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2019-08-16

IGBT器件模块清洗剂合明科技分享IGBT器件技术与发展分析

发布者:合明科技Unibright ; 浏览次数:383

IGBT器件模块清洗剂合明科技分享IGBT器件技术与发展分析


绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是一种兼具双极结型晶体管(BJT)通态压降小、电流密度高和金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)驱动功率小、开关速度快、输入阻抗高等特点的功率开关器件。IGBT芯片在结构上由数万个重复单元(元胞)组成,其高频、高电压、大电流的优良特性使得其发明后被迅速用作大功率开关,是AC/DC转换、变压/变流装置中的核心器件。


在新能源汽车中,IGBT是电池与驱动电机、空调系统、车载信息系统、安全系统、启停能量回收系统之间能量转换的桥梁。尤其在600V-1200V高压大功率DC/AC逆变和DC/DC转换中,IGBT发挥着不可替代的作用。

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(图片来源于网络)

高效的能量转换能降低能量损耗,降低所需锂离子电池容量,从而降低整车重量,提高电动车单次充电后的续航里程。在纯电动汽车中,IGBT还是充电桩与车载电池之间AC/DC转换的关键功率器件。2015年,全球共生产了55万辆新能源汽车和约35万个充电桩。随着各国新能源汽车政策的落实、汽车企业新能源汽车产品规划的实施,电动车销量将迎来大幅增长,配套的充电装置也将进入密集建设期。预计2 0 2 0年,新能源汽车用IGBT占全球IGBT市场的比例将提升至3 7%,达到16.7亿美元。


SiC基MOSFET器件具有比IGBT更快的开关速率、更小的系统体积、更优的高温性能和节能特性,未来将占领IGBT器件的部分市场份额。目前丰田等公司搭载SiCMOSFET的新能源汽车已经试运行,然而仍需要较长时间的验证过程。短期内IGBT依然将凭借其更高的技术成熟度、更低的成本和更广泛的供应渠道占据市场主流。


集邦咨询旗下拓墣产业研究院数据显示,电动汽车的发展将带动IGBT市场总值持续成长,预估2021年IGBT的市场总值将突破52亿美元。中国作为全球最大的IGBT需求市场,主要市场份额被欧美、日本企业所占据,但是经过多年努力,目前已建立起完整的IGBT产业链,下面将按照IDM、设计、制造、模组分类盘点国内IGBT产业链主要企业。


IDM



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株洲中车时代电气股份有限公司是中国中车旗下股份制企业,其前身及母公司——中车株洲电力机车研究所有限公司创立于1959年,其现已形成了集IGBT产品设计、芯片制造等成套技术研究、开发、集成于一体的大功率IGBT产业化基地。


2008年,中车时代电气(当时名为“南车时代电气”)收购全球IBGT厂商丹尼斯,2009年建成国内首条高压IGBT模块封装线,自2010年开始着手筹建国内首条专注于IGBT芯片的先进生产线。目前,中车时代电气IGBT产品已从650V覆盖至6500V,并批量应用于高铁、电网、电动汽车、风电等领域,2017年其高压IGBT模块在电力系统收获订单,并成功研制世界最大容量压接型IGBT。


比亚迪微电子


2003年,比亚迪成立深圳比亚迪微电子有限公司(即其“第六事业部”),致力于集成电路及功率器件的开发并提供产品应用的整套解决方案,其IGBT的研发制造主要由比亚迪微电子负责。2005年,比亚迪正式组建IGBT研发团队,并于2007年建立IGBT模块生产线,完成首款电动汽车IGBT模块样品组装。


目前,比亚迪已相继掌握IGBT芯片设计和制造、模组设计和制造、大功率器件测试应用平台、电源及电控等环节,拥有IGBT完整产业链。2018年底,比亚迪正式发布其自研车规级IGBT 4.0技术。全球市场研究机构集邦咨询报告指出,比亚迪微电子凭借拥有终端的优势,在车用IGBT市场快速崛起,取得中国车用IGBT市场超过两成的市占率,一跃成为中国销售额前三的IGBT供应商。


士兰微


杭州士兰微电子股份有限公司成立于1997年,从集成电路芯片设计业务开始,逐步搭建了特色工艺的芯片制造平台,并已将技术和制造平台延伸至功率器件、功率模块和MEMS传感器的封装领域,建立了较为完善的IDM经营模式。


目前,士兰微5英寸、6英寸芯片生产线已稳定运行,8英寸芯片生产线也顺利投产,陆续完成了高压BCD、超薄片槽栅IGBT、超结高压MOSFET、高密度沟槽栅 MOSFET、快回复二极管、MEMS传感器等工艺的研发。今年4月,士兰微推出了应用于家用电磁炉的1350V RC-IGBT系列产品,据悉其所开发的IGBT已在多个领域通过了客户的严格测试并导入量产。


华微电子


吉林华微电子股份有限公司成立于1999年,集功率半导体器件设计研发、芯片加工、封装测试及产品营销为一体,官网信息显示其拥有4英寸、5英寸与6英寸等多条功率半导体分立器件及IC芯片生产线,芯片加工能力为每年400万片,封装资源为24亿只/年,模块360万块/年。


华微电子主要生产功率半导体器件及IC,目前已形成IGBT、MOSFET、SCR、SBD、IPM、FRD、BJT等为营销主线的系列产品,其650V~1200V的Trench-FS IGBT平台产品已通过客户验证。今年4月,华微电子拟募投8英寸生产线项目,600V-1700V各种电压、电流等级IGBT芯片是该项目的重点之一。


重庆华润微


华润微电子(重庆)有限公司,即原中航(重庆)微电子有限公司,集半导体设计、研发、制造与服务一体化,以功率半导体器件、功率/模拟集成电路为产业基础,面向工业电子、消费电子、汽车电子、5G通讯市场。具备功率器件、GaN、MEMS传感器等技术开发和制造平台。


重庆华润微拥有国内第一条全内资8英寸专注功率器件晶圆生产线,月产能5.1万片,工艺能力0.18微米,以及一条8英寸特种工艺生产线。目前该公司已启动12英寸晶圆生产线及相关配套封测线建设规划,主要生产MOSFET、IGBT、电源管理芯片等功率半导体产品。


台基股份


湖北台基半导体股份有限公司成立于2004年,是是国内大功率半导体器件领域为数不多的掌握前道(扩散)技术、中道(芯片制成)技术、后道(封装测试)技术,并掌握大功率半导体器件设计、制造核心技术并形成规模化生产的企业。


台基股份主营产品为功率晶闸管、整流管、IGBT 模块、电力半导体模块等功率半导体器件,其早于5年前开始了IGBT模块的研发,目前基本具备IGBT设计、封装测试的能力。近期,台基股份定增募投“新型高功率半导体器件产业升级项目”,其中包含了月产4万只IGBT模块(兼容MOSFET等)封测线。


扬杰科技


扬州扬杰电子科技股份有限公司成立于2006年8月,致力于功率半导体芯片及器件制造、集成电路封装测试等领域的产业发展,主营产品为各类电力电子器件芯片、功率二极管、整流桥、大功率模块、DFN/QFN产品、SGT MOS及碳化硅SBD、碳化硅JBS等。


据了解,在IGBT方面扬杰科技于2018年3月控股了一条位于宜兴的6英寸晶圆线,目前该生产线已经量产IGBT芯片,主要应用于电磁炉等小家电领域。扬杰科技在互动平台上表示,2018年度,公司IGBT芯片实际产出近6000片。


科达半导体


科达半导体有限公司成立于2007年,是由科达集团投资成立的高新技术企业,主要从事IGBT、FRD、MOSFET等新型功率半导体器件(电力电子器件)的设计、生产和销售,在深圳、浙江、山东等地区均设有销售中心。


据科达半导体官方介绍,其拥有功率器件设计中心、性能测试实验室和可靠性实验室以及省级设计中心,省级功率半导体工程中心,在IGBT、FRD、MOSFET等多个产品领域开发出拥有自主知识产权的多种规格产品,其中1200V IGBT被国家科技部列为国家重点新产品,产品广泛应用于电磁炉、小功率变频器、逆变焊机、无刷马达控制器、UPS等领域。


设计



中科君芯


江苏中科君芯科技有限公司成立于2011年,是一家专注于IGBT、FRD等新型电力电子芯片研发的中外合资高科技企业。中科君芯前身是中国科学院微电子研究所、中国科学院微电子研究所、中国物联网研究与发展中心以及成都电子科大的三个研究团队,最早始于上世纪80年代。


中科君芯官网介绍称,公司目前形成具有市场竞争力的产品有650V、1200V、1700V系列IGBT芯片,并拥有222项专利,其中PCT专利12项。IGBT技术方面,中科君芯已开发出沟槽场终止(Trench -FS)电压650V-6500V、单芯片电流8A-400A全系列IGBT芯片,成功解决了沟槽栅沟槽成型技术、载流子增强技术、晶圆减薄技术、背面高能离子注入技术、背面激光退火技术等关键工艺技术。


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宁波达新半导体有限公司成立于2013年,是以海归博士为主创立的一家中外合资的高科技公司,主要从事IGBT、MOSFET、FRD等功率半导体芯片与器件的设计、制造和销售,拥有IGBT、MOSFET和FRD等功率半导体芯片的设计和工艺集成技术,建有IGBT产品性能测试、应用及可靠性试验室,拥有一条测试和制造手段完备IGBT模块研发生产线。


达新半导体官网介绍称,其团队在8英寸和6英寸晶圆制造平台上同时开发成功平面型NPT、平面型FS、沟槽型NPT、沟槽型FS等IGBT芯片技术,能够制造从600V至1700V, 可满足大部分应用领域的IGBT芯片产品。此外,达新半导体已成功开发多种IGBT模块产品,电压等级涵盖600V~3300V、电流等级涵盖10A~1000A,可应用于逆变焊机、变频器、感应加热、大功率电源、UPS、新能源汽车、太阳能/风力发电、SVG等领域。


紫光微电子


无锡紫光微电子有限公司(原无锡同方微电子有限公司)成立于2006年,是紫光同芯微电子有限公司投资的一家高新技术企业,是一家专注于先进半导体功率器件和集成电路的设计研发、芯片加工、封装测试及产品销售的集成电路设计企业。


据紫光微电子官网介绍,该公司开发和生产的SJ MOSFET、DT MOSFET、HV VDMOS、IGBT、IGTO、Half Bridge Gate Driver等半导体功率器件以及相关的电源管理集成电路等产品广泛应用于节能、绿色照明、风力发电、智能电网、混合动力\电动汽车、仪器仪表、消费电子等领域。IGBT方面,其以IGBT实际应用为设计基础,使用NPT(非穿通型)和沟槽型FS(场终止型)IGBT技术为大功率应用客户提供优质可靠的系统解决方案。


无锡新洁能


无锡新洁能股份有限公司成立于2013年,主营业务为MOSFET、IGBT等半导体功率器件的研发设计及销售,主要产品按照是否封装可分为芯片和封装成品,广泛应用于消费电子、汽车电子、工业电子以及新能源汽车/充电桩、智能装备 制造、物联网、光伏新能源等领域。


据无锡新洁能官方介绍,目前其主要产品包括12V~200V沟槽型功率MOSFET(N沟道和P沟道)、30V~300V屏蔽栅功率MOSFET(N沟道和P沟道)、500V~900V超结功率MOSFET、600V~1350V沟槽栅场截止型IGBT,相关核心技术已获得多项专利授权,四大系列产品均获得江苏省高新技术产品认定。


芯派科技


西安芯派电子科技有限公司成立于2008年,是一家集研发、生产和销售为一体的高新技术企业,产品包含低压至高压全系列MOSFET、IGBT、二极管、桥堆以及电源管理IC等。其总部位于西安,拥有省级重点实验室西安半导体功率器件测试应用中心。


据了解,芯派科技自2016年研发出应用于1200V/900V/650V的IGBT功率器件,产品性能指标达到和国外同类产品的技术性能。目前其600V/1200V FS系列IGBT产品在工业类电源中批量使用,450V的IGBT产品适用于闪光灯应用与点火应用,NPT工艺的1200V/3300V IGBT系列产品适用于汽车行业。


制造



华虹宏力


上海华虹宏力半导体制造有限公司由原上海华虹NEC电子有限公司和上海宏力半导体制造有限公司新设合并而成,是全球首家提供场截止型绝缘栅双极型晶体管(FS IGBT)量产技术的8英寸集成电路芯片制造厂。


华虹宏力自2011年起就已成功量产了1200V非穿通型(NPT)IGBT;2013年600V-1200V FS IGBT实现量产,随后与多家合作单位陆续推出了600V、1200V、1700V等IGBT器件工艺,成功解决了IGBT的关键工艺问题,包括硅片翘曲及背面工艺能力等。据悉目前华虹宏力是国内唯一拥有IGBT全套背面加工工艺的晶圆代工企业,同时正在加速研发6500V超高压IGBT技术。


上海先进


上海先进半导体制造股份有限公司,前身为1988年由中荷合资成立的上海飞利浦半导体公司,拥有5英寸、6英寸、8英寸晶圆生产线,专注于模拟电路、功率器件的制造,自2004年开始提供IGBT国内、外代工业务。


上海先进2008年在国内建立IGBT背面工艺线,具备IGBT正面、背面、测试等完整的IGBT工艺能力,IGBT/FRD的电压范围覆盖650V、1200V、1700V、3300V、4500V、6500V,技术能力包括PT、NPT、Field Stop,以及平面、沟槽IGBT等。其6英寸晶圆厂专注于平面IGBT和FRD工艺平台,电压覆盖1200V~6500V,8英寸晶圆厂专注于Trench Field Stop IGBT工艺平台,电压覆盖450V~1700V。


中芯国际


中芯国际集成电路制造有限公司是中国内地技术最全面、配套最完善、规模最大、跨国经营的集成电路制造企业,提供0.35微米到28纳米8寸和12寸芯片代工与技术服务。


根据中芯国际官网介绍,其IGBT平台从2015年开始建立,着眼于最新一代场截止型IGBT结构,采用业界最先进及主流的背面加工工艺,包括Taiko背面减薄工艺、湿法刻蚀工艺、离子注入、背面激光退火及背面金属沉积工艺等,已完成整套深沟槽+薄片+场截止技术工艺的自主研发,并相应推出600V~1200V等器件工艺,技术参数可达到业界领先水平。


方正微电子


深圳方正微电子有限公司成立于2003年,由方正集团联合其他投资者共同创办,专注于为客户提供功率分立器件(如DMOS、IGBT、SBD和FRD)和功率集成电路(如BiCMOS、BCD和HV CMOS)等领域的晶圆制造技术。


根据官网介绍,方正微电子拥有两条6英寸晶圆生产线,月产能达6万片,产能规模居国内6英寸线前列,0.5微米/6英寸工艺批量生产能力跃居国内行业第二,未来月产能规划将达8万片。IGBT方面目前支持430V、600V Trench PT IGBT以及1200V、1700V Planar NPT IGBT等工艺及时。


华润上华


无锡华润上华科技有限公司隶属于华润集团旗下负责半导体业务的华润微电子有限公司。华润上华向客户提供广泛的晶圆制造技术,包括BCD、Mixed-Signal、HV CMOS、RFCMOS、Embedded-NVM、BiCMOS、Logic、MOSFET、IGBT、SOI、MEMS、Bipolar等标准工艺及一系列客制化工艺平台。


据官网介绍,华润上华拥有国内最大的6英寸代工线和一条8英寸代工线,6英寸月产能逾11万片,八英寸生产线目前月产能已达3.5万片,未来整体月产能规划为6万片,制程技术将提升至0.11微米。IGBT方面,华润上华于2012年已宣布开发完成600V和1700V Planar NPT IGBT以及600V Trench PT IGBT工艺平台。


模组



嘉兴斯达


嘉兴斯达半导体股份有限公司成立于2005年4月,是一家专业从事功率半导体元器件尤其是IGBT模块研发、生产和销售服务的国家级高新技术企业,其主要产品为功率半导体元器件,包括IGBT、MOSFET、IPM、FRD、SiC等,已成功开发近600种IGBT模块产品,电压等级涵盖100V~3300V,电流等级涵盖10A~3600A。


在技术方面,嘉兴斯达已开发出平面栅NPT型1200V全系列IGBT芯片和沟槽栅场中止650V、750V、1200V及1700V全系列IGBT芯片,解决了包括8英寸晶圆减薄技术、背面高能离子注入技术、背面激光退火激活技术以及沟槽栅挖槽成型技术等关键工艺技术。有数据显示,2017年嘉兴斯达在IGBT模块领域的市场占有率排全球第9位。


芯能半导体


深圳芯能半导体技术有限公司成立于2013年,由深圳正轩科技、深圳国资委、深圳人才创新基金、达晨创投、方广资本、厦门猎鹰等知名机构联合投资,致力于IGBT芯片、IGBT驱动芯片以及大功率智能功率模块的研发、应用和销售。


目前芯能聚焦600V和1200V中小功率IGBT产品,IGBT单管、IPM、IGBT模块和HVIC四个领域都有完善的产品序列,产品性能国内领先。产品广泛应用于工业变频器、伺服驱动器、变频家电、电磁炉、工业电源、逆变焊机等领域;针对中大功率产品,芯能也能提供系统化解决方案:650V/450A和1200V/450A EconoDUAL智能IGBT功率模块、34mm模块、62mm模块等产品均得到终端客户的一致认可。


西安永电


西安中车永电电气有限公司成立于2005年,是中车永济电机有限公司全资控股的专门从事电力电子产品的研发、生产、销售、服务的高技术企业,主要产品包括IGBT?模块、IPM模块、整流管、晶闸管、组合元件等电力半导体器件,以及变流器、功率模块、城轨地面整流装置、地铁单向导通装置、充电机等装置。


2011年12月,陕西省工业和信息化厅在西安经济技术开发区北车永济研发中心主持召开了西安永电“6500V/600A、3300V/1200A、1700V/1200AIGBT模块”新产品新技术鉴定会。与会专家一致认为,其6500V/600A、3300V/1200A和1700V/1200AIGBT模块三种产品技术参数整体达到国际先进水平,其中6500V/600A产品指标达到国内水平,一致同意通过省级新产品鉴定。


宏微科技


江苏宏微科技股份有限公司成立于2006年8月,立足于电力电子元器件行业,业务范围包括设计、研发、生产和销售新型电力半导体芯片、分立器件及模块,如FRED、VDMOS、IGBT芯片、分立器件、标准模块及用户定制模块(CSPM),并提供高效节能电力电子装置的模块化设计、制造及系统的解决方案。


2018年,宏微科技与北汽新能源成立宏微-北汽新能源IGBT联合实验室,计划从芯片设计到模块设计与封装再到电机控制器设计与生产,联合打造电机控制器产业链。宏微科技年报显示,2018年其电动汽车用IGBT模块在SVG行业应用中逐步放量,同时客户定制化产品也开始批量销售。


威海新佳


威海新佳电子有限公司成立于2004年,注册资本2000万元,是专业从事新型电力电子器件及其应用整机产品设计、研发、生产、销售的国家高新技术企业。


威海新佳是IGBT国家标准和交流固态继电器行业标准起草单位之一,建有“国家高技术产业化示范工程”IGBT生产线、山东省电力电子器件工程技术研究中心,并先后承担过国家发改委新型电力电子器件产业化专项项目、工信部电子发展基金项目等多项国家和省部级项目。


银茂微电子


南京银茂微电子制造有限公司成立于2007年11月,是江苏银茂(控股)集团有限公司控股公司。官网介绍称,该公司一期项目以研发、制造和销售拥有自主知识产权的新型电力电子模块、全气密半气密高可靠性混合电路电子器件、大规模变流技术核心组件为主营业务,具备年产通用功率模块65万件和高压大功率模块10万件以上的生产能力,是目前国内最大的电力电子功率模块生产基地之一。


2019年6月14日,受江苏省科技厅、南京市科技局委托,溧水区科技局组织银茂微电子承担的“江苏省大功率IGBT模块工程技术研究中心”项目通过验收。


来源:集邦咨询TrendForce,版权归原作者所有


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(图片来源于网络)

近年来,随着行业景气度向好和政策的推动,中国IGBT产业出现快速成长,多家厂商扩建或新建产线,同时亦有不少新进入者抢夺市场。


据集邦咨询分析,目前市场新入者主要有三类,一是向IGBT等高端产品扩展业务的功率半导体企业,如扬杰科技、华微电子等;二是出于为满足自身需求及出于供应链安全考虑向上游涉足的,如中车时代和比亚迪等;三是看好市场而进场的新公司,如富能半导体等。


新进厂商涌入,行业竞争势必加剧,对于大量的新进入厂商而言,了解产业的进入壁垒才能更好地制定竞争策略。那么IGBT产业的进入壁垒有哪些呢?


规 模 经 济


IGBT产业有着明显的规模经济的特征,产品的平均成本随产量的增加而下降,大规模生产可以使企业平均成本下降。新进入者如果无法在短期内提升产量,将承受成本高于原有企业的劣势,面临巨大的财务压力。新进入者同时有可能激起原有厂商的反制,导致竞争压力加大。


技 术 壁 垒


芯片技术:IGBT芯片是IGBT模块的核心,其设计工艺复杂、制造工艺难度较高,不仅要保证模块在大电流、高电压、高频率下稳定工作,还需保持开闭和损耗、抗短路能力和导通压降维持平衡。企业只有具备深厚的技术底蕴和强大的创新能力,持续进行技术积累,才能在行业里立足。


模块技术:IGBT模块对产品的可靠性和质量稳定性要求较高,生产工艺复杂,往往一个看似简单的工艺需要长时间的摸索。IGBT作为下游产品的核心部件,需要满足各种工作环境下正常工作的要求,因此对产品的质量要求比较高,研发时也需要研发人员对下游应用比较熟悉,国内目前具有相关经验的人才较少,新进入者需要花费较多时间来培养人才和技术积累。


资 金 壁 垒


IGBT属于资本密集型企业,生产和测试以进口为主,设备成本较高。其产品的研发和客户认证都需要较长时间,新进入者需要有较强的资金实力做后盾,才能持续进行相关的研发和市场开拓。


品牌与市场壁垒


IGBT模块是下游产品中的关键部件,其性能表现、稳定性和可靠性对下游客户来说至关重要,因此认证周期较长,替换成本高。


(1)从供应链安全的角度来说:下游客户处于供应链安全的考虑,更倾向于和IGBT供应商保持长期合作关系,变更已有长期合作的供应商的意愿较小。


(2)从产品验证角度来说:对于新入场的IGBT供应商,下游客户会相对谨慎。不仅要考虑供应商的实力,产品还要经过单机测试、整机测试、多次小批量试用等多个环节的验证。决策周期较长。


中国厂商面临的问题和竞争策略选择


IGBT产业为垄断型市场,全球前五大厂商占据了70%的市场份额,中国厂商由于进场较晚,产业基础较为薄弱,面临的竞争压力较大。同时,中国又是全球最大的IGBT市场,随着新能源汽车产量的不断提升,市场增长和国产替代空间较大。


目前,中国厂商在技术上逐步接近国际领先厂商,而资金方面受益于政府推动,资本支持力度较大,主要问题仍在品牌建立与市场拓展方面。在市场竞争加剧的情况下要从国际厂商手中夺得市场份额,集邦咨询认为,中国厂商可采取的市场策略主要有三个方向:


一是进行差异化竞争,在特定的细分领域持续发力。如比亚迪锁定车用IGBT市场,快速成长为国内最大的车用IGBT供应商。


二是与下游厂商合作,加快供应链认证和保障订单稳定,同时提升产品工艺技术。如中车时代和北汽新能源、国家电网等下游企业达成战略合作共同开发用于新能源汽车和智能电网的IGBT产品。


三是选择市场增长空间较大的应用领域如新能源汽车领域,或产能需求较大的应用领域,如家电领域,若成功进入下游供应链,可以帮助厂商快速扩大规模降低成本。


集邦咨询推出《中国IGBT产业发展及市场报告》,全面剖析中国IGBT产业及市场,对产业链不同环节进行深度解读


目前5G通讯和新能源汽车正进行得如火如荼,而功率器件及半导体芯片正是其核心元器件。如何确保功率器件和半导体芯片的品质和高可靠性?

 

一、什么是半导体:

半导体是指同时具有容易导电的“导体”和不导电的“绝缘体”两方面特性的物质。能够实现交流电转为直流电——“整流”、增大电信号——“增幅”、导通或者阻断电——“开关”等。

二、什么是功率半导体:

功率半导体是能够支持高电压、大电流的半导体,在分立器件中占据主要地位。具有不同于一般半导体的结构,在使用高电压、大电流时也不会损坏。 功率半导体主要用于改变电压和频率;或将直流转换为交流,交流转换为直流等形式的电力转换。功率半导体器件,也就是我们说的电力电子器件,是一种广泛用于电力电子装置的电能变换和控制电路方面的半导体元件。电力电子装置的基本构思是把连续的能量流切割成能量小包,处理这些小包并输送能量,在输出端使之重新成为另一种连续的能量流,而这些主要便是依靠功率半导体器件及特定的电路结构来实现的。

 

三、功率半导体器件主要功能:

功率半导体的作用是在高电压或大电流条件下,用于改变电压和频率,或将直流转换为交流,交流转换为直流等形式的电力转换,包括变频、变压、变流、功率放大和功率管理等。

 

四、功率半导体器件分类

功率半导体按照不同的分类标准可以进行如下分类:

1.按照控制特性分类

不控型器件:即正向导通反向阻断,如常见的功率二极管;

半控型器件:除了正负极,还有控制极,一旦开通无法通过控制极(栅极)关断,这类主要是指晶闸管(Thyristor)和它的派生器件;

全控型器件:可通过栅极控制开关,常见的有双极结型晶体管(BJT)、栅极关断晶闸管(GTO)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等等。

 

2按照载流子性质不同分类

双极型:即电子和空穴同时参与导电,常见的有BJT、GTO;

单极型:只有电子或者空穴的一种载流子参与导电,常见的有结型场效应晶体管(JFET)、MOSFET、静电感应晶体管(SIT)等;

混合型:常见的有IGBT、电子加强注入型绝缘栅晶体管(IEGT)等。

 

3按照驱动方式分类

电流型控制器件:主要是可控硅(SCR)、BJT、GTO;

电压型控制器件:以MOSFET和IGBT为主;

光控型器件:以光控晶闸管为主要代表。

 

4.按照不同的制备材料分类

主要分为硅器件,以及以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为主的宽禁带器件。

不同的应用场合根据所需半导体器件的电流电压等级来选择器件的种类。

 

五、半导体功率器件清洗必要性

目前5G通讯和新能源汽车正进行得如火如荼,而功率器件及半导体芯片正是其核心元器件。为了确保功率器件和半导体芯片的品质和高可靠性,在封装前需要引入清洗工序和使用清洗剂。

功率器件和半导体封装前通常会使用助焊剂和锡膏等作为焊接辅料,这些辅料在焊接过程或多或少都会有部分残留物,还包括制程中沾污的指印、汗液、角质和尘埃等污染物。

同时,功率器件和半导体的引线框架组装了铝、铜、铂、镍等敏感金属等相当脆弱的功能材料。

这些敏感金属和特殊功能材料对清洗剂的兼容性提出了很高的要求。

一般情况下,材料兼容性不好的清洗剂容易使敏感材料氧化变色或溶胀变形或脱落等产生不良现象。水基清洗剂则是针对引线框架、功率半导体器件焊后清洗开发的材料兼容性好、清洗效率高的环保清洗剂,将焊锡膏清洗干净的情况下避免敏感材料的损伤。



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以上为合明科技在工业清洗方面的经验的累积,我们是国内自主掌握核心水基清洗技术的先创品牌,在水基清洗、环保清洗方面有着丰富的经验,也成为了IPC清洗标准主席单位。但是因为工业清洗问题内容广泛,没办法面面俱到,本文只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,力争能为客户提供全方位的工业清洗解决方案。

 

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