中国电力电子产业网讯：富士电机在“PCIM Europe 2014”上发表了用于混合动力车等电动汽车的直接水冷式IGBT功率模块。发表的内容大致有两项，一个是已被市售车采用的模块的相关技术(图1)，另一个是更小更轻的新一代模块(图2)。
已被市售车采用的IGBT模块的最大特点，是采用了铝制散热片。与普通的铜散热片相比，具备重量轻、成本低及加工性好等特点。
铝散热片虽然有很多优点，但同时也存在一个问题：与封装有功率半导体元件的陶瓷基板(Si3N4)之间的热膨胀系数差要比铜大。这样，热循环时受到的应力就会变大，导致陶瓷基板与散热片间的接合部使用的焊锡容易出现裂纹。因此，富士电机开发了新型焊锡材料，并应用于该IGBT模块。
原来使用的是SnAg类焊锡，而此次使用的是SnSb类焊锡，而且“并不是普通的SnSb类焊锡，而是改进后的产品”(富士电机负责人)。通过使用了新型焊锡，虽然使用的是铝散热片，但也确保了车载用途所需的可靠性。
还改进了水冷部分
富士电机还改进了IGBT模块的水冷部分，具体来说，就是对水流进行控制，以便高效地冷却模块内的多个IGBT。用于市售车的IGBT模块配备两个逆变器电路和一个转换器电路，因此，功率模块封装有多个IGBT芯片。
为了降低成本，IGBT芯片全部采用相同尺寸。不过，由于逆变器及转换器的电压及电流不同，因此各IGBT芯片的发热密度各异。为了解决发热密度不同的问题，富士电机改进了水套的内部构造，对水流进行调节。
更小更轻
新一代产品比市售车采用的产品更小、更轻， 体积减小约45%，重量减轻约30%。具体尺寸为280mm×155mm×40mm，重量为2.4kg。新一代产品通过将水套与散热器的鳍片一体化，减薄了冷却部分，促进了小型化和轻量化。
铝容易加工，与铜相比更容易实现上述构造。此外还提高了IGBT芯片的最大结温，原来为150℃，而新一代产品达到了175℃。此次发表的新一代产品并未应用在实际的电动汽车上，还只是研究开发品。不过，富士电机还将继续开发，目标是使新一代小型轻量功率模块在2018被量产车采用。
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