IGBT内部结构拆解及各材料导热系数

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本文摘要（由AI生成）：

本文探讨了传统IGBT模块的结构和导热特性。模块通过陶瓷衬板实现芯片与外部绝缘，基板起到散热、支撑和与外部散热器接触的作用。铝引线键合和焊料层实现电学互连和连接。文章详细分析了模块内部各组件的导热系数和厚度，指出芯片产生的热量主要通过热传导方式向基板单向传递，存在导热热阻。文章提供了实物拆解后的内部结构图和相关材料参数，为IGBT模块的优化设计提供参考。

传统 IGBT 模块的结构剖面图如图 1 所示，通过陶瓷衬板实现芯片与外部的绝缘，基板起到散热、支撑及与外部散热器接触的作用，通过铝引线键合、焊料层实现电学互连和连接。

图 1 传统 IGBT 模块结构剖面图

其中模块的铝键合引线与芯片的键合点较小，芯片工作中产生的热量主要通过热传导的方式由芯片向基板单向传递，在此过程中会遇到一定的阻力，称为导热热阻。芯片到壳体的热阻 Rth j-c是散热路径上各层材料热阻的串联之和。

以下为实物进行拆解后的内部结构图及相应材料的厚度和导热系数。导热系数为通过多次仿真与测试的结果进行比对，得出的经验值，仅供参考。

Component	W/(mK)	thickness/um
Chip	Si	IGBT S7/L7 96um、 diode 96um
Solder	57	110 um
Top Cu	380	300 um
Al2O3	24	380 um
Bottom Cu	380	300 um
System Solder	57	230 um
Baseplate cu	380	3000um

注：IGBT内部有填充透明封装材料。

Component	W/(mK)	thickness/um
Typical Plastic Package	5	3000
Chip	Si	IGBT S7/L7 96um、 diode 96um
Solder	57	110 um
Top Cu	380	2030 um

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首次发布时间：2021-03-26