功率半导体热参数的测量
功率半导体热参数的测量
本文提供一些关于功率半导体热量参数及其测量和使用的基本知识。有了这些知识，读者能将更好理解功率半导体热参量并且能过回答一些关于热参数和功率的问题。
本文将讨论下列主题：
●理解功率半导体热学参数。
●热参数测量流程。
●使用热量的参数来解答半导体热量的问题。
1．理解功率半导体热学参数
热从一更高温度区域到一个较低温度区域流动，抵抗或阻止热量流动的量被称为热量的阻抗。当一个器件工作时产生的热量等于从它散去的热量时，这样就形成了一个恒稳态条件。我们使用下面一些关键参数来描述功率半导体器件的热性能的恒稳态。
关键参数
TJ = 器件结温度；
TC = 器件表面温度；
TA = 环境温度；
TSP = 热敏参数；
TR = 参考温度；
RθJR = 结到参考的热阻抗；
RθJC = 结到器件表面的热阻抗；
RθJA = 结到环境的热阻抗；
PD = 功耗。
一个元器件的热阻抗通常由三个独立的热阻抗组成（如图1所示）。元器件的热阻抗是由芯片尺寸、键合类型、封装类型决定，通常芯片键合处的热阻抗是最大的。我们可以用一条等价电路来描述元器件的热传导过程，如图2所示。
图1 芯片到元器表面热阻抗组成
图2 热电等效电路
R1是从元器件PN结到芯片键合处的热阻抗。R2是从芯片键合处到元器件表面的热阻抗。R3是从元器件表面到环境的热阻抗。从PN结到某些参考点的热阻抗等于在这两点之间独立的阻抗的和。例如，从PN结到元器件表面的热阻抗RθJC等于R1和R2的总和。从结到环境的热阻抗RθJA等于R1，R2和R3的总和。
使用前面提到的关键参数和下面的几个简单的方程，很容易解决一些功率半导体热量的常见问题。
RθJR= (TJ- TR) / PD (1)
PD= (TJ -TR) / RθJR(2)
TJ= PD * RθJR + TR(3)
2．热参数测量流程
热参数的基本测试流程如下:
1. 校准热敏参数。
2. 对元器件通电加热并对热敏参数抽样测量。
3. 测量结温，参考温度和施加的测试功率。
4. 计算热阻抗RθJR和最大功率PD。
2.1 校准热敏参数
我们可以使用元器件的正向偏置电压来测量结温度。由于二极管的PN结正向电压降和温度成线性关系，我们可以用这种关系来测量在任何功率条件下的PN结温度。
对于一个给定的二极管，为了确定它的热敏参数（TSP）的电压温度关系，在一个恒定的取样电流下，校准TSP对于温度的关系如图3所示。TSP的取样电流要尽量的小，这样可以避免在校准过程中产生额外的热量。
图3 二极管Vf和温度关系
其他功率器件的电参数也有相似的对于温度的线性关系。下列是在工业中为了测量器件结温度时使用的一些热敏参数。
常用TSP 器件类型
Vth, VDS MOSFET
Vth, VCE(s) IGBT
VBE, VCE(s) 双极性晶体管
VF（正向电压）二极管
在使用已校准的电压温度关系之前，一定要确保TSP的电压温度关系是线性的，这个参数的线性关系对于热量测量的准确性至关重要。
2.2 对元器件通电加热并对热敏参数抽样测量。
选择了一个正确的TSP并且校准之后，我们可以给器件施加测试信号并进行热量的测量。我们先给元器件施加一个连续的额定功率信号使器件升温，然后用一个连续的抽样脉冲测量TSP，从而测量PN结温度。TSP的抽样脉冲一定要使用校准时同样的取样电流。当测量TSP时，调整施加的信号功率以保证结温有足够的上升来保证测量的准确性。图4示出二极管典型TSP测试电路。TSP的抽样间隔一定要足够的短，以保证两次信号间隔PN结不会有任何的散热。通常我们使用占空比为99.9%的TSP抽样信号。
图4 二极管典型TSP测试电路
当对器件施加大功率测试时，器件的表面会变得非常热。在测试时为了保持器件冷却，我们需要把元器件安装到热沉上面，通常用水冷热沉能够提供很好的散热。这样，我们能把器件表面温度降到25?C 左右，并且能够保持一个很好的测量环境(在连接点和参考点之间有较大温差) 。
2.3测量结温，参考温度和施加的测试功率。
当结温稳定之后，我们必需纪录下它的数值，并记录下参考温度和施加的测试功率。我们需要这些参数来计算器件的最大功耗和热阻抗。
元器件的PN结温可以由TSP的电信号测量获得，我们前面已经做了TSP的电参量和温度的相关性试验，所以非常容易计算PN结温度。我们可以使用热电偶放在参考位置来测量参考温度，大部分功率半导体制造商使用芯片表面来作为参考温度，然而引线、环境都可以作为参考点来使用。
以下因素可以确保参考温度的准确性：
- 使用高灵敏的热电偶来测量参考温度。
- 固定热电偶放置的位置。
使用的热电偶一定要与参考点有非常好的热接触，否则的话就会出现测量误差。为了提高热传导，我们建议使用硅
脂和夹子来固定热电偶和芯片。使用硅脂可以提高热传导性并且消除空气间隔。使用硅脂可以从以下两个方面来保障芯片表面温度在25℃左右。第一，因为增加了热传导，它可以帮助元器件温度在测量过程中下降；第二，它也提高了热电偶和芯片的接触。如前所述，元器件表面通常在热测量中作为参考点。硅脂的使用可以保证一个好的热接触并保证测量的准确性。
在热电偶和参考点之间施加90千克的力，可以增加热传导（如图5），对于芯片施加一定的压力可以使硅脂变得均匀，并消除接触之间的气泡。热电偶在每个芯片的测量中一定要放在同一位置。热电偶放置的任何偏差都可能导致测量的不准确甚至错误。实际上，PN结和热电偶放置的任何一点都有不同的热阻抗。通常我们都把热电偶放置在芯片最热的部位。
图5 Rthjc压力关系
2.4计算热阻和最大功率
使用方程(1) (2)和测量的结果来计算热阻和最大功率。
假设我们测量结果如下：TJ =100℃, 施加测量功率
P=50 W,用方程(1)
RθJC= (100-25)/50
半导体制造商通常都会给自己测量出的RθJC留出一定的空间来作为它们产品参数的上限。这可以保证不同产品不同测量点都能满足芯片的限制条件。一般对于热阻抗参数留出25%的空间就可以了。考虑到25%的预留空间，我们要对所测得的热阻抗乘以1.25的系数，于是得到：
RθJC= 1.5 x 1.25
= 1.9℃/W (制造商保证参数)
为了确定器件最大功率PD。我们使用刚才得到的RθJC 和方程(2)
PD= (150-25)/1.9
= 66W （制造商保证参数）
3．使用热参数来
解决一些常见的热学问题
使用测量的或者特定的热学参数来解答一些功率半导体的热学问题，以下两个例子是使用热学参数来解答最常见的问题。
例1：计算器件的PN结温度：已知RθJC =1.25℃/W , 期间表面温度85℃，测试功率35W。
TJ = 35 x 1.25 + 85
例2：计算最大功耗：已知RθJC =1℃/W，期间表面温度75℃，最大PN结温150℃。
PD = (150-75)/1
= 75W
参考文献
1. Billings, Dave. 1992, “Thermal Performance of the
TO-218 Fullpak MJF10012 under Force Loading”, ON Semiconductor.
2. Gottlieb, Irving M. 1992, “Regulated Power Supplies”, 4th Edition,
3. Roehr, Bill and Bryce Shiner. “Transient Thermal Resistance ?C General Data and its use”, ON Semiconductor.
4. Roger, Stout. “Thermal Characterization of Semiconductor Packa ges and Systems” ON Semiconductor.
5. Vitezslav Benda, John Gowar & Duncan A. Grant. “功率半导体器件―理论及应用”
作者简介
周春德，2004年开始在上海交通大学微电子学院攻读集成电路设计与制造专业工程硕士学位，安森美半导体（上海）
有限公司产品工程师，长期从事集成电路封装制造工作。
导热系数、传热系数、热阻值概念及热工计算方法(简述实用版)
导热系数、传热系数、热阻值概念及热工计算方法 导热系数λ[W/(m.k)]： 导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度(K,℃),在1小时内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米?度(W/m?K,此处的K可用℃代替)。导热系数可通过保温材料的检测报告中获得或通过热阻计算。 传热系数K [W/(㎡?K)]： 传热系数以往称总传热系数。国家现行标准规范统一定名为传热系数。传热系数K值，是指在稳定传热条件下，围护结构两侧空气温差为1度(K，℃)，1小时内通过1平方米面积传递的热量，单位是瓦/平方米?度(W/㎡?K，此处K可用℃代替)。传热系数可通过保温材料的检测报告中获得。 热阻值R(m.k/w)： 热阻指的是当有热量在物体上传输时，在物体两端温度差与热源的功率之间的比值。单位为开尔文每瓦特（K/W）或摄氏度每瓦特（℃/W）。 传热阻： 传热阻以往称总热阻，现统一定名为传热阻。传热阻R0是传热系数K的倒数，即R0=1/K，单位是平方米*度/瓦（㎡*K/W）围护结构的传热系数K值愈小，或传热阻R0值愈大，保温性能愈好。 （节能）热工计算： 1、围护结构热阻的计算 单层结构热阻：R=δ/λ 式中：δ—材料层厚度(m)；λ—材料导热系数[W/(m.k)] 多层结构热阻： R=R1+R2+----Rn=δ1/λ1+δ2/λ2+----+δn/λn 式中: R1、R2、---Rn—各层材料热阻(m.k/w) δ1、δ2、---δn—各层材料厚度(m) λ1、λ2、---λn—各层材料导热系数[W/(m.k)] 2、围护结构的传热阻 R0=Ri+R+Re 式中: Ri —内表面换热阻(m.k/w)(一般取0.11) Re —外表面换热阻(m.k/w)(一般取0.04) R —围护结构热阻(m.k/w) 3、围护结构传热系数计算 K=1/ R0 式中: R0—围护结构传热阻 外墙受周边热桥影响条件下，其平均传热系数的计算 Km=(KpFp+Kb1Fb1+Kb2Fb2+ Kb3Fb3 )/( Fp + Fb1+Fb2+Fb3) 式中:Km—外墙的平均传热系数[W/(m.k)] Kp—外墙主体部位传热系数[W/(m.k)]
混凝土热工计算公式
冬季施工混凝土热工计算步骤 冬季施工混凝土热工计算步骤如下： 1、混凝土拌合物的理论温度： T0=【0.9（mceTce+msaTsa+mgTg）+4.2T(mw+wsamsa-wgmg)+c1(wsamsaTsa+wgmgTg) -c2(wsamsa+wgmg)】÷【4.2mw+0.9(mce+msa+mg)】 式中 T0——混凝土拌合物温度（℃） mw、 mce、msa、mg——水、水泥、砂、石的用量（kg） T0、Tce、Tsa、Tg——水、水泥、砂、石的温度（℃） wsa、wg——砂、石的含水率（%） c1、c2——水的比热容【KJ/（KG*K）】及熔解热（kJ/kg） 当骨料温度＞0℃时， c1=4.2， c2=0； ≤0℃时， c1=2.1， c2=335。 2、混凝土拌合物的出机温度： T1=T0-0.16（T0-T1） 式中 T1——混凝土拌合物的出机温度（℃） T0——搅拌机棚温度（℃） 3、混凝土拌合物经运输到浇筑时的温度： T2=T1-(at+0.032n)（T1-Ta） 式中 T2——混凝土拌合物经运输到浇筑时的温度（℃）； tt——混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间； a——温度损失系数 当搅拌车运输时， a=0.25 4、考虑模板及钢筋的吸收影响，混凝土浇筑成型时的温度： T3=（CcT2+CfTs）/( Ccmc+Cfmf+Csms) 式中 T3——考虑模板及钢筋的影响，混凝土成型完成时的温度（℃）； Cc、Cf、Cs——混凝土、模板、钢筋的比热容【kJ/（kg*k）】； 混凝土取1 KJ/（kg*k）； 钢材取0.48 KJ/（kg*k）； mc——每立方米混凝土的重量（kg）； mf、mc——与每立方米混凝土相接触的模板、钢筋重量（kg）； Tf、Ts——模板、钢筋的温度未预热时可采用当时的环境温度（℃）。 根据现场实际情况，C30混凝土的配比如下： 水泥：340 kg，水：180 kg，砂：719 kg，石子：1105 kg。 砂含水率：3%；石子含水率：1%。 材料温度：水泥：10℃，水：60℃，砂：0℃，石子：0℃。 搅拌楼温度：5℃ 混凝土用搅拌车运输，运输自成型历时30分钟，时气温-5℃。 与每立方米混凝土接触的钢筋、钢模板的重量为450Kg，未预热。 那么，按以上各步计算如下： 1、 T0=【0.9（340×10+719×0+1105×0）+4.2×60×（180-0.03×719-0.01×1105）+2.1×0.03×719×0+2.1×0.01×1105×0-335×（0.03×719+0.01×1105）】/【4.2×180+0.9（340+719+1105）】=13.87℃ 2、 T1= T0-0.16（T0- T1）=13.87-0.16×（13.78-5）=12.45℃ 3、 T2= 12.45-(0.25×0.5+0.032×1)(12.45+5)=9.7℃
功率半导体器件在我国的发展现状
功率半导体器件在我国的发展现状 MOSFET是由P极、N极、G栅极、S源极和D漏级组成。它的导通跟阻断都由电压控制，电流可以双向流过，其优点是开关速度很高，通常在几十纳秒到几百纳秒，开关损耗小，适用于各类开关电源。但它也有缺点，那就是在高压环境下压降很高，随着电压的上升，电阻变大，传导损耗很高。 随着电子电力领域的发展，IGBT出现了。它是由BJT和MOS组成的复合式半导体，兼具二者的优点，都是通过电压驱动进行导通的。IGBT克服了MOS的缺点，拥有高输入阻抗和低导通压降的特点。因此，其广泛应用于开关电源、电车、交流电机等领域。 如今，各个行业的发展几乎电子化，对功率半导体器件的需求越来越大，不过现在功率半导体器件主要由欧美国家和地区提供。我国又是全球需求量最大的国家，自给率仅有10%，严重依赖进口。功率半导体器件的生产制造要求特别严格，需要具备完整的晶圆厂、芯片制造厂、封装厂等产业链环节。国内企业的技术跟资金条件暂时还无法满足。 从市场格局来看，全球功率半导体市场中，海外龙头企业占据主导地位。我国功率半导体器件的生产制造还需要付出很大的努力。制造功率半导体器件有着严格的要求，每一道工序都需要精心控制。最后的成品仍需要经过专业仪器的测试才能上市。这也是为半导体器件生产厂家降低生产成本，提高经济效益的体现。没有经过测试的半导体器件一旦哪方面不及格，则需要重新返工制造，将会增加了企业的生产成本。
深圳威宇佳公司是国内知名的功率半导体检测专家，专门生产制造简便易用、高精度的设备，让操作人员轻松上手操作，省力更省心。如生产的IGBT动态参数测试设备、PIM&单管IGBT 专用动态设备、IGBT静态参数测试设备、功率半导体测试平台等，均是经过经验丰富的技术人员精心打磨出来的，设备高可靠性、高效率，已在市场上应用超过10年，历经了超过500万只模块/DBC的测试考验。
半导体封装技术向高端演进 (从DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到CSP再到SIP)
半导体器件有许多封装形式，按封装的外形、尺寸、结构分类可分为引脚插入型、表面贴装型和高级封装三类。从DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到CSP再到SIP，技术指标一代比一代先进。总体说来，半导体封装经历了三次重大革新：第一次是在上世纪80年代从引脚插入式封装到表面贴片封装，它极大地提高了印刷电路板上的组装密度；第二次是在上世纪90年代球型矩阵封装的出现，满足了市场对高引脚的需求，改善了半导体器件的性能；芯片级封装、系统封装等是现在第三次革新的产物，其目的就是将封装面积减到最小。 高级封装实现封装面积最小化 芯片级封装CSP。几年之前封装本体面积与芯片面积之比通常都是几倍到几十倍，但近几年来有些公司在BGA、TSOP的基础上加以改进而使得封装本体面积与芯片面积之比逐步减小到接近1的水平，所以就在原来的封装名称下冠以芯片级封装以用来区别以前的封装。就目前来看，人们对芯片级封装还没有一个统一的定义，有的公司将封装本体面积与芯片面积之比小于2的定为CSP，而有的公司将封装本体面积与芯片面积之比小于1.4或1.2的定为CSP。目前开发应用最为广泛的是FBGA和QFN等，主要用于内存和逻辑器件。就目前来看，CSP的引脚数还不可能太多，从几十到一百多。这种高密度、小巧、扁薄的封装非常适用于设计小巧的掌上型消费类电子装置。 CSP封装具有以下特点：解决了IC裸芯片不能进行交流参数测试和老化筛选的问题；封装面积缩小到BGA的1/4至1/10；延迟时间缩到极短；CSP封装的内存颗粒不仅可以通过PCB板散热，还可以从背
面散热，且散热效率良好。就封装形式而言，它属于已有封装形式的派生品，因此可直接按照现有封装形式分为四类：框架封装形式、硬质基板封装形式、软质基板封装形式和芯片级封装。 多芯片模块MCM。20世纪80年代初发源于美国，为解决单一芯片封装集成度低和功能不够完善的问题，把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片，在高密度多层互联基板上组成多种多样的电子模块系统，从而出现多芯片模块系统。它是把多块裸露的IC芯片安装在一块多层高密度互连衬底上，并组装在同一个封装中。它和CSP封装一样属于已有封装形式的派生品。 多芯片模块具有以下特点：封装密度更高，电性能更好，与等效的单芯片封装相比体积更小。如果采用传统的单个芯片封装的形式分别焊接在印刷电路板上，则芯片之间布线引起的信号传输延迟就显得非常严重，尤其是在高频电路中，而此封装最大的优点就是缩短芯片之间的布线长度，从而达到缩短延迟时间、易于实现模块高速化的目的。 WLCSP。此封装不同于传统的先切割晶圆，再组装测试的做法，而是先在整片晶圆上进行封装和测试，然后再切割。它有着更明显的优势：首先是工艺大大优化，晶圆直接进入封装工序，而传统工艺在封装之前还要对晶圆进行切割、分类；所有集成电路一次封装，刻印工作直接在晶圆上进行，设备测试一次完成，有别于传统组装工艺；生产周期和成本大幅下降，芯片所需引脚数减少，提高了集成度；引脚产生的电磁干扰几乎被消除，采用此封装的内存可以支持到800MHz的频
功率器件的发展历程
功率器件的发展历程 IGBT、GTR、GTO、MOSFET、IGBT、IGCT…… 2009-12-08 08:49 引言 电力电子技术包括功率半导体器件与IC技术、功率变换技术及控制技术等几个方面，其中电力电子器件是电力电子技术的重要基础，也是电力电子技术发展的“龙头”。从1958年美国通用电气(GE)公司研制出世界上第一个工业用普通晶闸管开始，电能的变换和控制从旋转的变流机组和静止的离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代，这标志着电力电子技术的诞生。到了70年代，晶闸管开始形成由低压小电流到高压大电流的系列产品。同时，非对称晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等晶闸管派生器件相继问世，广泛应用于各种变流装置。由于它们具有体积小、重量轻、功耗小、效率高、响应快等优点，其研制及应用得到了飞速发展。 由于普通晶闸管不能自关断，属于半控型器件，因而被称作第一代电力电子器件。在实际需要的推动下，随着理论研究和工艺水平的不断提高，电力电子器件在容量和类型等方面得到了很大发展，先后出现了GTR、GTO、功率MOSET等自关断、全控型器件，被称为第二代电力电子器件。近年来，电力电子器件正朝着复合化、模块化及功率集成的方向发展，如IGPT、MCT、HVIC等就是这种发展的产物。 电力整流管 整流管产生于本世纪40年代，是电力电子器件中结构最简单、使用最广泛的一种器件。目前已形成普通整流管、快恢复整流管和肖特基整流管等三种主要类型。其中普通整流管的特点是： 漏电流小、通态压降较高(1 0～1 8V)、反向恢复时间较长(几十微秒)、可获得很高的电压和电流定额。多用于牵引、充电、电镀等对转换速度要求不高的装置中。较快的反向恢复时间(几百纳秒至几微秒)是快恢复整流管的显著特点，但是它的通态压降却很高(1 6～4 0V)。它主要用于斩波、逆变等电路中充当旁路
半导体集成电路封装技术试题汇总(李可为版)
半导体集成电路封装技术试题汇总 第一章集成电路芯片封装技术 1. (P1)封装概念：狭义：集成电路芯片封装是利用（膜技术）及（微细加工技术），将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接，引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体结构的工艺。 广义：将封装体与基板连接固定，装配成完整的系统或电子设备，并确保整个系统综合性能的工程。 2.集成电路封装的目的：在于保护芯片不受或者少受外界环境的影响，并为之提供一个良好的工作条件，以使集成电路具有稳定、正常的功能。 3.芯片封装所实现的功能：①传递电能，②传递电路信号，③提供散热途径，④结构保护与支持。 4．在选择具体的封装形式时主要考虑四种主要设计参数：性能，尺寸，重量，可靠性和成本目标。 5.封装工程的技术的技术层次？ 第一层次，又称为芯片层次的封装，是指把集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的粘贴固定电路连线与封装保护的工艺，使之成为易于取放输送，并可与下一层次的组装进行连接的模块元件。第二层次，将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成一个电子卡的工艺。第三层次，将数个第二层次完成的封装组成的电路卡组合成在一个主电路版上使之成为一个部件或子系统的工艺。第四层次，将数个子系统组装成为一个完整电子厂品的工艺过程。 6.封装的分类？
按照封装中组合集成电路芯片的数目，芯片封装可分为：单芯片封装与多芯片封装两大类，按照密封的材料区分，可分为高分子材料和陶瓷为主的种类，按照器件与电路板互连方式，封装可区分为引脚插入型和表面贴装型两大类。依据引脚分布形态区分，封装元器件有单边引脚，双边引脚，四边引脚，底部引脚四种。常见的单边引脚有单列式封装与交叉引脚式封装，双边引脚元器件有双列式封装小型化封装，四边引脚有四边扁平封装，底部引脚有金属罐式与点阵列式封装。 7.芯片封装所使用的材料有金属陶瓷玻璃高分子 8.集成电路的发展主要表现在以下几个方面？ 1芯片尺寸变得越来越大2工作频率越来越高3发热量日趋增大4引脚越来越多 对封装的要求：1小型化2适应高发热3集成度提高，同时适应大芯片要求4高密度化5适应多引脚6适应高温环境7适应高可靠性 9.有关名词： SIP ：单列式封装 SQP：小型化封装 MCP：金属鑵式封装 DIP：双列式封装 CSP：芯片尺寸封装 QFP：四边扁平封装 PGA：点阵式封装 BGA：球栅阵列式封装 LCCC：无引线陶瓷芯片载体 第二章封装工艺流程 1.封装工艺流程一般可以分为两个部分，用塑料封装之前的工艺步骤成为前段操作，在成型之后的工艺步骤成为后段操作
功率半导体器件 LDMOS VDMOS
关于功率MOSFET（VDMOS & LDMOS）的报告 ---时间日期：2009.11.12 ---报告完成人：祝靖1．报告概况与思路 报告目的：让研一新同学从广度认识功率器件、了解功率器件的工作原理，起到一个启蒙的作用，重点在“面”，更深层次的知识需要自己完善充实。 报告内容：1）从耐压结构入手，说明耐压原理； 2）从普通MOS结构到功率MOS结构的发展；（功率MOS其实就是普通MOS结构和耐 压结构的结合）； 3）纵向功率MOS（VDMOS）的工作原理； 4）横向功率MOS（LDMOS）的工作原理； 5）功率MOSFET中的其它关键内容；（LDMOS和VDMOS共有的，如输出特性曲线）报告方式：口头兼顾板书，点到即止，如遇到问题、疑惑之处或感兴趣的地方，可以随时打断提问。 2．耐压结构（硅半导体材料） 目前在我们的研究学习中涉及到的常见耐压结构主要有两种：①反向PN结②超结结构(包括)； 2.1 反向PN结（以突变结为例） 图2.1所示的是普通PN结的耐压原理示意图，当这个PN结工作在一定的反向电压下，在PN结内部就会产生耗尽层，P区一侧失去空穴会剩下固定不动的负电中心，N区一侧会失去电子留下固定不动的正电中心，并且正电中心所带的总电量＝负电中心所带的总电量，如图2.1a所示，A区就是所谓耗尽区。 图2.1b所示的是耗尽区中的电场分布情况（需熟悉了解），耗尽区以外的电场强度为零，Em称为峰值电场长度（它的位置在PN，阴影部分的面积就是此时所加在PN P区和N区共同耐压。图2.2所示的是P+N结的情况，耐压原理和图1中的相同，但是在这种情况中我们常说N负区是耐压区域(常说的漂移区) (a) (b) 图2.1 普通PN结耐压示意图（N浓度＝P浓度）图2.2 P＋N结耐压示意图（N浓度< 第一章半导体器件基础测试题（高三） 姓名班次分数 一、选择题 1、N型半导体是在本征半导体中加入下列物质而形成的。 A、电子； B、空穴； C、三价元素； D、五价元素。 2、在掺杂后的半导体中，其导电能力的大小的说法正确的是。 A、掺杂的工艺； B、杂质的浓度： C、温度； D、晶体的缺陷。 3、晶体三极管用于放大的条件，下列说法正确的是。 A、发射结正偏、集电结反偏； B、发射结正偏、集电结正偏； C、发射结反偏、集电结正偏； D、发射结反偏、集电结反偏； 4、晶体三极管的截止条件，下列说法正确的是。 A、发射结正偏、集电结反偏； B、发射结正偏、集电结正偏； C、发射结反偏、集电结正偏； D、发射结反偏、集电结反偏； 5、晶体三极管的饱和条件，下列说法正确的是。 A、发射结正偏、集电结反偏； B、发射结正偏、集电结正偏； C、发射结反偏、集电结正偏； D、发射结反偏、集电结反偏； 6、理想二极管组成的电路如下图所示，其AB两端的电压是。 A、—12V； B、—6V； C、+6V； D、+12V。 7、要使普通二极管导通，下列说法正确的是。 A、运用它的反向特性； B、锗管使用在反向击穿区； C、硅管使用反向区域，而锗管使用正向区域； D、都使用正向区域。 8、对于用万用表测量二极管时，下列做法正确的是。 A、用万用表的R×100或R×1000的欧姆，黑棒接正极，红棒接负极，指针偏转； B、用万用表的R×10K的欧姆，黑棒接正极，红棒接负极，指针偏转； C、用万用表的R×100或R×1000的欧姆，红棒接正极，黑棒接负极，指针偏转； D、用万用表的R×10，黑棒接正极，红棒接负极，指针偏转； 9、电路如下图所示，则A、B两点的电压正确的是。 A、U A=3.5V，U B=3.5V，D截止； “power semiconductor device”和“power integrated circuit(简写为power IC或PIC)”直译就是功率半导体器件和功率集成电路。 在国际上与该技术领域对应的最权威的学术会议就叫做International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs，即功率半导体器件和功率集成电路国际会议。 “power”这个词可译为动力、能源、功率等，而在中文里这些词的含义不是完全相同的。由于行业的动态发展，“power”的翻译发生了变化。 从上世纪六七十年代至八十年代初，功率半导体器件主要是可控硅整流器(SCR)、巨型晶体管(GTR)和其后的栅关断晶闸管(GTO)等。它们的主要用途是用于高压输电，以及制造将电网的380V或220V交流电变为各种各样直流电的中大型电源和控制电动机运行的电机调速装置等，这些设备几乎都是与电网相关的强电装置。因此，当时我国把这些器件的总称———power semiconductor devices没有直译为功率半导体器件，而是译为电力电子器件，并将应用这些器件的电路技术power electronics没有译为功率电子学，而是译为电力电子技术。与此同时，与这些器件相应的技术学会为中国电工技术学会所属的电力电子分会，而中国电子学会并没有与之相应的分学会；其制造和应用的行业归口也划归到原第一机械工业部和其后的机械部，这些都是顺理成章的。实际上从直译看，国外并无与电力电子相对应的专业名词，即使日本的“电力”与中文的“电力”也是字型相同而含义有别。此外，当时用普通晶体管集成的小型电源电路———功率集成电路，并不归属于电力电子行业，而是和其他集成电路一起归口到原第四机械工业部和后来的电子工业部。 20世纪80年代以后，功率半导体行业发生了翻天覆地的变化。功率半导体器件变为以功率金属氧化物半导体场效应晶体管(功率MOSFET，常简写为功率MOS)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)以及功率集成电路(power IC，常简写为PIC)为主。 这一转变的主要原因是，这些器件或集成电路能在比以前高10倍以上的频率下工作，而电路在高频工作时能更节能、节材，能大幅减少设备体积和重量。尤其是集成度很高的单片片上功率系统(power system on a chip，简写PSOC)，它能把传感器件与电路、信号处理电路、接口电路、功率器件和电路等集成在一个硅芯片上，使其具有按照负载要求精密调节输出和按照过热、过压、过流等情况自我进行保护的智能功能，其优越性不言而喻。国际专家把它的发展喻为第二次电子学革命。 2015年功率半导体器件行业简析 一、行业的定义与分类 (2) 二、行业的发展历史和现状 (3) 三、行业规模 (4) 四、行业的周期性 (6) 五、进入本行业的壁垒 (6) 1、技术壁垒 (6) 2、客户服务壁垒 (7) 六、行业风险因素 (7) 1、投入不足 (7) 2、质量意识差 (8) 七、影响行业未来发展趋势的因素 (8) 1、电子元器件微型化 (8) 2、电子元器件集成化 (9) 3、产业政策大力支持 (9) 一、行业的定义与分类 功率半导体器件是进行电能（功率）处理的半导体产品，典型的功率处理功能包括变频、变压、变流、功率放大和功率管理等，是弱电控制与强电运行间的桥梁，其中大部分是既能耐高压也能承受大电流。半导体产业的发展始于分立器件，所谓“分立”，一般是指被封装的半导体器件仅含单一元件(为了产品应用需要，部分分立器件封装实际上包含二个或多个元件或器件)，它必须和其它类型的元件相结合，才能提供类似放大或开关等基本电学功能。 从产品结构来分，功率半导体分立器件可分为二极管、三极管、功率晶体管、功率集成电路等几大类产品，其中功率晶体管包括有MOSFET和IGBT等。从功率处理能力来分，功率半导体分立器件可分为四大类，包括低压小功率分立器件(电压低于200V，电流小于200mA)、中功率分立器件(电压低于200V，电流小于5A)、大功率分立器件(电压低于500V，电流小于40A)、高压特大功率分立器件(电压低于2,000V，电流小于40A)。 每个电子产品均离不开功率半导体技术。功率半导体的目的是使电能更高效、更节能、更环保并给使用者提供更多方便。如通过变频来调速，使变频空调在节能50-70％的同时，更环保、更安静、让人更舒适。人们希望便携式电子产品一次充电后有更长的使用时间，在电池没有革命性进步以前，需要更高性能的功率半导体器件进行高效的电源管理。正是由于功率半导体能将“粗电”变为“精电”，因此它是 《功率半导体器件应用》课程教学大纲 课程编号： 课程名称：功率半导体器件应用/ Applications of Power Semiconductor Devices 课程总学时/学分：48/3.0（其中理论36学时，实验12学时） 适用专业：电子科学与技术专业 一、教学目的和任务 功率半导体器件应用是电子科学与技术本科专业必修的一门专业核心课程。 功率半导体器件应用讲述功率器件（分立的和集成）的结构、功能、特性和特征，在此基础上分析当前电力电子技术中使用的各种类型功率半导体器件，包括功率晶体管、晶闸管、各类晶闸管及其应用、静电感应功率器件、双极-MOS功率器件，并包含了可靠工作条件，更进一步讲述其重要应用。根据电子科学与技术本科专业的特点和应用需要，在掌握功率半导体器件基本原理的基础上，使学生对功率半导体器件的应用有一个全面而系统的认识，并培养学生在工程实践中的应用能力，提高学生的创新能力。 二、教学基本要求 通过对计算机控制技术课程的学习，要求学生： （1）了解如何使用和选择功率半导体，以及半导体和PN结的物理特性以及功率器件可靠工作的条件。 （2）熟悉功率器件的可靠工作条件以及在电力电子中的应用。 （3）掌握功率晶体管、晶闸管、各类晶闸管及其应用、金属-氧化物-半导体场效应功率晶体管、双极-MOS功率器件的结构、功能及其应用。 （4）掌握功率晶体管、晶闸管、各类晶闸管及其应用、金属-氧化物-半导体场效应功率晶体管、双极-MOS功率器件的结构、功能及其应用。 三、教学内容与学时分配 第一章（知识领域1）：功率半导体器件应用概述（2学时）。 （1）知识点：轨道交通系统中的应用；新能源技术中的应用；智能电网中的应用。 （2）重点与难点：重点是轨道交通系统中的应用、新能源技术中的应用和智能电网中的应用。 第二章（知识领域2）：双极结型功率晶体管（2学时）。 （1）知识点：双极结型晶体管结构的基本特性；功率晶体管的基本特性；功率晶体管 冬季混凝土施工热工计算 步骤仁 出机温度T,应由预拌混凝土公司计算并保证，现场技术组提出混凝土 到现场得出罐温度要求。 计算入模温度T 2： (1) 现场拌制混凝土采用装卸式运输工具时 T 2=T-AT y (2) 现场拌制混凝土采用泵送施工时： T 2=T-AT b (3) 采用商品混凝土泵送施工时： T 2=T-AT-AT b 其中,AT y . 分别为采用装卸式运输工具运输混凝土时得温度降低 与采用泵管输送混凝土时得温度降低，可按下列公式计算: ATy= ( a ti+O> 032n) X (L- Ta) 3.6 I)w 叫= =4u)x x AT. x x d h C r x p r x D7 0.04 + — L L L 式中： T 2——混凝土拌合物运输与输送到浇筑地点时温度(°C) △ Ty——采用装卸式运输工具运输混凝土时得温度降低CC) △Tb——采用泵管输送混凝土时得温度降低(°C) AT.——泵管内混凝土得温度与环境气温差(°C),当现场拌制混凝土 采用泵送工艺输送时:AL= T-「；当商品混凝土采用泵送工艺输送时：△ T F T- T- Ta T a ——室外环境气温(°C) t.——混凝土拌合物运输得时间(h) t2——混凝土在泵管內输送时间(h) n ——混凝土拌合物运转次数 Q ——混凝土得比热容[kj/(kg ?K)] p c ——混凝土得质量密度(kg/m 3) 一般取值2400 X b ——泵管外保温材料导热系数[W/ (ni ?k)] d b ---泵管外保温层厚度(m) D L ——混凝土泵管内径(m) D w ——混凝土泵管外围直径(包括外围保温材料)(m) CD ——透风系数，可按规程表A. 2. 2-2取值 a ——温度损失系数(h"1)；采用混凝土搅拌车时：a 二0、25；采用开敞式 大型自卸汽车时：a 二0、20；采用开敞式小型自卸汽车时：a 二0、30；采用封 闭式自卸汽车时：a=：o 、1;采用手推车或吊斗时：a 二0、50 步骤2:考虑模板与钢筋得吸热影响，计算成型温度T3 CdiuT 2 + Cfin(Tf + Csin^Ts C(nk + Cjnif + C.v/n.v Cc --- 混凝土比热容(kj/kg ?K)普通混凝土取值0、96 C f --- 模板比热容(kj/kg ?K)木模2、51,钢模0、48 C s ——钢筋比热容(kj/kg ?K)o 、48 me --- 每混凝土重量(kg) 2500 m f --- 每m 3混凝土相接触得模板重量(kg) T3= 最新封装技术与发展 芯片制作流程 封装大致经过了如下发展进程： 结构方面：DIP 封装(70 年代)->SMT 工艺(80 年代LCCC/PLCC/SOP/QFP)->BGA 封装(90 年代)->面向未来的工艺(CSP/MCM) 材料方面：金属、陶瓷－>陶瓷、塑料－>塑料； 引脚形状：长引线直插－>短引线或无引线贴装－>球状凸点； 装配方式：通孔插装－>表面组装－>直接安装 封装技术各种类型 一．TO 晶体管外形封装 TO （Transistor Out-line）的中文意思是“晶体管外形”。这是早期的封装规格，例如TO-92，TO-92L，TO-220，TO-252 等等都是插入式封装设计。近年来表面贴装市场需求量增大，TO 封装也进展到表面贴装式封装。 TO252 和TO263 就是表面贴装封装。其中TO-252 又称之为D-PAK，TO-263 又称之为D2PAK。D-PAK 封装的MOSFET 有3 个电极，栅极（G）、漏极（D）、源极（S）。其中漏极（D）的引脚被剪断不用，而是使用背面的散热板作漏极（D），直接焊接在PCB 上，一方面用于输出大电流，一方面通过PCB 散热。所以PCB 的D-PAK 焊盘有三处，漏极（D）焊盘较大。 二．DIP 双列直插式封装 DIP(DualIn－line Package)是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片，绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式，其引脚数一般不超过100 个。封装材料有塑料和陶瓷两种。采用DIP 封装的CPU 芯片有两排引脚，使用时，需要插入到具有DIP 结构的芯片插座上。当然，也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP 封装结构形式有：多层陶瓷双列直插式DIP，单层陶瓷双列直插式DIP，引线框架式DIP （含玻璃陶瓷封接式，塑料包封结构式，陶瓷低熔玻璃封装式）等。 DIP 封装具有以下特点： 1.适合在PCB (印刷电路板)上穿孔焊接，操作方便。 2. 比TO 型封装易于对PCB 布线。 3.芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。以采用40 根I/O 引脚塑料双列直插式封装(PDIP)的CPU 为例，其芯片面积/封装面积=(3×3)/(15.24×50)=1:86，离1 相差很远。（PS:衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比，这个比值越接近1 越好。如果封装尺寸远比芯片大，说明封装效率很低，占去了很多有效安装面积。） 用途：DIP 是最普及的插装型封装，应用范围包括标准逻辑IC，存贮器LSI，微机电路等。Intel 公司早期CPU，如8086、80286 就采用这种封装形式，缓存(Cache )和早期的内存芯片也是这种封装形式。 三．QFP 方型扁平式封装 QFP(Plastic Quad Flat Pockage)技术实现的CPU 芯片引脚之间距离很小，管脚很细，一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式，其引脚数一般都在100 以上。基材有陶瓷、金属和塑料三种。引脚中心距有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm 等多种规格。 其特点是： 1.用SMT 表面安装技术在PCB 上安装布线。 2.封装外形尺寸小，寄生参数减小，适合高频应用。以0.5mm 焊区中心距、208 根I/O 引脚QFP 封装的CPU 为例，如果外形尺寸为28mm×28mm，芯片尺寸为10mm×10mm，则芯片面积/封装面积=(10×10)/(28×28)=1:7.8，由此可见QFP 封装比DIP 封装的尺寸大大减小。 3.封装CPU 操作方便、可靠性高。 QFP 的缺点是：当引脚中心距小于0.65mm 时，引脚容易弯曲。为了防止引脚变形，现已出现了几种改进的QFP 品种。如封装的四个角带有树指缓冲垫的BQFP(见右图)；带树脂保护环覆盖引脚前端的GQFP；在封装本体里设置测试凸点、放在防止引脚变形的专用夹具里就可进行测试的TPQFP 。 用途：QFP 不仅用于微处理器（Intel 公司的80386 处理器就采用塑料四边引出扁平封装），门陈列等数字逻辑LSI 电路，而且也用于VTR 信号处理、音响信号处理等模拟LSI 电路。四．SOP 小尺寸封装 SOP 器件又称为SOIC(Small Outline Integrated Circuit)，是DIP 的缩小形式，引线中心距为1.27mm，材料有塑料和陶瓷两种。SOP 也叫SOL 和DFP。SOP 封装标准有SOP-8、SOP-16、SOP-20、SOP-28 等等，SOP 后面的数字表示引脚数，业界往往把“P”省略，叫SO （Small Out-Line ）。还派生出SOJ （J 型引脚小外形封装）、TSOP （薄小外形封装）、VSOP （甚小外形封装）、SSOP （缩小型SOP ）、TSSOP （薄的缩小型SOP ）及SOT （小外形晶 功率器件知识 功率器件的主要功能是进行电能的处理与变换（比如变压、变流、变频、功放等）。主要应用领域是开关电源、电机驱动与调速、UPS 等等，这些装置都需输出一定的功率给予电器，所以电路中必须使用功率半导体。另一重要应用领域是发电、变电与输电，这就是原本意义上的电力电子。 功率器件的应用领域：消费电子24%，工业控制23.4%，计算机21.8%，网络通信20.5%，汽车电子5.2%。 任何电器设备都需要电源，任何用电机的设备都需要电机驱动。作为目前国际上主流的功率半导体器件，包括VD-MOSFET和IGBT，克服了以前功率半导体器件工业频率低、所需要的配套电感、电容、变压器等体积大、能耗高等缺点，制备工艺使用的设备和工艺线的要求与集成电路基本相同，完全不同于用台面技术和粗放光刻的晶闸管、台面二极管、功率BJT的制造。 全球能源需求的不断增长以及环境保护意识的逐步提升使得高效、节能产品成为市场发展的新趋势。MOSFET等功率器件越来越多地应用到整机产品中。我国用于电机的电能占我国总发电量的60%多。如果全国电机的驱动都采用功率半导体进行变频调速就可以节能大约 1/4 到 1/3，也就是说可节约全国总发电量的15%至20%。功率半导体还是信息产品、计算机、消费电子和汽车这4C产业的基础产品，当前用于4C产业的功率半导体已占功率半导体总量的70%多。 功率器件包括功率IC（半导体元件产品统称）和功率分立器件。 功率分立器件主要包括功率MOSFET、大功率晶体管和IGBT等半导体器件。功率IC和MOSFET的市场份额较大，分别占40.4%和26.0%市场份额，是中国功率半导体市场上最重要两个产品，此外大功率晶体管、达林顿管、IGBT和晶闸管也占有一定市场份额。 功率器件的中国市场结构：电源管理IC 40.4%，MOSFET26.0%，大功率晶体管13.7%，达林顿管5.3%，IGBT4.2%，晶闸管1.8%。 由于下游终端产品很多已向国内转移，其上游的功率器件市场也一直保持较快的发展速度。02-06年中国功率器件市场复合增长率29.4%，未来5年复合增长率19.1%，2011年达1680.4亿元。 国外厂商处于主导地位，国内厂商奋起直追。从功率半导体厂商的类型来看，多数功率芯片厂商是IDM（智能分销管理系统）厂商，Fabless（无生产线的IC设计公司）也占据了一定比例。美国、日本和欧洲功率芯片厂商大部分属于IDM 厂商，而中国台湾厂商则绝大多数属于Fabless厂商。 其中MOSFET在中国目前的市场规模为174.8亿元。MOSFET根据不同的耐压程度，有着不同的应用：耐压20v-应用领域手机、数码相机，30v-计算机主板、显卡，40v-机顶盒和电动自行车，60v-UPS、汽车雨刷、汽车音响、马达控制，80v-LCD TV、LCD 显示器和其他仪器仪表，150-400v-照明、CRT 电视、背投电视、电热水器和洗衣机等，400-800v-发动机启动器、车灯控制、电机控制，嵌入式电源和电源适配器，500-1000v-高压变频器、发电和变电设备。 【最新整理，下载后即可编辑】 冬季混凝土施工热工计算 步骤1： 出机温度T 1应由预拌混凝土公司计算并保证，现场技术组提出混凝土到现场的出罐温度要求。 计算入模温度T 2： （1）现场拌制混凝土采用装卸式运输工具时 T 2=T 1-△T y （2）现场拌制混凝土采用泵送施工时： T 2=T 1-△T b （3）采用商品混凝土泵送施工时： T 2=T 1-△T y -△T b 其中，△T y 、△T b 分别为采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低和采用泵管输送混凝土时的温度降低，可按下列公式计算： △Ty=（αt 1+0.032n ）×(T 1- Ta) 式中： T 2——混凝土拌合物运输与输送到浇筑地点时温度（℃） △T y ——采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低（℃） △T b ——采用泵管输送混凝土时的温度降低（℃） △T 1——泵管内混凝土的温度与环境气温差（℃），当现场拌制混凝土采用泵送工艺输送时：△T 1= T 1- T a ；当商品混凝土采用泵送工艺输送时：△T 1= T 1- T y - T a T a ——室外环境气温（℃） t 1——混凝土拌合物运输的时间（h ） t 2——混凝土在泵管内输送时间（h ） n ——混凝土拌合物运转次数 C c ——混凝土的比热容[kj/(kg ·K)] ρc ——混凝土的质量密度（kg/m 3） 一般取值2400 λb ——泵管外保温材料导热系数[W/（m ·k ）] d b ——泵管外保温层厚度（m ） D L ——混凝土泵管内径（m ） D w ——混凝土泵管外围直径（包括外围保温材料）（m ） ω——透风系数，可按规程表A.2.2-2取值 α——温度损失系数（h -1）；采用混凝土搅拌车时：α=0.25；采用开敞式大型自卸汽车时：α=0.20；采用开敞式小型自卸汽车时：α=0.30；采用封闭式自卸汽车时：α=0.1；采用手推车或吊斗时：α=0.50 步骤2：考虑模板和钢筋的吸热影响，计算成型温度T3 T3=s s f f c c s s s f f f c c m C m C m C T m C T m C T m C ++++2 C c ——混凝土比热容（kj/kg ·K ）普通混凝土取值0.96 C f ——模板比热容（kj/kg ·K ）木模2.51，钢模0.48 附录一建筑热工设计计算公式及参数 (一)热阻的计算 1.单一材料层的热阻应按下式计算： 式中R——材料层的热阻，㎡·K/W； δ——材料层的厚度，m； λc——材料的计算导热系数，W/(m·K)，按附录三附表3.1及表注的规定采用。 2.多层围护结构的热阻应按下列公式计算： R＝R1＋R2＋……＋Rn(1.2) 式中R1、R2……Rn——各材料层的热阻，㎡·K/W。 3.由两种以上材料组成的、两向非均质围护结构（包括各种形式的空心砌块，以及填充保温材料的墙体等，但不包括多孔粘土空心砖）， 其平均热阻应按下式计算： (1.3) 式中——平均热阻，㎡·K/W； Fo——与热流方向垂直的总传热面积，㎡； Fi——按平行于热流方向划分的各个传热面积，㎡；（参见图3.1）； Roi——各个传热面上的总热阻，㎡·K/W Ri——内表面换热阻，通常取0.11㎡·K/W； Re——外表面换热阻，通常取0.04㎡·K/W； φ——修正系数，按本附录附表1.1采用。 图3.1 计算图式 修正系数φ值附 表1.1 /λ1 注：(1)当围护结构由两种材料组成时，λ2应取较小值，λ1应取较大值，然后求得两者的比值。 (2)当围护结构由三种材料组成，或有两种厚度不同的空气间层时，φ值可按比值 /λ1确定。 (3)当围护结构中存在圆孔时，应先将圆孔折算成同面积的方孔，然后再按上述规定计算。 4.围护结构总热阻应按下式计算： Ro＝Ri＋R＋Re(1.4) 式中Ro——围护结构总热阻，㎡·K/W； Ri——内表面换热阻，㎡·K/W；按本附录附表1.2采用； Re——外表面换热阻，㎡·K/W，按本附录附表1.3采用； r——围护结构热阻，㎡·K/W。 内表面换热系数αi及内表面换热阻Ri值附表1.2 SMT工艺技术基础：半导体元器件封装技术 摘要：摘要：SMT工艺控制的主要目的就是有一个良好的焊接效果。工艺控制水平是影响焊接的关键因素，设计和材料则直接影响焊接效果 ... 摘要：SMT工艺控制的主要目的就是有一个良好的焊接效果。工艺控制水平是影响焊接的关键因素，设计和材料则直接影响焊接效果。本文主要涉及焊接材料的相关知识，如PCB的表面材料及其处理工艺，元器件的引脚材料等。 焊接与2个表面 焊接是用熔融的填充金属使结合点表面润湿且在两个金属部件之间形成冶金的键合，填充金属的熔点要低于450度。英文名字叫做Soldering，意为“用在接触处熔化的非铁填充金属(诸如黄铜和钎焊料之类，其熔点低于基体金属的熔点)来焊接金属”。对于较高温度熔点的填充金属，焊接工艺被规类为硬铅焊。 每每谈到焊接工艺，尤其在选择Flux时，我们首先要考虑两个表面：管脚表面和焊盘表面。 一般很少有人去关心管脚表面的材料究竟是什么样一种东西，因为大部分元器件都是供应商大批量生产和供货的，元器件的焊接部位采用什么样的表面处理工艺大部分由元器件制造商来决定，而PCB组装厂很难对其进行严格的控制。而且，针对不同的PCB组装厂来定制元器件管脚表面的处理工艺是不划算的，当然除了特殊情况。因此，对于SMT工艺工程师和来料检测人员来讲，应该把关注的重点放在元器件的可焊性上，尤其是来料检测人员必须确保元器件的可焊性。 而PCB就完全不一样了，因为每一个产品的PCB都是量身定作的，设计人员和工艺工程师可以决定让PCB制造厂采用哪种合适的材料和PCB表面处理工艺，并对焊盘的可焊性进行严格要求和控制。更为重要的是，为了把PCB组装缺陷降到最低，设计人员必须明确规定采用那些可焊性好的材料来处理焊盘表面，以及他们的具体的技术规格；是来料检测人员则要对来料的可焊性进行严格检查。 常用的几种焊接金属 1、裸铜 经过化学清洗的裸铜是最容易焊接的一种材料，即使采用非常柔和的助焊剂；而且裸铜的处理工艺简单经济。但是裸铜很容易氧化和失去光泽，从而导致可焊性急剧下降，除非在回流焊炉中有强劲的Flux（松香基）保护铜表面。如果生产中用到了裸铜表面，在使用和储藏（储藏时间要尽量短）当中必须注意裸铜的可焊性！裸铜不能储存在含有硫的环境中，如纸、纸板、印刷品，因为硫很容易使铜生锈。 2、金 13种常用的功率半导体器件介绍 电力电子器件（Power Electronic Device），又称为功率半导体器件，用于电能变换和电能控制电路中的大功率（通常指电流为数十至数千安，电压为数百伏以上）电子器件。可以分为半控型器件、全控型器件和不可控型器件，其中晶闸管为半控型器件，承受电压和电流容量在所有器件中最高；电力二极管为不可控器件，结构和原理简单，工作可靠；还可以分为电压驱动型器件和电流驱动型器件，其中GTO、GTR为电流驱动型器件，IGBT、电力MOSFET为电压驱动型器件。 1. MCT （MOS Control led Thyristor）：MOS控制晶闸管 MCT 是一种新型MOS 与双极复合型器件。如上图所示。MCT是将MOSFET 的高阻抗、低驱动图MCT 的功率、快开关速度的特性与晶闸管的高压、大电流特型结合在一起，形成大功率、高压、快速全控型器件。实质上MCT 是一个MOS 门极控制的晶闸管。它可在门极上加一窄脉冲使其导通或关断，它由无数单胞并联而成。它与GTR，MOSFET，IGBT，GTO 等器件相比，有如下优点： （1）电压高、电流容量大，阻断电压已达3 000V，峰值电流达1 000 A，最大可关断电流密度为6000kA/m2； （2）通态压降小、损耗小，通态压降约为11V； （3）极高的dv/dt和di/dt耐量，dv/dt已达20 kV/s ，di/dt为2 kA/s； （4）开关速度快，开关损耗小，开通时间约200ns，1 000 V 器件可在2 s 内关断； 2. IGCT（Intergrated Gate Commutated Thyristors） IGCT 是在晶闸管技术的基础上结合IGBT 和GTO 等技术开发的新型器件，适用于高压大容量变频系统中，是一种用于巨型电力电子成套装置中的新型电力半导体器件。 IGCT 是将GTO 芯片与反并联二极管和门极驱动电路集成在一起，再与其门极驱动器在外围以低电感方式连接，结合了晶体管的稳定关断能力和晶闸管低通态损耗的优点。在导通阶段发挥晶闸管的性能，关断阶段呈现晶体管的特性。IGCT 芯片在不串不并的情况下，二电平逆变器功率0.5~ 3 MW，三电平逆变器1~ 6 MW；若反向二极管分离，不与IGCT半导体器件基础测试题
功率半导体器件是什么
2015年功率半导体器件行业简析
18_功率半导体器件应用教学大纲
混凝土热工计算步骤及公式
半导体封装前沿技术
功率器件知识
混凝土热工计算步骤及公式(完整资料).doc
建筑热工设计计算公式及参数
半导体元器件封装技术
13种常用的功率半导体器件介绍