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来源: 发布时间:2024年05月11日

什么是IGBT,功率半导体是半导体行业的细分领域,虽不像集成电路一样被大众熟知,但其重要性不可忽视。IGBT是功率半导体的一种,它是电子电力装置和系统中的“CPU”、高效节能减排的主力军。IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品,封装后的IGBT模块直接应用于EV、HEV、变频器、工业电机驱动、风力涡轮机、光伏装置、轨道交通、UPS、EV充电基础设施和家用电器等产品。IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点,当前市场上销售的多为此类模块化产品,一般所说的IGBT也指IGBT模块。IGBT的结构主要由三部分组成:金属氧化物半导体氧化层(MOS),双极型晶体管(BJT)和绝缘层。江西真空灌胶自动线

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焊层失效,上述的温度梯度也存在于焊层与相邻的组件中,因此会导致剪切应力产生。焊层失效的主要表现形式是: 裂纹、空洞与分层。在开通与关断循环往复中,作为弹塑性材料的焊层会出现非弹性应变,较终导致焊层产生裂纹,裂纹发展,使得焊料分层。空洞是由焊料的晶界空洞和回流焊工艺所造成的,是不可避免的现象,随着功率循环,焊层受到热应力,空洞也会增长。焊层出现失效情况后,会进一步使得热阻增加,导致温度梯度增大形成正向反馈,较终导致焊层彻底失效。重庆非标无功老化测试设备汽车IGBT模块对产品性能和质量的要求要明显高于消费和工控领域。

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DBC阶段测试。将IGBT芯片从wafer上取下来,焊在DBC上,再进行一次绑线,将芯片的G、C、E极与DBC上预留的绑线位通过金属线连接起来,此时的IGBT状态,我们可称之为DBC阶段。如果在DBC阶段就对IGBT进行测试筛选,将性能不良的芯片筛选出来,那么封装成IGBT模块以后,模块的不良率会较大程度上降低。而DBC阶段的IGBT成本较大程度上低于IGBT模块,比如一个450A的62mm模块,内部分为上下两个桥臂,有2个IGBT单元,每个IGBT又是由2个IGBT芯片并联而成(通过DBC的形式并联,每颗芯片焊在一块DBC上),那么一个模块里面就相当于有4块DBC。

假设S1在t0时刻之前已经经历过一次开关状态,并且处于关闭稳定状态,此时负载电感正在通过续流二极管D2续流。在t0时刻,S1接受了开启命令。开启延迟时间后,在t1时刻,S1的栅极达到开启阈值,并正式开始与邻家弟弟D2的电压和电流控制权竞争。虽然二极管弟弟D2依靠负载电感大哥来控制电流控制权,但在邻居S1和电源大哥Vdc的双重压迫下,他不得不首先移交电流控制权,所以在t1时刻,S1的电流迅速上升。那么为什么S1和D2的电压在电流交接过程中没有变化呢?原来D2弟弟还有一个技能。只要有电流通过,我就会保持正向导通状态。由于我处于正向导通状态,S1的集电极电压仍然是Vdc。S1知道二极管有这个特点,过早竞争是没有意义的。他认为只要D2的电流控制权来了,自然就不会被D2控制。因此,随着电流交接在t2时刻完成,S1的电压开始下降,D2也开始承受反向电压。IGBT 的优点:可以由小的控制信号,控制较大的电流或电压。

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虽然新能源汽车的需求潜力巨大,但一般来说,在这个领域IGBT公司要分一杯羹并不容易。目前国产IGBT进入国内主要领域或工业领域IGBT接受度已经很高了。变频白色家电也有广阔的市场前景。以空调为例。根据[敏感词]政策,非变频空调将于2020年停止生产,非变频空调将于2021年停止销售。目前,变频空调的市场份额只有50%,这意味着变频空调将在未来半年内产量翻倍。变频空调的主要设备是IGBT为主要的IPM模块、变频空调压缩机、内风扇、外风扇均需IPM实现变频控制。IGBT主要的物料有IGBT芯片,二极管,五金件,键合丝,陶瓷基板,外壳等。黑龙江高精度无功老化测试设备

IGBT具有良好的可靠性,具有抗电磁干扰能力强、抗温度变化性能好和耐久性高等优点,可以长期稳定运行。江西真空灌胶自动线

电迁移、电化学腐蚀和金属化重构,IGBT 功率模块芯片顶部存在一层 Al 金属薄膜用以与外部进行连接。在电流和温度梯度的作用下,Al 金属离子会沿着导体运动,如沿着键合线运动,产生净质量输运,导致薄膜上出现空洞、小丘或晶须。随着器件的老化,有机硅凝胶的气密性下降,外部的物质会与 Al 金属薄膜接触,使其发生电化学腐蚀。常见的有 Al 的自钝化反应、单一阳极腐蚀电池反应以及与沾污的离子发生反应。金属化重构是由于 Al 与芯片上 SiO2 的 CTE 值相差两个数量级,导致界面处产生循环应力,使得Al 原子发生扩散,造成小丘、晶须和空洞,然后产生塑性形变,引发裂纹。以上所述三种因素导致的 Al 薄膜失效方式会加剧键合点处的疲劳情况,较终导致键合线脱落或电场击穿失效。江西真空灌胶自动线