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MOSFET半导体清洗IGBT焊剂清洗剂合明科技分享:一文读懂MOSFET与IGBT的区别

发布日期:2021-12-02 发布者:合明科技Unibright 浏览次数:559

MOSFET半导体清洗IGBT焊剂清洗剂合明科技分享:一文读懂MOSFET与IGBT的区别

合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商。精密电子清洗除焊后助焊剂、锡膏、焊膏、球焊膏、焊锡膏、锡渣等残留物。水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。具体表现在,在同等的清洗力的情况下,合明科技的兼容性较佳. 先进封装包括倒装芯片、WLCSP晶圆级芯片封装、3D IC集成电路封装、SiP系统级封装、细间距封装等等。


1、由于MOSFET的结构,通常它可以做到电流很大,可以到上KA,但耐压能力没有IGBT强。

 2、IGBT可以做很大功率,电流和电压都可以,就是一点频率不是太高,目前IGBT硬开关速度可以到100KHZ,那已经是不错了。不过相对于MOSFET的工作频率还是九牛一毛,MOSFET可以工作到几百KHZ,上MHZ,以至几十MHZ。

 3、就其应用:根据其特点MOSFET应用于开关电源,镇流器,高频感应加热;高频逆变焊机;通信电源等等高频电源领域;IGBT集中应用于焊机,逆变器,变频器,电镀电解电源,超音频感应加热等领域。

 开关电源(SMPS) 的性能在很大程度上依赖于功率半导体器件的选择,即开关管和整流器。

 虽然没有万全的方案来解决选择IGBT还是MOSFET的问题,但针对特定SMPS应用中的IGBT 和 MOSFET进行性能比较,确定关键参数的范围还是能起到一定的参考作用。

 本文将对一些参数进行探讨,如硬开关和软开关ZVS(零电压转换) 拓扑中的开关损耗,并对电路和器件特性相关的三个主要功率开关损耗—导通损耗、传导损耗和关断损耗进行描述。此外,还通过举例说明二极管的恢复特性是决定MOSFET 或 IGBT导通开关损耗的主要因素,讨论二极管恢复性能对于硬开关拓扑的影响。

 导通损耗

 除了IGBT的电压下降时间较长外,IGBT和功率MOSFET的导通特性十分类似。由基本的IGBT等效电路(见图1)可看出,完全调节PNP BJT集电极基极区的少数载流子所需的时间导致了导通电压拖尾出现。

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这种延迟引起了类饱和效应,使集电极/发射极电压不能立即下降到其VCE(sat)值。这种效应也导致了在ZVS情况下,在负载电流从组合封装的反向并联二极管转换到IGBT的集电极的瞬间,VCE电压会上升。IGBT产品规格书中列出的Eon能耗是每一转换周期Icollector与VCE乘积的时间积分,单位为焦耳,包含了与类饱和相关的其他损耗。其又分为两个Eon能量参数,Eon1和Eon2。Eon1是没有包括与硬开关二极管恢复损耗相关能耗的功率损耗;Eon2则包括了与二极管恢复相关的硬开关导通能耗,可通过恢复与IGBT组合封装的二极管相同的二极管来测量,典型的Eon2测试电路如图2所示。IGBT通过两个脉冲进行开关转换来测量Eon。第一个脉冲将增大电感电流以达致所需的测试电流,然后第二个脉冲会测量测试电流在二极管上恢复的Eon损耗。

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在硬开关导通的情况下,栅极驱动电压和阻抗以及整流二极管的恢复特性决定了Eon开关损耗。对于像传统CCM升压PFC电路来说,升压二极管恢复特性在Eon (导通) 能耗的控制中极为重要。除了选择具有最小Trr和QRR的升压二极管之外,确保该二极管拥有软恢复特性也非常重要。软化度,即tb/ta比率,对开关器件产生的电气噪声和电压尖脉冲有相当的影响。某些高速二极管在时间tb内,从IRM(REC)开始的电流下降速率(di/dt)很高,故会在电路寄生电感中产生高电压尖脉冲。这些电压尖脉冲会引起电磁干扰(EMI),并可能在二极管上导致过高的反向电压。

 在硬开关电路中,如全桥和半桥拓扑中,与IGBT组合封装的是快恢复管或MOSFET体二极管,当对应的开关管导通时二极管有电流经过,因而二极管的恢复特性决定了Eon损耗。所以,选择具有快速体二极管恢复特性的MOSFET十分重要。不幸的是,MOSFET的寄生二极管或体二极管的恢复特性比业界目前使用的分立二极管要缓慢。因此,对于硬开关MOSFET应用而言,体二极管常常是决定SMPS工作频率的限制因素。

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针对电子制程精密焊后清洗的不同要求,合明科技在水基清洗方面有比较丰富的经验,对于有着低表面张力、低离子残留、配合不同清洗工艺使用的情况,自主开发了较为完整的水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。具体表现在,在同等的清洗力的情况下,合明科技的兼容性较佳,兼容的材料更为广泛;在同等的兼容性下,合明科技的清洗剂清洗的锡膏种类更多(测试过的锡膏品种有ALPHA、SMIC、INDIUM、SUPER-FLEX、URA、TONGFANG、JISSYU、HANDA、OFT、WTO等品牌;测试过的焊料合金包括SAC305、SAC307、6337、925等不同成分),清洗速度更快,离子残留低、干净度更好。

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以上为本公司一些经验的累积,因工艺问题内容广泛,没有面面俱到,只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断的追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,能为各种客户提供全方位的工艺、设备、材料的清洗解决方案支持。

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