因為專業(yè)
所以領(lǐng)先
現(xiàn)代功率器件仍在往大功率、易驅(qū)動和高頻化方向發(fā)展,模塊化是向高功率密度發(fā)展的重要一步。當(dāng)前功率器件的主要發(fā)展趨勢如下:
①IGBT(絕緣柵雙極晶體管):N溝道增強(qiáng)型場控復(fù)合器件,兼具M(jìn)OSFET和雙極性器件的優(yōu)點(diǎn),即電流大、損耗低、控制簡單。
②MCT(MOS控制晶閘管):新型MOS與雙極復(fù)合型器件,采用集成電路工藝,在普通晶閘管結(jié)構(gòu)中制作大量MOS器件,通過MOS器件的通斷來控制晶閘管的通斷,其缺點(diǎn)是不好關(guān)斷。
③IGCT(集成門極板換流晶閘管):用于巨型電力電子成套裝置中的新型電力半導(dǎo)體器件。
④IEGT(電子注入增強(qiáng)柵晶體管):耐壓達(dá)4KV以上的IGBT系列電力電子器件,通過采取增強(qiáng)注入的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了低通態(tài)電壓,使大容量電力電子器件取得飛躍性發(fā)展。
⑤IPEM(集成電力電子模塊):將電力電子裝置的諸多器件集成在一起的模塊,實(shí)現(xiàn)了電力電子技術(shù)的智能化和模塊化。
⑥PEBB(電力電子模塊):在IPEM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的可處理電能集成的器件或模塊。
功率半導(dǎo)體器件的分類
1 按照發(fā)展方向
功率器件按照發(fā)展方向可以分為小功率器件和大功率器件。小功率器件的發(fā)展方向以追求高集成度、高工作頻率和單位器件的小功率為目的的微電子技術(shù),它是以集成電路為核心的;而大功率器件的發(fā)展方向以追求高的工作電流密度、短的開關(guān)時間和大的功率為目的的功率電子學(xué)。
圖11 比亞迪公司的BF1181小功率器件與英飛凌公司小功率大氣壓力傳感器器件
2 按照發(fā)展過程
功率器件按照其發(fā)展過程又可分為三類半導(dǎo)體器件,第一類器件是以晶閘管為代表的功率器件,該類器件一旦開啟過后就沒法停止了,因此壽命很短。第二類器件是一種可控型器件,如電力場效應(yīng)晶體管,該類器件可控制器件的開啟關(guān)斷;第三類器件主要以絕緣柵雙極晶體管為代表,它將電力場效應(yīng)晶體管高耐壓,驅(qū)動電路簡單的優(yōu)點(diǎn)與雙極結(jié)型晶體管導(dǎo)通電壓小的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合于一體,因此,在高壓高功率電路中得到了廣泛應(yīng)用。
圖13 晶閘管內(nèi)部結(jié)構(gòu)、示意圖及表示符號
圖14 電力場效應(yīng)晶體管示意圖及表示符號
圖15 絕緣柵雙極晶體管示意圖及表示符號
3 按照半導(dǎo)體材料
功率器件按照半導(dǎo)體材料可分為第一代半導(dǎo)體、第二代半導(dǎo)體與第三代半導(dǎo)體。第一代半導(dǎo)體材料主要是指硅(Si)、鍺元素(Ge)半導(dǎo)體材料。而第二代半導(dǎo)體材料主要是指化合物半導(dǎo)體材料,如砷化鎵(GaAs)、銻化銦(InSb);三元化合物半導(dǎo)體,如GaAsAl、GaAsP;還有一些固溶體半導(dǎo)體,如Ge-Si、GaAs-GaP;玻璃半導(dǎo)體(又稱非晶態(tài)半導(dǎo)體),如非晶硅、玻璃態(tài)氧化物半導(dǎo)體;有機(jī)半導(dǎo)體,如酞菁、酞菁銅、聚丙烯腈等。第三代半導(dǎo)體材料主要以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、氧化鋅(ZnO)、金剛石、氮化鋁(AlN)為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料。
圖16 第一、二、三代半導(dǎo)體材料及主要應(yīng)用
4 按照電流流通路徑
功率器件按照電流流通路徑可以分為橫向功率器件與縱向功率器件。橫向功率器件指器件的漏電極和源電極都在器件上方,電流從漏極流向源極的路徑為橫向。而縱向功率器件指器件的源電極在器件的上方,而漏電流在器件的下方,電流從漏極流向源極的路徑為縱向。如圖為橫向功率器件的代表結(jié)構(gòu)LDMOS(Lateral Double-diffused Metal-Oxide-Semiconductor)與縱向功率器件的代表結(jié)構(gòu)VDMOS(Vertical Double-diffused Metal-Oxide-Semiconductor)元胞結(jié)構(gòu)示意圖。
圖17 LDMOS(左)與VDMOS(右)元胞電流路徑示意圖
功率LDMOS與VDMOS相對于普通MOS多了一個漂移區(qū)N-Drift,同時MOS的P-sub相當(dāng)于LDMOS與VDMOS器件的P-body區(qū)域, P-body通過P+區(qū)域與源電極相連,因此LDMOS與VDMOS的電流路徑相對于普通MOS多了一個漂移區(qū)。漂移區(qū)的存在增大了器件的電阻,但在電流流通時,漂移區(qū)兩端就可承受電壓,因此LDMOS與VDMOS有較高的擊穿電壓。
功率半導(dǎo)體器件清洗
為應(yīng)對能源危機(jī)和生態(tài)環(huán)境惡化等問題,世界各國均在大力發(fā)展新能源汽車、高壓直流輸電等新興應(yīng)用,促進(jìn)了大功率電力電子變流裝置的廣泛應(yīng)用。大功率變流裝置的可靠性對這些應(yīng)用而言十分重要。裝置的可靠性與其核心器件IGBT密切相關(guān)。
目前,大量的IGBT仍在采用傳統(tǒng)的正溴丙烷等溶劑清洗清洗,隨著對環(huán)保的管控和對產(chǎn)品可靠性的要求不斷提高,原有的傳統(tǒng)溶劑清洗已不能滿足IGBT清洗。對此,合明提出新型的IGBT清洗方案。
合明科技半水基清洗工藝解決方案,采用合明科技專利配方,可在清洗IGBT凹槽內(nèi)存在大量的錫膏殘留的同時去除金屬界面高溫氧化膜,更含有保護(hù)芯片獨(dú)特的材料;配方材料親水性強(qiáng),清洗后易于用水漂洗干凈。
歡迎使用合明科技半水基清洗劑清洗IGBT功率器件。
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合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù),滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求,打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位,為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。
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