ЖУРНАЛ «СТА» №2/2004

ведущими мировыми производителя- ми: Infineon Technology (Eupec), Semikron, ABB Semiconductors, International Rectifier, Mitsubishi Electric, Toshiba Semiconductors, Hitachi, Fuji. Такая же картина с совре- менными активными (микроэлектрон- ными) и пассивными элементами для устройств силовой электроники. Не лучше ситуация и на рынке конечных устройств силовой электроники, осо- бенно на рынке промышленных приво- дов переменного тока. Отечественная промышленность в настоящее время выпускает только но- менклатуру традиционных приборов силовой электроники — диодов, тири- сторов, биполярных транзисторов. В последние годы было освоено произ- водство запираемых тиристоров (ОАО «Электровыпрямитель», г. Са- ранск и ЗАО «ПротонЭлектротекс», г. Орел) и силовых полевых транзисто- ров с изолированным затвором (ОАО «ВЗПП», г. Воронеж, зд «Тран- зистор», г. Минск). На ОАО «Электро- выпрямитель» ведутся работы по соз- данию GCT (IGCT), освоено произ- водство силовых IGBTмодулей пая- ной конструкции (рис. 12) по лицен- зии НПП «ИНЭЛС» (г. Москва) с ис- пользованием импортных кристаллов IGBT и FRD производства фирм Infineon Technology (Siemens) или ABB Semiconductors. В рамках Федеральной целевой про- граммы «Национальная технологиче- ская база» ведутся работы по созданию IGBT и FRD на токи 50, 75 и 100 А (на кристалл) и напряжения 1200, 1700, 2500 и 3300 В (ЗАО «ГруппаКремний», г. Брянск), работы по созданию много- ключевых универсальных IGBTмоду- лей на токи до 900 А и напряжения 1200 и 1700 В (ОАО «Контур», г. Чебок- сары) и модулей прижимной конструк- ции на токи до 1400 А и напряжения 1800, 2500, 3300 и 5200 В (ОАО «Элек- тровыпрямитель», г. Саранск). Новое поколение многоключевых универ- сальных силовых IGBTмодулей пред- полагает 8 типов шестиключевых мо- дулей в трёх типах корпусов (аналогич- ных серии LoPak — рис. 5), заявленных как стандарт 21 века на токи 75, 100, 150, 200 и 300 А (на ключ) и напряже- ния 1200 и 1700 В. Серию силовых IGBTмодулей для транспортных применений на токи до 2400 А и напряжения 1200, 1700 и 3300 В в пластмассовых корпусах Е1 и Е2 с медным и AlSiCоснованиями, с использованием чипов Infineon Technologies освоил ОАО «Электровы- прямитель». В НПП «ИНЭЛС» заканчивается разработка серии одноключевых сило- вых IGBTмодулей для специальных применений в герметичных корпусах с изолированным основанием, с металлостеклянными силовыми и управляющими вводами по технологии паяных соединений на металлизиро- ванную Al 2 O 3  или AlNкерамику. Внешние габаритноприсоединитель- ные размеры этих модулей соответст- вуют стандартным (62 мм) негерметич- ным корпусам двухключевых модулей, производство которых уже освоено (рис. 12). Опытные образцы таких мо- дулей (200, 300, 400 А; 1200 В) успешно прошли все электрические, механиче- ские и климатические испытания. Се- рийное производство этих модулей с приемкой заказчика планируется с 2004 г. Ведутся работы по созданию серии двухключевых силовых IGBTмодулей (50, 75, 100, 150 и 200 А; 1200 и 1700 В) со стандартными габаритноприсоеди- нительными размерами (34 и 62 мм), а также серии многоключевых и «интел- лектуальных» модулей для специаль- ных применений в герметичных корпу- сах с габаритноприсоединительными размерами, подобными общепромыш- ленным модулям серии LoPak3, 4, 5. В ЫВОДЫ В ближайшие 10 лет не ожидается появления новых типов приборов си- ловой электроники, которые бы заня- ли доминирующее положение на рын- ке. Будут преобладать в области низких напряжений — полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET), в области высоких напряжений — би- полярные транзисторы с изолирован- ным затвором (IGBT) в своих улуч- шенных модификациях. Будущие технологии корпусирова- ния должны обеспечить большую сте- пень интеграции и более широкий диа- пазон рабочих температур. Основная идея интеграции: от дискретных при- боров и модулей к интеллектуальным модулям, затем к интеллектуальным подсистемам и, наконец, к силовым интеллектуальным электронным сис- темам. Предельные характеристики приборов с монолитной интеграцией будут повышаться незначительно, до- минировать будет гибридная интегра- ция. Силовые модули и дискретные приборы не будут замещать друг друга. В области малых мощностей преиму- щественно будут использоваться дис- кретные приборы (монолитная инте- грация), имеющие преимущества пе- ред модулями по стоимости (мини- мальный объём операций сборки, вы- сокий процент выхода годных, боль- шие объёмы автоматизированного производства). В области больших мощностей силовые модули, обеспечи- вающие требуемые уровни мощности и надёжности, будут иметь преимущест- ва перед дискретными приборами. Технология прижимных контактов (Press Pack Technology) является наибо- лее перспективным решением по обес- печению высоких требований по ком- пактности, надёжности и термоцикло- устойчивости для применений в авто- мобильном, городском, железнодо- рожном и водном электрифицирован- ном транспорте. В области низких напряжений изза очень высокой плотности мощности (trenchgate technology) и в дискретных приборах, и в силовых модулях придёт- ся отказаться от проволочных сварных соединений, должны появиться новые технологии соединений. ОБ ЗО Р / АППА РАТ НЫ Е С Р Е Д С Т В А 29 СТА 2/2004 www.cta.ru Рис. 12. Чертёж силовых IGBT-модулей паяной конструкции стандарта 34 и 62 мм