三菱电机半导体：伺服驱动器用功率器件解决方案

  功率半导体器件作为机器人驱动应用的核心零部件，其发展动态一直以来都是业界关注的焦点。而作为现代功率半导体器件的开拓者，三菱电机更是始终把向市场提供高精尖的可靠产品当作己任，努力用尖端技术满足并引领市场新需求。

  2019年12月11日，三菱电机发表了《伺服驱动器用功率器件解决方案》的主题演讲，从机器人的伺服驱动器的技术趋势出发，介绍了三菱电机半导体推出的功率半导体解决方案以及最新的技术进展。

  据悉，未来机器人伺服驱动器技术将会朝着两大趋势发展——多轴伺服驱动方案和高功率密度设计。这也就意味着，市场将需要更多功能、更低损耗、更紧凑外观以及集成化程度更高的功率模块。

  为此，三菱电机针对伺服驱动器不同功率段的需求，推出三种功率模块解决方案：CIB-IGBT方案、IPM方案和DIPIPM/DIPIPM+方案。

  三菱电机推出的第7代IGBT之CIB解决方案具有一体化封装（SLC）的特点，具有超低的杂散电感和出色的热循环寿命。其采用单一衬底，减少绑定线；铜片厚度增加，优化了走线宽度；采用DP树脂，减少对绑定线和硅片间的机械应力；去掉了焊接层，去掉了热循环薄弱点。

  在IPM解决方案上，三菱电机于1986年最先将IPM实现产品化。“IPM并非简单地把IGBT和控制电路放在一个模块中，而是根据系统要求设计IPM使用的IGBT硅片，以及能够在最佳的状态下驱动，保护IGBT的专用IC，还要考虑耐噪声和浪涌电压，并融合高集成度的封装技术。”宋高升指出。

  目前，三菱电机半导体已经推出了基于第7代IGBT芯片技术的IPM模块，该模块内部集成驱动IC，调整驱动电流以改变不同电流下的dv/dt，易于系统EMI设计；配合优化的驱动IC，辨识故障类型，方便系统设计和调试；采用SLC封装技术，并优化模块的封装材料，以提升模块寿命和可靠性。

  “第7代IPM，其损耗低、EMI噪声低、故障信号可辨识、热循环寿命长，尤其适合高端多轴机器人的伺服驱动。”宋高升总结说。

  其中，G1系列与G系列IPM封装尺寸兼容，内置损耗更低的第7代IGBT/FWD芯片，采用全新封装技术，可靠性更好；此外，全新驱动电路进一步降低了损耗和EMI噪声，G1系列的控制端子与G／L1系列兼容，可使用相同接口电路，主要功能是驱动电路和保护电路。

  在封装技术上，第7代IPM的G1系列的封装更薄更紧凑，体积减少了18——31%；A型封装更加适用于灵活布局的应用场景，比如G1系列可提供两种端子供选择。

  为了适应变频市场的应用需求（高可靠性／低成本／小型化等）三菱开发了一系列的DIPIPM产品，它是一种双列直插型封装的IPM，其内置了HVIC，使其外围电路变得更加简单而节约成本，现已广泛应用于包括家电、小型变