TOKYO-Toshiba Electronique Devices & Storage Corporation (« Toshiba ») a développé un package sans souci pour les modules de puissance en carbure de silicium (SiC) qui double leur fiabilité et réduit leur empreinte de 20% .

Le SiC réalise des tensions plus élevées et des pertes plus faibles que le silicium, et est largement considéré comme le matériau de nouvelle génération pour les appareils de puissance. Alors que l'utilisation se concentre désormais sur les onduleurs pour les trains, un déploiement plus large dans lesTension des applications se profilent à l'horizon, y compris dans les systèmes d'énergie photovoltaïque et les équipements automobiles.

La fiabilité est la principale préoccupation qui a une utilisation limitée des dispositifs SiC. L'application dans les modules de puissance haute tension exige que non seulement le Semi-conducteurs puce, mais aussi le package lui-même offre une fiabilité de haut niveau. Toshiba a atteint cet objectif avec une nouvelle technologie de frittage à l'argent (Ag) pour le collage des matrices.

Avec les boîtiers SiC actuels, il est difficile de supprimer l'augmentation de la résistance à l'état passant des puces au fil du temps, car des densités de puissance et des fréquences de commutation plus élevées entraînent une détérioration de leur soudure. Le frittage Ag réduit considérablement cette détérioration. La résistance thermique de la couche frittée Ag est également la moitié de celle d'une couche soudée, ce qui permet aux puces de module être rapprochés, ce qui permet d'obtenir un encombrement réduit.

Toshiba a baptisé le nouveau package iXPLV et l'appliquera à la production en série de modules d'alimentation SiC de classe 3.3 kV à partir de la fin de ce mois. Les détails de la technologie ont été rapportés le 5 mai à PCIM Europe, une puissance internationale semi-conducteur conférence tenue en ligne.

Notes

[1] Toshiba définit la fiabilité comme le temps écoulé jusqu'à l'occurrence d'un changement de tension de 5% dans un test de cyclage de puissance, un test reconnu de fiabilité des semi-conducteurs. Pour un module fritté Ag, le temps est environ deux fois plus long que pour le module soudé de Toshiba.
[2] Le nouveau boîtier a une empreinte de 140 × 100 mm, 23% plus petite que celle du boîtier 140 × 130 mm actuel de Toshiba.
[3] L'axe X dans le graphique est le nombre relatif de fois qu'un ensemble de cycles entre l'activation et la désactivation. Le test de cycle de puissance évalue la détérioration du semi-conducteur après de nombreux cycles. Toshiba définit le nombre de cycles qui entraîne une variation de tension de 5% dans le module de soudure comme «1».