基于全铜工艺的750A/6500V高性能IGBT模块

作者：刘国友^*; 罗海辉; 张鸿鑫; 王彦刚; 潘昭海

来源：电工技术学报, 2020, 35(21): 4501-4510.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.191465

• 绝缘栅双极型晶体管
• 铜金属化
• 铜引线键合
• 超声焊接

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。

• 单位
  株洲中车时代电气股份有限公司