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Auch die Module der T-Reihe nutzen IGBTs der 7. Generation

Ab dem 30. September 2017 erweitert Mitsubishi Electric mit 17 neuen Bausteinen die bestehenden 650- und 1200-V-IGBT-Modelle seiner T-Baureihe für reduzierten Leistungsverlust und weiter erhöhte Zuverlässigkeit in Industrieanlagen. Bestückt mit IGBTs der 7. Generation (Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode) sorgen die neuen für 1700 V ausgelegten Module für eine geringe Verlustleistung und hohe Zuverlässigkeit in der Anwendung. Die Modulspezifikationen erfüllen alle Anforderungen der Hersteller von Universal-Wechselrichtern, USV-Systemen, Photovoltaik-Anlagen, Anlagen zur Energieerzeugung durch Windkraft, Servoantrieben, Aufzügen und sonstiger Industrieanlagen.

Grundsätzlich sind alle 17 Neuvorstellungen der T-Produktfamilie für eine breite Auswahl an Wechselrichterkapazitäten vorgesehen. 12 der neuen Modelle wird es mit NX-Gehäuse geben (sechs mit Lötanschlüssen und sechs mit Einpressstiften) für Bemessungsströme von 100 bis 600 A; fünf Module werden im Standardgehäuse für 75 bis 300 A geliefert. Durch die erweiterte Produktpalette sind in beispielsweise Photovoltaik-Anlagen dann Wechselrichter-Kapazitäten für 690 V (AC-seitig) und 1000 V (DC-seitig) möglich.

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Die gegenwärtige Gehäusetechnologie erhöht die Zuverlässigkeit des bestehenden Standardgehäuses, dennoch bleibt die verbesserte innere Struktur mit dem Standardgehäuseformat kompatibel. Ein neuartiges Isolationsmaterial im Substrat sowie eine Verbesserung des internen Elektrodenaufbaus ermöglichen eine Verlängerung der durch Temperaturschwankungen beeinträchtigten Lebensdauer. Ferner ist die innere Induktivität niedriger und so die Funktionssicherheit der Anlage höher.

Verlustleistung und elektromagnetische Interferenzen (EMI) ließen sich durch die Verwendung von CSTBT-Chips der 7. Generation mit Carrier-Store Effect reduzieren, was zusätzlich durch den Einsatz von RFC-Dioden (Relaxed Field of Cathode) unterstützt wird. Die besondere Struktur auf Kathodenseite des Chips trägt zur Reduzierung der Leistungsverluste und Unterdrückung von Überspannungsstößen bei.

Auch beim NX-Gehäuse ist die innere Induktivität im Vergleich zu herkömmlichen IGBT-Modulen der 6. Generation um 30% reduziert. Zusätzlich konnte Mitsubishi mittels Solid-Cover-Technologie die durch Temperaturschwankungen beeinflusste Lebensdauer erhöhen. Hierzu wird eine mit Harz isolierte Metallgrundplatte mit Vergussharz kombiniert. Das Vergussharz ist ein spezielles Epoxidharz mit einer Wärmeausdehnung, bei der die Haftung am größten ist. Als Press-Fit-Ausführung des NX-Gehäuses ist kein Löten erforderlich; die Modul-Pins müssen lediglich in die Platinenbohrung eingedrückt werden, um eine sichere Verbindung herzustellen. Durch die Harzfüllung wird Siloxan, eine im Silikonharz vorliegende niedermolekulare chemische Verbindung, reduziert und die Gassperrwirkung, wie auf dem Markt gefordert, verbessert.

Beim Standardgehäuse ist die innere Induktivität im Vergleich zu herkömmlichen IGBT-Modulen der 6. Generation durch den verbesserten inneren Elektrodenaufbau um 30% geringer. Die Thick-Metal-Substrate-Technologie reduziert die Anzahl der Lötschichten und erhöht aufgrund dessen die Anzahl der thermischen Zyklen innerhalb der Lebensdauer. Das Gehäuse konnte durch Verringerung der Grundfläche um 24% von 80 mm x 110 mm auf 62 mm x 108 mm verkleinert werden (CM600DY-24T), die Dicke der Kupferschicht wurde verstärkt und die Wärmeleitfähigkeit verbessert.

Wie bei den G1-Typen gibt es auf Wunsch auch die T-Baureihe mit einem bereits ab Herstellung aufgebrachten Wärmeleitmaterial mit Phasenumwandlung. Das thermisch hochleitende Interface-Material ist bei Raumtemperatur fest und wird mit zunehmender Temperatur weicher. In dem Modul ist die PC-TIM-Dicke optimiert und erübrigt das weitere Aufbringen von Wärmeleitpaste. Auch diese Produkte sind konform mit der RoHS-Richtlinie 2011/65/EU zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten.

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