党 宁， 潘效飞， 龚 平

（无锡华润安盛科技有限公司， 江苏 无锡 214028）

1 引言

对于具备变频功能的家用电器来说，其核心是智能功率模块（Intelligent Power Module，简称IPM）。IPM封装本质上就是将传统分立器件与控制处理芯片集成在同一块载板上进行封装，提高了集成化的程度和各芯片间的配合度，在提升可靠性的同时降低了维修更换的难度，是家用电器走向智能化的必需之物。

智能功率模块所用的载板大致可以分为传统框架、覆铜陶瓷板（Direct Bonding Copper，简称DBC）和绝缘金属基板（Insulated Metal Substrate，简称IMS）3类。 传统框架主要采用铜材质，但是随着功率模块的集成度不断提高，其难于布线和无绝缘保护的缺点限制了发展。 相比之下，DBC 和IMS 结构满足高导热、高电绝缘、高机械强度、低膨胀等特性，同时能够刻蚀出各种线路图形，满足高集成化的要求。 本文将以绝缘铝基板作为研究对象，从绝缘层失效分析、铝基的处理方法、绝缘层的处理方法以及布线层的合理设计4 个方面对铝基板出现的可靠性问题进行阐述和分析。

2 绝缘层失效分析

虽然DBC 基板在导热性上表现更优， 但其综合制作成本远高于IMS 基板，且基板厚度较大，所以在中小功率IPM 产品设计上，通常选用绝缘铝基板作为IPM 的封装载板。 常见的DBC 基板与IMS 基板的数据对比如表1 所示。 数据对比结果如下：

1)DBC 基板的导热系数约为IMS 基板的9 倍；

2)DBC 基板的绝缘层厚度约为IMS 基板的3 倍；

3) 相同基板面积下，IMS 基板热阻约为DBC 基板的4 倍（常规工作温度）。

铝基板构造如图1 所示，大体上可以分为4 部分，铝板基底层、电绝缘层、铜布线层以及绿油阻焊层。……