AMB陶瓷覆銅載板在IGBT中的應用

絕緣柵雙極晶體管（IGBT）融合了絕緣柵型場效應晶體管（MOSFET）和雙極型晶體管(BJT)兩種器件的優點，具有開關速度快、工作頻率高、驅動功率小等優點。IGBT是能源轉化與傳輸的核心器件，是電力電子裝置的“CPU”，廣泛應用于動力機車（高鐵、地鐵、電力牽引機車等）和電動汽車電機驅動控制、工業變頻控制、交直流電轉換控制等電力電子模塊。

IGBT模塊（此圖片來源于網絡）

IGBT目前最大的技術挑戰是要以微電子的精細結構，耐受傳統電力電子的功率開關與開關過程中的各種電磁熱機械應力等非常嚴酷的應用考驗。而且隨著IGBT芯片技術的不斷發展，芯片的工作結溫和功率密度不斷提高，這都對芯片的散熱提出了更高的要求。下圖是IGBT 模塊典型的封裝結構示意圖，可以看到芯片所產生的熱量主要是經陶瓷覆銅載板傳到散熱器最終傳導出去，所以陶瓷覆銅載板是影響模塊長期使用的關鍵部分之一。

IGBT封裝采用的陶瓷覆銅載板主要有DBC（直接鍵合覆銅）和AMB（活性釬焊覆銅）兩種類型。與DBC采用直接熱壓敷合陶瓷/銅的方式不同，AMB的陶瓷和銅之間有釬料填充和參加界面反應，所以能夠獲得極低的界面空洞率和非常牢靠的界面結合。另外，由于陶瓷和銅復合機理的不同，DBC一般僅適用于Al₂O₃等氧化物陶瓷，應用于AlN時陶瓷表面必須進行預氧化，對于Si₃N₄陶瓷的適用難度較大，而AMB陶瓷覆銅工藝能直接適用于包括Al₂O₃、AlN、Si₃N₄在內的各種類型的陶瓷。

AMB和DBC的典型性能對比如下：

相比DBC，AMB陶瓷覆銅載板在載流能力和可靠性上擁有巨大的優勢。隨著IGBT器件、模塊的小型化，尤其對于高壓大功率以及車規、航天軍工等高可靠性要求的IGBT應用，AMB必然是不二選擇。

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