基于全铜工艺的750A/6500V高性能IGBT模块

• 作者: 刘国友 张鸿鑫 潘昭海 王彦刚 罗海辉
• 来源期刊: 电工技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: 绝缘栅双极型晶体管 铜金属化 铜引线键合 超声焊接
• 年，卷（期）: 2020,（21）
• 所属期刊栏目: 电力电子
• 页码范围: 4501-4510
• 页数: 10页
• 分类号: TM433
• 语种: 中文
• DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.191465

摘要

高压大容量IGBT模块内部异质材料热膨胀系数失配是模块疲劳老化失效的主要机理.为了降低模块异质材料间热膨胀系数的差异,提高其功率循环能力与长期运行可靠性,该文提出功率模块采用全铜材料实线电学互连的思路,系统地研究了IGBT芯片铜金属化、铜引线键合与铜母线端子超声焊接等新技术,实现了IGBT功率模块全铜化封装的成套工艺,研发了基于全铜工艺的大容量高性能750A/6500V IGBT模块,首次实现了全铜工艺的高压模块.与传统铝工艺相比,全铜工艺模块不仅使导通损耗降低了10％、浪涌电流能力提升了20％,而且功率循环能力提高了16倍,提升了功率模块的运行韧性与应用可靠性.