本文了解，采用新开发的IMB（绝缘金属）的高可靠性IGBT模块基板和第7代芯片。IMB由绝缘树脂组成高导热片、铜基板和厚铜箔，实现良好的散热和所需的隔离电压。此外，通过采用IMB热循环增强，贴片有效面积增加23%。通过引入直接灌封树脂、功率循环和气体阻隔性能得到改善。模块集成第7代CSTBTTMIGBT和二极管，提出的IGBT模块的Eoff实现通过抑制尾电流减少了20%。

陶瓷基板在IGBT模块的设计中起着关键作用。它不仅提供绝缘，而且还从芯片散热到散热器。直到现在我们一直在使用工业IGBT模块中的IMS（绝缘金属基板）和陶瓷基板。这IMS提供了良好的隔离电压，但是，它具有有限的热导率。所以只能用于小功率范围（Ic≤50A）的模块。陶瓷基板具有更好的耐热性，但模块通常使用多个基板来防止它们在热剖面中的损坏。我们开发了名为IMB的原始结构，它是优化以改善绝缘电压和热导率之间的权衡。所以它是适用于以下描述的集成第7代IGBT和二极管的模块。

1、采用IMB的新型IGBT模块结构

传统的IMS由铝基板、铜图案和绝缘它们之间的表，它虽然具有足够的绝缘性。但仍显示出不够的导热性能力。如今新开发了IMB，使用铜基板，0.5mm厚的铜箔层和具有最佳散热材料和厚度的绝缘片及绝缘性能。铜图案也针对散热进行了优化，因此，IMB的热阻比IMS提高了大约65%

图1为传统第6代IGBT模块的剖面图，陶瓷基板和新提出的带有IMB的第7代IGBT模块。工业用IGBT模块主要采用传统结构几十年，为了保证足够的热导率和热的高可靠性在循环的同时，氮化铝（AIN）衬底被用于绝缘材料。陶瓷基板比IMS具有更好的耐热性，但模块采用陶瓷基板经常使用多个基板，以防止其损坏制造过程的热分布。因此，用于键合线的额外空间模块中需要连接基板。它会导致设计限制和芯片安装的可用面积减少，相反带有IMB的新封装结构有一个统一的基板。

这样芯片贴装的有效面积就变成了mm采用新的IMB，而对于V/AIGBT模块，采用传统陶瓷基板时为mm，面积利用率提高23%。这增加了图案设计的灵活性，因此可以减少杂散电感和芯片间热干扰。IMB可实现IGBT模块的高功率密度实施。与陶瓷基板相比，IMB的铜基板厚度可更薄以减轻重量。此外，IMB不需要基板下方的焊料层。它导致更好的热循环能力。

2、直接灌封树脂

传统的IGBT模块使用凝胶覆盖基板上方的芯片和键合线。至提高功率循环能力，采用直接灌封（DP）树脂代替建议模块的凝胶。为了实现高功率循环的目标，DP树脂的参数优化用于减轻键合线的机械应力。结果，新模块结构的功率循环能力是传统模块的四倍在ΔTj=30K的条件下。此外，树脂具有更好的阻气性能，用于例如，腐蚀性气体等。此外，树脂的硬度导致更好的抗振动性。

3、第7代IGBT和二极管

提议的带有IMB的IGBT模块具有与传统6th兼容的外形结构IGBT模块。它集成了第7代CSTBTTMIGBT和二极管。通过使新的晶圆厚度提高器件特性一代IGBT比传统IGBT更薄，采用RFC（RelaxedFieldof阴极）-二极管用于续流二极管[5]。图4显示了传统的关断波形和建议的模块。提出的IGBT模块的Eoff实现了20%的降低抑制尾电流。

以上本文总结，采用新推出的IMB和第7代芯片的新型IGBT模块发达。由铜基板和厚铜箔组成的IMB解决了IMS导热性差的问题。IMB的热阻得到改善大约比IMS高出65%。统一基板实现23%的有效提升与具有多个基板的传统分离陶瓷基板相比，面积通过消除基板之间的键合线。还增强了热循环能力采用IMB结构，基板下无焊料层。此外，通过引入直接灌封树脂，功率循环比传统模块结构高四倍。提出的模块集成了第7CSTBTTMIGBT和二极管。提议的EoffIGBT模块通过抑制尾电流实现了20%的降低。的组合提出的IMB结构和第7代芯片实现了灵活和面向应用IGBT模块的设计。对用户发展电力电气具有巨大潜力系统。