三菱電機半導體：伺服驅動器用功率器件解決方案

  功率半導體器件作為機器人驅動應用的核心零部件，其發展動態一直以來都是業界關注的焦點。而作為現代功率半導體器件的開拓者，三菱電機更是始終把向市場提供高精尖的可靠產品當作己任，努力用尖端技術滿足并引領市場新需求。

  2019年12月11日，三菱電機發表了《伺服驅動器用功率器件解決方案》的主題演講，從機器人的伺服驅動器的技術趨勢出發，介紹了三菱電機半導體推出的功率半導體解決方案以及最新的技術進展。

  據悉，未來機器人伺服驅動器技術將會朝著兩大趨勢發展——多軸伺服驅動方案和高功率密度設計。這也就意味著，市場將需要更多功能、更低損耗、更緊湊外觀以及集成化程度更高的功率模塊。

  為此，三菱電機針對伺服驅動器不同功率段的需求，推出三種功率模塊解決方案：CIB-IGBT方案、IPM方案和DIPIPM/DIPIPM+方案。

  三菱電機推出的第7代IGBT之CIB解決方案具有一體化封裝（SLC）的特點，具有超低的雜散電感和出色的熱循環壽命。其采用單一襯底，減少綁定線；銅片厚度增加，優化了走線寬度；采用DP樹脂，減少對綁定線和硅片間的機械應力；去掉了焊接層，去掉了熱循環薄弱點。

  在IPM解決方案上，三菱電機于1986年最先將IPM實現產品化。“IPM并非簡單地把IGBT和控制電路放在一個模塊中，而是根據系統要求設計IPM使用的IGBT硅片，以及能夠在最佳的狀態下驅動，保護IGBT的專用IC，還要考慮耐噪聲和浪涌電壓，并融合高集成度的封裝技術。”宋高升指出。

  目前，三菱電機半導體已經推出了基于第7代IGBT芯片技術的IPM模塊，該模塊內部集成驅動IC，調整驅動電流以改變不同電流下的dv/dt，易于系統EMI設計；配合優化的驅動IC，辨識故障類型，方便系統設計和調試；采用SLC封裝技術，并優化模塊的封裝材料，以提升模塊壽命和可靠性。

  “第7代IPM，其損耗低、EMI噪聲低、故障信號可辨識、熱循環壽命長，尤其適合高端多軸機器人的伺服驅動。”宋高升總結說。

  其中，G1系列與G系列IPM封裝尺寸兼容，內置損耗更低的第7代IGBT/FWD芯片，采用全新封裝技術，可靠性更好；此外，全新驅動電路進一步降低了損耗和EMI噪聲，G1系列的控制端子與G／L1系列兼容，可使用相同接口電路，主要功能是驅動電路和保護電路。

  在封裝技術上，第7代IPM的G1系列的封裝更薄更緊湊，體積減少了18——31%；A型封裝更加適用于靈活布局的應用場景，比如G1系列可提供兩種端子供選擇。

  為了適應變頻市場的應用需求（高可靠性／低成本／小型化等）三菱開發了一系列的DIPIPM產品，它是一種雙列直插型封裝的IPM，其內置了HVIC，使其外圍電路變得更加簡單而節約成本，現已廣泛應用于包括家電、小型變