《表1 各种衬底材料的厚度及导热率》

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《封装技术对功率半导体模块性能的影响试验研究》

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在敷铜衬底优化方面，目前多数igbt功率半导体模块采用的敷铜衬底材料为Al2O3，厚度为0.32 mm，导热率24 W/（mK）。为了减小材料厚度，同时保证其具有足够的断裂热性，可以在衬底材料中掺入ZrO2颗粒，可以使衬底材料厚度减小至0.25mm，其导热率能够达到28 W/（mK）。若条件允许，可采用成本更高的AIN材料或Si3N4材料，将其作为衬底，能够明显提升功率半导体模块导热性能。各类衬底材料的厚度及导热率如表1所示，此外还要考虑材料膨胀系数可能对模块可靠性产生的影响。综合各方面需求，推荐采用Al2O3/（Al2O3+ZrO2）与铜基板组合方式，或采用AIN/Si3N4和AlSiC基板组合方式，后者成本较高，但有利于提升igbt模块的可靠性，适用于对模块可靠性要求较高的应用领域。