東芝、「樹脂絶縁型SiCパワー半導体モジュール」を開発-電力密度を大幅向上-

本モジュールは、従来のセラミック絶縁基板に代えて樹脂絶縁基板を用いながらも、高い性能を実現したものである。樹脂絶縁基板は低コスト・高耐熱疲労といった利点を持つ一方で、熱伝導率が低いため熱抵抗が高いという課題があった。

これに対して、モジュールに搭載するチップを従来よりも小面積にし、より多くのチップをモジュール全体に分散的に配置することで、放熱面積を拡大し、熱抵抗を低減した。さらにAIによる設計最適化アルゴリズムを用いて、モジュール設計の複雑なパラメータを最適化することで、熱抵抗のほか、寄生抵抗やスイッチング損失も低減することに成功した。

その結果、従来のセラミック絶縁型モジュールに比べて、熱抵抗を21％、寄生抵抗を21％、スイッチング損失を19％低減。一般的なインバータに適用した際には、冷却システムのサイズを61％削減可能と見積もられた。これにより、電力変換器の小型化が可能となり、設置スペースやコストの削減にも貢献するとしている。