功率器件 (Power Devices) 通常也稱為電力電子器件，是專門用來進(jìn)行功率處理的半導(dǎo)體器件。功率器件具有承受高電壓、通過大電流的能力，處理電壓的范圍可以從幾十伏到幾千伏，通過電流的能力最高可達(dá)幾千安。功率器件大量應(yīng)用于高壓電傳輸，如變電站、儲(chǔ)能設(shè)備，以及功率電子設(shè)備，如伺服驅(qū)動(dòng)、變頻器、電機(jī)保護(hù)器等。在這些應(yīng)用里，系統(tǒng)依賴功率器件實(shí)現(xiàn)變壓、變頻、功率管理等各種功能。

常見的功率器件有大功率晶體管 (Power MOSFET)、晶閘管 (Thyristor)雙向 (Triode for Alternating Current，TRIAC) 晶閘管、柵極關(guān)斷 ( Gate Turn-Off，GTO) 晶閘管、絕緣柵雙極晶體管 (Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)、集成柵極換流晶閘管 (Integrated Gate Commutated Thyristor，IGCT)、發(fā)射極關(guān)斷(Emitter Turn-0ff，ETO) 晶閘管、MOS 門控晶閘管 (MOS Controlled Thyristor，MCT)。早期的功率器件主要為大功率二極管、晶閘管等，應(yīng)用也通常僅限于工業(yè)和電力系統(tǒng)。后來隨著功率金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管器件和各種新型功率器件如 IGBT 的快速發(fā)展，功率器件的應(yīng)用變得越來越廣泛。

功率器件的分類有下列幾種方法。

一、根據(jù)開關(guān)特性的不同，功率器件可分為兩種。①半控型器件:器件的柵極(早期也稱門極)信號(hào)只能控制器件導(dǎo)通但不能控制器件關(guān)斷，如 SCR。②全控性器件: 器件的柵極信號(hào)既能控制器件導(dǎo)通又能控制器件關(guān)斷，如三極管、IGBT、IGCT、ETO 晶閘管、MCT、GTO 晶閘管等。

二、功率器件的控制極有柵極、基極等不同類型，因此根據(jù)控制極信號(hào)類型的不同，功率器件可分為兩種。①電流控制型器件: 控制極的控制信號(hào)是電流的流入或流出，如 SCR。②電壓控制型器件: 控制極的控制信號(hào)是電壓，控制極損耗的電流很小，如 IGBT。

三、根據(jù)導(dǎo)電載流子的不同，功率器件可分為三種。①單極器件: 只有一種載流子參與導(dǎo)電，如 MOSFET。②雙極器件: 由電子和空穴共同參與導(dǎo)電，如BJT。③混合型器件:由單極器件和雙極器件組合而成的器件，如 IGBT。

四、從技術(shù)上講，功率器件正向著提高快速恢復(fù)性能、降低導(dǎo)通電阻、提高電流控制能力、提高額定耐壓、提高耐溫與降低功耗等方向發(fā)展。

隨著硅基功率器件和工藝的漸漸成熟，其性能已逐步逼近材料極限，要取得突破性的進(jìn)展就需要采用具有更高性能極限的材料。而寬禁帶半導(dǎo)體材料，如氮化鎵 (GaN)、碳化硅 (SiC) 等，具有臨界擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度高、電子飽和速率高、耐高溫、抗輻射等優(yōu)勢(shì)，使用寬禁帶半導(dǎo)體材料制作的功率器件也已進(jìn)入商用市場(chǎng)，而系統(tǒng)設(shè)計(jì)者對(duì)寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)品的使用程度將決定市場(chǎng)成長的速度。

GaN 在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域以功率放大、整流和高頻切換等應(yīng)用為主，在 300V~1kV的中壓電力電子市場(chǎng)成長快速。此外，節(jié)能產(chǎn)業(yè)對(duì)高效率中高壓變頻器的需求也會(huì)加速 GaN 功率半導(dǎo)體市場(chǎng)的成長。采用 MOCVD 方法在藍(lán)寶石基板上生長 GaN 薄膜的技術(shù)在LED 產(chǎn)業(yè)已十分成熟，故在新興的電力電子市場(chǎng)，發(fā)展以 MOCVD 在大尺寸的 Si 基板上形成 GaN-on-Si 結(jié)構(gòu)來制作功率器件的技術(shù)極具產(chǎn)業(yè)化潛力。

SiC 的阻斷電壓遠(yuǎn)比 GaN、功率 MOS 管及硅 IGBT 要高，適合用在高于 1kV的高壓及大電流的電力電子領(lǐng)域，主要市場(chǎng)以鐵路交通和高壓電網(wǎng)等為主，但穩(wěn)定性及較長的生命期是主要需要考慮的因素。此外，美國 Cree 公司也已量產(chǎn)GaN-on-SiC 結(jié)構(gòu)的微波器件。

五、功率器件芯片封裝清洗：

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

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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