电力电子器件的可靠性与其受到的最高温度和温度循环密切相关，由功率器件的热循环或温度升高导致的故障概率是55%，这些问题不仅仅影响其使用寿命，甚至会影响整个系统运作，给用户带来高昂的维护成本。因此，对功率器件的热管理研究变得尤为重要。之前文章也有聊到，IGBT 的特点之一是其具有高可靠性，主要原因是其能够承受高温、高湿和震动等恶劣环境。今天我们探讨的话题就是关于IGBT热管理与其结构设计和材料选择之间的一些联系。

一、 IGBT散热与构成

IGBT元件的内部结构会取决于其电气性能和热条件。其中热条件的影响会更加主要，IGBT的储存和工作的温度可以从-40℃~175℃。所以除了内部结构之外，使用的材料也非常值得考究，最关键的就是保护半导体芯片不被损害。常用材料是塑料，陶瓷，金属（铜/铝）和硅胶等。而今天介绍的是组成IGBT的重要部件基板，这个设计主要用于散发IGBT的热量，其常用材料分别有金属，玻璃纤维，陶瓷。

二、 IGBT铜基板

IGBT铜基板一种散热金属电路板，具有高耐压、大电流、高频率、导通电阻小等特点，被广泛应用在变频器的逆变电路板中。

基板通常不是平坦的 ,而是稍微弯曲 ,可以是凸面或凹面。IGBT铜基板采用凸台结构，这种结构可以提高器件的散热性能，通过增加底板表面积，更有效地散热，降低器件温度，提高器件的可靠性和寿命。根据模块结构设计可以分为铜针式散热基板和铜平底式散热基板

三、铜针式散热基板

铜针式散热基板，顾名思义是其具备针翅结构，这可大幅提高了散热表面积，有效提高了模块散热性能，从而促成功率半导体模块小型化，IGBT功率模块功率密度也可以设计的更高。。

铜针式散热基板一般采用直接液冷散热，针翅状散热结构可直接加上密封圈通过冷却液散热，这种方式的特点是IGBT功率模块与冷却液直接接触，可以使模块整体热阻值可降低30%左右。

四、铜平式散热基板

铜平底散热基板是一种传统的散热结构，它应用于功率半导体模块中，主要作用是将模块热量向外传递，并为模块提供机械支撑。它具有优异的散热性能，因为铜材料的优异特性，它能够有效地将热量从发热元件传递到散热片或散热器上，从而降低元件的温度。

铜平底散热基板一般采用间接液冷散热，散热基板下面涂一层导热硅脂，紧贴在液冷板上，液冷板内通冷却液即芯片为发热源，热量主要通过DBC基板→平底散热基板→导热硅脂→至液冷板，液冷板再通过液冷对流的方式将热量排出。

总结一下

IGBT铜基板作为IGBT模块的重要散热部件，由于铜拥有的良好特性，并且能够满足功率半导体模块对散热效率和小型化方面的有较高要求，所以被广泛用于新能源汽车领域。同时，随着功率半导体器件的广泛运用，为了确保高可靠性和耐温性，IGBT的热管理会是我们需要持续关注和研究的方向。

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