對光控晶閘管（LTT）硅膠保護層的作用機理及性能影響因素進行了研究。硅膠作為LTT表面保護層,能顯示出負電荷效應(yīng),對正角造型的LTT反向阻斷能力有明顯的改善作用。原材料、涂覆工藝、固化工藝等都對硅膠保護層性能有顯著影響,此處通過試驗方法獲得了制備最佳性能硅膠保護層的工藝條件。 

【文章來源】：電力電子技術(shù). 2020,54(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

圖１表面空間電荷區(qū)擴展示意圖??Ｆｉｇ．?１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｅｘｐａｎｓｉｏｎ?ｏｆ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｓｐａｃｅ?ｃｈａｒｇｅ?ｒｅｇｉｏｎ??

第５４卷第１０期??２０２０年１０月??電力電子技術(shù)??Ｐｏｗｅｒ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ??Ｖｏｌ．５４，?Ｎｏ．?１０??Ｏｃｔｏｂｅｒ?２０２０??的固化，固化在同一烘箱進行，升溫速率與固化時??間均一致，漏電流控制在５０?ｍＡ時，ＬＴＴ表面平均??阻斷電壓與硅膠固化溫度關(guān)系曲線如圖２所示。??２１０?２３０?２６０?３００??Ｔ／Ｖ??圖２關(guān)系曲線１??Ｆｉｇ．?２?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?１??由圖可知，固化后ＬＴＴ阻斷電壓隨固化溫度??的升高先升高后降低，當超過某一溫度時，阻斷電??壓會急劇下降，說明此時的固化溫度己經(jīng)超過硅??膠材料的熱耐受溫度，硅膠保護層己經(jīng)發(fā)生脆變??老化，從而導致器件表面阻斷能力急劇下降。??４．３．２?固化時間的確定??以每組５個ＬＴＴ分５組對其進行不同時間下??的固化，固化溫度均為上面確定的最佳固化溫度，??固化在同一烘箱進行，升溫速率一致，漏電流控制??在５０?ｍＡ時，ＬＴＴ表面平均阻斷電壓與硅膠固化??時間關(guān)系曲線如圖３所示。??固化后??８３?３０?４０?５０?６０?７０??／／ｍｉｎ??圖３關(guān)系曲線２??Ｆｉｇ．?３?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?２??由圖可知，固化后ＬＩＴ阻斷電壓隨固化時間??的延長先明顯升高后緩慢降低，說明硅膠保護層??不能固化過度，只有在某一合適的溫度、時間范圍??內(nèi)才能獲得最佳電學特性和機械性能。??４．３．３?升溫速率的確定??以每組５個ＬＩＴ分４組對其進行不同升溫速??率的固化，固化溫度和固化時間均為上面確定的??最佳固化溫度和最佳固化時間，固化在同一烘箱??進行，漏電流控制在５０?ｍ

ｉｇ．?３?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?２??由圖可知，固化后ＬＩＴ阻斷電壓隨固化時間??的延長先明顯升高后緩慢降低，說明硅膠保護層??不能固化過度，只有在某一合適的溫度、時間范圍??內(nèi)才能獲得最佳電學特性和機械性能。??４．３．３?升溫速率的確定??以每組５個ＬＩＴ分４組對其進行不同升溫速??率的固化，固化溫度和固化時間均為上面確定的??最佳固化溫度和最佳固化時間，固化在同一烘箱??進行，漏電流控制在５０?ｍＡ時，ＬＴＴ表面平均阻斷??電壓與固化升溫速率關(guān)系曲線如圖４所示。由圖??可知，固化升溫速率只要不超過某一個值，對硅膠??保護層特性影響不明顯。至此，此處通過試驗確定??的最佳固化工藝條件能使硅膠保護層獲得最好的??固化結(jié)構(gòu)，從而得到最佳性能的硅膠保護層。??固化后??８．６?－?＊?＇￣??Ａ／＂Ｃ．ｓ＿ｉ??圖４關(guān)系曲線３??Ｆｉｇ．?４?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?３??５結(jié)論??文獻［８］綜述了國內(nèi)外學者對高壓直流輸電系??統(tǒng)的可靠性展開了研宄，但是缺少對晶閘管內(nèi)部??失效物理機理的研宄。此處通過對高肇直流ＬＩＴ??故障原因剖析：部分ＬＴＴ硅膠黏粘性差，易剝落。??根據(jù)此現(xiàn)象，此處從硅膠的材料，及其在ＬＴＴ制造??工藝的工藝過程，分析了硅膠保護層對ＬＴＴ表面??的作用機理。通過ＬＴＴ工藝對比試驗驗證、表面??阻斷特性測試等，確定了?ＬＴＴ硅膠保護層的性能??影響因素；確定了獲得最佳性能硅膠保護層的工??藝條件。在此工藝條件下制備的硅膠保護層能夠??起到很好的保護層、隔絕層、電特性穩(wěn)定層的作??用。通過試驗可以調(diào)整改進制造工藝，提高ＬＴＴ??的可靠性。??參

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Φ100快速晶閘管的研制[J]. 高山城,郭永忠,吳濤,李玉玲.  電力電子技術(shù). 2005(05)
[2]新型大功率光控晶閘管特性試驗方法及驗證[J]. 潘孝禮,張毅美.  電力電子技術(shù). 2005(05)
[3]一種半導體器件絕緣保護材料的應(yīng)用研究[J]. 劉秀喜,李懷祥,李玉國,莊惠照,陳剛,趙玉仁.  半導體雜志. 1999(02)
[4]負斜角晶閘管正向耐壓體特性設(shè)計[J]. 王正鳴.  電力電子技術(shù). 1996(01)
[5]介質(zhì)對高壓硅半導體器件表面的鈍化作用[J]. 徐傳驤,劉輔宜,劉文英.  西安交通大學學報. 1978(04)



本文編號：3002129