PCIM PCIM zeigt: Gesinterte IGBT-Module steigern Leistungsfähigkeit

Die Starpower Europe AG, europäische Tochtergesellschaft des Leistungshalbleiter-Herstellers Starpower Semiconductor Ltd., entwickelte in ihrem R&D-Center gesinterte IGBT Halbbrückenmodule und zeigte diese anlässlich einer Pressekonferenz auf der PCIM in Nürnberg, der Messe für Leistungselektronik.

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Haltbarkeit des Primepack durch sintern deutlich gesteigert

Laut Christian Kroneder, Leiter R&D Center Europe bei Starpower sei es so, dass die Zuverlässigkeit durch den Einsatz der Sinter-Technik bei Primepack-Modulen mit 1400 A, 1200 V im Vergleich zu gelöteten deutlich erhöht werde. Für Hochleistungswechselrichter im Bereich Windenergie, Automotive und Industrieantriebe werde durch die erhöhte Kontaktfestigkeit zwischen Chip und Substrat die Umrichter-Lebensdauer mit gesinterten Modulen verlängert. Power Cycling Tests ergaben eine bis zu 10-fach höhere Betriebsdauer, so Kroneder.

Neue Möglichkeiten durch Sintern

„Die Vorteile der Sintertechnologie sind vielfältig“, erklärt Kroneder. „Je nach Anforderung kann der Kunde verschiedene Varianten zwischen Ausgangsleistung und Lebensdauer wählen, denn durch Sintern der Chips wird die Chiptemperatur um 25 °C auf 175 °C erhöht.“ Entweder steige dadurch die Ausgangsleistung eines Umrichters bei gleicher Zuverlässigkeit oder das Modul könne bei der üblichen Temperatur von nur 150°C betrieben werden und habe dadurch eine höhere Lebensdauer.

Niederinduktive Hochleistungsmodule mit Siliziumkarbid und Sinter-Technologie

Mit neuen Chipmaterialien wie Siliziumkarbid (SiC) werden laut Kroneder Module stetig weiterentwickelt, um Schaltgeschwindigkeit, Schaltverluste und Temperaturbeständigkeit zu verbessern. Denn SiC-Komponenten erlauben eine Anhebung der Schaltfrequenz bis zu 100 kHz. In Kombination mit der Sinter-Technologie entwickle Starpower ein extrem niederinduktives Package, mit dem Ziel ein innovatives Hochtemperaturmodul bis zu 200 °C anbieten zu können. Damit sei Starpower Trendsetter und Vorreiter bei der Entwicklung von niederinduktiven Hochleistungsmodulen.

„Mit innovativen Materialien und modernen Packaging-Technologien setzen wir den nächsten Meilenstein für unser Wachstum in Europa“, erklärt Peter Frey, Managing Director StarPower Europe AG. „Viele Großkunden sind von der hervorragenden Qualität unserer Leistungshalbleiter und unserer Innovationskraft überzeugt. Hinzu kommt unsere Flexibilität aufgrund schlanker Hierarchien und kurzer Entscheidungswege, ein wesentlicher Vorteil um kundenspezifische Lösungen zu bieten.“

Allerdings müssen die Anlagen für eine Serienproduktion erst aufgebaut werden, dies dauere 10 Monate, so Kroneder.

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