מכשירי כוח SIC והטיה הפוכה בטמפרטורה גבוהה

מכשירי חשמל של SIC (סיליקון קרביד) יכולים לעמוד ביעילות בדרישות של יעילות גבוהה, מיניאטוריזציה, משקל קל וצפיפות הספק גבוהה של מערכות אלקטרוניות כוח עקב עמידות לטמפרטורה גבוהה שלהם, עמידות בפני מתח גבוה ואובדן מיתוג נמוך. זה מבוקש על ידי רכבי אנרגיה חדשים, ייצור חשמל פוטו -וולטאי, מעבר מסילה, רשת חכמה ושדות אחרים.

בתחום הרכבים, היתרונות המשמעותיים של מכשירי כוח SIC ביעילות המרת אנרגיה יכולים להגדיל ביעילות את טווח ההפלגה ואת יעילות הטעינה של כלי רכב חשמליים. בנוסף, למכשירי SIC יש התנגדות נמוכה יותר, גודל שבב קטן יותר ותדר הפעלה גבוה יותר, שיכולים לגרום לרכבים חשמליים להסתגל לתנאי נהיגה מורכבים יותר. עם שיפור תשואת ה- SIC והפחתת העלות, הקיבולת המותקנת של מכשירי כוח SIC ברכבי אנרגיה חדשים תגדל באופן משמעותי, והביקוש למכשירי כוח SIC ברכבים גם יפעל פיתוח קפיצה.

נכון לעכשיו, מבחינת הפריסה התעשייתית העולמית של SIC, ארצות הברית, אירופה ויפן היוו מצב של שלוש כוח. עם זאת, בהשוואה לחומרי המוליכים למחצה מהדור הראשון והדור השני, תעשיית המוליכים למחצה של הדור השלישי העולמי עדיין נמצאת בשלב המוקדם של הפיתוח, והפער בין התעשייה המקומית לבין המיינסטרים שאינו גדול ， הוא מספק הזדמנות לשלושה בתעשייה המקומית של ענף החצי-חצי, כדי לעקוב אחר עיקול ונכנס לתעשייה הגבוהה.

מבחן הטיה הפוכה בטמפרטורה גבוהה של מכשירי כוח SIC ：

1. התפקיד של מבחן הטיה הפוכה בטמפרטורה גבוהה

מבחן ההטיה ההפוך בטמפרטורה גבוהה הוא לדמות את המכשיר העובד במתח הטיה הפוך הגבוה ביותר או מתח הטיה הפוך מוגדר במצב סטטי או יציב כדי ללמוד את הדמיית החיים של המכשיר בתנאי הטיה וטמפרטורה לאורך זמן. אפילו יצרנים מסוימים ישתמשו בו כמבחן הליבה של ההקרנה הראשונה או השנייה.

 

2. תנאי בדיקה להטיה הפוכה בטמפרטורה גבוהה

תקני הבדיקה העיקריים להטיה הפוכה בטמפרטורה גבוהה של מכשירים נפרדים כוללים MIL-STD-750 שיטה 1038, JESD22-A108, GJB 128A-1997 שיטה 1038, AEC-Q101 טבלה 2 B1, וכו '. ביניהם, הדרישות של תקנות הרכב הן המחמירות ביותר, המריצות 1000 שעות מתחת למתח הטיה הפוך של 100%.

עבור מכשירי כוח SIC, טמפרטורת הצומת המקסימאלית המדורגת היא בדרך כלל מעל 175 מעלות צלזיוס, ומתח ההטיה ההפוך חרג מ -650 וולט. טמפרטורה גבוהה יותר ושדה חשמלי חזק יותר מאיצים את ההתפשטות וההגירה של יונים ניידים או זיהומים בשכבת הפסיבציה. בדרך זו ניתן לאתר חריגות במכשירים מראש, וניתן לאמת את אמינות המכשיר במידה רבה יותר.

3. ניטור תהליכים של בדיקת הטיה הפוכה בטמפרטורה גבוהה של מכשירי כוח SIC

זרם הדליפה בטמפרטורה גבוהה של דיודות SIC הוא בדרך כלל 1-100 מיקרו, ואילו זרם הדליפה של דיודות SIC במהלך בדיקות הטיה הפוכה בטמפרטורה גבוהה הוא בדרך כלל קטן יחסית, ברמה של 0.1-10 מיקרו. דליפה יכולה גם לגדול עם הזמן אם המכשיר פגום. זה דורש מערכת ניטור דליפות דיוק בזמן אמת כדי לספק נתוני ניטור של זרם דליפה לאורך כל מחזור הבדיקה כדי לצפות במצב הבדיקה של המכשיר.

4. כיצד לעבור את מבחן ההטיה ההפוך בטמפרטורה גבוהה?

בדיקת ההטיה ההפוכה של הטמפרטורה הגבוהה בוחנת בעיקר את אמינות החומר, המבנה והאריזה של המכשיר, שיכולה לשקף את השפעת החולשה או השפלה של מסוף הקצה של המכשיר, שכבת הפסיבציה ומבנה הקשרים.

לפיכך, בין אם מכשיר כוח יכול לעבור את בדיקת ההטיה ההפוכה בטמפרטורה גבוהה צריכה לשקול סיכונים משלב עיצוב המוצר, ולשקול באופן מקיף את ההשפעות המזדקנות של שדה חשמלי וטמפרטורה גבוהה על חומרים, מבנים ושכבות פסיביות. גורמי סביבת היישום בפועל דורשים ניהול ושליטה משולבים בבחירת החומרים, תכנון בניית מבנה ושיפור קצב התשואה.