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SiC与GaN功率器件对比分析与合明科技功率器件模块清洗剂介绍

碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)作为第三代半导体材料的代表,正在重塑功率电子领域。它们凭借其独特的性能,在不同应用场景中与传统的硅(Si)基器件形成了互补和替代关系。下面这个表格可以让你快速把握它们的核心区别。

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电压与功率能力中高压霸主 (600V - 10kV以上),适合大功率应用中低压专家 (通常<900V,少数可达1.2kV或更高),适合中等功率应用
开关频率能力中高频 (kHz - 数百kHz级别),比硅IGBT快数倍超高频 (MHz - GHz级别),开关速度纳秒级
效率与功率密度导通电阻低,导通损耗小,高温下效率保持性好导通电阻和开关损耗都极低,易于实现小型化、轻量化
温度稳定性极强,工作结温可达200°C以上良好,但高温下导通电阻增长较SiC显著
典型应用场景电动汽车主驱逆变器、车载充电器(OBC)、光伏逆变器、工业电机驱动、电网设备高频快充适配器、数据中心电源、5G射频功放、激光雷达(LiDAR)


面临的可靠性挑战

尽管性能优异,SiC和GaN作为相对较新的技术,其可靠性仍面临特定挑战

  • SiC的挑战:核心问题集中在栅氧可靠性和体材料缺陷

    • 栅氧界面问题:SiC与栅极二氧化硅(SiO₂)的界面缺陷密度远高于硅器件,这可能导致阈值电压不稳定,尤其在高温和栅极应力下

    • 基面位错:晶体生长中产生的缺陷可能在器件运行过程中演变为堆垛层错,导致导通电阻增大和体二极管性能退化

  • GaN的挑战:主要与电荷捕获效应相关

    • 动态导通电阻退化:当器件处于关断状态承受高电压时,电子可能被捕获到缓冲层或介质层缺陷中,导致再次开通时导通电阻显著增加,即“电流崩塌”现象。这对高频开关应用是严峻考验。

    • 栅极可靠性:对于增强型p-GaN栅极HEMT,在强正栅极偏压下可能发生栅极泄漏增加甚至击穿

如何选择与应用建议

在选择和运用这两类器件时,可以参考以下思路:

  1. 根据应用场景做选择

    • 追求高压、大功率、高温稳定性:如电动汽车主驱、大型光伏逆变器,SiC是当前更成熟可靠的选择

    • 追求极致高频、小型化和高效率:如快充、通信电源,GaN更能发挥其优势

    • 电压在600-900V区间:两者可能重叠,需综合考虑频率、成本和对高温导通损耗的要求

  2. 系统设计是关键:宽禁带器件的高性能需要精细的系统设计来保障

    • 驱动电路:GaN器件的阈值电压较低,驱动电路需优化布局以抑制噪声引起的误开通;SiC的驱动电压也需要精细设计以确保栅氧安全

    • 寄生参数:极高的开关速度意味着对电路中的寄生电感和电容非常敏感,需要采用低寄生电感的布局和封装技术

    • 热管理:尽管器件本身耐高温,但良好的散热能显著提升系统可靠性和寿命

 总结与未来展望

总的来说,SiC和GaN并非简单的竞争关系,而是在不同赛道上替代传统硅基器件的强大技术。SiC凭借其高压、高温优势,正成为能源基础设施和电动汽车的支柱;而GaN则利用其超高频特性,在消费电子和通信领域开疆拓土

未来,随着材料生长、器件结构和制造工艺的不断进步,两者的可靠性将持续提升,成本也将进一步下降。同时,集成化是一个重要趋势,例如将驱动、保护和传感电路与GaN功率器件单片集成,可以简化设计并进一步提升系统可靠性

合明科技芯片封装前锡膏助焊剂清洗剂介绍:

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要,一旦选定,就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种,可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气,通电后发生电化学迁移,形成树枝状结构体,造成低电阻通路,破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层,在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物,还有粒状污染物,例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等,这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物,到底哪些才是最备受关注的呢?助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中,它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分,焊后必然存在热改性生成物,这些物质在所有污染物中的占据主导,从产品失效情况来而言,焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素,离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降,松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大,严重者导致开路失效,因此焊后必须进行严格的清洗,才能保障电路板的质量。

合明科技研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

合明科技运用自身原创的产品技术,满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求,打破国外厂商在行业中的垄断地位,为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

推荐使用合明科技水基清洗剂产品。

合明科技致力于为SMT电子表面贴装清洗、功率电子器件清洗及先进封装清洗提供高品质、高技术、高价值的产品和服务。合明科技 (13691709838)Unibright 是一家集研发、生产、销售为一体的国家高新技术、专精特新企业,具有二十多年的水基清洗工艺解决方案服务经验,掌握电子制程环保水基清洗核心技术。水基技术产品覆盖从半导体芯片封测到 PCBA 组件终端的清洗应用。是IPC-CH-65B CN《清洗指导》标准的单位。合明科技全系列产品均为自主研发,具有深厚的技术开发能力,拥有五十多项知识产权、专利,是国内为数不多拥有完整的电子制程清洗产品链的公司。合明科技致力成为芯片、电子精密清洗剂的领先者。以国内自有品牌,以完善的服务体系,高效的经营管理机制、雄厚的技术研发实力和产品价格优势,为国内企业、机构提供更好的技术服务和更优质的产品。合明科技的定位不仅是精湛技术产品的提供商,另外更具价值的是能为客户提供可行的材料、工艺、设备综合解决方案,为客户解决各类高端精密电子、芯片封装制程清洗中的难题,理顺工艺,提高良率,成为客户可靠的帮手。

合明科技凭借精湛的产品技术水平受邀成为国际电子工业连接协会技术组主席单位,编写全球首部中文版《清洗指导》IPC标准(标准编号:IPC-CH-65B CN)(“Guidelines for Cleaning of Printed Boards and Assemblies”),IPC标准是全球电子行业优先选用标准,是集成电路材料产业技术创新联盟会员成员。

主营产品包括:集成电路与先进封装清洗材料、电子焊接助焊剂、电子环保清洗设备、电子辅料等。

半导体技术应用节点:FlipChip ;2D/2.5D/3D堆叠集成;COB绑定前清洗;晶圆级封装;高密度SIP焊后清洗;功率电子清洗。

 


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