英飞凌IGBT模块封装总结
英飞凌IGBT模块安装说明应用笔记
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1.2 静电敏感元件的处理
IGBT 模块是静电敏感元件。静电放电（ESD）可能导致这些模块被过早损坏甚至毁坏。 为了防止静电放电造成元件毁坏或过早损坏，所交付的元件均采用了适当的静电防护封装，符合公认的 ESD 法规要求。 要拆卸静电防护装置，处理未受保护的模块，必须在符合 ESD 法规要求的工作场所中执行。如需了解 更多信息，请参考诸如 IEC 61340-5-1 和 ANSI/ESD S2020 等 ESD 安装准则。
图 2： EconoDUAL™ 3 模块上的 PCB 电路板安装支脚（红圈）
-5-
N 2010-03 2009
应用笔记 AN 2006-05 V2.0，2011年1月
取决于所安装的具体 PCB 电路板的厚度和重量，拧入 PCB 电路板安装支脚内的有效螺纹长度应当至少 为 lmin 4 毫米，且最长不超过 lmax 10 毫米。
英飞凌采用TO-247PLUS封装的高功率密度单管IGBT
５ ０ ｐ ｐ ｍ。这些技术创新使 Ｉ Ｎ ２ ０ ０ ０ 一 Ｓ在更宽的温度范围内实现
极高 的线 性度 （ ３ ｐ ｐ ｍ） 和极低 的零 点误 差 （ 低于 ｌ Ｏ ｐ ｐ ｍ） 。Ｉ Ｎ
２ ０ ０ ０ 一 Ｓ提供 了 一 个 ２ ０ ０匝 的 测 试 绕 组 ，可 用 ｌ Ａ的 电 流 进 行 功
助 输 出信 号来指示传 感器状 态 （ 低 电平或高 电平 ） ，并且带 有 Ｌ Ｅ Ｄ指示 灯来显 示传 感器 的正 常运 行状 态。其 他同 等测量 水
平 的 高 精 度 传 感 器 通 常 由 ２部 分 构 成 ：测 量 探 头 和 电 子 处 理 电路 ， 而 ｌ Ｎ ２ ０ ０ ０ 一 Ｓ则 将 二 者 集 成 为 一 个 整 体 ，设 计 紧 凑 ， 采 用盘 式安装 （ 平装或垂直 ） 。 该传 感器 通 过 了 Ｃ Ｅ认 证 ，享 受 莱 姆 五 年 质 保 服 务。 ｊ
老款 ２ ０ ０ ０ Ａ的高精 度传 感器 ，温 度范 围一 般 为 ＋ １ ０ 。 Ｃ 到 ＋ ４ ０ 。 Ｃ或 ＋ ５ ０ 。 Ｃ ，】 Ｎ ２ ０ ０ ０ 一 Ｓ将 工 作温 度 范 围 扩 展 到 一 ４ ０ 。 Ｃ到 ＋ ８ ５ 。 Ｃ，使 其可 以用 于除实验室 以外的更多的 领域，包括传 统 的工业 测试设 备、医疗 设备 （ 如 ＭＲ Ｉ 、质 子疗 法等 ） 、 精密 电
而 提高散热能力。
对 于 想 要 降低 开 关 损 耗 的设 计 师 而 言 ，Ｔ Ｏ一 ２ ４ ７ Ｐ Ｌ Ｕ Ｓ ４脚
需要高功率密度 １ ２ ０ ０ Ｖ Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ的典型应用包括变频器、光伏逆变
封 装具有额外的开尔文发射极 引脚 ，可 降低 栅极 一发射极控制
英飞凌四代IGBT模块封装工艺和技术详解
英飞凌四代IGBT模块封装工艺和技术详解英飞凌四代IGBT模块封装工艺和技术详解作者：微叶科技时间：2015-12-10 15:57IGBT 是绝缘门极双极型晶体管（Isolated Gate Bipolar Transistor）的英文缩写。
它是八十年代末，九十年代初迅速发展起来的新型复合器件。
由于它将 MOSFET 和 GTR 的优点集于一身，既有输入阻抗高，速度快，热稳定性好，电压驱动（MOSFET 的优点，克服 GTR 缺点）；又具有通态压降低，可以向高电压、大电流方向发展（GTR 的优点，克服 MOSFET 的缺点）等综合优点，因此 IGBT 发展很快，在开关频率大于1KHz，功率大于5KW 的应用场合具有优势。
随着以 MOSFET、IGBT 为代表的电压控制型器件的出现，电力电子技术便从低频迅速迈入了高频电力电子阶段，并使电力电子技术发展得更加丰富，同时为高效节能、省材、新能源、自动化及智能化提供了新的机遇。
英飞凌／EUPEC IGBT 芯片发展经历了三代，下面将具体介绍。
一、IGBT1－平面栅穿通（PT）型 IGBT （1988 1995）西门子第一代 IGBT 芯片也是采用平面栅、PT 型 IGBT 工艺，这是最初的 IGBT 概念原型产品。
生产时间是 1990 年－ 1995 年。
西门子第一代IGBT 以后缀为“DN1” 来区分。
如BSM150GB120DN1。
图 1.1 PT-IGBT 结构图PT 型 IGBT 是在厚度约为 300－500μm 的硅衬底上外延生长有源层，在外延层上制作IGBT 元胞。
PT-IGBT 具有类GTR 特性，在向1200V 以上高压方向发展时，遇到了高阻、厚外延难度大、成本高、可靠性较低的障碍。
因此，PT-IGBT 适合生产低压器件，600V 系列IGBT 有优势。
二、IGBT2－第二代平面栅 NPT-IGBT西门子公司经过了潜心研究，于 1989 年在 IEEE 功率电子专家会议（PESC）上率先提出了 NPT－IGBT 概念。
英飞凌igbt模块安装应用笔记
英飞凌igbt模块安装应用笔记英飞凌igbt模块安装应用笔记作者：微叶科技时间：2015-12-01 15:581 英飞凌igbt模块安装应用概述1.1 一般应用信息通过在生产过程中执行适当的可靠性测试和100%最终测试，确保符合英飞凌IGBT模块要求。
IGBT模块产品数据表和应用笔记中给出的最大值，均为不得超出的规定限值，哪怕只是短时超限也不允许，因为这会导致元件损坏。
本应用笔记未能涵盖所有不同应用和应用条件。
因此，应用笔记不能替代用户执行的细致深入的技术评估和检查。
因此，不论在任何情况下，应用笔记均不应构成任何供应商同意的保证的一部分，除非供应协议以书面方式另行规定。
1.2 静电敏感元件的处理IGBT模块是静电敏感元件。
静电放电（ESD）可能导致这些模块被过早损坏甚至毁坏。
为了防止静电放电造成元件毁坏或过早损坏，所交付的元件均采用了适当的静电防护封装，符合公认的ESD法规要求。
要拆卸静电防护装置，处理未受保护的模块，必须在符合ESD法规要求的工作场所中执行。
如需了解更多信息，请参考诸如IEC61340-5-1和ANSI/ESDS2020等ESD安装准则。
图1：静电放电标志2 将PCB电路板安装到模块上的说明2.1将PCB电路板安装到可焊模块上的说明2.1.1额外加固印刷电路板利用外接驱动板，可实现尽可能短的栅极-集电极连接，以防止磁耦合，并最大限度地降低栅电路的寄生电感。
完成焊接之后，建议采用机械方法，消除模块与印刷电路板之间的应力。
可以利用自攻螺丝或类似的紧固方法，通过模块上的4个PCB电路板安装支脚（请参见图2），将PCB电路板安装到模块上，以消除应力。
如需进一步的技术支持，可应要求提供评估驱动板和评估模块适配器板（模块适配器用于连接栅极电阻和箝位二极管）。
关于EconoDUAL?评估驱动板的更多信息，请参考应用笔记AN2006-04《面向EconoDUAL?IGBT模块的评估驱动板》。
功率模块封装的热阻、结温与寿命
功率模块封装的热阻、结温与寿命一、问题背景大家在使用功率模块时，会非常关心功率模块的结温，而往往计算结温的方式采用规格书中的热阻来推算结温。
这样带来了一个问题是，只会采用稳态的热阻进行结温推算，得到平均的结温。
而实际情况是，结温是存在较大波动的，结温波动与我们的封装形式密切相关，进而影响模块的寿命。
市场中的模块常见的有两类无铜基板封装和有铜基板封装模块，普遍认为无铜基板模块的封装热阻小，散热更好，今天我们来讨论这个问题。
二、封装介绍本文以英飞凌的两款模块FP35R12W2T4（称为EASY封装）和FP35R12KT4（称为Econo封装）为例，它们分别代表无铜基板和有铜基板封装模块，进行说明封装是如何决定热阻、影响结温和寿命的。
这两款模块具有相同的拓扑、相同的芯片，在相同的外部条件下仿真，由于封装的不同，看看热阻是如何变化，结温和寿命是如何变化的。
下面分别是Easy和Econo封装的。
图1 Easy封装图2 Econo封装它们的结构截面如下，Easy封装没有铜基板，相对于Econo封装，少2层材料图3 Easy封装的横截面图4 Econo封装的横截面两者有相同的拓扑，集成了逆变、整流和刹车部分。
图 5 拓扑结构三、热阻相关热阻与材料层有关，材料层越小，热阻越低。
从上面的可以看出来，easy封装的结壳Rjc热阻会小。
从下面的仿真可以知道，easy的热阻确实低，但是结温会低吗？我们知道结温最终是需要到热沉中的，因此，这里不妨对比到散热器的热阻Rjh，从仿真结果可以看出，到散热器的热阻easy反而变大了。
因此easy系列的结温并不一定低。
但是不是一定高，主要取决于损耗，因为损耗也与封装有关。
图6 结壳Rjc热阻比较图7 结散热器热阻Rjh对比四、损耗与稳态结温计算由于Easy系列的封装电感小，好处之一是动态损耗（Eon+Eoff）低，这里从采用相同的工况条件去仿真两者的损耗。
下面计算了一个三相逆变电路的损耗。
英飞凌案例：先进的半导体和封装技术实现更高的效率
英飞凌案例：先进的半导体和封装技术实现更高的效
率
作为开关电源的核心器件,MOSFET在对电源的优化中扮演着十分重要的角色.采用先进的半导体技术对提高工作效率固然必不可少,但封装技术本身对提高效率也具有惊人的效果.
效率和功率密度是现代功率转换和电源管理系统最为关注的两个方面.为满足这两个方面的要求,功率MOSFET的发展趋势是生产具有极低通态电阻同时具有低电容的器件,以尽可能降低导通损耗和开关损耗.但是,仅仅依靠半导体技术的提高还不足以满足上述要求,还需要采用类似SuperSO8这样的现代功率封装技术.该封装技术具有低寄生电阻、低电感、有效的热传导和设计紧凑等特点.
MOSFET——所有开关转换器的核心元件
MOSFET是开关转换器的关键元件,其在电压供应单元原边实现的功能是将直流(DC)输入电压进行有源调制,产生接近矩形的交流(AC)电压.但在副
边,MOSFET被用作整流器进行同步整流,将交流电压转换回直流电压.
为了满足更加严苛的效率要求,针对特定应用找到最合适的MOSFET并将其优化以实现低损耗运行就变得日益重要.选用的依据包括漏极-源极通态电阻(RDS(on))、MOSFET电容(COSS,Cg)和半导体的封装型式.尽管现代技术可以实现极低电阻的开关器件,但仅对通态电阻进行优化是不够的,还需要对实际电路中的开关频率、开关电流和要求的电压等级进行精确的分析.因此,有效提高效率的关键,在于研究有源半导体器件和无源器件之间的交互作用,而非将MOSFET作为单个器件进行孤立的分析.
封装—提高效率的关键因素。
英飞凌IGBT 技术和产品概述及其应用领域
英飞凌IGBT 技术和产品概述及其应用领域IGBT芯片技术及其发展：功率半导体在整个电能供应链中扮演重要角色。
如何提高功率密度是功率器件发展的主题：芯片技术和功率密度：芯片技术的发展趋势——以600/650V 为例600V IGBT 新的里程碑——HighSpeed3：器件型号芯片技术Ic [A]@100°C 大小[mm2]SPW47N60C3 CoolmosTM C3 30 69.3 IKW30T60 TRENCHSTOPTM 30 15.2 IGW40N60H3 High Speed 3 40 19.3HighSpeed3 特性芯片面积只有CoolMOS的28%功率密度高芯片和模块成本低在高温在拖尾电流也很小关断特性接近于CoolMOS，Eoff是IGBT3的40%,是CoolMOS的120%平滑的开关波形，振荡很有限TRENCHSTOP™5 - 25°C Trade-off 曲线Vce(sat) 对Eoff：与英飞凌的Best-in-class Highspeed3 比, TRENCHSTOPTM5 : >60% 低的开关损耗10% 低的导通损耗TRENCHSTOP™5开关特性–接近MOSFET的开关特性，消除拖尾电流。
TRENCHSTOP™5 –应用目标，填补IGBT与MOSFET之间的中到高频开关应用650V TRENCHSTOP™5，产品家族。
F5：超高性能版本需要超低寄生电感设计开关频率：~120kHzH5：逆导型IGBT用于软开关，如准谐振感应加热R5：逆导型IGBT用于软开关，如准谐振感应加热L5：低饱和压降目标：Vcesat =1V @ Inom, 25°C600V/650V 芯片技术的发展：发展背景：•600V 主要应用220V 马达驱动,电源，以小功率为主。
•电动汽车，太阳能等新兴应用功率大，追求高效率，对芯片技术有新的要求IGBT2---IGBT3di/dt 降低25%.过电压减小25%更短的拖尾电流关断损耗在同一水平短路时间6us600V---650Vdi/dt 进一步降低关断损耗增加短路时间10us耐压增加50V电压余量增加180V芯片技术的发展趋势——IGBT4 回顾：芯片技术的发展趋势——IGBT4 回顾：IGBT4 P4 的软特性：2400A-模块的关断特性at Tvj=25°C , Ic= 0,5 Inom (Rg=0,3Ohm,没有有源嵌位) IGBT 3 E3 在测试条件下, 300V 直流电压下就开始振荡。
英飞凌IGBT资料
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2,5
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3,5
6Q
4,0
1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
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英飞凌各代IGBT模块技术详解
英飞凌各代IGBT模块技术详解IGBT 是绝缘门极双极型晶体管（Isolated Gate Bipolar Transistor）的英文缩写。
它是八十年代末，九十年代初迅速发展起来的新型复合器件。
由于它将 MOSFET 和 GTR 的优点集于一身，既有输入阻抗高，速度快，热稳定性好，电压驱动（MOSFET 的优点，克服 GTR 缺点）；又具有通态压降低，可以向高电压、大电流方向发展（GTR 的优点，克服 MOSFET 的缺点）等综合优点，因此 IGBT 发展很快，在开关频率大于 1KHz，功率大于 5KW 的应用场合具有优势。
随着以 MOSFET、IGBT 为代表的电压控制型器件的出现，电力电子技术便从低频迅速迈入了高频电力电子阶段，并使电力电子技术发展得更加丰富，同时为高效节能、省材、新能源、自动化及智能化提供了新的机遇。
英飞凌／EUPEC IGBT 芯片发展经历了三代，下面将具体介绍。
一、IGBT1－平面栅穿通（PT）型 IGBT （1988 1995）西门子第一代 IGBT 芯片也是采用平面栅、PT 型 IGBT 工艺，这是最初的 IGBT 概念原型产品。
生产时间是 1990 年－ 1995 年。
西门子第一代 IGBT 以后缀为“DN1” 来区分。
如 BSM150GB120DN1。
图 1.1 PT-IGBT 结构图PT 型 IGBT 是在厚度约为 300－500μm 的硅衬底上外延生长有源层，在外延层上制作IGBT 元胞。
PT-IGBT 具有类 GTR 特性，在向 1200V 以上高压方向发展时，遇到了高阻、厚外延难度大、成本高、可靠性较低的障碍。
因此，PT-IGBT 适合生产低压器件，600V 系列 IGBT 有优势。
二、IGBT2－第二代平面栅 NPT-IGBT西门子公司经过了潜心研究，于 1989 年在 IEEE 功率电子专家会议（PESC）上率先提出了 NPT－IGBT 概念。
由于随着 IGBT 耐压的提高，如电压VCE≥1200V，要求 IGBT 承受耐压的基区厚度dB>100μm，在硅衬底上外延生长高阻厚外延的做法，不仅成本高，而且外延层的掺杂浓度和外延层的均匀性都难以保证。
英飞凌IGBT模块型号参数汇总表
FS6R06VE3_B2 FS10R06XL4 FS10R06VE3 FS10R06VE3_B2 FS10R06VL4_B2 FS15R06XE3 FS15R06XL4 FS15R06VE3 FS15R06VE3_B2 FS15R06VL4_B2 FS20R06W1E3
6A,600V@Tc=80℃,IGBT3,饱和压降1.45V 10A,600V@Tc=80℃,IGBT2 Low Loss,饱和 压降1.95V 10A,600V@Tc=80℃,IGBT3,饱和压降1.55V 10A,600V@Tc=80℃,IGBT3,饱和压降1.55V 10A,600V@Tc=80℃,IGBT2 Low Loss,饱和 压降1.95V 15A,600V@Tc=80℃,IGBT3,饱和压降1.55V 15A,600V@Tc=80℃,IGBT2 Low Loss,饱和 压降1.95V 15A,600V@Tc=80℃,IGBT3,饱和压降1.55V 15A,600V@Tc=80℃,IGBT3,饱和压降1.55V 15A,600V@Tc=80℃,IGBT2 Low Loss,饱和 压降1.95V
EasyPACK 750 EasyPACK 1B EasyPACK 750 EasyPACK 750 EasyPACK 750 EasyPACK 1B EasyPACK 1B EasyPACK 750 EasyPACK 750 EasyPACK 750
20A,600V@Tc=100℃,IGBT3,饱和压降1.55V EasyPACK 1B
20A,600V,@Tc=80℃,IGBT3,饱和压降1.55V EasyPACK 750 20A,600V@Tc=80℃,IGBT3,饱和压降1.55V 20A,600V@Tc=80℃,IGBT3,饱和压降1.55V EasyPACK 750 EasyPACK 750 EconoPACK 2B
英飞凌第四代IGBT模块特性
英飞凌第四代IGBT模块特性英飞凌第4代IGBT芯片技术-IGBT4 IGBT4模块封装IGBT4：基于IGBT3技术IGBT4：基于IGBT3技术，按应用优化特性分别针对小、中、大功率应用而设计的三种IGBT4芯片小功率IGBT4–T4为中、小功率应用设计用于中、小功率模块在T3的基础上- 提升开关速度- 使关断波形更平滑一些电压等级：1200V适用开关频率：≤20kHz配用小功率EmCon4二极管中功率IGBT4–E4为中、大功率应用优化设用于中、大功率模块在E3的基础上- 提升开关速度- 使关断波形更平滑一些电压等级：1200V，1700V适用开关频率：≤8kHz配用中功率EmCon4二极管大功率IGBT4–P4为大功率应用优化设计用于大功率模块在E3的基础上- 使关断过程“软”- 降低关断速度电压等级：1200V，1700V适用开关频率：≤3kHz配用大功率EmCon4二极管IGBT4（1200V）：特征参数的调整：饱和电压T4-小功率IGBT4：开关能耗低于T3 （提高了开关速度）E4-中功率IGBT4：开关能耗低于E3 （提高了开关速度）P4-大功率IGBT4：开关能耗高于E3 （降低了关断速度，使关断“柔软”）关断过程对比：T4的波形比T3的平滑一些测试条件：Ls=200nH（极大），Ic=150A（Ic,nom=300A），Vdc=400V/450V/500V，Tj=25°CIGBT4（1200V）：中功率E4关断过程对比：E4的波形比E3平滑一些测试条件：Ic=Ic,nom=450A，Vdc=800V/900V（仅供测试），Tj=25°CIGBT4（1200V）：大功率P4关断过程对比：P4（及EmCon4）呈现明显的“软”特性IGBT4（1700V）：大功率P4关断过程：对比IGBT3（E3），P4呈现明显的“软”特性关断过程：对比IGBT2（KF6C），P4呈现较“软”特性，且关断能耗较小IGBT4模块：Tvjop,max = 150°C！概念：在开关工作条件下，IGBT4模块的最高允许结温规格为 150°C，比IGBT3/IGBT2模块（1200V和1700V）的规格提高了25°C！出发点：适应芯片小型化（Rthjc，ΔTjc[=PLoss×Rthjc]）实现：IGBT4模块内部焊线工艺的改进可靠性因素：焊线工艺决定了模块的可靠性指标之一-功率循环（PC）次数。
英飞凌各代IGBT模块技术详解
英飞凌各代IGBT模块技术详解IGBT 是绝缘门极双极型晶体管（Isolated Gate Bipolar Transistor）的英文缩写。
它是八十年代末，九十年代初迅速发展起来的新型复合器件。
由于它将 MOSFET 和 GTR 的优点集于一身，既有输入阻抗高，速度快，热稳定性好，电压驱动（MOSFET 的优点，克服 GTR 缺点）；又具有通态压降低，可以向高电压、大电流方向发展（GTR 的优点，克服 MOSFET 的缺点）等综合优点，因此 IGBT 发展很快，在开关频率大于 1KHz，功率大于 5KW 的应用场合具有优势。
随着以 MOSFET、IGBT 为代表的电压控制型器件的出现，电力电子技术便从低频迅速迈入了高频电力电子阶段，并使电力电子技术发展得更加丰富，同时为高效节能、省材、新能源、自动化及智能化提供了新的机遇。
英飞凌／EUPEC IGBT 芯片发展经历了三代，下面将具体介绍。
一、IGBT1－平面栅穿通（PT）型 IGBT （1988 1995）西门子第一代 IGBT 芯片也是采用平面栅、PT 型 IGBT 工艺，这是最初的 IGBT 概念原型产品。
生产时间是 1990 年－ 1995 年。
西门子第一代 IGBT 以后缀为“DN1” 来区分。
如 BSM150GB120DN1。
图 1.1 PT-IGBT 结构图PT 型 IGBT 是在厚度约为 300－500μm 的硅衬底上外延生长有源层，在外延层上制作IGBT 元胞。
PT-IGBT 具有类 GTR 特性，在向 1200V 以上高压方向发展时，遇到了高阻、厚外延难度大、成本高、可靠性较低的障碍。
因此，PT-IGBT 适合生产低压器件，600V系列 IGBT 有优势。
二、IGBT2－第二代平面栅 NPT-IGBT西门子公司经过了潜心研究，于 1989 年在 IEEE 功率电子专家会议（PESC）上率先提出了 NPT－IGBT 概念。
由于随着 IGBT 耐压的提高，如电压VCE≥1200V，要求 IGBT 承受耐压的基区厚度dB>100μm，在硅衬底上外延生长高阻厚外延的做法，不仅成本高，而且外延层的掺杂浓度和外延层的均匀性都难以保证。
IGBT模块封装技术详解
IGBT模块封装技术详解IGBT模块封装技术详解作者：微叶科技时间：2015-04-28 11:34模块封装技术对IGBT运用的拓展IGBT模块现有两大集成系列，其一是单片IGBT或高压集成电路，英文缩略语为PIC或HIVC，电流、电压分别小于10A、700V的IGBT 单管采用单片集成的产品日益增多，但受IGBT高压大电流器件结构及制作工艺的特殊性，单管集成的IGBT产品能够处理的IGBT尚不足够大，一般适用于数十瓦的电子电路的集成；另一类是将IGBT器件、控制电路、驱动电路、接口电路、保护电路等芯片封装一体化，内部引线键合互连形成部分或完整功能的IGBT模块或系统IGBT集成，其结构包括多芯片混合IC封装以及智能IGBT模块IPM、IGBT电子模块PEBb、集成IGBT电子模块等。
IGBT模块以为电子、IGBT电子、封装等技术为基础，按照最优化电路拓扑与系统结构原则，形成可以组合和更换的标准单元，解决模块的封装结构、模块内部芯片及其与基板的互连方式、各类封装（导热、填充、绝缘）的选择、植被的工艺流程的国内许多问题，使系统中各种元器件之间互连所产生的不利寄生参数少到最小，IGBT点楼的热量更易于向外散发，其间更能耐受环境应力的冲击，具有更大的电流承载能力，产品的整体性能、可能性、IGBT密度得到提高，满足IGBT管理、电源管理、IGBT控制系统应用的需求。
IGBT模块封装结构形式IGBT模块的封装外形各式各样，新的封装形式曰新月异，一般按管芯或芯片的组装工艺及安装固定方法的不同，主要分为压接结构、焊接结构、直接敷铜DBC基板结构，所采用的封装形式多为平面型以及，存在难以将IGBT芯片、控制芯片等多个不同工艺芯片平面型安装在同一基板上的问题。
为开发高性能的产品，以混合IC封装技术为基础的多芯片模块MCM封装成为目前主流发展趋势，即重视工艺技术研究，更关注产品类型开发，不仅可将几个各类芯片安装在同一基板上，而且采用埋置、有源基板、叠层、嵌入式封装，在三维空间内将多个不同工艺的芯片互连，构成完整功能的模块。
英飞凌IGBT模块型号参数汇总表
FS20R06W1E3_B11 20A,600V,@Tc=80℃,IGBT3,饱和压降1.55V EasyPACK 1B FS20R06XL4 FS20R06VE3 FS20R06VE3(no Datasheet) FS20R06VE3_B2 20A,600V@Tc=80℃,IGBT2 Low Loss,饱和 压降1.95V EasyPACK 1B
BSM30GD60DLC_E3 30A,600V@Tc=80℃,IGBT2 Low Loss,饱和 224 压降1.95V FS50R06W1E3 50A,600V@Tc=90℃,IGBT3,饱和压降1.45V
EconoPACK 2B EasyPACK 1B
FS50R06W1E3_B11 50A,600V,@Tc=80℃,IGBT3,饱和压降1.55V EasyPACK 1B 50A,600V@Tc=80℃,IGBT2 Low Loss,饱和 压降1.95V BSM50GD60DLC_E3 50A,600V@Tc=80℃,IGBT2 Low Loss,饱和 226 压降1.95V BSM50GD60DLC FS50R06KE3 FS50R06YE3 FS50R06YL4 BSM75GD60DLC FS75R06KE3 BSM100GD60DLC FS100R06KE3 BSM150GD60DLC FS150R06KE3 FS150R06KE3_B4 BSM200GD60DLC FS200R06KE3 FS400R06A1E3 FS400R07A1E3 FS800R06A2E3 FS800R07A2E3 FS200R07N3E4R 50A,600V@Tc=80℃,IGBT3,饱和压降1.45V 50A,600V@Tc=80℃,IGBT3,饱和压降1.45V 50A,600V@Tc=80℃,IGBT2,饱和压降1.95V 75A,600V@Tc=80℃,IGBT2 Low Loss,饱和 压降1.95V 75A,600V@Tc=80℃,IGBT3,饱和压降1.45V EconoPACK 2B EconoPACK 2B EconoPACK 2B EconoPACK 2B EconoPACK 2B EconoPACK 2B EconoPACK 2B
英飞凌IGBT参数中文版
散热器
Heatsink Temp. – Th
Heatsink – Ambient Tha
Ambient Temp. – Ta
Tj = Tjc + Tch + Tha + Ta
热学参数
每个IGBT的Rth
每个二极管Rth 模块Rth
假设散热器是等温的:
Junction Temp. – Tj
Chip-Case， 芯片-管壳 热阻– RthJC
Chip – Caseink， 管壳-散热器 热阻– RthCH Heatsink(-Ambient) 散热器(-环境) 热阻– RthHA
导热硅脂
Case Temp. – Tc
2000
3 2 IR(t) [A]
2000
1000
1 1000
!
!
0
0
1000
locus iR(t)*vR(t)
0
2
2000
1
time [400ns/div]
0
0
1000 VR(t) [V]
2000
3
3000
热学参数
热阻
输入功率 耗散功率 输出功率
芯片
焊料 铜层 陶瓷 (Al2O3 / AlN) 铜层 焊料
外部门极电容(CGE)
为了控制高压IGBT的开启速度，推荐使用外部门极电容CGE
有了CGE ，开启过程的di/dt和dv/dt可以被分开控制，即可 以用更小的RG ;从而实现了低的开关损耗和较低的开通di/dt
CGE di/dt dv/dt di/dt dv/dt
RG
开关参数
门极电荷 (QG)
英飞凌各代IGBT模块技术详解
英飞凌各代IGBT 模块技术详解IGBT 是绝缘门极双极型晶体管（Isolated Gate Bipolar Transistor ）的英文缩写。
它是八十年代末，九十年代初迅速发展起来的新型复合器件。
由于它将MOSFET 和GTR 的优点集于一身，既有输入阻抗高，速度快，热稳定性好，电压驱动（MOSFET 的优点，克服GTR 缺点）；又具有通态压降低，可以向高电压、大电流方向发展（GTR 的优点，克服MOSFET 的缺点）等综合优点，因此IGBT 发展很快，在开关频率大于1KHz ，功率大于5KW 的应用场合具有优势。
随着以MOSFET 、IGBT 为代表的电压控制型器件的出现，电力电子技术便从低频迅速迈入了高频电力电子阶段，并使电力电子技术发展得更加丰富，同时为高效节能、省材、新能源、自动化及智能化提供了新的机遇。
英飞凌／EUPEC IGBT 芯片发展经历了三代，下面将具体介绍。
一、IGBT1 －平面栅穿通（PT）型IGBT （1988 1995 ）西门子第一代IGBT 芯片也是采用平面栅、PT 型IGBT 工艺，这是最初的IGBT 概念原型产品。
生产时间是1990 年－1995 年。
西门子第一代IGBT 以后缀为“DN1来”区分。
如BSM150GB120DN1 。
图1.1 PT-IGBT 结构图PT 型 IGBT 是在厚度约为300 －500μm 的硅衬底上外延生长有源层，在外延层上制作IGBT 元胞。
PT-IGBT 具有类G TR 特性，在向1200V 以上高压方向发展时，遇到了高阻、度大、成本高、可靠性较低的障碍。
因此，PT-IGBT 适合生产低压器件，600V厚外延难系列 IGBT 有优势。
二、IGBT2 －第二代平面栅N PT-IGBT（PESC ）上率先提出议西门子公司经过了潜心研究，于1989 年在 IEEE 功率电子专家会了NPT －IGBT 概念。
由于随着IGBT 耐压的提高，如电压VCE≥1200V，要求 IGBT 承受耐压的基区厚度dB>100 μm，在硅衬底上外延生长高阻厚外延的做法，不仅成本高，而且。
英飞凌IGBT模块产品概览
IGBT模块产品一览（封装）
P[kw]
IHM IHV PrimePack 1200V to 6500V
34mm,62mm EconoDual EconoPack+ 600V to 1700V
EasyPIM,EasyPack EconoPIM,EconoPack PressFIT 600V to 1700V
IGBT中功率模块（封装）
34mm Modules 62mm Modules
Half Bridge Chopper Single Switch Half Bridge Chopper Dual Diode SixPACK
1700V 1200V 600V 1700V 1200V 600V 1700V 1200V 1700V 1200V 600V 1700V 1200V 600V
Ic[A] 1200A 3600A
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10A
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For internal use only
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IGBT模块产品一览（封装、电路、电压）
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2009-7-9 For internal use only Copyright © Infineon Technologies 2008. All rights reserved. Page 6
IGBT芯片一览
代 电压 6500V 3300V 1700V IGBT1 第1代 KF1 IGBT2 第2代 KF2 KF2C KL2C KF6C DN2 DLC KS4 DLC/KL4C IGBT3 第3代 KE3 HE3 HL3 E3 E3 T3 E3 P4 E4 P4 E4 T4 IGBT4 第4代