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目录
符号和定义
命名法
一般信息
装配说明
FRED ,整流二极管和晶闸管芯片平面设计
页面
2
2
3
4
5
IGBT芯片
V
CES
G系列,低V
CE ( SAT )
B2类型
G系列,快速C2类型
S系列, SCSOA能力,快速的类型
E系列,改进NPT技术
600 ...1200 V
600 V
600 V
1200 ... 1700 V
I
C
7 ... 20 A
7 ... 20 A
10 ... 20 A
20 ... 150 A
6
6
6
7
MOSFET芯片
V
DSS
HiPerFET
TM
功率MOSFET
PolarHT
TM
MOSFET ,非常低R
DS ( ON)
P沟道功率MOSFET
N沟道耗尽型MOSFET
布局
70 ...1200 V
55 ... 300 V
-100 ...-600 V
500 ...1000 V
R
DS ( ON)
0.005 ... 4.5
0.015 ... 0.135
0.06 ... 1.2
30 ... 110
8-10
11
12
12
13-17
双极型芯片
V
RRM
/ V
DRM
整流二极管
FREDs
低漏FREDs
声波FRD
TM
二极管
砷化镓肖特基二极管
肖特基二极管
相位控制晶闸管
快速整流二极管
1200 ... 1800 V
600 ... 1200 V
200 ... 1200 V
600 ... 1800 V
100 ... 600 V
8 ... 200 V
800 ... 2200 V
1600 ... 1800 V
I
F( AV )M
/ I
T( AV )M
12 ... 416 A
8 ... 244 A
9 ... 148 A
12 ... 150 A
3.5 ... 25 A
28 ... 145 A
15 ... 540 A
10 ... 26 A
18-19
20-21
22-23
24-25
26-27
28-31
32-33
34
铜直接键合( DCB ) ,直接保税铝(DAB )陶瓷基片
什么是DCB / DAB ?
DCB规范
35
36
IXYS保留更改限制,试验条件和尺寸的权利
1
符号和定义
C
IES
C
国际空间站
-di / dt的
I
C
I
D
I
F
I
F( AV )M
I
FSM
I
GT
I
R
I
RM
I
T
I
T( AV )M
I
TSM
R
DS ( ON)
R
thJC
r
T
T
T
h
t
fi
T
j
,
T
( VJ )
T
jm
,
T
( VJ )M
t
rr
V
CE ( SAT )
V
CES
V
DRM
V
DSS
V
F
V
R
V
RRM
V
T
V
T0
IGBT的输入电容
MOSFET的输入电容
速度减小的正向电流的
DC集电极电流
漏电流
二极管的正向电流
在指定的T最大平均正向电流
h
峰值一个周期正向电流浪涌
门极触发电流
反向电流
最大峰值恢复电流
晶闸管的正向电流
最大平均通态电流的晶闸管
在指定的T
h
晶闸管的最大浪涌电流
静态漏源导通电阻
热阻结到外壳
晶闸管或二极管的斜率电阻
(对于功率损耗的计算)
外壳温度
散热器温度
电流下降时间带感性负载
结温
最高结温
二极管的反向恢复时间
集电极 - 发射极饱和电压
最大集电极 - 发射极电压
最大可重复正向阻断
晶闸管的电压
漏源击穿电压
二极管的正向电压
反向电压
晶闸管的最大峰值反向电压或
二极管
通态晶闸管的电压
晶闸管或二极管的阈值电压(
功率损耗的计算只)
命名法
IGBT和MOSFET的分立
IXSD 40N60A
IX
E
F
G
S
T
D
40
N
P
60
xx
A
Q
Q2
P
L
--
A
B
C
MOSFET
总理的RDS(on )的MOSFET标准
低栅极电荷模
低栅极电荷模具,第二代
PolarHTTM功率MOSFET
平板模式MOSFET
IGBT
不信,低VCE (SAT)
或A2 ,标准速型
或B2 ,高速型
或C2中,非常高的速度型
(例)
IXYS
模具技术
不扩散核武器条约
3
IGBT
HiPerFETTM功率MOSFET
快速IGBT
IGBT具有短路安全功能
标准功率MOSFET
未组装的芯片(管芯)
额定电流, 40 = 40 A
N沟道型
P沟道型
电压等级, 60 = 600 V
二极管和晶闸管芯片
C- DWEP 69-12
C
D
W
EP
(二极管例)
套餐类型
芯片的功能
D =硅整流二极管
未组装芯片
工艺代号
EP =外延整流二极管
N =整流二极管,阴极顶部
P =整流二极管,阳极上的顶
FN =快速整流二极管,阴极顶部
FP =快速整流二极管,阳极顶部
69
-12
一个芯片的额定电流值
电压等级, 12 = 1200 V
(晶闸管例)
套餐类型
C
W
P
芯片的功能
C =硅相控晶闸管
未组装芯片
工艺代号
P =平面钝化芯片
阴极顶部
55
12/18
一个芯片的额定电流值
电压等级, 12/18 = 1200至1800 V
版权所有2004 IXYS所有权利。
注册号:
001947 TS2 /一万七千五百五十七分之七百六十五
注册号:
001947
W- CWP 55-12 / 18
W
芯片和DCB陶瓷基板数据手册
2004年版
发布时间由IXYS半导体有限公司
营销传播
Edisonstrae 15 , D- 68623兰佩尔泰姆
IXYS半导体有限公司
版权所有
至于第三方专利或其他权利而言,唯一的责任是
假设芯片和本身DCB部分,而不是用于应用程序,进程和
电路的元件或组件来实现。交货条件和对
有权改变设计或规格被保留。
2
一般信息的芯片
当安装功率半导体芯片,以一首标,陶瓷基片或混合厚膜电路,焊料系统和芯片
附着过程是对最终产品的可靠性和性能非常重要。这本小册子提供了一些指导原则
描述推荐的芯片附着亲cedures 。这些方法已被成功地使用了多年在艾赛斯。
可用的芯片包装形式
IXYS提供了不同的选项。
请从下列可能性之一订购:
封装选项
C-...*
T-...*
W-...*
供货形式
在盘芯片(华夫格包) ;
在晶圆芯片, unsawed ;
芯片在晶圆上贴膜,啥样;
电气测试
双极= 5" ( 125 mm )晶片;电测试,废品都签署
双极= 5" ( 125 mm )晶片;电测试,废品都签署
... *必须由具体的芯片型号标识进行修改。
包装,储存和处理
芯片应该在原来的容器中运输。所有的芯片转移到其他容器或组装只用做
橡胶尖真空铅笔。与人体皮肤接触(或与已经触碰手工工具)叶油状残留物可
产生不利影响后续的芯片附着或可靠性。
在温度低于104°F (40℃ ),有于保存时间为在原包装密封包装的芯片没有限制。从芯片去除
原包装应立即组装。接触的金属与焊料的润湿能力可以通过保留
存储在一个干净,干燥的氮气气氛。
在IGBT和MOSFET芯片的静电放电( ESD )很敏感。普通的防静电措施进行处理,必须遵守。
前向芯片连接,芯片的所有检测和处理必须按照DIN IEC 47 (CO) 701处的ESD安全工作站进行。
防静电离子风机,建议以加强静电保护。
芯片的污染降低了装配results.Finger版画,灰尘或油沉积在表面上的芯片必须是
绝对避免。
粗糙的机械处理可能会损坏芯片。
电气测试
在数据表中列出的电气性能设定正确组装芯片。试验
非组装
芯片要求
以下注意事项:
- 高电流必须被均匀地供给到整个金属化的接触面积。
- 开尔文探针必须被用来测试电压高电流
- 应用的完整指定的阻断或反向电压可能会造成隔着玻璃钝化结终端产生电弧,因为
在钝化玻璃的顶端的电场使周围的空气电离。这种现象,可避免使用
惰性流体或通过增加芯片对上述30 psig的( 2巴)的值周围的气体的压力。
总则大会
相比于通常的接触金属硅的线性热膨胀系数是很小的。如果大面积金属硅
芯片直接焊接到铜等的金属,巨大的剪切应力是由温度变化引起的(例如,从在冷却时
在工作条件下的焊料的温度或加热),它可以破坏焊料mountdown 。
如果它发现较大的芯片中mountdown或应用程序中的裂解,然后用一个较低的热膨胀系数的
缓冲层,例如钨,钼或三金属
为消除应力应予以考虑。一种替代的解决方案是软焊料这些
更大的芯片到DCB ,因为它们的匹配的热膨胀系数的陶瓷基片。
IXYS保留更改限制,试验条件和尺寸的权利
3
装配说明
MOS / IGBT芯片
推荐焊接系统
艾赛斯建议使用软焊料芯片连接用92.5%的Pb , 5 %的Sn和2.5 %的Ag的焊料组合物。最大的芯片附着
温度为460 ℃, MOSFET和360 ℃下进行HiPerFET
TM
和IGBT 。
引线键合
它建议使用金属丝直径不大于0.38毫米( 0.015" ),用于接合到源极发射极和栅极焊盘更大。多种
电线,以代替较厚的金属丝被用来处理高漏电或发射极电流。请参阅表推荐的线数
债券。在较小的栅极焊盘0.15毫米建议。
热响应测试
以确保良好的芯片附接处理,每MIL-STD 750热响应测试,方法3161或等效应该执行。
双极型芯片
组装
艾赛斯双极型半导体芯片有一个软焊,多层金属(钛/镍/银)在底侧上,并且在上面,或者
相同的金属化方案或alumunium层足够厚,对于超声波接合。注意,金属的最后一层为
焊接是纯银。
不管它们的类型的所有的芯片具有相同的玻璃钝化结终端系统在芯片的顶部。由于这个原因
它们可以很容易地芯片键合,或者它们都可以被简单地焊接到平面接触电极按照总则的上
页3.各种常用的软钎料与以下660 ℉( 350℃)的熔点,可用于由于其纯银顶部金属。
焊料具有高熔点,优选由于其更好的功率循环能力,也就是说,它们对热更耐
疲劳。
钎焊温度应不超过750 °F( 400 ℃)。最高温度不应施加超过五
分钟。
正如上面的数据表所引用的电性能已经提到的,只能用正确组装芯片来获得。
这是唯一可能的时候进行焊接所有接触材料一起被很好润湿和焊接几乎没有空隙。
一种简单的方式实现良好的钎焊连接是使用一个带式炉与含有至少10%的工艺气体在运行
氢氮。
其他认可的方法也是允许的,只要上述的温度 - 时间没有超过限制和
避免温度震荡以上930 °F /分钟( 500 K /分钟)。
我们不建议使用助焊剂焊接!
超声波焊线
设置有一厚的铝层的芯片被设计为超声波引线接合。丝直径可达500μm的可用于
依赖于芯片类型。在并行和应用针引线键合线设置浪涌电流额定值媲美
焊接芯片。
涂料
虽然芯片玻璃钝化,他们必须受到保护,免受电弧和环境的影响。该涂层材料
这是在与芯片表面必须具有以下性质接触:
- 弹性(以防止机械应力)
- 高纯度,与碱金属无污染
- 良好的粘附性的金属和玻璃钝化。
4
版权所有2004 IXYS所有权利。
FRED ,整流二极管和晶闸管芯片平面设计
快速恢复外延二极管( FRED )
电源开关( IGBT , MOSFET , BJT , GTO ),在电子应用的好坏作为它们的相关随心所欲
二极管。在提高开关频率,所述电源开关的正常运转和效率,除了导通损耗,
由二极管的关断特性测定(其特征在于由Q
rr
, I
RM
和T
rr
- 图。 1 。
反向电流的字符信息研究所继峰值反向电流I
RM
is
另一个非常IM- portant财产。腐烂的反向电流的斜率
di
rr
/ DT从设计款米(技术和DIF融合的结果
FRED芯片图。 2.在该电路电流斜率,与寄生结合
INDUC ,可用距离(如连接线,使过电压尖峰和高
频率干扰卷- tages.The越高迪
rr
/ DT ( "hard recovery"或
"snap - off"行为)越高所产生的附加应力为两者
二极管和并联开关。反向电流( "soft的慢衰减
recovery"行为),是最可取的特点,并且这是设计
到所有的FRED 。广泛可用的阻断电压使得它
可以应用这些FRED作为输出整流器的开关模式电源
用品(SMPS) ,以及保护和续流二极管的功率
开关在逆变器和焊接电源。
图。 1 :电流和电压时的导通和
快速二极管关断开关
整流二极管与可控硅芯片
二极管和晶闸管的数字3的交流展示的横截面图
芯片中的钝化区域。所有的可控硅和二极管芯片( DWN , DWFN ,
CWP )是使用分离的扩散过程,使所有制造
结终止在芯片的顶侧。现在整个底
是所有的芯片的表面可用于焊接到DCB或其它陶瓷
基材无钼应变缓冲。消除应变的
缓冲液和它的焊点减小热阻并增加
阻断电压的稳定。结终端区钝化
用玻璃,其热膨胀系数相匹配的硅。所有
硅芯片越来越多地使用平面技术,保护环和
通道塞子,以减少在芯片表面的电场。
该芯片的接触区域有气相沉积的金属层,其
大大促进了高功率循环能力。所有芯片都
晶圆样品处理后的直径5"的硅晶片切块
测试,自动matically标志着芯片不符合电气规范。
芯片几何形状是正方形或矩形。
阳极
无德
pitax即CH ICH T N
外延
S
-
n-
Glasspassivation
保护环
S UB STRA T N +
衬底N +
atho德
阴极
金属化
图。 2 :十字glassivated平面外延部分
二极管芯片分离扩散(类型DWEP )
图。 3A -C
芯片在钝化区域的横截面
一)二极管芯片,型号DWN , DWFN
B)二极管芯片,型号DWP , DWFP
C)可控硅芯片,型号CWP
Glasspassivation
保护环
p
n
n
+
Glasspassivation
图。图3b )
金属化
辐射源
Glasspassivation
保护环
通道 -
图。图3a )
图。 3C)
金属化
金属化
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5
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