Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie
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IGBTs
Der kompakteste Elektroantrieb der Welt
Unser Leuchtturmprojekt zu diesem Thema ist ATEM InMOVE - ein Verbundprojekt der verschiedenen Partner aus Wissenschaft und Industrie. Im Rahmen des Projekts erforschten die beteiligten Firmen Technologien zu einem Antriebskonzept für modular verteilte Elektroantriebe hoher Drehzahl und damit seitens der E-Maschine hoher Leistungsdichte.
IGBT: Spezifikationen und technische Details
Tabellenreiter rechts aufklappen:
Spezifikation des IGBT
| Parameter | Zielwert | Layout | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Temperatur | 25°C | 125°C | 150°C | 175°C | |||
| Spannung |
[V] | 1200 | |||||
| NennstromInom | [A] | 200 | |||||
| Frequenz f | [kHz] | 13,5 | Modul-Grobspezifikation | ||||
| VCEsat (Trade-Off Rg = 1 Ω) abhängig | [V] | 1,95 | 2,2 | 2,24 | x | IE-IGBT | |
| Vorwiderstand RG | Ω | 1 | |||||
| Mechanische-Abmessungen: | |||||||
| Chip-Abmessungen | [mm2] | 15,92 x 12,01 | |||||
| Gate-Pad Position | Rand-Mitte | ||||||
| Chip-Fläche (ohne Gate) (PAD) | [mm2] | 153 | |||||
| Chip-Dicke | [µm] | 120-140 | |||||
| 1) Verlustleistung: aus Datenblatt Referenzmodul, internal Rg = 4,7, RGoff = 0,91 Ω, 30 nH, 25°C) | |||||||
| Eon (1200 V, 200 A) | [mJ] | 10,5 1) |
|||||
| Eof (1200 V, 200 A) | [mJ] | 11 1) | |||||
| Etot = Eon + Eoff | [mJ] | 21,5 1) | |||||
| Kurzschlusszeit, tsc | mit IE: 7,5 µs (150°C, 800V) ohne IE: max 7 µs (25°, 900 v) | ||||||
| Metallisierungsaufbau | |||||||
| Vorderseite | [µm] | tbd. | Sinterfähig: Ni-Au oder Ni-Pd-Au elektroless | ||||
| Rückseite | [µm] | Ti 50 / Ni 100 / Ag 1000 | |||||
Technische Details zu den Modulaufbauten
| Technologie | STD | IEP5 | IEP5 | IEP4 |
|---|---|---|---|---|
| Modulaufbau | Lead-Frame 5 µm Pitch offenes Modul |
Lead-Frame 5 µm Pitch offenes Modul |
"Moldmodul" 5 µm |
"Moldmodul" 4 µm |
| 1. Modulserie (Mod1) | 2. Modulserie (Mod2) |
3. Modulserie (Mod3) |
4. Modulserie (Mod4) | |
| Aufbautechnik, Vorderseite | Alu Drahtbond auf N/Au bzw. Al | Alu Drahtbond auf Ni/Au bzw. Al | DBB auf Ni/Au Cu Drahtbond auf DBB | DBB auf Ni/Au Cu Drahtbond auf DBB |
| Aufbautechnik, Rückseite | Ti/Ni/Ag +Sintern auf DCB | Ti/Ni/ag + Sintern auf DCB | Ti/Ni/Ag + Sintern auf DCB | Ti/Ni/Ag + Sintern auf DCB |
| IGBT | STD 1. Generation | IEPS 2. Generation | IEPS 3. Generation |
IEP4 5. Generation |
| Rg, IGBT_intern | 0,7 Ω | 0,7 Ω | 0,7 Ω | 0,7 Ω |
| Metall: Emitter |
Ni/Au | Ni/Au | Ni/Au | Ni/Au |
| Metall: Kollektor | Ti/Ni/Ag |
Ti/Ni/Ag | Ti/Ni/Ag | Ti/Ni/Ag |
| Diode: Metall: Anode | SMIKORN, SKCD_81_C_120_I4F | |||
| Al | Al | Ni/Au | Ni/Au | |
| Metall: Kathode | lötbar, Ni/Ag | lötbar, Ni/Ag | lötbar, Ni/Ag | lötbar, Ni/Ag |
