IGBT是继MOSFET之后的又一种具有高速开关能力的晶体管器件,其内部主要由N型绝缘栅双极型晶体管和驱动电路两部分组成。一般情况下,IGBT芯片的尺寸都比较小,为了较好的散热,需要将芯片安装在散热片上。此外,IGBT还有一个导电铜成品,主要用于对内部芯片的电流进行导向。
IGBT模块内主要有三种材料,分别是IGBT芯片、金属散热片以及高导电性的铜导体。其中,IGBT芯片是由n型及p型半导体材料所组成,主要原料包括硅、碳化硅、氮化硅等。金属散热片则多采用铝材或铜材,并且还要进行陶瓷覆盖等处理,以增强其散热功能。导体方面,则采用铜材,并在表面进行镀锡处理,以增加其耐腐蚀性。
IGBT芯片的尺寸相对较小,但其材料所具有的特点是十分重要的,主要包括以下几点:
(1)高热稳定性。由于在使用过程中,IGBT芯片容易受到高温的危害,因此其材料必须有很好的热稳定性;
(2)高电效率。IGBT芯片的导电效率必须很高,这样才能确保它可以在高压、高电流等复杂环境下正常运行;
(3)可靠性强。由于IGBT芯片的应用范围比较广,因此其材料必须具有很高的可靠性,以保证其长时间稳定运行。
金属散热片作为IGBT模块内重要的部分,其材料特点也很重要。主要包括以下几点:
(1)导热性好。金属散热片必须要有足够的导热性,以确保外部环境温度不会对内部芯片产生负面影响;
(2)强度高。在使用过程中,金属散热片很容易遭遇撞击等情况,因此必须要有很好的强度,能够抵抗外力的作用;
(3)表面质量要好。由于金属散热片表面的平整度、粗糙度对于散热效果有重要影响,因此其表面的质量必须要好。