英飛凌(Infineon) Infineon H2S 硫化氫 IGBT 功率半導體

英飛凌推硫化氫防護功能產品 助力延長IGBT模組壽命

2020-07-14
強固性及可靠性決定了模組在嚴峻應用環境中的使用壽命。尤其是暴露於硫化氫 (H2S) 的環境,對於電子元件的使用壽命更有嚴重的影響。為解決此項威脅,英飛凌(Infineon)開發了一項防護功能,推出搭載 TRENCHSTOP IGBT4 晶片組的 EconoPACK+模組—這是 Econo 系列第一款為變頻器應用提供此防護等級的產品。達到 H2S 嚴重等級的嚴峻環境常見於製紙、採礦、廢水和石化處理流程以及橡膠產業。

H2S 對功率半導體來說是腐蝕性最嚴重的汙染物。由於 IGBT 模組的溫度在運作期間通常會升到非常高,再加上高電壓和 H2S 的汙染,都會加快硫化銅 (Cu2S) 結晶的成長速度。這些導電結構在陶瓷基板上 DCB 的溝槽內形成,在最糟情況下將導致短路。若 IGBT 模組提前故障,將會大幅縮短變頻器的使用壽命。英飛凌的 H2S 防護功能可防止硫化氫進入模組,避免其接觸到重要區域。

該模組所有的電氣、熱和機械參數均保持不變,也具備與標準模組相同的特性,而且能延長系統在嚴峻環境條件下運作的使用壽命。為此,英飛凌還特別開發專屬的 HV-H2S 測試,確保 IGBT 模組在特定條件下運作的品質符合 ISA 71.04-2013 標準。此標準依照汙染物影響程度定義了從「輕度 (G1)」到「嚴重 (GX)」等四個嚴重性等級。 英飛凌的測試涵蓋廣泛的工業應用,並提供質化方法,用於評估 IGBT 模組的可靠性。

採用英飛凌 H2S 技術防護 的IGBT 模組在定義的 HV-H2S 測試條件下不會有枝晶增生的情況。因此,裝置預期可達到 ISA 71.04「惡劣 (G3)」嚴重性等級 (≤ 2000 Å/50 ppb) 的使用壽命上限,可達 20 年。具備防護功能的 EconoPACK+ 可直接取代標準模組,省去成本高昂且耗時的設計工作。此外,採用變頻器系統的公司也能省去過多的防護措施,像是額外的室內通風、安裝區域的溫度與濕度控制,或甚至變頻器的密封式機櫃。

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