IGBT模块用DBC基板的设计

DBC 陶瓷基板的发展、工艺原理、性能及应用。由于DBC基板的各种优良性能，DBC被广泛应用于各型IGBT模块中，采用DBC基板的IGBT模块具有更好的热疲劳稳定性和更高的集成度。

DBC在IGBT上的应用

用于IGBT模块等各种电力电子模块的DBC基板主要类型为两类，即氧化铝Al2O3陶瓷基板和氮化铝AlN陶瓷基板，两种DBC基板在进行版图设计过程中，遵循的基本设计原则一致。

一、DBC基板尺寸类型

DBC基板绝缘陶瓷层厚度类型主要有：0.25mm、0.32mm、0.38mm、0.5mm、0.63mm、1mm等类型，表面铜层厚度类型主要有：0.1mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm等类型。不同厚度绝缘陶瓷层对应不同的绝缘等级，不同厚度铜层对应不同的电流承载能力，用户可根据所设计模块的绝缘耐压需求、电流电压等级以及散热设计需求采用合适类型的DBC基板。

DBC基板

需要注意的是，用户在设计选择过程中，DBC基板上、下表面铜层尽量采用一致厚度，厚度差不可超越50um，且DBC基板铜层厚度不可大于陶瓷层厚度。同时，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，各个DBC基板厂家所能提供的最大尺寸母板各异，因此用户在模块设计过程中要注意避免所设计的DBC基板版图超越母板尺寸，造成DBC基板设计上的不合理。

二、DBC基板版图设计原则

DBC基板在IGBT模块中主要起到电气连接承载各种芯片的作用，在进行DBC基板版图的设计工作中，主要需要注意以下几个方面：

1、上下铜层边缘距离陶瓷层边缘距离尺寸

工程技术人员会根据所设计的模块绝缘耐压、模块结构特点、芯片排布方式等级选择不同尺寸的基板尺寸，上下铜层边缘距离陶瓷层边缘距离要设计合理。

铜层边缘与陶瓷层边缘距离为A，A≥0.5mm±0.3mm设计尺寸过小，不符合实际，厂家技术能力通常无法满足；当尺寸过小时，有可能会造成上表面铜层边缘部位芯片与下表面铜层间放电，降低模块绝缘耐压等级，造成设计失败。

2、上铜层版图设计铜层线径及铜层间距

DBC基板上铜层版图主要根据用户模块结构特点、芯片排布、散热性能等因素进行设计，在DBC基板版图设计过程中，需要注意各型DBC基板有最小线径要求以及铜层最小间距要求，最小线径、铜层最小间距与所选择的铜层厚度有关，线径过小、铜层间距过小会造成DBC基板通流能力不足、器件间隔绝缘耐压不足等缺陷。

3、上铜层版图设计铜层刻蚀误差

现代DBC基板版图通常采用激光刻蚀完成，DBC基板在进行激光刻蚀过程中，铜层刻蚀截面为一圆弧截面，因此会存在一定的尺寸误差，在进行DBC基板版图设计过程中，需要额外注意，防止出现实物与设计不符合或者实际刻蚀工艺无法满足设计要求的情况，造成设计失败。

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