作者:vbond 发布时间:2026-02-04 09:58 浏览次数 :
在IGBT封装的热管理环节,烧结银凭借超高导热性与高可靠性的连接性能,成为解决IGBT芯片散热难题、提升模块功率密度的核心材料,其与AMB覆铜陶瓷基板、键合条带的协同应用,构建了IGBT封装的高性能热管理体系。
一、IGBT封装的散热痛点
IGBT芯片在高功率运行时会产生大量热量,传统锡焊连接存在明显短板:
- 导热效率低:锡焊的导热系数仅约50 W/(m·K),无法快速导出芯片热量,易导致芯片过热失效;
- 高温稳定性差:锡焊熔点约183℃,在IGBT芯片150℃的长期工作温度下易出现蠕变,影响连接可靠性。
而烧结银的出现,恰好破解了这一散热瓶颈。
二、烧结银适配IGBT封装的核心特性
烧结银是通过纳米银颗粒低温烧结形成的连接材料,其核心特性完美匹配IGBT的散热需求:
1. 超高导热性:烧结银的导热系数可达250~300 W/(m·K),是传统锡焊的5~6倍,能快速将IGBT芯片的热量传导至AMB覆铜陶瓷基板;
2. 高连接可靠性:烧结银的熔点接近银的熔点(961℃),在-40℃~175℃的温度循环中,连接层的电阻变化率低于1%,不会出现锡焊的蠕变问题;
3. 适配无铅工艺:烧结银不含铅元素,符合RoHS等环保指令,助力IGBT模块实现全流程无铅化生产;
4. 大电流承载能力:烧结银的导电率接近纯银,可承载IGBT模块的大电流传输,避免连接层发热损耗。
三、烧结银在IGBT封装中的典型应用
1. 新能源汽车IGBT模块
在800V高压平台的新能源汽车IGBT模块中,烧结银用于芯片与AMB覆铜陶瓷基板的连接,将芯片工作温度控制在120℃以内,使模块功率密度提升至25kW/L,较锡焊方案寿命延长50%。
2. 光伏逆变器IGBT模块
光伏逆变器的IGBT模块需在户外高温环境下长期运行,烧结银的高导热性与耐候性,使模块在60℃环境下仍能保持99.2%的转换效率,降低了光伏电站的运维成本。
3. 轨道交通牵引变流器IGBT模块
轨道交通牵引变流器的IGBT模块需耐受高频振动与极端温差,烧结银的连接强度(剪切强度≥30MPa)与热稳定性,保障变流器在-40℃~100℃工况下稳定运行10年以上。
四、烧结银与IGBT封装材料的工艺协同
在IGBT封装流程中,烧结银与其他材料的协同是提升性能的关键:
- 与AMB覆铜陶瓷基板协同:烧结银的热膨胀系数与基板匹配,避免温度循环中出现连接层应力开裂;
- 与键合条带协同:烧结银的热通路与键合条带的电气连接互补,保障IGBT模块的热-电协同传输;
- 与无铅锡膏协同:烧结银的主功率连接与无铅锡膏的辅助电路焊接形成完整的封装体系,提升模块整体可靠性。
五、总结:烧结银是IGBT高功率升级的“散热核心”
从新能源汽车的动力模块到光伏电站的能量转换,烧结银以超高导热、高可靠连接的特性,成为IGBT封装的核心散热材料。随着宽禁带SiC芯片的普及,烧结银也将进一步优化烧结工艺,适配更高温度的工作场景,推动IGBT模块向“更高功率、更小体积”方向演进。