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陶瓷覆铜板在功率器件IGBT中应用详解
发表时间：2019/8/21 18:25:10 浏览次数：1431
众所周知，在现今社会中，IGBT功率模块越来越重要，在家用电器、轨道交通、电力工程、可再生能源和智能电网等领域都有广泛的应用。并且IGBT产业是涉及国家经济安全、国防安全等战略性产业，可想而知它有多么重要。
那么这个重要模块到底是怎样的呢？它其实只是指甲盖那么大的小方块，但别看体积小，能量却很大。如果没有这个小小的器件，电车、地铁、电气列车（动车、高铁），甚至飞机，船舶，以及凡是运用变频电机驱动的装备全都得趴窝。而它是采用IC驱动等各种驱动保护电路，然后利用新型封装技术，最终实现高性能的IGBT芯片。这其中它还将强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率自然进化，达到较低的压降，从而转换成一个低VCE(sat)的能力，以及IGBT的结构，这样就能支持更高的电流密度。
因此，IGBT芯片可以处理的能量和那些处理信息或存储数据的芯片不同。它的主要作用是控制和传输电能，指甲盖般大小的芯片组成的IGBT可以处理6500W以上的超高电压，因此其可以在短短1秒的时间内，实现10万次电流开关动作，从而让高铁飞速行驶。
并且IGBT的基板不仅需要承受超高电压，还要承担当于100台电炉发出来的热量。其中的沟槽栅结构，扩大了元件放置面积，满足了更加智能化、微小化的需求，但增加了散热负担，因此传统的基板更本无法承受。这时陶瓷覆铜板就是它必不可少的重要部件。
陶瓷覆铜基板是由陶瓷基材、键合粘接层及导电层而构成，它是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝或氮化铝陶瓷基片表面上的特殊工艺方法。这样制成的氧化铝与氮化铝陶瓷基板，因为是陶瓷材料具有超高的绝缘性，耐击穿电压可高达20KV/mm。同时氧化铝基板热导率为15～35W/m.k，氮化铝基板热导率为170～230W/m.k，都比传统铝基板热导率1～2W/mk高出好多倍。因此IGBT可根据自身功率的大小灵活选择相应的陶瓷覆铜板，从而达到散热的目的。并且，氧化铝与氮化铝陶瓷基板电阻率均小于2.5×10－6Ω.cm，这样高压电流通过时发热就会更小。
所以，在未来更多IGBT模块的应用领域中，都会伴随着陶瓷覆铜板的出现，给广大用户带来更智能化的体验。
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