英飛凌開發(fā)出先進(jìn)的硫化氫保護(hù)功能，延長IGBT模塊的使用壽

2020-11-06 10:29:44

耐用性決定了模塊在惡劣環(huán)境下的使用壽命和可靠性。特別是當(dāng)暴露在硫化氫(H2S)下時(shí)，中，電子元件的壽命會(huì)受到很大影響。針對這一威脅，英飛凌科技公司開發(fā)了獨(dú)特的保護(hù)功能。EconoPACK模塊采用TRUNTER STOP IGBT4芯片組，是Econo系列中產(chǎn)品中第一個(gè)具有這一新保護(hù)功能的模塊，適用于逆變器應(yīng)用。硫化氫達(dá)到臨界水平的惡劣環(huán)境在中造紙、采礦、廢水處理、石化加工和橡膠工業(yè)中尤為常見

硫化氫是功率半導(dǎo)體最具威脅性的腐蝕性污染物。在IGBT模塊的運(yùn)行過程中，溫度通常會(huì)升高，形成高溫，再加上外加電壓和硫化氫污染，會(huì)發(fā)生反應(yīng)，形成硫化銅(Cu2S)晶體。這種導(dǎo)電結(jié)構(gòu)會(huì)在陶瓷基板DCB上的覆銅溝槽內(nèi)蔓延，最壞的情況是會(huì)造成短路。IGBT模塊的過早失效將大大降低逆變器的壽命。英飛凌先進(jìn)的硫化氫保護(hù)功能可以防止硫化氫進(jìn)入模塊的敏感區(qū)域。這個(gè)方法不僅獨(dú)特，而且高效。

同時(shí)，模塊的所有電、熱和機(jī)械參數(shù)沒有改變，同時(shí)保留了與標(biāo)準(zhǔn)模塊相同的特性，延長了在惡劣環(huán)境下運(yùn)行的系統(tǒng)的壽命。為了證實(shí)這一點(diǎn)，英飛凌根據(jù)ISA 71.04-2013標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了專有的高壓-H2S測試，以證明IGBT模塊可以在特定條件下運(yùn)行。根據(jù)污染的嚴(yán)重程度，標(biāo)準(zhǔn)分為“輕度(G1)”到“重度(GX)”四個(gè)等級(jí)。英飛凌測試涵蓋了廣泛的工業(yè)應(yīng)用，并為評(píng)估IGBT模塊的可靠性提供了一個(gè)可量化的方法。

在英飛凌，硫化氫技術(shù)的保護(hù)下，IGBT模塊在高壓-H2S規(guī)定的測試條件下沒有顯示枝晶生長。所以根據(jù)ISA 71.04標(biāo)準(zhǔn)，“G3(重度)”等級(jí)的上限( 2000？/50 ppb)，IGBT模塊可使用20年。有了這種保護(hù)功能，EconoPACK可以輕松替換標(biāo)準(zhǔn)模塊，而無需昂貴耗時(shí)的設(shè)計(jì)工作。此外，有了這個(gè)功能，使用變頻器系統(tǒng)的公司可以節(jié)省一些額外的保護(hù)措施，例如在變頻器的安裝區(qū)域甚至密封柜中增加空調(diào)、溫濕度控制。