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Changes for the Better 三菱 MOSFET 模块使用指南 MOSFET 模块 FMH-0606-A 应用技术资料 (1-47) MOSFET 模块使用指南 装载 Trench(沟槽)MOSFET 硅片 07A/2A/3A 系列 Changes for the Better 三菱 MOSFET 模块使用指南 目录MOSFET 模块的特点・3 品种一览表・4 术语说明・5 型号的命名方法

7 构造・8 关于安全规格(UL)9 如何正确并安全使用功率模块・11 功率模块的安装配置

13 1.

电容器的安装配置 2. 安装上的注意事项 3. 热阻考虑

14 4. 导热硅脂的涂抹方法(例)16 测试电路和波形

17 功率模块的可靠性

18 1. 前言 2. 半导体器件的可靠性概论 2.2 电力用半导体功率模块的失效原因

19 2.3 电力用半导体功率模块的热疲劳现象

20 3. 关于品质保证活动

23 4. 可靠性测试・25 5. 失效分析・26 6. 降额及可靠性的预测 7. 结论 MOSFET 模块的使用方法・27 1. MOSFET 模块的特性 2. 防静电破坏的注意事项 3. 关于降额 4. 实际使用中的注意事项・28 5. 开关损耗

35 6. 并联・37 7. 功率损耗和结温

39 平均功耗简易计算式

43 安全设计注意事项

45 使用此手册时的注意事项 Changes for the Better 三菱 MOSFET 模块使用指南 MOSFET 模块的优点 1. 装载新的 Trench(沟槽)MOSFET 硅片 ? 与以往的功率 MOSFET 相比,导通电阻 大约降低了 20% ? 采用 0.35?m 细微化技术. ? 外延层的最优化伴随着元胞的狭窄化, 提 高了 VDSS,降低了与 VDSS 呈相反关系的 导电电阻. ? MOS 沟道的浅化 通过 MOS 沟道的浅化降低了沟道电阻. 注: 以前没有装载 Trench (沟槽) MOSFET 硅片的模块产品. Changes for the Better 三菱 MOSFET 模块使用指南 品种一览表 ?MOSFET 模块 FM200TU-07A FM200TU-2A FM200TU-3A FM400TU-07A FM400TU-2A FM400TU-3A FM600TU-07A FM600TU-2A FM600TU-3A 关联产品 ?混合集成电路(谏早电子株式会社制造,咨询

网址:http://www.idc-com.co.jp/) VLA513-01 Changes for the Better 三菱 MOSFET 模块使用指南 术语说明 一般

1 项目 说明 MOSFET Metal Oxide Semiconductor FET 金属氧化膜半导体场效应晶体管 IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor 绝缘栅双极晶体管 FWDi Free Wheeling Diode 续流二极管 IPM Intelligent Power Module 智能功率模块 tdead 死区时间 设置在上下桥臂晶体管之间的休止(无信号)时间 IPM(电动机) Interior Permanent Magnet Motor 内置永磁式电动机 PC Programable Controller 三菱电机的序列发生器的总称.一般情况下使用 PLC. PLC Programable Logic Controller PC Opto-coupler 光耦 CMR Common Mode Noise Reduction 光耦的输入输出之间共模电压的最大上升率. CMH 可以维持既定的高电平, 输入输出之间共模电压的最大上升率. CML 可以维持既定的低电平, 输入输出之间共模电压的最大上升率. DBC? Direct Bond Copper 是一种直接将铜电路板直接烧结在陶瓷基板上面的技术,是东 芝材料株式会社(株式会社东芝显示器、零部件材料总括)的 注册商标. 通过硬焊材将陶瓷与铜电路板结合在一起的称作活性金属铜电 路(Active Metal Brazed Copper:AMC)基板. HIC Hybrid Integrated Circuit 生产混合集成电路的村田制作所株式会社的注册商标. UL Underwriters Laboratories 美国的安全标准之一.美国保险业者安全试验所认定.三菱功 率模块的 UL 认定品符合 UL1557. RoHS Ristriction of Hazardous Substances 禁止在电气产品中使用

4 种重金属与

2 种溴类阻燃剂的规定. 基本概念是, 原则上在

2006 年7月1日之后禁止在电气设备 的新产品上使用铅、水银、镉、六价铬的重金属、溴化物阻燃 剂PBB 和PBDE,目标是在电气产品中不含有这些物质. WEEE:waste electrical and electronic equipment http://www.tuvps.co.jp/what/n 2002win/weee.html 一般

2 符号 项目 定义或说明 Ta 环境温度 以自冷或风冷的方式使用的情况下不受发热体的影响的点的空气温度. Tc 外壳温度 模块的外壳(底板)上规定点的温度. Tf 散热器温度 散热器(散热器或散热片) . Tc'

外壳温度 与Tc 规定点不同的点定义的温度. 绝对最大额定 符号 项目 定义或说明 VDSS 漏极源极间电压 在额定结温范围内在栅源极短路的状态下,漏源极间允许短时间施加的最高 电压. VGSS 栅源极间电压 在额定结温范围内在漏源极短路的状态下,栅源极间允许短时间施加的最高 电压. ID 漏极电流 在额定结温范围内,漏源极间允许连续流过的最大电流. IDM 漏极电流 在指定的外壳温度下,漏源极间允许短时间流过的最大电流. IS 源极电流 在内置的反向续流二极管的额定结温范围内,允许从源极流向漏极的最大电 流. ISM 源极电流 在指定的外壳温度下,允许内置的反向续流二极管短时间从源极流向漏极的 最大电流. PD 漏极损耗 在指定的外壳温度下,模块允许的最大功耗. Tch 沟道温度 硅片能够允许的温度范围. Tstg 存放温度 在不通电进行存放的情况下允许的环境最高温度与最低温度. Viso 绝缘耐压 在主端子全部短路的状态下,在端子与底板之间允许施加的最高电压. - 安装扭矩 端子螺钉、安装螺钉的最大允许扭矩. Changes for the Better 三菱 MOSFET 模块使用指南 电气特性 符号 项目 定义或说明 IDSS 漏极漏电流 在栅源极短路的状态下, 在漏极源极间输入了规定的电压 之后流动的漏极电流. VGS(th) 栅极阀值电压 在规定的条件下, 通过规定的漏极电流所必需的栅源极间 电压. IGSS 栅极漏电流 在漏源极短路的状态下, 在栅源极间输入了规定的电压之 后流过的栅极电流. VDS(ON) 漏极-源极饱和电压 按照规定的条件通过规定的漏极电流之后的漏极源极间 的电压. Ciss 小信号输入电容 按照规定的条件将漏极源极间进行了交流短路的情况下 从栅源极间测得的模块内部的电容. Coss 小信号输出电容 按照规定的条件将栅源极间进行了交流短路的情况下从 漏极源极间测得的模块内部的电容. Crss 小信号反馈电容 按照规定的条件将漏极源极间进行了交流短路的情况下 从漏极源极端子间测得的模块内部的电容. td(on) 开通延迟时间 开通时, 从栅极电压的 0%到漏极电流上升到最终值的

10 %所需要的时间. tr 开通上升时间 开通时,漏极电流从最终值的 10%上升到 90%所需要的 时间. td(off) 关断延迟时间 关断时,从栅极电压下降到 90%到漏极电流下降到 90% 所需要的时间. tf 关断下降时间 关断时,从初始的漏极电流下降到 90%到下降到 10%所 需要的时间. Eon 开通损耗 开通时,从漏极电流上升到最终值的 10%起,至漏极-源 极电压下降到关断时的 10%止,漏极电流与漏极-源极电 压的积的时间积分值. Eoff 关断损耗 关断时,从漏极-源极电压上升到最终值的 10%起,至漏 极电流下降到导通时的 2%止,漏极电流与漏极-源极电 压的积的时间积分值. trr 反向恢复时间 在规定的条件下, 内置的反向续流二极管的电流从正向切 换到反向时,反向恢复电流流动的时间. Qrr 反向恢复电荷 在规定的条件下, 内置的反向续流二极管的电流从正向切 换到反向时, 被蓄积在模块内部的电荷. 即反向恢复电流 的时间积分. Err 反向恢复损耗 内置的反向续流二极管恢复时的反向恢复电流与漏极-源 极电压的积的时间积分值. VSD 源极-漏极电压 内置的反向续流二极管流过规定电流产生的后降. Rth 热阻 硅片消耗功率并达到热平衡状态时, 消耗单位功率导致结 温相对于外部指定点的温度上升的值 Rth(ch-c) 热阻 从硅片到底板表面之间的热阻. Rth(c-f) 热阻 从模块底板表面到散热器之间的热阻. RG 外接栅极电阻 连接在模块与驱动电路之间的栅极电阻的允许范围. Ta 环境温度 使用自冷或风冷的情况下不受发热体的影响的环境温度. Tc 外壳温度 模块的外壳(底板)上规定点的温度. Tc'

外壳温度 与Tc 规定点不同的点定义的温度. Changes for the Better 三菱 MOSFET 模块使用指南 型号的命名方法 耐压等级 耐压等级 VDSS(V) 推荐电源(V)

07 75 ~48

2 100 ~48

3 150 ~96 接线:6in1 没有在铭牌上面标注 Changes for the Better 三菱 MOSFET 模块使用指南 构造 MOSFET 旧产品 Changes for the Better 三菱 MOSFET 模块使用指南 关于安全规格(UL) 三菱功率模块通过 UL1557 认证. (文件号 E80271) 认证的型号名称,请在 UL 的主页上面进行确认. (黄卡 E80276 目前尚未发行) 1. 点击下面的认证产品检索页面(2004.9.21 至今)的UL File Number,在UL File №栏中 输入卡片编号 E80276,然后点击 SEARCH 按钮. http://database.ul.com/cgi-bin/XYV/temlate/LISEXT/1FRAME/index.htm 2. 由于显示下面的检索结果画面,所以如果点击 Link to File 栏中的 QQQX2.E80276,认 证产品的一览表(参照次页)就会显示出来. Changes for the Better 三菱 MOSFET 模块使用指南 3. 认证产品一览表(部分) 4. 型号名称的读取方法 FM200TU-3A 的情况下,从四角的方框中的 Type FM Followed by 200,400,…-07A, 2A 或3A 中出现 FM,200,TU,-3A 的组合. Changes for the Better 三菱 MOSFET 模块使用指南 如何正确并安全使用功率模块 根据不同的使用条件(电气、机械性的应力、使用方法等) ,功率模块有时会受到损坏. 为了保证您能够安全地使用本公司的功率模块,请您遵守下列注意事项,正确使用. 注意 运输及搬运方法 存放方法 长期存放 使用环境 阻燃性能说明 防静电措施 (1) 在运输中请按照正确的方向放置包装箱.如果施加不自然的外力, 如倒放、竖放,就会造成电极端子的变形或树脂盒的损坏. (2) 如果抛掷或坠落,就会造成模块的损坏. (3) 如果潮湿,在使用时就会发生故障.在雨雪天气中进行运输的时候 请采取措施防止潮湿. 存放本产品的场所的温度及湿度比较理想的是 5-35℃,45-75%的 常........