IGBT模塊主要由不同材料層構成，例如金屬、陶瓷和高分子聚合物。此外，模塊內部還填充了硅膠，用以改善器件的相關熱性能。陶瓷基片主要包括氧化鋁、氮化鋁和氮化硅等材料。覆銅板則主要有DBC、DPC和AMB等類型。

傳統上，IGBT模塊中常用的氧化鋁精密陶瓷基板具有良好的絕緣性、化學穩定性和力學性能，而且價格相對較低。然而，由于其熱導率相對較低，與硅的熱膨脹系數不匹配，因此并不適合作為高功率模塊的封裝材料。

相比之下，氮化鋁精密陶瓷基板在熱特性方面具有非常高的熱導率，可以快速散熱，并具有高電絕緣性。在應力方面，其熱膨脹系數與硅相近，使得整個模塊內部的應力較低。此外，它還具有無氧銅的高導電性和出色的焊接性能，因此是IGBT模塊封裝的關鍵基礎材料。這些優秀的性能使得氮化鋁覆銅板成為高壓IGBT模塊封裝的首選。

在高功率IGBT模塊領域，氮化硅陶瓷覆銅板因其可以焊接更厚的無氧銅以及更高的可靠性而在未來電動汽車用高可靠功率模塊中應用廣泛。

目前，IGBT封裝主要采用DBC陶瓷基板，原因在于DBC具有大厚度（一般為100~600um）的金屬層，具有載流大、耐高溫性能好及可靠性高的特點，并且結合強度高(熱沖擊性好)。然而，DPC陶瓷基板在厚度上存在缺陷，因此在IGBT上的應用面不太廣。

近年來，國外采用活性金屬化焊接（AMB）技術實現了氮化鋁和氮化硅陶瓷與銅片的覆接。這種技術制備的陶瓷覆銅板可靠性大幅提高。因此，AMB基板已成為新能源汽車、軌道交通、航空航天、風力發電等中高端IGBT主要散熱電路板的優選。

【來源】：展至科技

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