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1．背景

    近年來，鑒于防止全球變暖，鐵路作為一種能效出色的環保交通工具備受矚目， 但由于車輛行駛會大量耗電，因此又面臨如何實現車輛設備更加小型輕量化以及如何降低能耗等課題。功率半導體（IGBT模塊）搭載于鐵路車輛驅動系統的主變頻器裝置以及為空調系統和車內照明等供電的輔助電源裝置上，是一種通過高速開關（斷電和通電）對交流電、直流電等進行電力轉換的電子零部件。

    本公司此次研發出了能夠降低電耗的大容量IGBT模塊“HPnC”并投入量產。電氣化鐵路市場今后的年均增長率有望達到6％，市場規模在2023年有望達到500-600億日元^※3，本公司將在全球范圍內推廣本產品。

   ※3：本公司預測

2．產品特點

①降低電耗，實現節能

    本產品搭載了本社最新的第7代IGBT元件，第7代IGBT元件擁有行業前沿的低損耗性能。此外，與老款產品相比，本產品通過優化封裝結構將限制高速開關的內部電感降低了76％，從而降低了損耗。搭載本產品的變頻器的工作電耗較老款產品（本公司生產的“HPM”）降低了約8.6％，結合下述②（增強散熱性）的特點，本產品能夠更加有效地抑制發熱，較之老款產品實現了19％的小型化和13％的輕量化。

②改進散熱底板材料，提高可靠性

    引起IGBT模塊故障的一大主要原因是工作溫度變化所產生的應力會使模塊內部的連接部位發生劣化。為此，將模塊的散熱底板的材料從過去的鋁與碳化硅的復合材料（AlSiC）換成導熱性能更出色的鎂與碳化硅的復合材料（MgSiC），從而增強了散熱性能，有效抑制了溫度的變化。此外，老款產品是用焊料將絕緣基板與通電端子連接起來的，而新產品采用了超聲波焊接^※4，從而降低了產品故障率。

    ※4：該方法通過超聲波振動將對象物直接連接起來。

③方便功率半導體并聯

    老款產品在組成電路時采用的是3層母排（通電導體）疊層組合的結構，在功率半導體并聯使用時，線路結構會變得很復雜（見圖）。本產品對端子的排列進行了優化，3層母排能夠沿相同方向統一配置，因此功率半導體的并聯（多個并聯）變得容易，使各種變頻器更易于組裝。

3．主要規格