7つのリードで7つの新型SiC FETを実現

  • 2022年7月25日
  • ユナイテッドSiC

7は、曜日、古代世界の不思議、大陸、花嫁、兄弟、白雪姫の小さな友達など、縁起の良い数字です。多くの人がラッキーナンバーとして選びますが、D2PAK半導体パッケージのリード線数としても便利な数字です。SiC FETの実用的な性能を最大限に引き出し、より柔軟な設計を行うには、標準のD2PAK-3Lバージョンより4本多いリード線が必要となります。1本のリードはソースへのケルビン接続に使用し、負荷電流とゲート駆動の相互作用を回避、1本はゲート用、残りの5本はソースへの並列接続で、抵抗とリードのインダクタンスを最小化します。

もちろん、D2PAK-7Lの最大の特長は、低背で表面実装型であることで、パワー密度の高いAC/DC、DC/DC、インバータ製品における最新の自動組立技術に適合しています。古い最終製品の設計では、高電圧で使用するために適切なリード分離を行いながら、かなりの外部ヒートシンクに熱を伝える能力を持つTO-247などのパッケージでリード付きデバイスを使用する必要がある場合が多い。しかし、この場合、ナットやネジで固定したり、スルーホールをはんだ付けしたりと、手作業が必要になるというデメリットがあった。今回、UnitedSiCの新パッケージD2PAK-7Lは、銀焼結ダイ・アタッチと先進のウェーハ薄化技術により、PCBや絶縁金属基板に液冷で実装した場合の熱性能に優れる。実際、このパッケージに使用されている第4世代750V定格のSiC FETは損失が極めて少ないため、バッテリーチャージャーやモータードライブなどのアプリケーションでは、PCBパッドだけでかなりの電力レベルまで十分なヒートシンクを提供できることが多い。UnitedSiCは、幅広い用途と予算に対応するため、60ミリオームから9ミリオームまでの7種類のオン抵抗オプションを用意している。最も近いものでも11ミリオームしか達成できておらず、競合製品はこれに及ばない(図1)。

図1: UnitedSiC D2PAK-7L SiC FET RDS(on)と競合の比較

D2PAK-7Lパッケージは、TO-247タイプに比べ、ソースとドレイン接続の外部間隔が本質的に優れており、PCBレイアウトが容易になり、安全機関の沿面距離およびクリアランス要件に準拠することができるなど、優れた性能を発揮します。ワイヤーボンドが短くなり、ガルウィングのリード線ループが小さくなるため、インダクタンスが減少し、その結果、炭化ケイ素スイッチ技術で可能な高速di/dtレートから発生する電圧スパイクも減少します。

UnitedSiC 750V SiC FETシリーズにD2PAK-7Lパッケージを導入することで、小型化、コスト効率の向上、損失の低減により、コストとパフォーマンスに敏感な新しいアプリケーションを切り開くことができるようになりました。また、低インダクタンス、ケルビンゲート接続、750V定格による余裕のある電圧ヘッドルームにより、耐久性も向上しています。

UnitedSiCのオンラインFET-Jet CalculatorTMには、D2PAK-7L部品がライブラリに含まれており、選択した変換トポロジーと冷却配置における効率、部品損失、ジャンクション温度上昇を即座に読み取り、お客様のアプリケーションに最適なバージョンを選択することが可能です。

7がラッキーナンバーであろうとなかろうと、SiC FETのパッケージングが大きく前進したことに変わりはないのです。あなたの次のパワー製品設計に、ぜひ試してみてください。