IGBT 是電力電子變換中的核心元器件，以低電壓控制大功率電路的斷開與導(dǎo)通，廣泛應(yīng)用于軌道交通、新能源汽車、軍工航天、工業(yè)機(jī)器等領(lǐng)域。隨著我國(guó)高鐵、航空航天、混合動(dòng)力汽車的飛速發(fā)展， IGBT 模塊需要更高的可靠性、更快的開關(guān)轉(zhuǎn)換速度、更低的能量損耗等，因此，需要高可靠性的封裝技術(shù)使芯片的優(yōu)勢(shì)能夠完全發(fā)揮出來。其中，IGBT 封裝用散熱基板在封裝時(shí)起著機(jī)械互連和電氣導(dǎo)通的作用，是高可靠性封裝中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

IGBT 封裝對(duì)基板材料的要求如下：熱導(dǎo)率高、介電常數(shù)低、與芯片材料的熱膨脹系數(shù)相匹配、力學(xué)強(qiáng)度優(yōu)良、加工性能好、成本低、耐熱沖擊和冷熱循環(huán)等。

一、IGBT 模塊封裝用陶瓷材料種類

市面上常見的作為 IGBT 封裝用的基板材料有 AlN、Al2O3、Si3N4等，其具體物理參數(shù)如下表所示。還有在這些陶瓷成分的基礎(chǔ)上做的一些改性，使其既具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，又有較高的機(jī)械強(qiáng)度，如氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷（ZTA）。陶瓷材料的選擇，需要從陶瓷的熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)、電絕緣性能、機(jī)械強(qiáng)度、成本等進(jìn)行綜合考慮。

二、IGBT 模塊陶瓷襯板金屬化技術(shù)

AMB 和 DBC、DBA 有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，DBC 基板成本低，但是可靠性差，不適合在苛刻環(huán)境下使用的 IGBT 模塊；而 AMB 得到的基板雖然成本提升，但可靠性高，更適合于高溫、高功率密度下使用的 IGBT 模塊，例如在航空航天、軌道交通、新能源汽車等領(lǐng)域中使用。DBA 與 DBC 在很多方面類似，但是相比于 DBC，DBA 具有顯著的抗熱震性能和熱穩(wěn)定性能，且重量輕、熱應(yīng)力小，對(duì)提高在極端溫度下工作器件的穩(wěn)定性十分明顯，因此特別適合用于功率電子電路。