IGBT芯片技術(shù)：首次將壓降芯片的工作結(jié)溫提高到150℃

日前國際高壓直流輸電會議HVDC2020在古都西安召開，英飛凌專家Jens Prazybilla作為特邀嘉賓發(fā)表主旨演講《How to Design Best-Fit Press Pack IGBT and Diode for VSC-HVDC Systems》, 獲得與會專家高度關(guān)注。首發(fā)產(chǎn)品4500V/3000A器件，專為電網(wǎng)應(yīng)用定制開發(fā)，適用于MMC、直流斷路器等低頻開關(guān)應(yīng)用。

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內(nèi)容簡介

A

IGBT芯片技術(shù)

IGBT芯片采用領(lǐng)先的Trench+Fieldstop技術(shù)，業(yè)內(nèi)首次將壓降芯片的工作結(jié)溫提高到150℃，并大幅降低了其導(dǎo)通壓降VCEsat（150℃下典型值約2.7V）。此芯片可以降低系統(tǒng)損耗提高效率，同時也擴(kuò)展了系統(tǒng)安全工作區(qū)。

B

芯片子單元

創(chuàng)新采用了硅芯片+鉬片雙面銀燒結(jié)技術(shù)，每個芯片被封裝在獨立的單元內(nèi)，得到很好的防護(hù)。同時銀燒結(jié)大幅降低了不同材料間的界面熱阻，并改善芯片的瞬時熱特性，提高其過載能力。

獨立的芯片子單元使得生產(chǎn)更為便利，一方面不再擔(dān)心芯片表面的雜質(zhì)污染而導(dǎo)致的潛在失效風(fēng)險；另一方面可以獨立進(jìn)行全面的大電流動靜態(tài)測試，使芯片參數(shù)一致性篩選測試成為可能，二維碼用來追溯所有的生產(chǎn)測試信息。

C

封裝技術(shù)

新壓接器件采用全密封圓形陶瓷外殼，內(nèi)充氮氣以保護(hù)芯片不受濕氣或其他腐蝕氣體影響，有利于提高環(huán)境適應(yīng)性且降低現(xiàn)場失效率。采用納米銀燒結(jié)技術(shù)的芯片擁有更強(qiáng)的功率循環(huán)能力，器件可通過業(yè)內(nèi)最嚴(yán)苛的測試條件（Tvjmax/min=150℃/50℃，100K結(jié)溫波動，50,000次循環(huán)），可滿足現(xiàn)場服務(wù)壽命長達(dá)30年以上的苛刻要求。

D

長期失效短路特性

得益于強(qiáng)健的封裝設(shè)計，即使遭遇直流支撐電容橋臂直通放電故障，該器件也可以在失效后保持在短路狀態(tài)，幫助系統(tǒng)更可靠的運行。如驗證試驗所示，預(yù)先放置一個已失效的芯片在門極端子附近，再讓該器件承受長時間的額定電流，解剖后發(fā)現(xiàn)芯片CE間已形成可靠的熔融狀金屬聯(lián)接，可保證失效器件擁有極低的導(dǎo)通阻抗。

E

組裝簡單可靠，芯片一致性高

該器件零部件僅包括正極/負(fù)極銅蓋板，PCB板，36顆芯片子單元和幾個安裝螺釘。零部件少有助于降低組裝難度，提高生產(chǎn)效率。

經(jīng)過篩選的36顆芯片子單元的機(jī)械參數(shù)及電氣參數(shù)高度一致，以保證器件的可靠性。

F

自動化生產(chǎn)線

生產(chǎn)線采用了大量自動化設(shè)備，減少生產(chǎn)過程中的人為干預(yù)，可使每個器件一致性得到保障，提高生產(chǎn)良率。

關(guān)于英飛凌

英飛凌設(shè)計、開發(fā)、制造并銷售各種半導(dǎo)體和系統(tǒng)解決方案。其業(yè)務(wù)重點包括汽車電子、工業(yè)電子、射頻應(yīng)用、移動終端和基于硬件的安全解決方案等。

英飛凌將業(yè)務(wù)成功與社會責(zé)任結(jié)合在一起，致力于讓人們的生活更加便利、安全和環(huán)保。半導(dǎo)體雖幾乎看不到，但它已經(jīng)成為了我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?。不論在電力生產(chǎn)、傳輸還是利用等方面，英飛凌芯片始終發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。此外，它們在保護(hù)數(shù)據(jù)通信，提高道路交通安全性，降低車輛的二氧化碳排放等領(lǐng)域同樣功不可沒。

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