IGBT功率模块封装主要面临哪些问题?

IGBT模块是由IGBT与FWD通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品;封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上;IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点;当前市场上销售的多为此类模块化产品，一般所说的IGBT也指IGBT模块;随着节能环保等理念的推进，此类产品在市场上将越来越多见。但是针对IGBT模块我们总要一个封装的问题，那IGBT功率模块封装会遇到哪些问题?

 

　　(1)热-电效应

 

　　高温使得半导体器件的性能下降，如通态电阻增大、导通压降增加、电流上升变缓等。

 

　　(2)热-机械效应

 

　　高温使得物体发生明显膨胀，由于不同材料的热膨胀系数不同，不匹配的膨胀系数会使得封装内部各部分之间产生热应力，严重时会产生变形甚至破裂。

 

　　(3)热-分子效应

 

　　高温使得键合、焊接部位的强度降低，影响接触性能。

 

　　(4)热-化学性能

 

　　裸露的金属(引脚、焊盘等)在高温下更容易受到外界的腐蚀。

 

　　GBT模块是新一代的功率半导体电子元件模块，诞生于20世纪80年代，并在90年代进行新一轮的改革升级，通过新技术的发展，现在的IGBT模块已经成为集通态压降低、开关速度快、高电压低损耗、大电流热稳定性好等等众多特点于一身，而这些技术特点正式IGBT模块取代旧式双极管成为电路制造中的重要电子器件的主要原因。

 

　　迄今为止，功率模块主要采用平面封装结构，内部互连技术多采用引线键合技术。芯片在切换过程中会产生损耗，损耗转换成热量，通过封装模块材料扩散到周围环境中。随着IGBT器件功率密度的增大，散热性能是非常关键的问题。IGBT堆叠结构不但可以提高功率密度，还有效地解决了整个模块的散热性能。陶瓷基板与衬底直接相连，快速的将热量传递到周围环境中。堆叠封装结构也是本章主要研究的封装形式。