パワーモジュールパッケージの高耐熱化・低熱抵抗化の技術動向

パワー半導体モジュールは高電圧大電流を扱い、高い放熱性、絶縁性、信頼性が求められるため、構成材料は数多く構造が複雑になっている。従来のSi 半導体に加えて、高温動作が可能なSiC半導体の登場により、パワーモジュールに対する低熱抵抗化・高耐熱化の要求が高まっている。 　今回は構成材料ごとに国内外の実例を交えて開発動向を網羅的に解説したい。

1. はじめに〜パワー半導体の動向
2. パワーモジュール実装技術と要求事項
3. パワーモジュールの類型
   1. 半導体素子と動作温度
   2. パッケージ形状・封止
   3. 絶縁
   4. 放熱冷却
4. ダイトップ
   1. 各種ウェッジワイヤボンディング
   2. クリップ構造
5. ダイアタッチ
   1. 各種高温鉛はんだ代替材料
   2. 焼結接合材 (加圧・無加圧)
   3. 両面焼結構造そ
6. サブストレート
   1. 各種絶縁セラミック基板と低熱抵抗放熱構造
   2. 絶縁樹脂基板 (IMB)
7. 電動車用パワーモジュールの実例紹介
   1. 片面直接冷却ケースモジュール
      • Infineon HybridPACK Drive 等
   2. クリップ構造採用片面間接冷却モールドモジュール
      • STMicroelectronics STPak 等
   3. 両面冷却モールドパッケージ