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先进封装材料在IGBT封装中的应用:高功率器件的

发布日期:2025-12-31 11:15 浏览次数:

在IGBT封装的技术升级进程中,先进封装材料是决定器件功率密度、可靠性与寿命的核心支撑,其涵盖的AMB覆铜陶瓷基板、烧结银、键合条带等材料,通过工艺协同构建了IGBT封装的高性能体系,是当前新能源、光伏等领域高功率IGBT模块的“性能升级关键”。
 
 
 一、先进封装材料是IGBT封装的性能基石
先进封装材料并非单一品类,而是适配IGBT封装不同环节的材料集群,其在IGBT封装中的核心定位是“补全性能短板”:
- 作为IGBT封装的承载基底,先进封装材料中的AMB覆铜陶瓷基板,以高导热与高绝缘特性,解决了IGBT芯片的散热与高压隔离问题;
- 作为芯片与基板的连接介质,先进封装材料中的烧结银,以超高导热性替代传统锡焊,将IGBT的热阻降低40%;
- 作为电气连接载体,先进封装材料中的键合条带,以批量连接效率与大电流承载能力,适配IGBT的高功率传输需求。
 
 
 二、IGBT封装中先进封装材料的协同组合
先进封装材料在IGBT封装中并非单独作用,而是通过“材料组合+工艺适配”实现性能最大化:
1. AMB覆铜陶瓷基板+烧结银的热管理组合:作为先进封装材料的核心搭配,AMB覆铜陶瓷基板提供高导热基底,烧结银实现芯片与基板的高效热连接,两者协同将IGBT芯片的工作温度控制在120℃以内,较传统材料组合使IGBT的功率密度提升35%;
2. 键合条带+灌封胶的电气防护组合:先进封装材料中的键合条带完成芯片与基板的电气连接,配套的高绝缘灌封胶则为连接结构提供抗振动、抗湿热防护,保障IGBT在复杂工况下的导通稳定性;
3. 无铅锡膏的辅助连接适配:先进封装材料体系中的无铅锡膏,适配IGBT辅助电路的焊接需求,与主功率环节的先进封装材料形成互补,保障IGBT模块的全电路可靠性。
 
 
 三、先进封装材料驱动IGBT封装的性能升级
先进封装材料的应用,直接推动了IGBT封装向“更高功率、更长寿命”升级:
- 在新能源汽车IGBT模块中,先进封装材料的组合应用,使IGBT模块的功率密度从15kW/L提升至25kW/L,支撑车辆800V高压平台的动力输出;
- 在光伏逆变器IGBT模块中,先进封装材料的热管理能力,使IGBT的寿命从10年延长至15年,降低了光伏电站的运维成本;
- 在轨道交通IGBT模块中,先进封装材料的抗疲劳特性,使IGBT能耐受10万次以上的温度循环,保障轨道交通设备的长期稳定运行。
 
 
 四、先进封装材料在IGBT封装中的发展趋势
随着IGBT向宽禁带(SiC)升级,先进封装材料也在同步迭代:
- 适配SiC芯片的高温特性,先进封装材料将进一步提升耐热性,如研发耐温200℃以上的烧结银材料;
- 推动先进封装材料的集成化,将AMB基板、键合结构等整合为“一体化封装材料组件”,缩短IGBT封装流程;
- 加速先进封装材料的国产化,降低IGBT封装的材料成本,推动高功率IGBT模块的大规模普及。
 
 
 总结:先进封装材料是IGBT封装的升级核心
从新能源汽车到光伏电站,先进封装材料通过在IGBT封装中的精准应用,持续突破高功率器件的性能边界。其材料组合的每一次优化,都在推动IGBT模块向“更高效、更可靠”演进,是支撑高功率电子产业发展的关键材料体系。