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【身边的先进陶瓷】先进陶瓷在IGBT领域中的应用
日期:2020-07-23    浏览次数:
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2020 CAC广州国际先进陶瓷展览会


【身边的先进陶瓷】先进陶瓷在IGBT领域中的应用


【身边的先进陶瓷】先进陶瓷在IGBT领域中的应用


什么是IGBT?


IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。IGBT是能源变换与传输的核心器件,俗称电力电子装置的“CPU”,作为国家战略性新兴产业,在家用电器、轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。


【身边的先进陶瓷】先进陶瓷在IGBT领域中的应用


先进陶瓷在IGBT中有什么应用?


随着新能源汽车、高铁、风力发电和5G基站的快速发展,这些新产业所用的大功率IGBT对新一代高强度的氮化铝陶瓷基板需求巨大。高压大功率IGBT模块所产生的热量主要是通过陶瓷覆铜板传导到外壳而散发出去的,因此陶瓷覆铜板是电力电子领域功率模块封装的不可或缺的关键基础材料。


目前,已应用作为陶瓷覆铜板基板材料共有三种陶瓷,分别是氧化铝陶瓷基板、氮化铝陶瓷基板和氮化硅陶瓷基板。氧化铝基陶瓷基板是最常用的陶瓷基板,它具有好的绝缘性、化学稳定性、力学性能和低的价格,但由于氧化铝陶瓷基片相对低的热导率、与硅的热膨胀系数匹配不好,并不适合作为高功率模块封装材料。而氮化铝陶瓷基板在热特性方面具有非常高的热导率,散热快;在应力方面,热膨胀系数与硅接近,整个模块内部应力较低,提高了高压IGBT模块的可靠性。这些优异的性能都使得氮化铝覆铜板成为高压IGBT模块封装的首选。


【身边的先进陶瓷】先进陶瓷在IGBT领域中的应用


氮化铝陶瓷覆铜板的优点?


氮化铝陶瓷覆铜板既具有陶瓷的高导热性、高电绝缘性、高机械强度、低膨胀等特性,又具有无氧铜的高导电性和优异的焊接性能,是IGBT模块封装的关键基础材料。


氮化铝陶瓷覆铜板集合了功率电子封装材料所具有的各种优点:


1)陶瓷部分具有优良的导热耐压特性;


2)铜导体部分具有极高的载流能力;


3)金属和陶瓷间具有较高的附着强度和可靠性;


4)便于刻蚀图形,形成电路基板;


5)焊接性能优良,适用于铝丝键合。


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2020 CAC广州国际先进陶瓷组委会 整理


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