2　IGBT封装模块与散热分析

2.1　基本结构

传统IGBT芯片封装模块结构见图2-1。

从图中可以看到，IGBT模块外部由树脂外壳包围，并嵌有端子、电极和树脂镶件。IGBT芯片和续流二极管被埋置在模块中并焊于DCB衬板上，芯片之间通过铝丝互连。图2-2为IGBT模块内部截面图。从侧面可以看出模块内部主要有芯片、DCB衬板和底铜板三个主要部分，其中芯片与DCB衬板之间、DCB衬板与底铜板之间通过焊料相接，DCB衬板由三层结构组成，即上铜层、陶瓷层、下铜层。

在芯片、DCB衬板、底铜板这三大结构中，DCB衬板最为重要，因为DCB衬板提供芯片及元器件间的有效互连与模块的机械支撑，是整个模块的基础。而对于具有“上铜层—陶瓷层—下铜层”三层结构的DCB衬板而言，中间的陶瓷基板层至关重要［17-18］。对电子应用来说，陶瓷基板所需要的性能包括:

（1）电阻率高。较高的电阻率用于隔离电路。

（2）导热系数大。有利于使电力电子器件释放的热量从模块中传导出去。

（3）高温特性好。基板金属化以及元器件组装等大部分工艺都是在高温下进行。

（4）耐腐蚀。制作电力电子器件的材质都具有化学腐蚀性。

（5）成本。基板材质的成本必须与产品的市场定位相适应。