，介绍最新技术和产品。

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搭载有SiC沟槽型栅MOSFET的All-SiC模块

中泽　将刚　?　大长　规浩　?　辻　　　崇

随着人们要求电力转换装置进一步高效化、小型化、大容量化，对可满足这些要求的SiC模块产品化的期待也越来越高。富士电机过去通过独创的新封装结构，将最大额定容量1200V/100A的All-SiC模块成功产品化。这一新封装结构实现了SiC模块的高性能化和高可靠性。富士电机为扩大额定容量，这次新开发出了大容量新封装结构。在本封装中通过安装兼具低导通电阻和高速开关特性的SiC沟槽型栅MOSFET，实现了额定容量1200V/400A的All-SiC模块。

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配电设备用3.3kV 耐压All-SiC模块

谷口　克己　?　金子　悟史　?　熊田惠志郎

富士电机参与了国立研究开发法人新能源产业技术综合开发机构（NEDO）的项目，正致力于开发在太阳能发电等分散型能源大量导入时可稳定电网的配电设备和控制系统。富士电机开发出该配电设备用的3.3kV耐压All-SiC模块，相比传统的Si-IGBT模块，使变频器产生的损耗降低了64%。由此，实现了可安装于单根电线杆上的小型轻量的配电设备，而使用传统的Si-IGBT模块时，由于尺寸上的限制这是无法做到的。

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第7代“X系列”1700V IGBT模块“PrimePACK?”

山本　拓也　?　吉渡　新一　?　冈本　有人

产业、民生、汽车等领域以及可再生能源领域中使用的电力转换装置用大容量IGBT模块的需求正在扩大。在第7代“X系列”IGBT 模块系列中，富士电机开发出了新产品“PrimePACK?”。本产品通过改善半导体芯片特性来降低电力损耗，以及使用新开发的高散热绝缘基板来大幅降低热阻。此外，通过提升ΔTvj功率循环耐量和绝缘用硅胶的耐热性，将连续运行保证温度从过去的150℃升高到175℃，实现了传统技术难以做到的最大额定电流1800A的产品。

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大容量SiC混合模块“HPnC”

关野　裕介　?　三本　孝博　?　森谷　友博

富士电机开发了用于电铁和太阳能发电、风力发电领域的大容量功率模块“HPnC”。芯片技术中，适用了第7代“X系列”的技术，降低了芯片损耗。封装中，绝缘基板使用了氮化铝（AlN）陶瓷，基座材料中还使用了镁和碳化硅的复合材料（MgSiC）。主端子结构采用了层压结构，从而将内部电感降低到10nH，并利用超声波端子接合方式，满足了RoHS指令的要求。运用这些技术后，与过去的HPM相比，电流密度增加了12%，实现了高电流密度化。

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第7代“X系列”产业用RC-IGBT模块的系列化

山野　彰生　?　高崎　爱子　?　市川　裕章

为满足IGBT模块小型化、低损耗化、高可靠性化的市场要求，富士电机开发了将IGBT和FWD单芯片化的RC-IGBT（逆导型IGBT），推进了额定电压1200V的第7 代“X系列”产业用RC-IGBT模块的系列化，并新开发了“Dual XT”。相比第6代“V系列”产业用IGBT模块“Dual XT”的最大额定电流600A，新产品将额定电流扩大到了1000A。而与采用相同封装的传统产品比较，大幅改善了实际运行时芯片的接合温度和接合温度上升的问题。有望实现电力转换装置输出的进一步提高和长寿命化。

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车载用大容量IGBT模块“M660”

大泽　彰浩　?　樋口　惠一　?　仲野　逸人

车载用IGBT模块为了高效利用电池的电力，不仅要降低损耗，还需要进一步小型化、轻量化。同时，也必须实现大容量化。为满足这些要求，富士电机开发了直接水冷式功率模块“M660”。在将传统内部配线的引线焊接方式改为引线框架结构的同时，还采用了改善了特性的RC-IGBT（Reverse-Conducting IGBT：逆导型IGBT）和水冷套一体型的冷却结构，从而实现了通用6 in 1 IGBT模块世界最大容量的额定750V/1200A。

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第6.5代车载用压力传感器

鹈泽　良平　?　西川　睦雄　?　田中　贵英

现在，人们强烈要求汽车能降低对环境的压力。引擎高效化和尾气净化的控制系统中不可缺少的车载用压力传感器，被要求具备高温运行性能、耐腐蚀性、耐带电性以及实现小型化等。为满足这些要求，富士电机开发了第6.5代车载用压力传感器。以第6 代产品为基础，增加了对尾气、气化燃料的耐腐蚀性能和耐带电性能，提升了传感器精度的可靠性，并实现了小型化。此外，通过优化温度特性，实现了150℃下的运行保证，并追加了分离诊断电压区和一般的输出电压范围，防止误检测的钳位功能。

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650V耐压PWM电源控制IC“FA8A80系列”

日朝　信行　?　远藤　勇太　?　狩野　太一

对电子设备中的开关电源，节能、削减使用材料的必要性日益增强，同时，高效化、低待机电力化以及削减零部件数量的需求也日益强烈。富士电机延续了“FA8A60系列”高效率，低待机电力的特点，开发出可进一步实现电源装置小型化、提升安全性的650V 耐压PWM 电源控制IC“FA8A80系列”。该系列产品将高压输入端子的最大施加电压从500V 提高到650V，实现高耐压化的同时，提升了浪涌电压耐量。此外，在各种保护功能方面，保持了与传统产品同等的特性，从而可以有效利用现有资料来设计电源。

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DFN8×8封装的“Super J MOS S2系列”、“Super J MOS S2FD系列”

岛藤　贵行　?　渡边　荘太　?　松本　和则

富士电机将采用了超结结构的第2 代低损耗SJ-MOSFET“Super J MOS S2系列”和“Super J MOS S2FD系列”，搭载在比传统的D2-PACK 封装更小更薄的贴片型DFN8×8 封装上，并实现了系列化。本封装将电极片配置在封装的背面，结构中不带导线端子。相比D2-PACK，安装面积减少了58%，封装高度为0.85mm，因此可实现高密度安装。为实现开关动作的高速化，还设置了子源极端子。

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