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半导体之碳化硅功率器件特性、测试和应用技术概述与功率器件清洗介绍

👁 2005 Tags:宽禁带半导体碳化硅功率器件碳化硅功率模块

宽禁带半导体的含义

宽禁带半导体是指那些具有较大禁带宽度的半导体材料。禁带宽度是指半导体材料中,导带的最低能级和价带的最高能级之间的能量差,通常以电子伏特(eV)为单位。如果一个半导体的禁带宽度大于2.2电子伏特,那么它就被归类为宽禁带半导体5

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宽禁带半导体的特点

宽禁带半导体相比于传统的窄禁带半导体(例如硅和锗),具有以下几个显著特点:

  1. 高击穿电场:宽禁带半导体材料具有较高的击穿电场,这意味着它们能够在较高的电压下工作而不易被击穿。

  2. 高热导率:它们还具有较高的热导率,有助于改善器件的散热性能,提高工作的可靠性和稳定性。

  3. 高电子迁移率:电子迁移率高意味着载流子(电子或空穴)在半导体中的移动速度快,这有利于高频电子设备的操作。

  4. 高饱和电子速度:宽禁带半导体的饱和电子速度高,使得它们在高频条件下的表现更为优秀。

  5. 高电子密度:高的电子密度有利于提高器件的集成度和性能。

  6. 可承受大功率:宽禁带半导体能够承受较大的功率,适合用于大功率设备中1

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应用领域

宽禁带半导体由于其独特的物理特性,在多个应用领域展现出优越的性能:

  1. 高温、高频、大功率器件:宽禁带半导体适用于高温、高频和大功率的应用环境,如电力电子、射频器件等2

  2. LED照明和显示技术:由于其高电子迁移率和高饱和电子速度,GaN基LED(氮化镓基LED)在照明和显示技术中得到广泛应用。

  3. 射频与微波器材:宽禁带半导体如氮化镓和碳化硅因其高电子迁移率和高热导率而成为高性能微波和射频器件的理想材料。

  4. 新能源汽车:宽禁带半导体在新能源汽车的充电系统和电机驱动系统中有着重要的应用,如SiC MOSFET(碳化硅金属氧化物场效应晶体管)因具有高耐压、高频率特性而被用于高性能电动汽车的充电系统

碳化硅功率器件特性、测试和应用技术概述

碳化硅(Silicon Carbide,SiC)功率器件由于其优越的电气特性,在现代电力电子领域得到了广泛的应用。这类器件具有高耐压、高频率、高效率及高可靠性的特点,适合于高性能的电力转换和控制系统1

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碳化硅功率器件的基本原理和特性

碳化硅功率器件是一种全控型电压驱动式功率半导体器件,它由BJT(双极型晶体管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成,具备高输入阻抗和低导通电压等优点1。这些器件的设计和应用对于功能模块的电路设计非常重要1

碳化硅功率器件的测试方法

双脉冲测试

双脉冲测试是分析功率开关器件动态特性的常用测试方法之一。通过这种测试,可以便捷地评估功率器件的性能,并获得稳态和动态过程中的主要参数6。这种测试方法适用于碳化硅二极管和FETs检测高压器件,电压可调至50A(500A),并且能够清晰展示开关波形,非常低且非常容易判断寄生现象2

动态特性测试系统

专门针对碳化硅技术中的功率器件的动态性能测试的系统是碳化硅功率器件动态特性测试系统。这种系统通常具备模块化和前瞻性设计,例如新包装和模块化的可调谐开关插头,以及集成化或定制栅极驱动器等2

碳化硅功率器件的应用技术

三端口直流变换器

碳化硅功率器件已经在三端口直流变换器中得到应用。这种变换器能够在缩小半导体器件使用尺寸的同时,提高逆变器功率密度、可靠性、耐用性以及寿命周期6

新能源汽车

c在新能源汽车领域也有重要应用。它们旨在缩小半导体器件使用尺寸的同时,提高逆变器功率密度、可靠性、耐用性以及寿命周期,从而为高速发展的新能源汽车注入动力

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碳化硅功率器件芯片封装清洗:

研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要,一旦选定,就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种,可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气,通电后发生电化学迁移,形成树枝状结构体,造成低电阻通路,破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层,在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物,还有粒状污染物,例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等,这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物,到底哪些才是最备受关注的呢?助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中,它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分,焊后必然存在热改性生成物,这些物质在所有污染物中的占据主导,从产品失效情况来而言,焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素,离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降,松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大,严重者导致开路失效,因此焊后必须进行严格的清洗,才能保障电路板的质量。

运用自身原创的产品技术,满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求,打破国外厂商在行业中的垄断地位,为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

推荐使用 水基清洗剂产品。

 


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