#应用领域#
# 机车传动领域：主牵引变流器、辅助变流器
# 电力传输领域：高压直流输配电、无功补偿
# 新能源领域：风力发电
# 大功率电机控制：高压变频器
2.2
三菱电机HVIGBT的设计原则
＋
采用标准封装
HVIGBT作为电力电子变换器中的关键器件，对变流器散热系统的设计影响很大，因此不同功率器件厂家的封装设计是否兼容，对客户来说非常重要。三菱电机的HVIGBT模块，按照客户的要求，采用了标准的通用封装。相同的封装可使客户方便找到后备供应商。
＋高鲁棒性设计
为了满足工作中的高鲁棒性，三菱电机HVIGBT设计采用高的鲁棒性标准。详情敬请期待本专栏第40讲。
＋
高性能要求
优异的性能表现，可以提高产品的效率，延长产品的使用寿命。为了提升产品的性能，三菱电机的HVIGBT产品在设计过程中会对以下几点进行持续改进：
-
低功率损耗：减小HVIGBT的通态饱和压降和开关损耗，优化两者之间的折衷关系
-
低热阻抗：采用性能优异的导热绝缘材料，优化焊接工艺
-
宽安全工作区：通过优化硅片设计，使HVIGBT拥有宽安全工作区
＋高可靠性设计
为了实现产品的高可靠性，三菱电机的HVIGBT采用了以下先进技术：
-
使用AlSiC底板：降低材料热膨胀对热循环寿命的影响，延长HVIGBT热循环寿命
-
优化芯片布局和引线键合：优化引线，并增加引线与芯片接触面积，降低引线与硅片接触点温度，从而延长功率循环寿命
-
控制焊接厚度：优化焊接层的热阻和焊接质量
-
优化主端子设计：增加主端子截面积，降低电阻并提升主端子的电流输出功率
-
优化焊接工艺：增加焊接可靠性
-
优化绝缘基板的金属化设计：增加端子，芯片等焊接的可靠性
＋严格质量控制
-
通过优化晶圆工艺来缩小芯片的参数分布区间
-
采用先进的焊接工艺
-
100% X射线检查焊接质量
-
抽真空灌注凝胶以实现较高局部放电电压
-
底板平整度控制
-
100%交货检验测试(静态参数、动态参数、RBSOA、SCSOA、RRSOA)
2.3
三菱电机HVIGBT芯片
2.3.1 H系列HVIGBT芯片
2.3.2 N系列HVIGBT芯片
2.3.3 R系列HVIGBT芯片
2.3.4 X系列HVIGBT芯片
X系列HVIGBT芯片采用第三代(CSTBTTM)及轻穿通(LPT)结构，与R系列相比有更低的饱和压降和开关损耗。在硅片设计中采用新的场限环线性缩窄技术LNFLR (Linearly-Narrowed Field Limiting Ring)，从而增加芯片的有效导电面积，与R系列相比，功率密度得以进一步提升。同时在芯片的衬底增加了部分P区，减小空穴的注入效率，使芯片具有更宽的安全工作区。
为了提高HVIGBT的抗潮湿和抗凝露能力，X系列HVIGBT芯片还采用了钝化层表面电荷控制（SCC，Surface Charge Control）技术，在场限环上方增加一个半绝缘层，如图2.9所示，可以有效提高器件在潮湿环境下工作的可靠性。
