新型换热器的发展趋势_郑雪苹

新型换热器的发展趋势_郑雪苹
新型换热器的发展趋势_郑雪苹

 第14期总第216期内蒙古科技与经济N o.14,the216th issue 2010年7月Inner M o ngo lia Science T echno log y&Econo my J ul.2010新型换热器的发展趋势

郑雪苹,孙俊杰,李宝安

(包头液压机械有限公司,内蒙古包头 014030)

摘 要:文章综述了国内外近年来新型高效换热器的研究概况,简述了几种新型换热器的性能与构造特点,指出了今后换热器发展的方向。

关键词:新型换热器;性能;技术进展;应用

中图分类号:T K172 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2010)14—0079—02

换热器在国民经济和化工生产领域中对产品质量、能量利用率以及系统经济性、可靠性起着举足轻重的作用因此开发新型高效和结构紧凑的换热器是目前换热器研究的一个重要方向。因此,几十年来,高效换热器的开发与研究始终是人们关注的课题,国内外先后推出了一系列新型高效换热器。

1 新型高效换热器简介

1.1 气动喷涂翅片管换热器

俄罗斯提出了一种先进方法,即气动喷涂法,来提高翅片化表面的性能。其实质是采用高速的冷的或稍微加温的含微粒的流体给翅片表面喷镀粉末粒子。用该方法不仅可喷涂金属还能金属陶瓷混合物,从而得到各种不同性能的表面。通常在实践中翅片底面的接触阻力是限制管子加装翅片的因素之一。为了评估翅片管换热器元件进行了试验研究。试验是采用在翅片表面喷涂AC-铝,并添加了24A白色电炉氧化铝。将试验所得数据加以整理,便可评估翅片底面的接触阻力。

将研究的翅片的效率与计算数据进行比较,得出的结论是:气动喷涂翅片的底面的接触阻力对效率无实质性影响。为了证实这一点,又对管子与翅片的过渡区进行了金相结构分析。对过渡区试片的分析表明,连接边界的整个长度上无不严密性的微裂纹。所以,气动喷涂法促进表面与基本相互作用的分支边界的形成,能促进粉末粒子向基体的渗透,这就说明了附着强度高,有物理接触和金属链形成。因而,气动喷涂法不但可用于成型,还可用来将按普通方法制造的翅片固定在热换器管子的表面上,也可用来对普通翅片的底面进行补充加固。可以预计,气动喷涂法在紧凑高效的换热器生产中将会得到广泛应用[1]。

1.2 焊接式板式换热器

用焊接结构替代橡胶垫密封,全焊式和半焊式板式换热器的出现,消除了由于垫片材料耐温、耐腐蚀、耐压方面的限制。对于腐蚀介质使用板式换热器,近年来得到很大发展。德国与日本合作的千代田混合焊接板式换热器,操作压力可从真空到6,操作温度200℃~900℃,单台换热面积F为3m2~2000 m2。可用于气-气、气-液、液-液的换热和蒸气的冷凝。

美国V IC ARB公司在1989年开发COM PBLOC 焊接式板式换热器,是一种紧凑、高效、具有专利技术的换热器。如图1所示,这种换热器由焊接板束、钢框和面板等组装而成,是一种四面体结构。板束采用精密压制、自动焊接制造,立柱衬里采用电阻焊接,换热器的“核心”由焊接波纹板板束、立柱衬里和顶部、底部盖板衬里组成,螺栓连接框架由四根立柱和顶部、底部盖板以及4个带有接管的面板组成。其耐压耐温达3.2M Pa和300℃,单台F为1.5m2~300m2,单台板片数为25~500,冷热介质错流排列。由于COM P ABLO C焊接板式换热器的传热性能好且使用温度和压力较高,所以可十分经济地用这种换热器取代在相应温度范围内使用的管壳式换热器。用于油气加工工业,可用作原油冷却器、塔顶冷凝器等,还可用于其他多种工业加工过程[2-3]

图1 CO M PBLO C焊接式板式换热器

1.3 螺旋折流板换热器

螺旋折流板换热器(图2)是最新发展起来的一种管壳式换热器,是由美国ABB公司提出的。在列管换热器中,壳程通常是一个薄弱环节。美国ABB 公司提出了一种全新方案,采用螺旋状折流板。其基本原理为:将圆截面的特制板安装在“拟螺旋折流系统”中,每块折流板占换热器壳程中横剖面的1/4,其倾角朝向换热器的轴线,即与换热器轴线保持一定倾斜度。相邻折流板的周边相接,与外圆处成连续螺旋状。每个折流板与壳程流体的流动方向成一定的角度,使壳程流体做螺旋运动,能减少管板与壳体之间易结垢的死角,从而提高了换热效率。由于介质呈螺旋式流动,在径向产生速度梯度,形成径向湍流,彻底改变了弓形折流板换热器的流体流动方式和流

·

79

·

收稿日期:2010-01-12

作者简介:郑雪苹(1978-),女,学士,在包头液压机械有限公司任职,技术员。

 总第216期

 内蒙古科技与经济

场分布,减薄了传热管表面滞流底层的厚度,提高了传热膜系数,消除了弓形板的传热死区,使壳程的传热状态大为改善。此外,螺旋折流板结构可以满足的工艺条件很宽,设计方面具有很大的灵活性,可针对各种特殊的工艺条件选择最佳的螺旋角

图2 螺旋形折流板换热器和折流板配置方式1.4 新型麻花管换热器

瑞典Alares 公司开发了一种扁管换热器,通常称为麻花管换热器。螺旋扁管的制造过程包括了“压扁”与“热扭”两个工序。改进后的麻花管换热器同传统的管壳式换热器一样简单,但改进了传热,减少了结垢,真正的逆流,降低了成本,无振动,节省了空间,无折流元件。由于管子结构独特使管程与壳程同时处于螺旋运动,促进了湍流程度。该换热器总传热系数较常规换热器高40%,而压力降几乎相等。组装换热器时也可采用螺旋扁管与光管混合方式。该换热器严格按照ASM E 标准制造,凡是用管壳式换热器和传统装置之处均可用此种换热器取代,它能获得普通管壳式换热器和板框式传热设备所获得的最佳值,估计在化工、石油化工行业中具有广阔的应用前景[4]。1.5 H i tan 绕丝花环换热器

该型换热器是英国Cal Gavi n Ltd 公司开发的一种新产品,采用一种称之为Hit an ma trix element s 的丝状花内插物,可使流体在低速下产生径向位移和螺旋流相叠加的三维复杂流动,可提高诱发湍流和增强沿温度梯度方向上的流体扰动,能在不增加阻力的条件下大大提高传热系数

图3 H itan 换热器用内插物

内插件不仅可以促进管内流体形成湍流,同时可以扩大传热面积,提高传热效率。目前,管内内插物主要是利用各种金属的条、带、片和丝等绕制或扭曲成螺旋形,如麻花铁、螺旋线、螺旋带及螺旋片等,或冲成带有缺口的插入带。英国Cal Gavi n 公司研制出了一种叫Heat ex 的内插件。这种内插件由一组延伸至管壁的圆芯体组成,它可使管侧传热效率提高2~15倍。该公司还开发了一种叫H i t ra n 的丝网内插件,将这种内插件用于液体工况,可使管壳式换热器管程传热效率提高25倍,用于气体工况,可使相应

值提高5倍。同时,与正常流速相比,这种内插件使换热管的防垢能力提高8~10倍。2 换热器技术的发展前景2.1 用于整体装置设计的数据库技术

传统的整体装置设计任务是由各个部门的工作小组分别对其中的某一项进行设计,并通过设计说明书相互联系来完成的,而最近发展起来用于整体装置设计的数据库技术,可以使这种繁重的任务变得简单起来。通过数据库系统,不同类型的设计应用软件可以有机地形成一个整体,设计者只需通过数据库操作系统向应用软件中输入相关参数,便可得到更多的关于设计任务的数据,并且这些数据可以反馈到数据库中。随着C AD 软件包和数据库技术的发展,用于整体装置设计的数据库技术必定会代替手工计算设计方法。2.2 计算流体力学(CFD )和模型化设计的应用

在换热器的热流分析中,引入计算机技术,对换热器中介质的复杂流动过程进行定量的模拟仿真。目前,基于计算机技术的热流分析已经用于自然对流、剥离流、振动流和湍流热传导等的直接模拟仿真,以及对辐射传热、多相流和稠液流的机理仿真模拟等方面。在此基础上,在换热器的模型设计和设计开发中,利用CFD 的分析结果和相对应的模型实验数据,使用计算机对换热器进行更为精确和细致的设计。2.3 换热器强化传热技术的发展

以采用强化传热元件和改进换热器结构为主的强化传热技术是一种能显著改善换热器传热性能的节能技术。根据传热物流条件的不同情况,壳程传热强化的研究必然与强化传热管的优化组合相联系,这是今后换热器强化传热技术发展的方向。3 结束语

目前,世界各国在换热器理论研究、新技术和新产品开发方面已经进人高层次的探索阶段,涉及领域很广。换热器的新技术得到了实用化,并进一步扩大其适用范围,具有高效、低耗、性能优越的新型换热器将推广应用,我国应借鉴国外先进换热器技术,努力赶上国际先进水平。

[参考文献]

[1] 曹伟.国外新型换热器技术[J].机电设备,

2000,(2):46~47.

[2] Lar ry Trom.Heat ex chang ers :i s i t ti me f o r

a changer [J ].Chemi cal Engineering,

February 1996

:76~77.[3] K Feldkamp.Warm eaustauscher [J].Chem

-Ing -T ech ,1994,66(11):1462~1466.

[4] Brow n Fi nt ube Co.T wisted T ube do es m ore

in t he same space.CEP,1996,92(8):9.

[5] David But t erw o rth ,Mo sco ne C F .Heat

T ransfer Heads i nto t he 21st Century.Chemical Engineering Prog ress,1991,(9):30.

[6] 方书起,祝春进,等.强化传热技术与新型高

效换热器研究进展[J].化工机械,2004,(31)4.[7] 马晓驰.国内外新型高效换热器[J].化工进

展,2001,(20)1.

[8] 矫明,徐宏,等.新型高效换热器发展现状及

研究方向[J].化工设计通讯,2007,(33)3.

·

80·

2015年国内外制造业发展趋势

国内外制造业发展趋势 中国工程物理研究院徐志磊尚林盛 [摘要]阐述了制造业的重要性,分析了我国制造业的现状,并通过与国外先进制造业进行对比,提出了发展的总趋势和发展对策。 制造业是国家生产能力和国民经济的支柱,没有强大的制造业,一个国家无法实现经济快速、健康的发展;制造业是国家安全的重要保障,没有强大的制造业,一个国家的稳定和安全将受到威胁;制造业是高技术产业化的载体和实现现代化的重要基石,没有强大的制造业,实现现代化将失去坚实的基础。我国制造业每年直接创造国民生产总值的1/3,为国家财政提供1/3的收入,吸纳就业人员8000余万人。 我国制造业的现状 改革开放后,大量国外企业进入中国,我国制造业有了突飞猛进的发展,特别是近几年来,我国已经成为制造业大国,目前是世界第四大工业生产国,仅次于美国、日本、德国。2001年我国制造业的工业增加值相当于1998年美国的近1/3、日本的1/2,与德国的相近。纺织品及服装、家用电器、照相机等产品产量居世界第一位。我国正在由跨国公司的加工组装基地向制造基地转变,逐步成为世界工厂,而且在一些行业中,制造业已经拥有与世界同行竞争的实力。但我们与发达国家相比,制造业还有不小的差距,我们应有清醒的认识。在2001年世界500强中,我国企业仅有11家,但没有一家是制造业。技术含量高的“中国制造”产品航空制造技术第二产业产值只占到5%的世界份额,远远没有达到当年英美两国的水平。 当前我国制造业总体规模仅相当于美国的1/5、日本的1/4。制造业的人均劳动生产率远远落后于发达国家,仅为美国的1/25、日本的1/26、德国的1/20。 我国目前只在IT产业和制造方面有些优势,但核心技术还掌握在日本、韩国、新加坡等国家的企业手里。世界工厂是全球产业链的概念,是一个标志,不同的产业壁垒不一样,美国有世界工厂,例如飞机、尖端军工产品、高技术通讯设备,日本有众多的世界工厂。 我国的制造企业集中度低,大型骨干企业少,而且围绕大型骨干企业的中小型企业群体也未形成。技术创新能力十分薄弱,产业主体技术依靠外国,有自主知识产权的产品少,依附于国外组装比重大。 总体上看,我国的装备制造设备陈旧、落后,缺乏核心技术,大多数核心技术和产品依靠从国外引进,企业的经济效益低,销售收入利润仅为3.64%(1999年统计),劳动生产率为3.36万元/人?年。从上海汽车工业分析看,工业增加值的增长,主要依靠固定资产的大量投入,贡献率达100%,人工对工业增加值贡献为。技术进步的贡献,西方国家为80%,我国汽车工业为27.5%。

半导体材料的发展现状与趋势

半导体材料与器件发展趋势总结 材料是人类社会发展的物质基础与先导。每一种重大新材料的发现和应用都把人类支配自然的能力提高到一个全新的高度。材料已成为人类发晨的里程碑。本世纪中期单晶硅材料和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研究成功,导致了电子工业大革命。使微电子技术和计算机技术得到飞速发展。从20世纪70年代的初期,石英光纤材料和光学纤维的研制成功,以及GaAs等Ⅲ-Ⅴ族化合物的材料的研制成功与半导体激光器的发明,使光纤通信成为可能,目前光纤已四通八达。我们知道,每一束光纤,可以传输成千上万甚至上百万路电话,这与激光器的发明以及石英光纤材料、光纤技术的发展是密不可分的。超晶格概念的提出MBE、MOCVD先进生长技术发展和完善以及超品格量子阱材料包括一维量子线、零维量子点材料的研制成功。彻底改变了光电器件的设计思想。使半导体器件的设计与制造从过去的杂质工程发展到能带工程。出现了以“电学特性和光学特性的剪裁”为特征的新范畴,使人类跨入到以量子效应为基础和低维结构为特征的固态量子器件和电路的新时代,并极有可能触发新的技术革命。半导体微电子和光电子材料已成为21世纪信息社会的二大支柱高技术产业的基础材料。它的发展对高速计算、大容量信息通信、存储、处理、电子对抗、武器装备的微型化与智能化和国民经济的发展以及国家的安全等都具有非常重要的意义。 一、几种重要的半导体材料的发展现状与趋势 1.硅单晶材料 硅单晶材料是现代半导体器件、集成电路和微电子工业的基础。目前微电子的器件和电路,其中有90%到95%都是用硅材料来制作的。那么随着硅单晶材料的进一步发展,还存在着一些问题亟待解决。硅单晶材料是从石英的坩埚里面拉出来的,它用石墨作为加热器。所以,来自石英里的二氧化硅中氧以及加热器的碳的污染,使硅材料里面包含着大量的过饱和氧和碳杂质。过饱和氧的污染,随着硅单晶直径的增大,长度的加长,它的分布也变得不均匀;这就是说材料的均匀性就会遇到问题。杂质和缺陷分布的不均匀,会使硅材料在进一步提高电路集成度应用的时候遇到困难。特别是过饱和的氧,在器件和电路的制作过程中,它要发生沉淀,沉淀时的体积要增大,会导致缺陷产生,这将直接影响器件和电路的性能。因此,为了克服这个困难,满足超大规模集成电路的集成度的进一步提高,人们不得不采用硅外延片,就是说在硅的衬底上外延生长的硅薄膜。这样,可以有效地避免氧和碳等杂质的污染,同时也会提高材料的纯度以及掺杂的均匀性。利用外延方法,还可以获得界面非常陡、过渡区非常窄的结,这样对功率器件的研制和集成电路集成度进一步提高都是非常有好处的。这种材料现在的研究现状是6英寸的硅外延片已用于工业的生产,8英寸的硅外延片,也正在从实验室走向工业生产;更大直径的外延设备也正在研制过程中。 除此之外,还有一些大功率器件,一些抗辐照的器件和电路等,也需要高纯区熔硅单晶。区熔硅单晶与直拉硅单晶拉制条件是不一样的,它在生长时,不与石英容器接触,材料的纯度可以很高;利用这种材料,采用中子掺杂的办法,制成N或P型材料,用于大功率器件及电路的研制,特别是在空间用的抗辐照器件和电路方面,它有着很好的应用前景。当然还有以硅材料为基础的SOI材料,也就是半导体/氧化物/绝缘体之意,这种材料在空间得到了广泛的应用。总之,从提高集成电路的成品率,降低成本来看的话,增大硅单晶的直径,仍然是一个大趋势;因为,只有材料的直径增大,电路的成本才会下降。我们知道硅技术有个摩尔定律,每隔18个月它的集成度就翻一番,它的价格就掉一半,价格下降是同硅的直径的增大密切相关的。在一个大圆片上跟一个小圆片上,工艺加工条件相同,但出的芯片数量则不同;所以说,增大硅的直径,仍然是硅单晶材料发展的一个大趋势。那我们从提高硅的

换热器的发展前景

换热器的发展前景 摘要:换热器是化工、石油、能源等各工业中应用相当广泛的单元设备之一。据统计, 在现代化学工业中换热器的投资大约占设备总投资的30% , 在炼油厂中占全部工艺设备的40% 左右, 海水淡化工艺装置则几乎全部是由换热器组成的。对国外换热器市场的调查表明, 虽然各种板式换热器的竞争力在上升,但管壳式换热器仍占主导地位约64% 。新型换热元件与高效换热器开发研究的结果表明, 列管式换热器已进入一个新的研究时期, 无论是换热器传热管件, 还是壳程的折流结构都比传统的管壳式换热器有了较大的改变, 其流体力学性能、换热效率、抗振与防垢效果从理论研究到结构设计等方面也均有了新的进步。目前各国为改善该换热器的传热性能开展了大量的研究, 主要包括管程结构和壳程结构强化传热的发展。 关键词:换热器:发展前景:存在问题 一.应用前景 近几年来, 随着高温热管技术研究的不断成熟和深入, 高温热管换热器的应用领域逐渐扩大, 目前已广泛应用于工业、民用和国防等各个领域。在冶金、化学、陶瓷、建材及轻工等工业生产中, 常需要500℃以上的清洁空气以满足助燃、干燥和供氧等需要, 采用高温热管空气加热器可以轻易地达到这一要求, 并且从根本上解决常规空气加热器所无法解决的传热难题。 高温热管技术在喷雾干燥中的应用取得成功, 并已收到了令人满意的实际效果。根据现场测试的参数表明, 高温热管换热器达到的某些性能指标, 是其他类型热风发生器所达不到的, 因而在某些特定工况条件下的应用也是无法取代的: 1. 向各类干燥设备( 喷雾于燥、沸腾干燥、气流干燥、隧道干燥及链板式干燥等) 提供清洁的高温热风。 2. 向气流焙炉提供800 ℃以上的高温热风,对物料直接进行气流焙烧。 3. 向各类燃烧器提供助燃热风, 改善燃烧状况, 提高燃烧效率, 节约燃料。据资料介绍, 用普通换热器将助燃风加热到300~ 400 可节约燃料15% ~ 25%, 用高温换热器可节约燃料40% 以上。 4. 高温预热煤气( 或助燃气) , 使冶金工厂大量的低热值高炉煤气( 其热值约为4 187J)资源在加热炉上的利用成为可能。 5. 回收利用六大耗能工业( 冶金、化工、炼油、玻璃、水泥及陶瓷) 的高温余热, 使这些领域的能源利用率达到一个新的水平。由以上可以预见, 高温热管

半导体封测行业发展趋势分析

半导体封测:走向世界舞台,前十占据三家 1 半导体封测发展历程:并购开打国际市场 封测其实包括封装和测试两个步骤,在现在生产中,由于产业规划基本合并在一起。所以封装测试就成为整个集成电路生产环节中最后一个过程。封测整体门槛较低,需要一定资金形成规模效应,对成本较为敏感,需要长期验证建立客户关系,是集成电路产业链中最容易突破的一环,但也是最重要的环节。因为是产品质量最后一关,若没有良好的封测,产品PPM(百万颗失效率)过高,导致客户退回或者赔偿是完全得不偿失的。 图表5一般芯片成本构成 5%

我国封测行业规模继续保持快速增长,近两年增速放缓。根据中国半导体协会数据,2019年我国半导体封测市场达2350亿元,同比增长7.10%。2012年我国封测市场销售额为1036亿元,七年以来我国半导体封测市场年复合增速为12.4%,增速保持较高水平。随着5G应用、AI、IoT等新型领域发展,我国封测行业仍然有望保持高增长。 图表6 我国封测行业年销售额及增速 2019年全球封测业前十市占率超过80%,市场主要被中国台湾、中国大陆、美国占据。中国台湾日月光公司(不含矽品精密)营收达380亿元,居全球半导体封测行业第一名,市场占有率达20.0%。美国安靠、中国长电科技分居二、三位,分别占14.6%、 11.3%。前十大封测厂商中,包含三家中国大陆公司,分别为长电科技、通富微电、华 天科技。

图表7 2019年全球封测前十 2 安靠美国14.6% 3 长电科技中国大陆11.3% 4 矽品精密中国台湾10.5% 5 力成科技中国台湾8.0% 6 通富微电中国大陆 4.4% 7 华天科技中国大陆 4.4% 8 京元电子中国台湾 3.1% 9 联合科技新加坡 2.6% 10 颀邦中国台湾 2.55% 前十大合计81.2% 长电科技在2015年获得大基金支持后,发起对星科金朋的收购,获得了在韩国、新加坡的多个工厂以及全部先进技术,成为世界第三大封装企业。在最近4年研发拥有自主知识产权的Fan-out eWLB、WLCSP、Bump、PoP、fcBGA、SiP、PA等封装技术,以及引线框封装。长电科技近年受惠于SiP、eWLB、TSV、3D封装技术等皆具备世界级实力的先进封装技术,客户认可度和粘性得到较大提高。 通富微电收购AMD苏州和AMD槟城两家工厂后,继续承接了AMD封测订单,具备了对高端CPU、GPU、APU以及游戏主机处理器等芯片进行封装和测试的技术实力,获得了大量海外客户。 华天科技引入产业基金为公司未来发展提供重要的资金保障,对华天西安加大研发投入,优化产品结构,提高市场竞争力和行业地位等方面都起到积极促进作用。并于2018年收购世界知名的马来西亚半导体封测供应商Unisem。Unisem公司主要客户以国际IC设计公司为主,包括Broadcom、Qorvo、Skyworks等公司,其中近六成收入来自欧美地区。 3.2.2 半导体封测展望:十四五政策支持先进封装技术突破 半导体封测从20世纪80年代至今,封装技术不断进步,经历了插装式封测、表面贴片封装、面积阵列式封测和先进封装。芯片封装技术分为传统封装和先进封装。传统封装和先进封装的主要区别在于有无外延引脚。传统封装分为三个时期,第一时期是20世纪80年代以前的插孔式封装,主要类型有SIP、DIP、LGA、PGA等;第二时期是20世纪80年代中期的表面贴片封装,主要类型有PLCC、SOP、PQFP等,相较于上一时期,表面贴片封装技术的引线更细、更短,封装密度较大;第三时期是20世纪90年代的面积阵列时代,主要封装技术有BGA、PQFN、MCM以及封装标准芯片级封装(CSP),相较与前两个时期,完成从直型引脚、L型引脚、J型引脚到无引脚的转变,封装空间更小,芯片小型化趋势愈发明显。目前正处于第三时期,主流封装技术还是BGA等,部分先进厂商为了满足新的芯片需求,研发出先进封装技术,例如芯片倒装、WLP、TSV、SiP等先进封装技术。

中国制造业的未来发展趋势

上海海事大学先进制造技术导论课程论文 学院:海洋科学与工程学院 专业:材料科学与工程

班级:材料132 姓名: 论文题目:中国制造业的未来发展趋势 指导老师: 二〇一六年五月 中国制造业的未来发展趋势 上海海事大学海洋科学与工程学院 摘要:本文从制造业在国民经济中占有重要地位的角度展开问题讨论,从中国制造业发展的现状分析、所遇到的瓶颈、未来发展趋势以及中国制造业在外部环境下发展的误区警示四个点进行主题的分析。特别提到了当今制造业提改革却过于概念化的问题,即中国制造业发展的误区警示。 关键词: 中国制造业发展趋势警示

The Development Trend of Chinese Manufacturing I n d u s t r y College of Ocean Science and Engineering, Shanghai Maritime University XXXXXXXXX Abstract: The discussion was expanded from the basic view that manufacturing industry plays an essential role in the national economy. The subject was analyzed under the four subtitles, the current situation, the encountering bottlenecks, the development trends of Chinese manufacturing industry and the warnings of its evolution. Especially, the issue of conceptualizing reform in the Chinese manufacturing industry was mentioned. Keywords: Chinese manufacturing industry the development trend warning 引言 制造业是一国启动工业化、融入全球化、实现经济高速增长的主要产业。在工业化后期,制造业结构升级、制造业与生产性服务业融合发展是实现经济转型的重要方向。制造业是国民经济的物资基础和产业主体,是富民强国之本。制造业是发挥后发优势实现跨越式发展战略的中坚力量。制造业是科学技术的载体和实现创新的舞台。没有制造业,所谓科学技术的创新就无处体现。国民经济中制造业占着举足轻重的作用,机械制造业已拥有三百多年的悠久发展历史,是我国

半导体材料的发展现状与趋势

半导体材料的发展现状与趋势

半导体材料与器件发展趋势总结 材料是人类社会发展的物质基础与先导。每一种重大新材料的发现和应用都把人类支配自然的能力提高到一个全新的高度。材料已成为人类发晨的里程碑。本世纪中期单晶硅材料和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研究成功,导致了电子工业大革命。使微电子技术和计算机技术得到飞速发展。从20世纪70年代的初期,石英光纤材料和光学纤维的研制成功,以及GaAs 等Ⅲ-Ⅴ族化合物的材料的研制成功与半导体激光器的发明,使光纤通信成为可能,目前光纤已四通八达。我们知道,每一束光纤,可以传输成千上万甚至上百万路电话,这与激光器的发明以及石英光纤材料、光纤技术的发展是密不可分的。超晶格概念的提出MBE、MOCVD先进生长技术发展和完善以及超品格量子阱材料包括一维量子线、零维量子点材料的研制成功。彻底改变了光电器件的设计思想。使半导体器件的设计与制造从过去的杂质工程发展到能带工程。出现了以“电学特性和光学特性的剪裁”为特征的新范畴,使人类跨入到以量子效应为基础和低维结构

的制作过程中,它要发生沉淀,沉淀时的体积要增大,会导致缺陷产生,这将直接影响器件和电路的性能。因此,为了克服这个困难,满足超大规模集成电路的集成度的进一步提高,人们不得不采用硅外延片,就是说在硅的衬底上外延生长的硅薄膜。这样,可以有效地避免氧和碳等杂质的污染,同时也会提高材料的纯度以及掺杂的均匀性。利用外延方法,还可以获得界面非常陡、过渡区非常窄的结,这样对功率器件的研制和集成电路集成度进一步提高都是非常有好处的。这种材料现在的研究现状是6英寸的硅外延片已用于工业的生产,8英寸的硅外延片,也正在从实验室走向工业生产;更大直径的外延设备也正在研制过程中。 除此之外,还有一些大功率器件,一些抗辐照的器件和电路等,也需要高纯区熔硅单晶。区熔硅单晶与直拉硅单晶拉制条件是不一样的,它在生长时,不与石英容器接触,材料的纯度可以很高;利用这种材料,采用中子掺杂的办法,制成N或P型材料,用于大功率器件及电路的研制,特别是在空间用的抗辐照器件和电路方面,

浅谈换热器研究应用的发展前景

浅谈换热器研究应用的发展前景 摘要 换热器是化学工业中应用相当广泛的单元设备之一。据有关资料统计, 换热器在现代化学工业中的投资大约占设备总投资的30% , 海水淡化工艺装置则几乎全部是由换热器组成的。对国外换热器市场的调查表明, 虽然各种板式换热器的竞争力在上升,但管壳式换热器仍占主导地位约64% 。新型换热元件与高效换热器开发研究的结果表明, 列管式换热器已进入一个新的研究时期,其流体力学性能、换热效率、抗振与防垢效果从理论研究到结构设计等方面也均有了新的进步。目前各国为改善该换热器的传热性能开展了大量的研究, 主要包括管程结构和壳程结构强化传热的发展。 关键词 换热器现状研究应用前景 一、换热器的国内研究现状 换热器按其功能分为:如冷凝器、蒸发器、再热器、过热器等,按换热部件的特点可分为:管壳式换热器、翅片管式换热器、板式换热器(包括板片式换热器和板翅式换热器)。对于各型换热器的强化换热技术的研究,主要集中在对换热器内流体流态变化以及对各部件的参数优化研究两方面,而对换热器部件参数的主要研究对象就是换热管(板)排列方式(顺排或叉排)、换热管(板)排数、换热管(板)间距大小、肋片布置间距、肋片形状等。通常的研究方法包括:数值

模拟计算、实验方法研究、理论研究三类。 二、当前存在的主要问题 当前, 高温热管换热器在传热方面还面临两大急需解决的问题: 1. 过渡段的衔接不合理, 导致部分热管处于不工作和非正常工作状态。 2. 结构庞大, 成本昂贵, 极大地阻碍了高温热管换热器工业化应用进程。 三、要解决好上述问题的关键 1. 优化高温热管换热器结构有两个途径: 一是对单根热管进行传热强化研究; 二是合理预测壳程的流场与温度场的分布, 二者的优化组合研究是今后热管换热器强化传热技术发展的方向。 2. 过渡段的强化传热对优化高温热管换热器结构、安全衔接各区域热管换热器起着非常重要的作用。 四、研究应用的发展前景 (一)换热器研究的发展前景 换热器肋片换热的研究应该注重基础性的理论研究创新,寻求建立能支撑肋片设计选型的系统化的理论,同时要结合实验研究,寻求实际应用中最节能的肋片参数值。换热器制造商和设计人员对于换热器肋片外型、布置仍然没有可靠的理论依据,传统的肋片布置方式在换热效率上不如换热管表面设置的针状或圆台状肋。 换热的散布规律仍然还不明晰,理论研究非常薄弱;对替代传统的平板和环状肋片的高效换热肋片研究甚少。新型换热管的形状研究

先进半导体设备制造技术及趋势_图文(精)

先进半导体设备制造技术及趋势 张云王志越 中国电子科技集团公司第四十五研究所 摘要:本文首先介绍了国内外半导体设备市场,认为市场虽有起伏,但前景良好。从晶圆处理和封装的典型设备入手介绍了当前最先进半导体设备技术,之后总结出半导体设备技术发展的四大趋势

。 1国内外半导体设备市场 根据SEMI的研究,2006年全球半导体设备市场为388.1亿美元,较2005年增长18%,主要原因是各地区投资皆有一定程度的成长,少则20%(日本),多则229%(中国大陆),整体设备订单成长率则较2005年成长51%,比2005年底预测值多出28.4亿美元。 SEMI在SEMICONJapan展会上发布了年终版半导体资本设备共识预测(SEMICapitalEquipmentCon-sensusForecast),预计2007年全球半导体制造设备市场销售增长减缓为3%,达到416.8亿美元;2008年全球半导体设备市场将出现衰退,下滑1.5%;而到2009年及2010年恢 长6%达到306.1亿美元,封装设备领域增长11%至27.2亿美元,而测试设备领域预计将出现15%下滑 了12.4%。表二为按地区划分的市场销售额,包括往年的实际销售额和未来的预测。

虽然半导体设备市场有一定的起伏,但是很明显,市场的前景非常好,总体一直是稳中有升。中国大陆2006年半导体设备销售额超过23亿美元,比2005年增长了74.4%,中国大陆的市场销售额一直呈上升趋势,国内半导体设备具有非常诱人的市场前景。这和中国半导体产业的快速发展有着直接关系,中国的市场也越来越引起国际半导体设备厂商的重视,投资的力度会越来越大,对我们国内半 复增长,预计实现高个位数增速,至54.7亿美元。表一为按设备类型2010年销售额达到479.9亿美元。 SEMI总裁兼CEOStanleyT.Myers表示,2007年半导体制造、封 划分的市场销售额,包括往年的实际销售额和未来的预测。 从区域市场分析,北美、日本及 下降装及测试设备销售情况略高于去年,欧洲半导体设备市场出现下滑,成为业界历史上销售额第二高的一年。SEMI成员将继续推进半导体制造设备的强势增长,预计到2010年市场销售额达到480亿美元。 从设备类型分析,占有最大份额的晶圆处理设备领域2007年将增 幅度分别为8.9%、3.1%及11.7%;而台湾和中国大陆销售增长幅度最大,分别为28.9%和23.8%,台湾地区销售额达到94.2亿美元,有史以来第二次超过日本;南韩市场略微增长5.2%,其余地区市场也下降 40半导体行业

2019年半导体行业发展及趋势分析报告

2019年半导体行业发展及趋势分析报告 2019年7月出版 文本目录 1LED/面板相继崛起,下一步主攻半导 体 . (5) 1.1、大陆LED/面板竞争优势确立,超越台湾已成必 然 . (5) 1.2、半导体为当前主攻方向,封测能否率先超 越? (8) 1.2.1、IC 设计与制造差距较大,尚需时 间 (9) 1.2.2、封测端实力逼近,将率先超 越 (10) 2大陆迎半导体黄金发展期,封测为最受益环 节 (11) 2.1、全球半导体前景光明,大陆半导体将迎来黄金发展 期 (11) 2.1.1、设备出货/资本开支增长,全球半导体前景光 明 . (11) 2.1.2、政策支持叠加需求旺盛,中国半导体迎黄金十 年 (13) 2.2、前端崛起,封测环节最为受 益 (17) 2.2.1、大陆IC 设计厂商高增长,封测订单本土 化 (17) 2.2.2、大陆制造端大局投入,配套封测需求上 升 (19)

2.2.3、大陆封测行业增速超越全 球 (19) 3后摩尔时代先进封测带来行业变局,国内企业加速突 围 (20) 3.1、摩尔定律走向极限,先进封测引领行业变 局 (20) 3.2、Fan-out :未来主流,封测厂向前道工艺延 伸 . (22) 3.2.1、Fan-out 引领封装技术大幅进步,必为首 选 . (22) 3.2.2、国际大客户引领,市场规模高速增 长 (24) 3.2.3、长电/华天皆有布局,占据领先地 位 . (26) 3.3、SiP :集成度提升最优选择,封测厂向后道工艺延 伸 . (27) 3.3.1、SiP 为集成度提升最优选择,苹果引领SiP 风 潮 . (27) 3.3.2、长电SiP 获大客户订单,迎来高速增 长 . (29) 3.4、TSV :指纹前置及屏下化必备技 术 (30) 3.4.1、指纹前置及屏下化将成主流,封装形式转向 TSV (30) 3.4.2、华天/晶方为主全球TSV 主流供应商,深度受 益 . (34) 4催化剂:2019H2半导体有望迎来强劲增 长 . (34) 4.1、传统旺季+库存调整结束+智能机拉货,景气度向 上 (34)

世界制造业发展的趋势

学习导航 通过学习本课程,你将能够: ●了解世界制造业的发展趋势; ●掌握标准化制造必做的四项工作; ●正确进行精益制造; ●了解管理型和改善型企业的区别。 世界制造业发展的趋势 一、野蛮制造 如图1所示,世界制造业经历了三个发展阶段:野蛮制造、标准化制造、精益制造。每个阶段都不是孤立存在的,而是依托于一项管理方式。 图1 生产制造的三大趋势 从无到有是自然界发展的客观规律,世界制造都是从野蛮制造开始的。 野蛮制造依托的管理方式是经验管理。经验管理如同师父带徒弟的方式,徒弟吸收知识多少完全依靠自身模仿能力的强弱,再加上师父在教徒弟时还喜欢留一手,让经验传承非常不完整。 经验管理建立在人为基础上,是不科学的管理方式,如果任其发展,企业很难有大的作为。因此,要想提高企业的管理水平,就要将野蛮制造向标准化制造和精益制造的方向发展。 二、标准化制造 1.标准化制造必做的四项工作

标准化制造依托的管理方式是规范化管理(模式化管理),也被称为克隆机制,就是要建立一个相应的模式。 在规范化管理模式中,制造业的规范管理有四项工作要做: 员工职业化 中国企业员工的总体现状是素质偏低,喜欢我行我素。这样的员工是没有作为的,企业想要发展,必须打造职业化的员工。 工作标准化 做同样工作的员工,做到最后所使用的时间、做出产品的质量都应该是一样的。 流程再造流程 在企业中,再造流程需要精简部门和部门之间、人与人之间关系,因为流程太长会导致信息传达受阻。比如,正常流程下做一个产品需要4天,客户要求在1天之内完成,就需要企业再造流程来适应客户的需要,如四个部门压缩成一个机构。 组织重组 组织重组是规范化管理必须做的事情,也是提高中国制造业管理水平的必由之路。 2.充分发挥模式的力量 一家企业做到员工职业化、工作标准化、再造流程、组织重组以后,要想扩大规模,就需要收购其他企业,在这个过程中,标准化制造必不可少。在进行收购之前,企业要创立自己的特色和模式,在收购的同时做到统一。麦当劳和肯德基的总部都在美国,但能在全世界的连锁店保持着同样的品位和服务,依靠的就是模式的力量。 要点提示 世界制造的发展趋势: ①第一阶段:野蛮制造; ②第二阶段:标准化制造; ③第三阶段:精益制造。 三、精益制造 标准化制造的企业只能保本经营,制造业的目标是赚钱,所以要进行精益制造。找到标准之后,将工作流程中最重要的拿出来做就叫精益。 1.精益制造的前提 精益制造的前提是规范化管理。

换热器分类及发展趋势

换热器的种类及各种发展趋势 一、按照传统方式的不同,换热设备可分为三类: 1.混合式换热器 利用冷、热流体直接能与混合的作用进行热量的交换这类交换器的结构简单、但价便宜、常做成塔状。两种容许完全混合且不同温度的介质,在直接接触的过程中完成其热量的传递。 例如:冷水塔(凉水塔)、造粒塔、气流干燥装置、流化床等。 2.蓄热式换热器 在这类换热器中,能量传递是通过格子砖或填料等蓄热体来完成的。首先让热流体通过,把热量积蓄在蓄热体中,然后再让冷流体通过,把热量带走。由于两种流体交变转换输入,因此不可避免的存在着一小部分流体相互掺和的现象,造成流体的“污染”。 蓄热式换热器结构紧凑、价格便宜、单位体积传热面大,故较适用于气——气热交换的场合。主要用于石油化工生产中的原料气转化和空气余热。回转蓄热式换热器的结构特点是实现连续操作,换热器中的蓄热体一般采用成型板片或金属丝网组装的扇形柜内,其外部由金属壳体密封,并以每分1~4转得慢速转动进行连续换热。 3、间壁式换热器 所谓间壁式换热器,是指两种不同温度的流体在固定的壁面(称为传热面)相隔的空间里流动,通过璧面得导热和壁表面的对流换热进行热量的传递。参加换热的流体不会混合,传递过程连续而稳定地进行。间壁式换热器的传热面大多采用导热性能良好的金属制造。在某些场合由于防腐的需要,也有用非金属(如石墨,聚四乙烯等)制造的。这是工业制造最为广泛应用的一类换热器。冷、热流体被一固体壁面隔开通过璧面进行传热。按照传热面的形状与结构特点它可分为: (1)管式换热器: 如套管式、螺旋管式、管壳式、热管式等。 (2)板面式换热器: 如板式、螺旋板式,、板壳式等。 (3)扩展表面式换热器: 如板翅式、管翅式、强化的传热管等。

3--半导体光刻技术及设备的发展趋势

半导体光刻技术及设备的发展趋势 姚达1,刘欣2,岳世忠3 (11中国电子科技集团公司第四十七研究所,沈阳110032;21中国人民解放军91550部队,辽宁大连116000;31北京大学软件与微电子学研究院,北京100871) 摘要:随着芯片集成度的不断提高、器件尺寸的不断缩小,光刻技术和光刻设备发生着显著变化。通过对目前国内外光刻设备生产厂商对下一代光刻技术的开发及目前已经应用到先进生产线上的光刻技术及设备进行了对比研究,对光刻技术和光刻设备的发展趋势进行了介绍,并对我国今后半导体光刻技术及设备的发展提出了合理化建议。 关键词:光刻;光刻机;分辨率;掩模;焦深;曝光 中图分类号:T N30517 文献标识码:A 文章编号:10032353X(2008)0320193204 Trends of Lithography Technology&Equipments for Semiconductor F abrication Y ao Da1,Liu X in2,Y ue Shizhong3 (11The47th Research Institute,CETC,Shenyang110032,China;21Unit91550,P LA,Dalian116000,China; 31School o f So ftware and Microelectronics,Peking Univer sity,Beijing100871,China) Abstract:Lithography technology and equipments are in a significant im provement with high chip integration and the device size scaling down.The development trends of lithography and equipments for semiconductor fabrication are discussed through the current requirements for next generation lithography technology of lithography equipment manu factμrers domestic and abroad,and by com paring the lithography technology and equipments applied to advanced production line,and reas onable proposal development trend is given. K ey w ords:lithography;mask aligner;res olution;mask;depth of focus(DOF);exposure EEACC:2550G 0 引言 光刻技术从诞生以来,在半导体加工制造行业中,作为图形转移技术而广为应用。随着芯片集成度的不断提高、器件尺寸的不断缩小以及器件功能的不断提高,作为半导体加工技术中最为关键的光刻技术和光刻工艺设备,必将发生显著的变化。光刻工艺中通常所使用的光源是由水银蒸汽发射的紫外光,波长为366、405、436nm[1]。目前为了提高曝光分辨率,降低所使用的曝光光源也是光刻技术和设备发展的一个趋势。光刻机的主要构成包括曝光光源、光学系统、电系统、机械系统和控制系统组成。其中光学系统是光刻机的核心。光刻机的曝光方式一般根据掩模版和晶圆的距离大致分为三种方式:接触式、接近式和投影式[2]。 1 推动光刻技术和设备发展的动力经济利益是Si片直径由200mm向300mm转移的主要因素。300mm的Si片出片率是200mm的215倍。300mm工厂的投资为15~30亿美元,其中约75%的资金用于设备投资,因此用户要求设备能向下延伸3~4代。300mm片径是从180nm技术节点 趋势与展望 Outlook and Future

世界制造业发展新趋势及几点启示

世界制造业发展新趋势及几点启示 世界制造业发展新趋势及几点启示 面对世界制造业发展趋势的重大变化,我国制造业发展机遇千载难逢,面临挑战前所 未有。本文在系统梳理世界制造业发展趋势基础上,提出对未来制造业发展的建议和对策,为塑造我国制造业新的竞争优势建言献策。 从生产手段看,数字化、智能化技术和装备将贯穿产品的全生命周期。随着信息技术 的发展以及信息化普及水平的提高,数字技术、网络技术和智能技术日益渗透融入到产品 研发、设计、制造的全过程,推动产品的生产过程产生了重大变革。一方面,研发设计技 术的数字化、智能化日益明显,缩短了设计环节和制造环节之间的时间消耗,极大地降低 了新产品进入市场的时间成本; 另一方面,机器人、自动化生产线等智能装备在生产中得 到广泛应用,“机器换人”已经成为企业提高生产效率、降低人力成本的重要手段。国际 机器人联合会数据显示,目前全球制造企业在生产过程中所使用的机器人总数已经超过百 万台。同时,云计算等新技术和新平台不断涌现,全球的产业链、创新链的运转更为高效,异地设计、就地生产的协同化生产模式已经为企业所广泛接受和采用。 从发展模式看,绿色化、服务化日渐成为制造业转型发展新趋势。生态环境与生产制 造的矛盾日益激化,推动了全球工业设计理念的革新和传统技术的改造升级,以实现资源 能源的高效利用和对生态环境破坏的最小化。欧美的“绿色供应链”、“低碳革命”、日 本的“零排放”等新的产品设计理念不断兴起,“绿色制造”等清洁生产过程日益普及, 节能环保产业、再制造产业等静脉产业链不断完善,都表明制造业的绿色化发展目标已经 成为制造业的共识。而低能耗、低污染的产品也逐步显示出其强大的市场竞争力。中怡康 数据显示,截至2019年11月,国内空调市场中,节能变频空调销售占比已经达到58.5%,同比上涨37%,显示出消费者对节能型产品的热情与日俱增。同时,服务化也已经成为引 领制造业产业升级和保持可持续发展的重要力量,是制造业走向高级化的重要标志之一, 制造业的生产将从提供传统产品制造向提供产品与服务整体解决方案转变,生产、制造与 研发、设计、售后的边界已经越来越模糊。根据麦肯锡的研究报告,美国制造业的从业人 员中,有34%是在从事服务类的工作,生产性服务业的投入占整个制造业产出的20%—25%。 从组织方式看,内部组织扁平化和资源配置全球化已成为制造业培育竞争优 势的新途径。在企业内部管理方面,传统的工业化思维以层级结构管理企业的内部运行,以串 联结构与上下游企业共同形成产业链条,强调管理组织等级分明,强调企业业务“大 而全”,难于适应市场和产品的多样化需求。而当前的互联网思维强调开放、协作与分享,要求减少企业管理的内部层级结构,在产业分工中注重专业化与精细化,企业的生产组织 更富有柔性和创造性。例如,海尔通过不断合并业务单元、削减边缘业务等方法来实现企 业运作的扁平化,将8万多员工变成2000多个自主经营体的“小海尔”模式,最小的自

【发展战略】我国半导体产业的现状和发展前景

五、半导体篇 ——我国半导体产业的现状和发展前景 电子信息产业已成为当今全球规模最大、发展最迅猛的产业,微电子技术是其中的核心技术之一(另一个是软件技术)。现代电子信息技术,尤其是计算机和通讯技术发展的驱动力,来自于半导体元器件的技术突破,每一代更高性能的集成电路的问世,都会驱动各个信息技术向前跃进,其战略地位与近代工业化时代钢铁工业的地位不相上下。 当前,世界半导体产业仍由美国占据绝对优势地位,日本欧洲紧随其后,韩国和我国台湾地区也在迅速发展。台湾地区半导体工业已成为世界最大的集成电路代工中心,逐步形成自己的产业体系。 我国的微电子科技和产业起步在50年代,仅比美国晚几年。计划经济时期,由于体制的缺陷和其间10年“文革”,拉大了和国际水平的差距。进入80年代,我国面对国内外微电子技术的巨大反差和国外对我技术封锁,我们没有能够在体制和政策上及时拿出有效应对措施。国有企业无法适应电子技术的快节奏进步,国家协调组织能力下降,科研体制改革缓慢,以致1980~1990年代我国自主发展半导体产业的努力未获显著效果。 “市场‘开放’后,集成电路商品从合法、不合法渠道源源涌入,集成电路所服务的终端产品,以整机或部件散装的形式,也大量流入,但人家确实考虑到微电子的战略核心性质,死死卡住生产集成电路的先进设备,不让进口,在迫使我们落后一截,缺乏竞争力的同时,又时刻瞄准我们科研与生产升级的潜力,把我们的每一次进步扼杀在萌芽状态,冲垮科技能力,从外部加剧我们生产与科研的脱节,迫使我们不得不深深依赖他们。……我们的产业环境又多多少少带有计划色彩,不能很快与国际接轨,其中特别是对微电子产业发展有重大影响的企业制度、资本市场、税收政策、科研体制等,又不适应市场经济要求,使得我们在国际竞争中缺乏活力”。1 20世纪90年代,我国半导体产业的增长速度达到30%以上,但其规模仅占世界半导体子产业的1%,仅能满足大陆半导体市场的不足10%。即使“十五”期间各地计划的项目都能如期实施,到2005年,我国半导体产业在世界上的份额,顶多占到2%~3%。自己的设计和制造水平和国际先进水平的差距很大,企业规模小、重复分散、缺乏竞争力,基本上是跨国公司全球竞争战略的附庸,自己的产业体系还没有成形。 我国半导体产业如此落后的现状,使得我国的经济、科技、国防现代化的基础“建筑在沙滩上”。在世界微电子技术迅猛发展的情况下,我国如不努力追赶,就会在国际竞争中越来越被动,对我国未来信息产业的升级和市场份额的分配,乃至对整个经济发展,都可能造成十分不利的影响。形势逼迫我国必须加快这一产业的发展。“十五”计划中,加快半导体产业的发展被放在重要地位,这是具有重大意义的。 发展中国家要追赶国际高科技产业的步伐,一般都会面临技术、资金、管理、市场的障碍。高科技的产业化是一个大规模的系统工程,需要科研和产业的紧密结合,以及各部门的有效协调,而这些都不是单个企业所能跨越得过去的。在市场机制尚未成熟到有效调动资源的情况下,高层次的组织协调和扶持是必需的。构建具有较高透明度的政策环境和市场环境。有助于鼓励高科技民营企业进入电路设计业领域,鼓励生产企业走规模化和面向国内市场自主开发的路子,形成产业群体。 1许居衍院士,2000年。

功率半导体器件封装技术的新趋势分析

科学技术创新2019.30 功率半导体器件封装技术的新趋势分析 刘乐 (国家知识产权局专利局电学部, 北京100088)现代功率半导体器件的封装,主要朝着小体积和大功率的方 向不断发展,通过这种技术上的升级, 可以显著减低功率半导体硅片与散热器之间的热阻,保障整个输出功率, 可以达到最大,并对接处的阻抗进行数值分析,全面提高功率半导体器件的通流能力。 1功率半导体封装技术要点 功率半导体在目前的换流电路中, 对一些杂散电感,处理能力较差,提高封装技术的应用效果, 可以显著降低这种杂感电感,从而使得功率半导体的阻断电压得到最充分的利用。 1.1绝缘电压控制 封装技术要满足目前功率半导体运行过程当中,面临的绝缘 电压情况,尽可能的降低功率半导体封装的体积, 实现结构设计上的紧凑性,避免绝缘电压的存在, 影响功率半导体阻断的具体运行情况,延长功率半导体器件的使用寿命, 降低咱电感应现象,对于电路的危害[1]。 1.2skiip 技术应用 这种技术最早是在中等功率的半导体元器件封装当中应用,在目前逐,渐向大功率半导体元器件封装技术当中发展。技术人员可以通过半导体封装当中的铲车和牵引仪器,对于热压力进行整 合分析。并且通过直接连接方式, 应用相关陶瓷基片,对于散热器进行优化升级。(1)通过这种设计形式,可以去除掉封装过程当中 的铜底板,从而进一步的压缩整个元器件封装的体积, 提高结构设计的紧凑性。(2)应用这种技术,还可以对于封装过程当中半导体 元器件的汇流排和辅助连接器件, 进行一体式封压,从而全面提高陶瓷基片的控制功能。(3)运用这种焊接方式, 焊料的浪费可以大大的降低。(4)由于底板的去除,整个功率半导体元器件的热阻会 显著的减少。 1.3损耗分析 半导体元器件封装过程当中,硅的损耗是造成散热器温差控 制效果较差的主要原因,通过这种skiip 控制模块的运行方式, 可以将整个散热器运行的温度,下降3-7℃。(1)这种运行方式可以 显著降低整个半导体元件的热阻效应, 基本上可以降低10%左右。(2)同时,由于体积的减少,底板元件去除, 整个陶瓷基片与半导体元件之间,铜底板的连接焊料也就不复存在。(3)技术人员还可以 通过材料系数的相关调整,对于封装过程当中的膨胀系数,进行定量分析,避免传统的封装方式造成半导体元件的热疲劳现象。 1.4机械应力改进 在铲车之类牵引应用的过程当中,skiip 这种封装技术运行非 常可靠。目前这种技术已经具有了比较标准化的发展结构, 可以通过单元式的连续空留方式,与半导体元件的电路, 以及外壳,进行优化的连接,从而形成一个三相桥结构, 不仅可以驱动标准感应电机连续运行,还可以通过独立交流的方式, 与DBC 陶瓷片的基本元器件,进行组合连接, 形成一个控制模组。通过这种封装方式的改进,每个半导体元件封装过程当中的 半桥电感, 最低只有15nh 。而且运用这种方式,功率半导体封装过程当中各个元件上的电流分布更加的均匀, 也就是说,不必再对电流的额定值,进行差异化分析,就可以完成整个单元的分装作业。 2新一代skiip 技术发展2.1新一代skiip 技术原理 新一代skiip 技术,正在朝着总成本优化设计的角度进行发 展,通过这种散热器温度传感的高度智能化控制, 技术人员可以对功率半导体封装过程当中的相电流和直电流,进行智能传感与压 力控制,通过这种集成驱动方式, 可以很好的保护封装过程当中的相应开关损耗,从而通过脉冲测试等等, 随时了解到半导体元器件运行过程当中的热阻值[2] 。 脉冲数值Q 会随着时间的变化而变化,对硅的散失情况进行系统求和,就可以更好的对脉冲数值进行定量分析。方便进行数据检验与数据校核,全面提高整个功率半导体封装过程当中的安全效应,避免元件损坏,提高整个元器件的使用寿命。 2.2沟槽型原包结构 新一代的skiip 组件模块采用第三代芯片, 这种芯片对于电流密度的调节优化作用非常的显著, 可以通过双单元封装模块,对于功率半导体封装过程当中的电流电压传感器,进行一体化的数据 把控。在这种双单元封装模式之下, 电流的输出水平可以从传统的200安提高到400安,有效数值增加20%,连续传输功率上升70%,设备达到最高电流密度的时间下降150%。 2.3陶瓷材料的优化选择 为了适应这种新型的skiip 组件模块技术,要选择优级的氮化 铝陶瓷材料,这种基本原漆片可以保证skiip 封装过程当中, 三相桥模块运行有效,可以提供强大的驱动力, 保障标准电机的正常运行。对于输出功率进行相应的调节, 通过这种标准化的驱动能力,提升整个基本元件的输出功率,一般来说,密度可以上升70%以 上,这种系统优化改进不仅可以增加单元硅片的有效控制面积, 还可以避免散热器安装过程当中传统难点问题,实现机械层面与电气层面的相应兼容。 2.4成套顶装配双单元组件 在进行封装模块优化的过程当中,可以通过这种双单元封装模块的工艺改造,为最终的设备安装与测试流程提供便利。 第一,通过数据更新,将这种装配与测试环节系统分布下来, 通过精细化的封装驱动器控制,进行磨牙和弹簧压得相应调节。 这种skiip 相应驱动器,可以在不同的元件之间进行转换, 从而全面改善模块的可靠性,并且降低封装技术需要的设备成本。摘要:功率半导体体积较小、输出功率非常大,在现代制造行业当中有着非常广泛的应用, 对其封装技术进行讨论,有利于全面提高功率半导体器件应用的有效性。基于此,本文主要分析功率半导体器件封装当中的关键技术, 并结合具体的器件封装发展情况,分析这种封装技术的新趋势。 关键词:功率半导体;器件封装技术; 新趋势中图分类号:TN305文献标识码:A 文章编号:2096-4390(2019)30-0194-02(转下页) 194--

相关文档
最新文档