AMB铜陶瓷基板——IGBT封装中的散热革命

1. 引言  
在IGBT封装领域，散热性能直接决定了器件的可靠性和功率密度。近年来，AMB（活性金属钎焊）铜陶瓷基板凭借其卓越的导热性、高机械强度和优异的绝缘性能，成为高功率模块封装的首选材料，相关技术讨论占比高达55%。本文将深入探讨AMB基板的技术特点、应用优势及未来发展趋势。  
 
 2. AMB铜陶瓷基板的技术特点  
- 超高导热性：采用AlN（氮化铝）或Al₂O₃（氧化铝）陶瓷层，热导率可达170~200 W/mK，远优于传统DBC（直接键合铜）基板。  
- 高结合强度：通过活性金属钎焊工艺，铜层与陶瓷实现冶金结合，抗热疲劳性能提升3倍以上。  
- 低热膨胀系数（CTE）：与硅芯片匹配度高，大幅减少热应力导致的焊层开裂问题。  
- 高电流承载能力：铜层厚度可定制（通常300~600μm），支持大电流应用。  
 
 3. AMB基板在IGBT封装中的应用优势  
- 高功率模块：适用于新能源车、轨道交通等场景，可承载电压高达1700V以上。  
- 双面散热设计：与烧结银技术结合，实现芯片双面冷却，热阻降低40%以上。  
- 高可靠性：在温度循环（-40°C~150°C）测试中，AMB基板的寿命远超传统DBC基板。  
- 集成化封装：支持多芯片并联布局，简化模块设计（如EconoDUAL系列）。  
 
 4. 挑战与解决方案  
- 成本较高：AMB工艺复杂，材料成本是DBC的2~3倍，需通过规模化生产降低成本。  
- 工艺精度要求高：钎焊温度控制（800~900°C）和界面清洁度直接影响结合强度。  
- 大尺寸基板良率：超过200mm的基板易翘曲，需优化钎焊压力和冷却速率。  
 
 5. 未来发展趋势  
- 材料创新：探索SiC陶瓷基板，进一步提升导热性和高温稳定性。  
- 薄型化设计：减少铜层厚度（<200μm）以降低重量，满足航空航天需求。  
- 与先进互连技术结合：如铜烧结、瞬态液相焊接（TLP），实现更高可靠性封装。  
 
 结语  
AMB铜陶瓷基板以其出色的综合性能，正在成为高功率IGBT封装的核心材料。随着新能源和工业电气的快速发展，AMB技术将加速普及，推动电力电子器件向高效、紧凑、可靠的方向迈进。