Informações
Desenvolvido com sucesso a alta voltagem doméstica e os dispositivos de crimpagem e dispositivos IGBT
Recentemente, a supervisão dos ativos estatais e a comissão de administração do Conselho de Estado emitiu o "catálogo recomendado de realizações de inovação científica e tecnológica das empresas centrais (2020 edition)" para toda a sociedade, incluindo componentes eletrônicos núcleos, componentes-chave, análise e testes instrumentos e equipamentos de alta qualidade, incluindo 8 campos e 178 realizações de inovação científica e tecnológica. . O Transistor Bipolar Bipolar de 3300 Volt (V) Isolado (IGBT) e módulos desenvolvidos pelo Instituto Global de Pesquisa de Energia da Energia Co., Ltd. (a seguir designado ao Instituto de Investigação Conjunto) é impressionantemente listado. Após 4 anos, a equipe de pesquisa do Instituto de Pesquisa Conjunta rompeu através dos gargalos técnicos que restringiram o desenvolvimento de IGBTs de alta tensão doméstica, como má robustez e baixa confiabilidade, e quebrou o monopólio da tecnologia estrangeira.
Anteriormente, a tecnologia National Key R & D "Tecnologia e aplicação de energia ultra-alta personalizada IGBT para o Equipamento de Transmissão de DC flexível" LED pela equipe aprovou a avaliação abrangente do desempenho organizada pelo Ministério da Indústria e da Tecnologia da Informação. O projeto desenvolveu independentemente 4500V / 3000A baixa tensão de baixa tensão e 3300V / 3000A dispositivos IGBT de alta velocidade que atendem aos requisitos de equipamentos flexíveis de transmissão DC, que resolveu o problema da falta de alta tensão e grande capacidade de crimpagem Digite chips e dispositivos IGBT.
Envolve vários links, exigindo pesquisa conjunta de múltiplas indústrias
O ciclo de desenvolvimento de chips e dispositivos IGBT de alta voltagem é longo, envolvendo materiais, design de chip, tecnologia de chips, embalagens e testes de dispositivos, e requer integração interdisciplinar e desenvolvimento colaborativo multi-indústria.
"Atualmente, existem quatro principais gargalos técnicos no desenvolvimento de dispositivos IGBT de alta tensão para aplicações do sistema de energia. Uma é a tecnologia de preparação de materiais de substrato de alta resistividade para fichas de alta tensão. A uniformidade de dopagem e estabilidade de wafers de tamanho grande são difíceis de atender aos requisitos de alta tensão. Necessidades de desenvolvimento de chips IGBT e FRD; segundo, a falta de capacidades de processo-chave para chips de alta tensão e a falta de recursos de processamento de processo de alta qualidade para melhorar o desempenho do chip, que não pode atender ao necessidades de processamento de fichas IGBT de alta voltagem para sistemas de energia; terceiro, o sistema de projeto de embalagem e os recursos de processo são difíceis de atender aos requisitos de embalagem de dispositivos de alta tensão, especialmente embalagens de dispositivos tipo crimpagem, têm pesquisa insuficiente em sistemas de isolamento de embalagem, multi-chip Compartilhamento de corrente paralelo e controle de equalização de pressão; Quarto, a confiabilidade geral e a robustez dos dispositivos IGBT de alta tensão são atrás de níveis avançados estrangeiros. Não foi verificado pela aplicação a longo prazo de equipamentos e engenharia do sistema de energia. "Wu Junmin, diretor do Instituto de Pesquisa de Semicondutores de Poder do Instituto Conjunto de Pesquisa, disse em entrevista com um repórter da ciência e tecnologia diariamente.
O tamanho do chip IGBT é pequeno, a microestrutura é complexa, e há muitos parâmetros de estrutura e processo que afetam o desempenho do chip. Ao mesmo tempo, a queda de tensão do chip IGBT, a perda de desligamento e a capacidade de desligamento do excesso de corrente são mutuamente restritas. A otimização abrangente entre os três está no processo de combater os principais problemas. A tecnologia mais difícil de romper.
Será estendido para a transmissão de DC flexível offshore e outros campos
"Diante de dificuldades técnicas, a equipe de pesquisa do Instituto de Investigação Conjunta estabeleceu uma equipe de comando de jovens, que usou uma combinação de análise teórica, design de simulação e verificação experimental para otimizar o projeto da estrutura de células frontais e a estrutura da camada de buffer back Chip IGBT, e desenvolver tecnologias de chave de realce transportadora, como camada, camada de buffer back e passivação de poliimida ultra-espessura, e finalmente desenvolveu um alto capacidade de desligamento IGBT Chip para aplicativos do sistema de energia, que alcançou a queda de tensão no estado, Desligado Perda e Desativação excessiva do chip IGBT. A otimização abrangente da capacidade de quebra, o desempenho geral atingiu o nível avançado internacional ". Wu Junmin disse.
O líder do projeto e o vice-diretor do Instituto de Poder Semicondutores do Instituto Conjunto de Pesquisa, Jin Rui, disse ao repórter da ciência e da tecnologia diariamente que em termos de tecnologia de chips, a equipe superou o problema técnico do controle de uniformidade de recozimento a laser laser; Dominou o impacto da camada de buffer buffer doping em características de chip influenciando a lei, é proposto um método de controle vitalício de transportadora local tridimensional. Em comparação com produtos similares no mundo, o desempenho geral do chip atingiu o nível avançado internacional.
"Em termos de tecnologia de embalagem de crimpagem, com base na tecnologia de compensação de tolerância de vários componentes de mola de disco em série, a equipe propôs uma estrutura de embalagem de crimpagem elástica adequada para chips igebt paralelos, quebrando através da tecnologia de controle de equalização de pressão de chips igebt paralelos em larga escala ., Percebeu a crimpagem e a embalagem de centenas de chips em paralelo; combinando as características do processo de embalagem e as características do material isolante, a lacuna de isolamento de pacotes, os parâmetros de material de isolamento de embalagens e a influência dos parâmetros do processo de embalagem no isolamento nível do dispositivo, e a estrutura de embalagem de crimpagem foi proposta. O esquema de isolamento de pacotes da empresa dominou o processo de envasamento de injeção de cola distribuída e degassing periódico; ele dominou os métodos não destrutivos de triagem de alta tensão quatro níveis: nível de bolacha, nível de chip, nível sub-unitário e nível do dispositivo. A unidade e o equipamento de testes de dispositivos e equipamentos de triagem suportam o desenvolvimento de dispositivos de embalagem de crimpagem. "Jin Rui disse.
Jin Rui disse que no futuro, chips e módulos de alta voltagem auto-desenvolvidos serão promovidos e aplicados à transmissão de DC flexível offshore, controladores de fluxo de energia unificados e outros campos para apoiar a construção de sistemas de energia "altos duplos" e ajudar a objetivo de "pico de carbono e neutralidade de carbono"
Anteriormente, a tecnologia National Key R & D "Tecnologia e aplicação de energia ultra-alta personalizada IGBT para o Equipamento de Transmissão de DC flexível" LED pela equipe aprovou a avaliação abrangente do desempenho organizada pelo Ministério da Indústria e da Tecnologia da Informação. O projeto desenvolveu independentemente 4500V / 3000A baixa tensão de baixa tensão e 3300V / 3000A dispositivos IGBT de alta velocidade que atendem aos requisitos de equipamentos flexíveis de transmissão DC, que resolveu o problema da falta de alta tensão e grande capacidade de crimpagem Digite chips e dispositivos IGBT.
Envolve vários links, exigindo pesquisa conjunta de múltiplas indústrias
O ciclo de desenvolvimento de chips e dispositivos IGBT de alta voltagem é longo, envolvendo materiais, design de chip, tecnologia de chips, embalagens e testes de dispositivos, e requer integração interdisciplinar e desenvolvimento colaborativo multi-indústria.
"Atualmente, existem quatro principais gargalos técnicos no desenvolvimento de dispositivos IGBT de alta tensão para aplicações do sistema de energia. Uma é a tecnologia de preparação de materiais de substrato de alta resistividade para fichas de alta tensão. A uniformidade de dopagem e estabilidade de wafers de tamanho grande são difíceis de atender aos requisitos de alta tensão. Necessidades de desenvolvimento de chips IGBT e FRD; segundo, a falta de capacidades de processo-chave para chips de alta tensão e a falta de recursos de processamento de processo de alta qualidade para melhorar o desempenho do chip, que não pode atender ao necessidades de processamento de fichas IGBT de alta voltagem para sistemas de energia; terceiro, o sistema de projeto de embalagem e os recursos de processo são difíceis de atender aos requisitos de embalagem de dispositivos de alta tensão, especialmente embalagens de dispositivos tipo crimpagem, têm pesquisa insuficiente em sistemas de isolamento de embalagem, multi-chip Compartilhamento de corrente paralelo e controle de equalização de pressão; Quarto, a confiabilidade geral e a robustez dos dispositivos IGBT de alta tensão são atrás de níveis avançados estrangeiros. Não foi verificado pela aplicação a longo prazo de equipamentos e engenharia do sistema de energia. "Wu Junmin, diretor do Instituto de Pesquisa de Semicondutores de Poder do Instituto Conjunto de Pesquisa, disse em entrevista com um repórter da ciência e tecnologia diariamente.
O tamanho do chip IGBT é pequeno, a microestrutura é complexa, e há muitos parâmetros de estrutura e processo que afetam o desempenho do chip. Ao mesmo tempo, a queda de tensão do chip IGBT, a perda de desligamento e a capacidade de desligamento do excesso de corrente são mutuamente restritas. A otimização abrangente entre os três está no processo de combater os principais problemas. A tecnologia mais difícil de romper.
Será estendido para a transmissão de DC flexível offshore e outros campos
"Diante de dificuldades técnicas, a equipe de pesquisa do Instituto de Investigação Conjunta estabeleceu uma equipe de comando de jovens, que usou uma combinação de análise teórica, design de simulação e verificação experimental para otimizar o projeto da estrutura de células frontais e a estrutura da camada de buffer back Chip IGBT, e desenvolver tecnologias de chave de realce transportadora, como camada, camada de buffer back e passivação de poliimida ultra-espessura, e finalmente desenvolveu um alto capacidade de desligamento IGBT Chip para aplicativos do sistema de energia, que alcançou a queda de tensão no estado, Desligado Perda e Desativação excessiva do chip IGBT. A otimização abrangente da capacidade de quebra, o desempenho geral atingiu o nível avançado internacional ". Wu Junmin disse.
O líder do projeto e o vice-diretor do Instituto de Poder Semicondutores do Instituto Conjunto de Pesquisa, Jin Rui, disse ao repórter da ciência e da tecnologia diariamente que em termos de tecnologia de chips, a equipe superou o problema técnico do controle de uniformidade de recozimento a laser laser; Dominou o impacto da camada de buffer buffer doping em características de chip influenciando a lei, é proposto um método de controle vitalício de transportadora local tridimensional. Em comparação com produtos similares no mundo, o desempenho geral do chip atingiu o nível avançado internacional.
"Em termos de tecnologia de embalagem de crimpagem, com base na tecnologia de compensação de tolerância de vários componentes de mola de disco em série, a equipe propôs uma estrutura de embalagem de crimpagem elástica adequada para chips igebt paralelos, quebrando através da tecnologia de controle de equalização de pressão de chips igebt paralelos em larga escala ., Percebeu a crimpagem e a embalagem de centenas de chips em paralelo; combinando as características do processo de embalagem e as características do material isolante, a lacuna de isolamento de pacotes, os parâmetros de material de isolamento de embalagens e a influência dos parâmetros do processo de embalagem no isolamento nível do dispositivo, e a estrutura de embalagem de crimpagem foi proposta. O esquema de isolamento de pacotes da empresa dominou o processo de envasamento de injeção de cola distribuída e degassing periódico; ele dominou os métodos não destrutivos de triagem de alta tensão quatro níveis: nível de bolacha, nível de chip, nível sub-unitário e nível do dispositivo. A unidade e o equipamento de testes de dispositivos e equipamentos de triagem suportam o desenvolvimento de dispositivos de embalagem de crimpagem. "Jin Rui disse.
Jin Rui disse que no futuro, chips e módulos de alta voltagem auto-desenvolvidos serão promovidos e aplicados à transmissão de DC flexível offshore, controladores de fluxo de energia unificados e outros campos para apoiar a construção de sistemas de energia "altos duplos" e ajudar a objetivo de "pico de carbono e neutralidade de carbono"