IGBT模塊用DBC基板需要注意什么

IGBT模塊因其優(yōu)異的電氣性能，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代電力電子技術(shù)中，DBC基板的設(shè)計(jì)是IGBT模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最重要的一環(huán)，DBC基板設(shè)計(jì)的優(yōu)劣將直接影響到模塊的電氣特性，遵循一定的設(shè)計(jì)原則就可以很好的完成DBC基板的設(shè)計(jì)工作。

在IGBT模塊封裝設(shè)計(jì)中，承載IGBT芯片以及Diode芯片的DBC基板(Direct Bonding Cooper,簡稱DBC)的設(shè)計(jì)是IGBT模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，DBC基板的材質(zhì)選擇、版圖設(shè)計(jì)等各種設(shè)計(jì)因素直接影響到IGBT模塊在完成封裝制造之后的各項(xiàng)電氣性能的優(yōu)劣。

DBC基板版圖設(shè)計(jì)

用于IGBT模塊等各種電力電子模塊的DBC基板主要類型為兩類，即Al2O3陶瓷基板和AlN陶瓷基板，兩種DBC基板在進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)過程中，遵循的基本設(shè)計(jì)原則一致。

DBC基板尺寸類型

DBC基板廠家會根據(jù)用戶需求，提供不同厚度DBC基板(不同厚度絕緣陶瓷層、不同厚度銅層)，市場上現(xiàn)有DBC基板絕緣陶瓷層厚度類型主要有：0.25mm、0.32mm、0.38mm、0.5mm、0.63mm、1mm等類型，表面銅層厚度類型主要有：0.1mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm等類型。不同厚度絕緣陶瓷層對應(yīng)不同的絕緣等級，不同厚度銅層對應(yīng)不同的電流承載能力，用戶可根據(jù)所設(shè)計(jì)模塊的絕緣耐壓需求、電流電壓等級以及散熱設(shè)計(jì)需求采用合適類型的DBC基板。需要注意的是，用戶在設(shè)計(jì)選擇過程中，DBC基板上下表面銅層盡量采用一致厚度，厚度差不可超越50um,且DBC基板銅層厚度不可大于陶瓷層厚度。同時，小尺寸DBC基板通常采用母板裁剪的方式制作，母板尺寸有限，各個DBC基板廠家所能提供的最大尺寸母板各異，因此用戶在模塊設(shè)計(jì)過程中要注意避免所設(shè)計(jì)的DBC基板版圖超越母板尺寸，造成DBC基板設(shè)計(jì)上的不合理。

DBC基板版圖設(shè)計(jì)原則

DBC基板在IGBT模塊中主要起到電氣連接承載各種芯片的作用，在進(jìn)行DBC基板版圖的設(shè)計(jì)工作中，主要需要注意以下幾個方面：

上下銅層邊緣距離陶瓷層邊緣距離尺寸

工程技術(shù)人員會根據(jù)所設(shè)計(jì)的模塊絕緣耐壓、模塊結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、芯片排布方式等級選擇不同尺寸的基板尺寸，上下銅層邊緣距離陶瓷層邊緣距離要設(shè)計(jì)合理

上銅層版圖設(shè)計(jì)銅層線徑及銅層間距

DBC基板上銅層版圖設(shè)計(jì)是DBC基板設(shè)計(jì)的主要工作，版圖主要根據(jù)用戶模塊結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、芯片排布、散熱性能等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)，在DBC基板版圖設(shè)計(jì)過程中，在滿足各項(xiàng)要求下，需要注意各型DBC基板有最小線徑要求以及銅層最小間距要求，最小線徑、銅層最小間距與所選擇的銅層厚度有關(guān)，線徑過小、銅層間距過小會造成DBC基板通流能力不足、器件間隔絕緣耐壓不足等缺陷。

上銅層版圖設(shè)計(jì)銅層刻蝕誤差

DBC基板版圖實(shí)際尺寸為B±C,B值為工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)值，會存在一個誤差值C，該誤差值與所選擇的DBC基板銅層厚度有關(guān)。

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來源： 中國電力電子產(chǎn)業(yè)網(wǎng)