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光学式に匹敵する精度/速度の誘導型回転位置センサー、onsemielectronica 2022(2/3 ページ)

onsemiは、ドイツ・ミュンヘンで開催された欧州最大規模のエレクトロニクス展示会「electronica 2022」(2022年11月15〜18日)において、光学式エンコーダーに匹敵する精度や速度を実現したデュアル誘導型回転位置センサー「NCS32100」などを発表、デモの展示を行った。

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高い冷却性能を発揮、車載用「トップサイド冷却」MOSFET

 同社は、この他、新しいトップサイド冷却を備えた車載用パワーMOSFETファミリーも発表した。


トップサイド冷却を備えた新MOSFETデバイスシリーズ(手前の「TCPAK57」)[クリックで拡大]

 パワーアプリケーションにおいて用いられる表面実装型(SMD)のMOSFETには、SO8FLやu8FLなどのパッケージがある。これらは小型かつ優れた電力供給が可能となるが、熱伝導が主にPCBを経由することから、PCBの裏面はスペースを空けておく必要があるなど課題がある。

 今回、同社が発表した「トップサイド冷却デバイス」は、MOSFETのリードフレーム(ドレイン)をパッケージの上面に露出させることで放熱性を向上したものだ。具体的には、5mm×7mmのパッケージ上部に、16.5mm2の電極が露出した面(サーマルパット)を有しており、その上にヒートシンクを直接(絶縁の必要はある)取り付けることで、PCBを介さずに直接放熱を可能としている。この構造によってPCBに伝わる熱を減らすことでPCBの両面が使用可能となるうえ、電力密度の向上も実現できるという。


従来の表面実装型デバイス(左)とトップサイド冷却デバイス(右)の比較[クリックで拡大] 出所:onsemi

 同社の説明担当者は、「このコンセプトの課題は、厚みのコントロールだった。完全に接続するには全てが水平になる必要があるため、接続部分と冷却板の間のギャップを制御しなければならない。われわれはこの技術を目指し、±50μmの厚みのコントロールを実現した」と語っていた。

 同社が、トップサイド冷却デバイスの熱特性について、SO8FLパッケージと比較実験を行ったところ、厚さ200μmの熱界面材料(TIM)を用いた場合、トップサイド冷却デバイスは、ビアなしのSO8FLと比べ最大で5倍の冷却性能を達成したという。説明担当者は「SO8FLデバイスをビアありで使用し、TIMを500μm程度にした場合では、約2倍になると考えている」と説明していた。

 同デバイスは1mΩという低オン抵抗を実現しているほか、ゲート電荷(Qg)も65nCと低く、高速スイッチングアプリケーションでの損失が低減できるとしている。

 初期ポートフォリオは耐圧40V、60V、80V品を用意、いずれも175℃のジャンクション温度で動作可能で、車載規格AEC-Q101認定済み。既にサンプル出荷中で2023年1月から量産し、電動パワーステアリングやオイルポンプなどの高出力/中出力モーター制御向けに展開していく予定だ。同社説明担当者は「われわれは2023年に車載分野で業界トップになることを目指しており、この技術革新は大きな助けになるだろう」と語っていた。

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