功率半导体器件是指能够处理较大功率(即高电压、大电流)的半导体电子器件。这些器件在电力电子系统中扮演着关键角色,用于电能的转换、控制、调节和保护。功率半导体器件能够将一种形式的电能(如交流电、直流电、不同电压或电流等级的电)转换为另一种形式的电能,以满足各种电力应用的需求。
功率半导体器件通常具有较高的耐压能力、较大的电流承载能力和较低的功耗。它们能够在高温、高压、高频等恶劣环境下稳定工作,并且具有较快的开关速度和较高的可靠性。这些特性使得功率半导体器件在电力电子装置中得到了广泛应用。
常见的功率半导体器件包括二极管(如整流二极管、快恢复二极管、肖特基二极管等)、晶闸管(如普通晶闸管、双向晶闸管等)、晶体管(如双极型晶体管BJT、场效应晶体管MOSFET、绝缘栅双极型晶体管IGBT等)。此外,随着半导体技术的不断发展,以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料也逐渐被应用于功率半导体器件中,这些新材料具有更高的击穿电场、更高的热导率和更高的电子迁移率等优异性能,使得基于这些材料的功率半导体器件能够在更高频率、更高功率密度和更高温度的环境下工作。
总之,功率半导体器件是电力电子装置中不可或缺的重要组成部分,它们的发展和应用对于推动电力电子技术的进步和促进节能减排、智能制造等产业的发展具有重要意义。
功率半导体器件在SMT前加工装配过程也有更高的要求,装配不当就非常容易造成损坏与工作可靠性问题,因此需要规范加工作业的作业规范,具体如下:
一、名词解释:
1. 功率 器件:如无特殊说明,下文所述功率器件均指功率半导体器件,包括了条目 2“适用范围”中的所有器件类型。
2. 散热器:泛指功率器件装配到其外表面或内部的结构件,它可以是机壳,独立的型材片段等。
3. 散热面:对于功率器件,就是其本体的散热部分与散热器的接触面;对于散热器就是其与功率器件 接触的面。
4. 介质:夹在功率器件的散热面和散热器的散热面之间的导热或绝缘材料。
二、装配作用要求:
1. 操作过程中需要做好静电防护;
2. 选择合适的扭力批;
3. 扭力批使用前需要进行校准;
4. 散热器、功率器件和介质的检查需要做好如下几点:
5. 涂硅脂
6 .螺钉紧固时,需要做好如下几点:
其参考力距如下表:
对于一个压条压一个功率器件的,如下图所示,同时还要考虑压条的弹性形变范围。 对于压条 1.0mm厚度没有折边的和0.8mm厚度有折边的,通常使用M3螺钉,紧固力距5.0±1.0Kgf.cm。
对于一个压条紧固两个功率器件的,如下图所示:
M4螺钉紧固力距12.0±1.0Kgf.cm,M3螺钉紧固力距5±1.0Kgf.cm。
其它类型的压条,要根据试验和功率器件的压力及散热要求确定紧固力距。(对于 TO-220封装的器件要保证压力为25N~50N,对于TO-247/264封装的器件,装配压力为50~120N)。
6.4 IGBT和可控硅的装配
对于
IGBT和可控硅的装配,螺钉紧固力距参考上页图表。装配螺钉的顺序应该注意,如下图所示。
三、周转运输
在运输、摆放过程中,应避免器件因碰撞、挤压而受到机械损伤。