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碳化硅和傳統(tǒng)硅有什么區(qū)別?碳化硅功率器件封裝后需要經(jīng)過哪幾項(xiàng)測試?
大家應(yīng)該都知道,碳化硅是半導(dǎo)體材料發(fā)展到第三代的產(chǎn)物,是由于傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體自身物理性能不足,以及受限于摩爾定律,逐漸不適應(yīng)半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展需求產(chǎn)生的化合物半導(dǎo)體。
碳化硅功率器件替代優(yōu)勢明顯,在高壓高功率領(lǐng)域性能強(qiáng)勁。相較于傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體,具有高電壓、大電流、高溫、高頻率、低損耗等獨(dú)特優(yōu)勢。由于具有較寬的帶隙,碳化硅器件的工作溫度可高達(dá)600℃,而傳統(tǒng)硅器件的最高工作溫度局限在175℃。碳化硅器件的高溫工作能力降低了對(duì)系統(tǒng)熱預(yù)算的要求。
并且,碳化硅基MOS尺寸可以減少為同電壓硅基MOSFET的十分之一,能量損耗可以減少為同開關(guān)頻率硅基IGBT的 30%。此外,碳化硅器件還具有較高的熱導(dǎo)率、高擊穿電場強(qiáng)度、高飽和漂移速率、高熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性,其擊穿電場強(qiáng)度比同類傳統(tǒng)硅器件要高。同時(shí)在高頻、高壓、高溫等工作場景中,還具有易散熱、小體積、低能耗、高功率等明顯優(yōu)勢。
讓碳化硅能穩(wěn)定發(fā)揮這些關(guān)鍵性特質(zhì)的重要因素,封裝步驟不可小覷。封裝是承載器件的載體,也是保證碳化硅芯片充分發(fā)揮性能的關(guān)鍵。以下是碳化硅功率器件封裝的幾個(gè)重要封裝測試項(xiàng)目:
端子強(qiáng)度
端子強(qiáng)度測試的目的是為了確定引出端的設(shè)計(jì)與連接方法是否能耐受在裝配、修理或搬運(yùn)過程中所遇到的機(jī)械應(yīng)力。
耐焊接熱
通過耐焊接熱測試可以確定元件能否經(jīng)受在焊接(烙焊、浸焊、波峰焊、回流焊)端頭過程中所產(chǎn)生的熱效應(yīng)。
可焊性
可焊性測試可以判斷封裝廠的電鍍工藝是否合格,浸錫表面超過95%則為合格。
推力,拉力,剪切力測試
推力,拉力,剪切力測試是指芯片焊接后再分離出來的難度,可以考察芯片焊接過程是否良好。
無鉛器件要求
適用于引線終端含錫的器件,鉛料目前仍然是豁免的,也就是說器件仍可使用含鉛材料。
碳化硅功率器件的質(zhì)量對(duì)最終組成器件的性能有著舉足輕重的意義,但不論何時(shí),封裝技術(shù)的發(fā)展需要同時(shí)兼顧充分發(fā)揮碳化硅芯片性能和實(shí)際應(yīng)用易用性與可靠性要求,以多樣化產(chǎn)品滿足了市場的廣泛需求,同時(shí)也不能忽略了標(biāo)準(zhǔn)化需求。