在当今电子器件、组件的工艺制程中,为获得高可靠性的产品,清洗,特别是水基清洗在制程中得到越来越广泛的应用。特别是在5G通讯,航天航空,汽车电子,,医疗设备,人工智能等等行业和产业产品中,高可靠性的要求是为了整个功能体系能安全可靠运行的基础。水基清洗在这类器件、组件的制程中具有的代表性,特别在大型规模化生产中,可有效保障更为可靠的工艺指标和稳定性。通常会采用在线通过式清洗工艺来实现器件和组件的批量生产制程,随着在线工艺的广泛应用,其中的工艺要点和掌握是能出产产品质量的重要因素。以下就这些要点作几点阐述。
清洗剂的消耗和寿命。在线通过式喷淋机用水基清洗剂的消耗有三个组成部分: 气雾损耗、被清洗物和网带的带离损耗、清洗剂到达寿命终点的全液更换。在这三项消耗中,大的组成往往是气雾损耗,气雾损耗很大程度是喷淋机固有的机械特性所决定。人为可改变调整的程度不高,用户需在设备选型的时候关注此项技术指标。清洗剂的寿命,以目前的技术手段,无法监测清洗剂的寿命,通常在产线中,以产线的实际检测干净度的标准,观察检测清洗剂的寿命终点,而后,保留和预留一部分安全余量来进行清洗剂全量更换的依据。
常见的功率半导体器件有金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管芯片(IGBT)及模块等。
电子设备正朝着高频、、高可靠、高功率和低成本的发展方向,相应的功率器件也要求高频、高可靠、低损耗和低成本。
目前主流的功率器件主要是MOSFET和IGBT。
日本ROHM公司在中国举办发布会,发布业界快trr性能的600V超级结MOSFET PrestoMOS系列。罗姆半导体(上海)有限公司设计中心经理水原德健对MOSFET和IGBT做了市场优劣势分析:
MOSFET优点是高频,可以工作到几百KHZ,甚至MHZ、10MHZ都没问题;缺点是不耐高压,在高压大电流场合功耗较大,1500W以上就没有优势了。IGBT优点是导通压降小,耐高压.功率可以达到5000W;弱点是开关频率大40—50KHz,开关损耗大。
MOSFET一般在较低功率应用及较高频应用(即功率)
罗姆的高耐压超级结MOSFET
功率元器件一般是由硅、碳化硅、氮化镓这三种材料做成,碳化硅和氮化镓是相对新的功率器件材料。而本次发布会介绍的产品——超级结MOSFET和PrestoMOS,是硅材料产品。
高压MOS在市场上应用很多,每个厂家对“高压MOS”定义不同,有的说200V以上是高压MOS,但比较普遍的认为是,500-600V以上的是高压MOS。市场上用的多的高压MOS也是600V,大概占到所有高压MOS的三分之二。
600V里又分为三类:600V标准型,大约占整个市场的三分之一左右;600V高速开关型,占三分之一左右;600V高速trr型,大约在市场上占7%。
从应用上,标准型和高速开关型主要是用在电源变压器上,高速trr产品主要应用在逆变上,600V之上有650V和800V的产品,主要在太阳能、电动汽车使用。再往上还有1200V和1500V的产品。
高压MOS从构造上分为两种,平面高压MOS,和纵向纵沟槽型高压MOS,也就是超级结MOSFET。
从2014年到2020年,MOS的整体需求量变化不大,但在需求结构上变化很大,平面MOS市场越来越变小,超级结MOSFET市场越来越大。
为什么会出现这样的变化呢?原因在于,客户在选择产品时有两个考量:性能和价格。性能上超级结MOS更节能;价格上第0代超级结MOS价格大约是平面MOS的接近2倍;第1代大约是1.5倍;现在超级结MOSFET已经进入第2代,将要与平面MOS的价格持平。
未来,超级结MOSFET还会推出第3代、第4代,芯片可以做的越来越小,比平面MOS来说价格有更大的优势,性能也有更大的增强,这就决定了平面MOS的市场会越来越小。
在这里还要提到罗姆的一个特产品,HybridMOS。什么是HybridMOS呢?刚刚已经介绍了IGBT和MOSFET的区别,IGBT是在大功率情况下节能,MOSFET是在低功率情况下节能。这就出现了一个问题。比如空调在正常运转的时候功率很低,也就1000W左右。但在刚启动时,要瞬间制冷、瞬间制热,会达到4000到6000W,中央空调会达到8000W。
同样一个产品,在低功率的时候也想让它节能,高功率的时候也想让它节能。但又不可能一个产品中同时用IGBT和MOSFET,如果用MOSFET在低功率时是节能的,但是在瞬间开始进行加热、制冷的时候又不是很节能。IGBT瞬间制冷,加热是很节能,但是正常运转的时候又很浪费能量,这是一个很烦恼的事情。
这个情况下,罗姆开发了HybridMOS。在低功率的时候我们采用了MOSFET的构造,在大功率的时候采用IGBT的优点。不管是瞬间制冷,瞬间制热,还是正常运转的时候,都使能量消耗更低。
由于同时拥有MOSFET构造,又拥有IGBT的特性,所以罗姆为该产品起名HybroidMOS,混合动力的意思。