LTT硅胶保护层作用机理及性能影响因素研究
发布时间：2021-01-27 00:57
对光控晶闸管（LTT）硅胶保护层的作用机理及性能影响因素进行了研究。硅胶作为LTT表面保护层,能显示出负电荷效应,对正角造型的LTT反向阻断能力有明显的改善作用。原材料、涂覆工艺、固化工艺等都对硅胶保护层性能有显著影响,此处通过试验方法获得了制备最佳性能硅胶保护层的工艺条件。
【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(10)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图１表面空间电荷区扩展示意图??Ｆｉｇ．?１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｅｘｐａｎｓｉｏｎ?ｏｆ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｓｐａｃｅ?ｃｈａｒｇｅ?ｒｅｇｉｏｎ??
第５４卷第１０期??２０２０年１０月??电力电子技术??Ｐｏｗｅｒ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ??Ｖｏｌ．５４，?Ｎｏ．?１０??Ｏｃｔｏｂｅｒ?２０２０??的固化，固化在同一烘箱进行，升温速率与固化时??间均一致，漏电流控制在５０?ｍＡ时，ＬＴＴ表面平均??阻断电压与硅胶固化温度关系曲线如图２所示。??２１０?２３０?２６０?３００??Ｔ／Ｖ??图２关系曲线１??Ｆｉｇ．?２?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?１??由图可知，固化后ＬＴＴ阻断电压随固化温度??的升高先升高后降低，当超过某一温度时，阻断电??压会急剧下降，说明此时的固化温度己经超过硅??胶材料的热耐受温度，硅胶保护层己经发生脆变??老化，从而导致器件表面阻断能力急剧下降。??４．３．２?固化时间的确定??以每组５个ＬＴＴ分５组对其进行不同时间下??的固化，固化温度均为上面确定的最佳固化温度，??固化在同一烘箱进行，升温速率一致，漏电流控制??在５０?ｍＡ时，ＬＴＴ表面平均阻断电压与硅胶固化??时间关系曲线如图３所示。??固化后??８３?３０?４０?５０?６０?７０??／／ｍｉｎ??图３关系曲线２??Ｆｉｇ．?３?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?２??由图可知，固化后ＬＩＴ阻断电压随固化时间??的延长先明显升高后缓慢降低，说明硅胶保护层??不能固化过度，只有在某一合适的温度、时间范围??内才能获得最佳电学特性和机械性能。??４．３．３?升温速率的确定??以每组５个ＬＩＴ分４组对其进行不同升温速??率的固化，固化温度和固化时间均为上面确定的??最佳固化温度和最佳固化时间，固化在同一烘箱??进行，漏电流控制在５０?ｍ
ｉｇ．?３?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?２??由图可知，固化后ＬＩＴ阻断电压随固化时间??的延长先明显升高后缓慢降低，说明硅胶保护层??不能固化过度，只有在某一合适的温度、时间范围??内才能获得最佳电学特性和机械性能。??４．３．３?升温速率的确定??以每组５个ＬＩＴ分４组对其进行不同升温速??率的固化，固化温度和固化时间均为上面确定的??最佳固化温度和最佳固化时间，固化在同一烘箱??进行，漏电流控制在５０?ｍＡ时，ＬＴＴ表面平均阻断??电压与固化升温速率关系曲线如图４所示。由图??可知，固化升温速率只要不超过某一个值，对硅胶??保护层特性影响不明显。至此，此处通过试验确定??的最佳固化工艺条件能使硅胶保护层获得最好的??固化结构，从而得到最佳性能的硅胶保护层。??固化后??８．６?－?＊?＇￣??Ａ／＂Ｃ．ｓ＿ｉ??图４关系曲线３??Ｆｉｇ．?４?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?３??５结论??文献［８］综述了国内外学者对高压直流输电系??统的可靠性展开了研宄，但是缺少对晶闸管内部??失效物理机理的研宄。此处通过对高肇直流ＬＩＴ??故障原因剖析：部分ＬＴＴ硅胶黏粘性差，易剥落。??根据此现象，此处从硅胶的材料，及其在ＬＴＴ制造??工艺的工艺过程，分析了硅胶保护层对ＬＴＴ表面??的作用机理。通过ＬＴＴ工艺对比试验验证、表面??阻断特性测试等，确定了?ＬＴＴ硅胶保护层的性能??影响因素；确定了获得最佳性能硅胶保护层的工??艺条件。在此工艺条件下制备的硅胶保护层能够??起到很好的保护层、隔绝层、电特性稳定层的作??用。通过试验可以调整改进制造工艺，提高ＬＴＴ??的可靠性。??参
【参考文献】：
期刊论文
[1]Φ100快速晶闸管的研制[J]. 高山城,郭永忠,吴涛,李玉玲. 电力电子技术. 2005(05)
[2]新型大功率光控晶闸管特性试验方法及验证[J]. 潘孝礼,张毅美. 电力电子技术. 2005(05)
[3]一种半导体器件绝缘保护材料的应用研究[J]. 刘秀喜,李怀祥,李玉国,庄惠照,陈刚,赵玉仁. 半导体杂志. 1999(02)
[4]负斜角晶闸管正向耐压体特性设计[J]. 王正鸣. 电力电子技术. 1996(01)
[5]介质对高压硅半导体器件表面的钝化作用[J]. 徐传骧,刘辅宜,刘文英. 西安交通大学学报. 1978(04)
本文编号：3002129
【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(10)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图１表面空间电荷区扩展示意图??Ｆｉｇ．?１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｅｘｐａｎｓｉｏｎ?ｏｆ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｓｐａｃｅ?ｃｈａｒｇｅ?ｒｅｇｉｏｎ??
第５４卷第１０期??２０２０年１０月??电力电子技术??Ｐｏｗｅｒ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ??Ｖｏｌ．５４，?Ｎｏ．?１０??Ｏｃｔｏｂｅｒ?２０２０??的固化，固化在同一烘箱进行，升温速率与固化时??间均一致，漏电流控制在５０?ｍＡ时，ＬＴＴ表面平均??阻断电压与硅胶固化温度关系曲线如图２所示。??２１０?２３０?２６０?３００??Ｔ／Ｖ??图２关系曲线１??Ｆｉｇ．?２?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?１??由图可知，固化后ＬＴＴ阻断电压随固化温度??的升高先升高后降低，当超过某一温度时，阻断电??压会急剧下降，说明此时的固化温度己经超过硅??胶材料的热耐受温度，硅胶保护层己经发生脆变??老化，从而导致器件表面阻断能力急剧下降。??４．３．２?固化时间的确定??以每组５个ＬＴＴ分５组对其进行不同时间下??的固化，固化温度均为上面确定的最佳固化温度，??固化在同一烘箱进行，升温速率一致，漏电流控制??在５０?ｍＡ时，ＬＴＴ表面平均阻断电压与硅胶固化??时间关系曲线如图３所示。??固化后??８３?３０?４０?５０?６０?７０??／／ｍｉｎ??图３关系曲线２??Ｆｉｇ．?３?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?２??由图可知，固化后ＬＩＴ阻断电压随固化时间??的延长先明显升高后缓慢降低，说明硅胶保护层??不能固化过度，只有在某一合适的温度、时间范围??内才能获得最佳电学特性和机械性能。??４．３．３?升温速率的确定??以每组５个ＬＩＴ分４组对其进行不同升温速??率的固化，固化温度和固化时间均为上面确定的??最佳固化温度和最佳固化时间，固化在同一烘箱??进行，漏电流控制在５０?ｍ
ｉｇ．?３?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?２??由图可知，固化后ＬＩＴ阻断电压随固化时间??的延长先明显升高后缓慢降低，说明硅胶保护层??不能固化过度，只有在某一合适的温度、时间范围??内才能获得最佳电学特性和机械性能。??４．３．３?升温速率的确定??以每组５个ＬＩＴ分４组对其进行不同升温速??率的固化，固化温度和固化时间均为上面确定的??最佳固化温度和最佳固化时间，固化在同一烘箱??进行，漏电流控制在５０?ｍＡ时，ＬＴＴ表面平均阻断??电压与固化升温速率关系曲线如图４所示。由图??可知，固化升温速率只要不超过某一个值，对硅胶??保护层特性影响不明显。至此，此处通过试验确定??的最佳固化工艺条件能使硅胶保护层获得最好的??固化结构，从而得到最佳性能的硅胶保护层。??固化后??８．６?－?＊?＇￣??Ａ／＂Ｃ．ｓ＿ｉ??图４关系曲线３??Ｆｉｇ．?４?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?３??５结论??文献［８］综述了国内外学者对高压直流输电系??统的可靠性展开了研宄，但是缺少对晶闸管内部??失效物理机理的研宄。此处通过对高肇直流ＬＩＴ??故障原因剖析：部分ＬＴＴ硅胶黏粘性差，易剥落。??根据此现象，此处从硅胶的材料，及其在ＬＴＴ制造??工艺的工艺过程，分析了硅胶保护层对ＬＴＴ表面??的作用机理。通过ＬＴＴ工艺对比试验验证、表面??阻断特性测试等，确定了?ＬＴＴ硅胶保护层的性能??影响因素；确定了获得最佳性能硅胶保护层的工??艺条件。在此工艺条件下制备的硅胶保护层能够??起到很好的保护层、隔绝层、电特性稳定层的作??用。通过试验可以调整改进制造工艺，提高ＬＴＴ??的可靠性。??参
【参考文献】：
期刊论文
[1]Φ100快速晶闸管的研制[J]. 高山城,郭永忠,吴涛,李玉玲. 电力电子技术. 2005(05)
[2]新型大功率光控晶闸管特性试验方法及验证[J]. 潘孝礼,张毅美. 电力电子技术. 2005(05)
[3]一种半导体器件绝缘保护材料的应用研究[J]. 刘秀喜,李怀祥,李玉国,庄惠照,陈刚,赵玉仁. 半导体杂志. 1999(02)
[4]负斜角晶闸管正向耐压体特性设计[J]. 王正鸣. 电力电子技术. 1996(01)
[5]介质对高压硅半导体器件表面的钝化作用[J]. 徐传骧,刘辅宜,刘文英. 西安交通大学学报. 1978(04)
本文编号：3002129
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