碳化硅陶瓷用于IGBT电子封装的9个“理由”

 IGBT高功率、高电压、发热量高，对封装材要求更高；IGBT是新能源汽车的核心器件，以往IGBT除了金属化层的基板外，底层的散热基板通常采用铜等金属材料，有着密度普遍偏大、导热性能不高、热膨胀系数不匹配等缺点，如今渐渐被一种新型金属基复合材料铝碳化硅（SiCp/Al、SiC/Al或者AlSiC）替代。今天小编主要分享是是碳化硅陶瓷基板在IGBT封装应用的优势和理由：

 碳化硅陶瓷基板材料导热率高、与半导体芯片、陶瓷基板热膨胀系数匹配；刚比度高，抗震性好等优点，设计灵活等。也是碳化硅用于IGBT电子封装材料的原因所在。

碳化硅陶瓷基板材料核心是AlSiC，具体优点如下：

1）AlSiC具有高导热率（170W～200W/mK）和可调的热膨胀系数（6.5～9.5×10-6/K），可提升器件散热性能的同时，其热膨胀系数与半导体芯片和陶瓷基片实现良好的匹配，能够防止疲劳失效的产生，甚至可以将功率芯片直接安装到AlSiC基板上；

2）AlSiC是复合材料，其热膨胀系数等性能可通过改变其组成而加以调整，因此电子产品可按用户的具体要求而灵活地设计，这是传统的金属材料或陶瓷材料无法作到的；

3）AlSiC的密度与铝相当，比铜和Kovar轻得多，还不到Cu/W的五分之一，特别适合于便携式器件、航空航天和其他对重量敏感领域的应用；

4）AlSiC的比刚度（刚度除以密度）是所有电子材料中最高的：是铝的3倍，是W-Cu和Kovar的5倍，是铜的25倍，另外AlSiC的抗震性比陶瓷好，因此是恶劣环境（震动较大，如航天、汽车等领域）下的首选材料；

5）AlSiC可以大批量加工，但加工的工艺取决于碳化硅的含量，可以用电火花、金刚石、激光等加工；

6）AlSiC可以镀镍、金、锡等，表面也可以进行阳极氧化处理；

7）金属化的陶瓷基片可以钎焊到镀好的AlSiC基板上，用粘结剂、树脂可以将印制电路板芯与AlSiC粘合；

8）AlSiC本身具有较好的气密性；

9）AlSiC的物理性能及力学性能都是各向同性的，其产品性能均匀度较高。

由于AlSiC电子封装材料及构件具有高弹性模量、高热导率、低密度的优点，而且可通过SiC体积分数和粘接剂添加量等来调整膨胀系数，实现与GaAs芯片和氧化铝、氮化铝等基板的热匹配；同时可近净成形形状复杂的构件，因此生产成本也较低，使其在微波集成电路、功率模块和微处器盖板及散热板等领域得到广泛应用。比如：碳化硅陶瓷基板、IGBT基板、碳化硅散热器、密封管壳、结构组件等具体产品。

以上阐述有关碳化硅陶瓷基板在IGBT应用的9个“理由”，应该明白碳化硅在IGBT封装林起着非常重要的左右，更多关于碳化硅陶瓷基板相关问题可以咨询金瑞欣特种电路。