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大电流IGBT（绝缘栅双极型晶体管）模块在工作时，会产生大量的热。尤其是工作电流达到A以上的IGBT模块。类似功率模块的封装热管理工艺中，考虑的目标是消除热结。那么，需要在芯片底部和散热器之间的热通道建设尽量畅通。

铜基板具有良好的导热能力，但铜的热膨胀系数接近IGBT芯片的三倍，而且IGBT芯片陶瓷衬底的面积可高达50mmx60mm，这三倍的差异在低功率模块封装可用陶瓷覆铜板或多层陶瓷覆铜板来过渡解决。高功率模块如果用铜基板去承载芯片衬底同时在下方接合散热器的话，焊接的铜基板经受不住次热循环，焊接外缘就会出现分层脱离。这种情况下，压接方案相对可行。但压接法制造出的模块，如果长期在震动环境下使用，如轨道机车、电动汽车、飞机等，其可靠性会大幅下降。那么，如何牢固封装高功率IGBT模块，使其在震动、高温、粉尘等环境下可使用呢？业界的办法是采用AlSiC材料来制作IGBT基板。

AlSiC的典型热膨胀系数为7～9ppm/℃，参考芯片的6ppm/℃，如果再加上芯片下面焊接的陶瓷覆铜板，那么三倍的差异就从本质上消除了。同时AlSiC材质的热导率可高达～25W/mK(25℃)，比铝合金热导率还高50%。英飞凌试验证明，采用AlSiC材料制作的IGBT基板，经过上万次热循环，模块工作良好如初，焊层完好。

AlSiC材料很轻，只有铜材的1/，和铝差不多，但抗弯强度却和钢材一样好。这使其在抗震性能方面表现优秀，超过铜基板。因此，在高功率电子封装方面，AlSiC材料以其独特的高热导、低热膨胀系数和抗弯强度的结合优势成为不可替代的材质。

今天我们就来了解一下AlSiC作为IGBT的底板还有性能特点及制备方法1、AlSiC的性能特点铝碳化硅（AlSiC）是铝基碳化硅颗粒增强复合材料的简称，又称碳化硅铝或铝硅碳。铝碳化硅早期应用于美军机雷达芯片衬底，用于替代钨铜；替代后散热效果优异，并且使雷达整体减重10公斤，这使AlSiC材料得到了重视。由于其独特的优势，使得AlSiC在IGBT底板应用的渗透率快速提升：?AlSiC具有高导热率（～W/mK），是一般封装材料的十倍，可将芯片产生的热量及时散发，提高整个元器件的可靠性和稳定性。?AlSiC是复合材料，其热膨胀系数等性能可通过改变其组成而加以调整，可调的热膨胀系数（6.5～9.5×10-6/K），AlSiC的热膨胀系数与半导体芯片和陶瓷基片实现良好的匹配，能够防止疲劳失效的产生，甚至可以将功率芯片直接安装到AlSiC底板上。?AlSiC很轻，只有铜材的1/，和铝差不多，但抗弯强度却和钢材一样好。这使其在抗震性能方面表现优秀，超过铜底板。?AlSiC的比刚度是所有电子材料中最高的，是铝的倍，是W-Cu和Kovar的5倍，是铜的25倍，另外AlSiC的抗震性比陶瓷好，因此是恶劣环境（震动较大，如航天、汽车等领域）下的首选材料。?AlSiC可以大批量加工，但加工的工艺取决于碳化硅的含量，可以用电火花、金刚石、激光等加工。?AlSiC可以镀镍、金、锡等，表面也可以进行阳极氧化处理。?金属化的陶瓷基片可以钎焊到镀好的AlSiC底板上，用粘结剂、树脂可以将印制电路板芯与AlSiC粘合。?AlSiC本身具有较好的气密性。但是，与金属或陶瓷电子封装后的气密性取决于合适的镀层和焊接。?AlSiC的物理性能及力学性能都是各向同性的。2、AlSiC底板的制备方法合理选择制备工艺对复合材料的性能至关重要，在电子封装中，SiC体积占比为55%~80%的AlSiC才能满足要求。AlSiC基板的制备方法由SiC预制件制备和熔融铝合金液浸渗两步组成。

其中，SiC预制件的制备是制备AlSiC复合材料的首要也是最重要的环节。目前预制件的制备方法主要有模压成型、美国AFT公司的粉末注射成形和美国CPC公司的Quickeset?注射成形技术。模压成型法适用于一些结构简单的构件，成型模具制造简单、操作方便、周期短、无污染、效率高，便于实现自动化生产，较适用于SiC预制件的制备。熔融铝合金液浸渗方法主要有：挤压铸造、真空压力浸渗、真空辅助压力铸造和无压浸渗。

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