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IGBT封裝中鉬銅合金的關鍵作用

絕緣柵雙極型電晶體（IGBT）是一種廣泛應用於電力電子系統中的半導體器件，因其高效率、快速開關特性和高耐壓能力，在工業自動化、新能源汽車、軌道交通以及智慧電網等領域發揮著重要作用。然而，IGBT在運行過程中會產生大量熱量，因此高效的散熱和穩定的機械結構對其可靠性至關重要。

鉬銅（Mo-Cu）合金在IGBT封裝中發揮著至關重要的作用。其高導熱性、良好的熱膨脹匹配性和優異的機械性能，使其成為IGBT基板、散熱片和引線框架的理想材料。

IGBT模組的封裝需要滿足以下幾個關鍵要求：

1.高導熱性：IGBT晶片在運行過程中產生的熱量需要迅速傳導至散熱器，以防止過熱導致性能下降或失效。

2.低熱膨脹係數匹配：IGBT晶片通常由矽（Si）或碳化矽（SiC）製成，這些材料的熱膨脹係數較低（Si約為2.6 × 10⁻⁶/K）。封裝材料的CTE需要與晶片相匹配，以減少熱迴圈過程中因熱膨脹不匹配導致的介面應力和裂紋。

3.高強度和可靠性：封裝材料需要具備足夠的機械強度，以承受外部機械應力和熱迴圈疲勞，從而保證長期穩定性。

4.良好的電性能：材料應具備良好的電導率，以減少寄生電阻，提高IGBT模組的電性能。

在IGBT封裝中，鉬銅合金主要用於以下幾個關鍵部件：

1.基板（Substrate）

IGBT模組的基板通常採用Mo-Cu合金作為過渡層，以連接晶片和散熱器。Mo-Cu基板能夠有效降低介面熱應力，提高模組的熱穩定性。

2.散熱片（Heat Spreader）

由於IGBT模組在高功率工作狀態下會產生大量熱量，Mo-Cu合金作為散熱片材料能夠高效地將熱量從晶片傳導到外部散熱器。其優異的導熱性和CTE匹配性，使其在高功率IGBT範本的封裝中表現優異。

3.引線框架（Lead Frame）

Mo-Cu合金可用于IGBT範本封裝的引線框架，以提供穩定的機械支撐和良好的導電性能。其低熱阻特性有助於降低封裝內部的寄生電阻，提高器件效率。

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