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碳化硅和传统硅有什么区别?碳化硅功率器件封装后需要经过哪几项测试?

发表时间:2022-10-08
来源:网络整理
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大家应该都知道,碳化硅是半导体材料发展到第三代的产物,是由于传统硅基半导体自身物理性能不足,以及受限于摩尔定律,逐渐不适应半导体行业的发展需求产生的化合物半导体。

碳化硅功率器件替代优势明显,在高压高功率领域性能强劲。相较于传统的硅基半导体,具有高电压、大电流、高温、高频率、低损耗等独特优势。由于具有较宽的带隙,碳化硅器件的工作温度可高达600℃,而传统硅器件的最高工作温度局限在175℃。碳化硅器件的高温工作能力降低了对系统热预算的要求。

并且,碳化硅基MOS尺寸可以减少为同电压硅基MOSFET的十分之一,能量损耗可以减少为同开关频率硅基IGBT的 30%。此外,碳化硅器件还具有较高的热导率、高击穿电场强度、高饱和漂移速率、高热稳定性和化学惰性,其击穿电场强度比同类传统硅器件要高。同时在高频、高压、高温等工作场景中,还具有易散热、小体积、低能耗、高功率等明显优势。

 

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让碳化硅能稳定发挥这些关键性特质的重要因素,封装步骤不可小觑。封装是承载器件的载体,也是保证碳化硅芯片充分发挥性能的关键以下是碳化硅功率器件封装的几个重要封装测试项目:

端子强度

端子强度测试的目的是为了确定引出端的设计与连接方法是否能耐受在装配、修理或搬运过程中所遇到的机械应力。

耐焊接热

通过耐焊接热测试可以确定元件能否经受在焊接(烙焊、浸焊、波峰焊、回流焊)端头过程中所产生的热效应。

可焊性

可焊性测试可以判断封装厂的电镀工艺是否合格,浸锡表面超过95%则为合格。

推力,拉力,剪切力测试

推力,拉力,剪切力测试是指芯片焊接后再分离出来的难度,可以考察芯片焊接过程是否良好。

无铅器件要求

适用于引线终端含锡的器件,铅料目前仍然是豁免的,也就是说器件仍可使用含铅材料。

碳化硅功率器件的质量对最终组成器件的性能有着举足轻重的意义,但不论何时,封装技术的发展需要同时兼顾充分发挥碳化硅芯片性能和实际应用易用性与可靠性要求,以多样化产品满足了市场的广泛需求,同时也不能忽略了标准化需求。