BSM250D17P2E004 : 고신뢰성 1700V Full SiC 파워 모듈：고온 고습 환경에서 업계 최고 수준의 신뢰성 실현

로옴은, 옥외 발전 시스템 및 충방전 시험기 등의 평가 장치를 비롯한 산업기기용 전원의 인버터, 컨버터용으로 업계 최고 수준*의 신뢰성을 실현한 1700V / 250A 정격 보증 Full SiC 파워 모듈 「BSM250D17P2E004」를 개발하여 공급하고 있습니다.

*2018년 10월 조사

수요가 높아지는 1700V 내압 Full SiC 파워 모듈

최근 SiC는 저전력 성능을 바탕으로, 자동차 및 산업기기 등에서 1200V 내압품을 중심으로 채용이 진행되고 있습니다. 또한, 시스템의 고전압화와 더불어 1700V 내압품의 수요가 증가하고 있습니다. 그러나, 1700V 내압 제품의 경우, 신뢰성의 관점에서 SiC로의 상품화가 어려워, 주로 IGBT가 사용되어 왔습니다.

로옴이 개발한 1700V 모듈은, 새로운 칩 코팅 재료와 공법을 도입함으로써, 절연 파괴를 방지하여 리크 전류의 증가를 억제하는데 성공하였습니다. 또한, 고온 고습 바이어스 시험에서 1,000시간을 초과해도 절연 파괴를 일으키지 않는 높은 신뢰성을 실현하였습니다.

고온 고습 환경에서 업계 최고 수준의 신뢰성 확보

1700V Full SiC 파워 모듈 BSM250D17P2E004는 칩의 보호 대책으로서 새로운 코팅 재료를 사용하고, 새로운 공법을 도입함으로써, 고온 고습 바이어스 시험 (HV-H3TRB : High Voltage High Humidity High Temperature Reverse Bias)을 통과할 수 있었습니다.

BSM250D17P2E004 및 동등한 IGBT 모듈에 대해, 85℃ / 85%의 고온 고습 환경에서 1360V를 인가한 HV-H3TRB 고온 고습 바이어스 시험을 실시하였습니다. 그 결과, IGBT 모듈은 비교적 빠른 시간에 절연 열화 또는 파괴로 인한 리크 전류의 증가가 나타나 1,000시간 이내에 고장에 이르렀습니다. 반면에 새롭게 개발한 SiC 파워 모듈은 1,000시간이 경과해도 절연 파괴가 발생하지 않아, 높은 신뢰성을 확보했음을 확인할 수 있었습니다.

한차원 높은 ON 저항 저감으로 기기의 저손실화를 추진

BSM250D17P2E004는, 모두 로옴의 SiC SBD (쇼트키 배리어 다이오드)와 SiC MOSFET로 구성되어 있습니다. SiC SBD와 SiC MOSFET를 최적으로 배치함으로써, 동등 수준의 일반 SiC 모듈에 비해 ON 저항을 10% 저감하였습니다. 이에 따라, 어플리케이션의 에너지 손실을 한층 더 저감할 수 있습니다.

＜SiC 파워 모듈 라인업＞

품명	절대 최대 정격 (Ta=25℃)						인덕턴스 (nH)	패키지	서미스터	내부 회로도※
	VDSS (V)	VGS (V)	ID (A) 〔Tc =60℃〕	Tj max (℃)	Tstg (℃)	Visol (V) 〔AC 1min.〕
BSM080D12P2C008	1200	-6~22	80	175	-40~125	2500	25	C type 45.6x122x17mm	–
BSM120D12P2C005			120
BSM180D12P3C007		-4~22	180
BSM180D12P2E002		-6~22	180				13	E Type 62x152x17mm	○
BSM300D12P2E001			300
BSM400D12P3G002		-4~22	400				10	G Type 62x152x17mm
BSM600D12P3G001			600
BSM250D17P2E004	1700	-6~22	250			3400	13	E Type 62x152x17mm

※ Chopper 타입 라인업도 구비

※로옴 홈페이지에 SiC 파워 모듈의 전체 라인업이 게재되어 있으므로 참조하여 주십시오.

※본 기사는 2018년 12월 시점의 내용입니다.