氮化鋁陶瓷封裝覆銅板被充分利用到IGBT封裝產(chǎn)品上面

       氮化鋁陶瓷覆銅板既具有陶瓷的高導(dǎo)熱性、高電絕緣性、高機(jī)械強(qiáng)度、低膨脹等特性，又具有無氧銅的高導(dǎo)電性和優(yōu)異的焊接性能，是IGBT模塊封裝的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。整個(gè)模塊內(nèi)部應(yīng)力較低，提高了高壓IGBT模塊的可靠性。這些優(yōu)異的性能都使得氮化鋁覆銅板成為高壓IGBT模塊封裝的首選。

 一，陶瓷覆銅板作用以及種類--氮化鋁陶瓷覆銅板非常適合IGBT產(chǎn)品封裝。

 1，陶瓷覆銅板的作用

 陶瓷覆銅板既具有陶瓷的高導(dǎo)熱性、高電絕緣性、高機(jī)械強(qiáng)度、低膨脹等特性，又

具有無氧銅金屬的高導(dǎo)電性和優(yōu)異的焊接性能，并能像PCB線路板一樣刻蝕出各種圖形。 陶瓷覆銅板具有陶瓷部分導(dǎo)熱耐壓特性；銅導(dǎo)體部分具有極高的載流能力；便于刻蝕圖形，形成電路基板；焊接性能優(yōu)良，適用于鋁絲鍵合。

                                                                         DBC在IGBT模組上的應(yīng)用

 2，陶瓷覆銅板的種類

 陶瓷基板材料的性能是陶瓷覆銅板性能的決定因素。目前，已應(yīng)用作為陶瓷覆銅板

基板材料主要有氧化鋁、氮化鋁和氮化硅陶瓷基板。氧化鋁基陶瓷基板是最常用的陶瓷基板，由于它具有好的絕緣性、好的化學(xué)穩(wěn)定性、好的力學(xué)性能和低的價(jià)格，但由于氧化鋁陶瓷基片相對(duì)低的熱導(dǎo)率、與硅的熱膨脹系數(shù)匹配不好。作為高功率模塊封裝材料，氧化鋁材料的應(yīng)用前景不容樂觀。

       由此可見，氮化鋁陶瓷覆銅板導(dǎo)熱性高，熱膨脹系數(shù)月硅接近，在高功率IGBT封裝領(lǐng)域有著較為廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。

二，氮化鋁陶瓷覆銅板都有哪種類型應(yīng)用到IGBT上面

1，氮化鋁基活性金屬焊接工藝AMB

活性焊銅工藝是DBC工藝技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，它是利用釬料中含有的少量活性元素與陶瓷反應(yīng)生成能被液態(tài)釬料潤(rùn)濕的反應(yīng)層，從而實(shí)現(xiàn)陶瓷與金屬接合的一種方法。先將陶瓷表面印刷活性金屬焊料而后與無氧銅裝夾后在真空釬焊爐中高溫焊接，覆接完畢基板采用類似于PCB板的濕法刻蝕工藝在表面制作電路，最后表面鍍覆制備出性能可靠的產(chǎn)品。一般地，DBC在高溫情況下通過氧化膜結(jié)合在一起，AMB是在真空和高溫下進(jìn)行活性焊接，讓陶瓷和銅焊接在一起，那么它的溫度循環(huán)能力是傳統(tǒng)的5-6倍。

 2，氮化鋁基直接覆銅工藝DBC

        陶瓷與銅界面結(jié)合緊密，結(jié)構(gòu)致密。陶瓷晶粒大約為1-5μm，與銅之間存在8-10微米的過渡層。該過渡層結(jié)構(gòu)致密，晶粒約為3-5μm，但是晶粒間存在不連貫的微裂紋。陶瓷表面致密，沒有氣孔存在。表面顆粒凹凸不平，可能是拉開時(shí)裂紋沿晶界擴(kuò)展，部分顆粒在銅上部分顆粒在陶瓷上導(dǎo)致。

三，IGBT市場(chǎng)技術(shù)門檻高，對(duì)氮化鋁陶瓷覆銅板需求巨大

高壓大功率IGBT模塊技術(shù)門檻高，特別是要求封裝材料散熱性能更好、可靠性更

高、載流量更大。在汽車電動(dòng)化需求旺盛的推動(dòng)下，作為電動(dòng)化下核心受益品種，預(yù)計(jì)全球新能源汽車IGBT將在未來幾年實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)，2025年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到約50億美元。作為IGBT封裝的核心材料，氮化鋁陶瓷覆銅板的市場(chǎng)需求同樣將十分巨大。

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