何以让封装合格率提升10%以上？金田铜排有自己的技术答案
发布时间：2026年11月5日 |
文章来源：金田铜业 |
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图：金田铜业自主研发的车规级IGBT用耐高温翘曲散热铜排
在车规级IGBT模块封装中，散热底板需要在高温下完成焊锡连接，温度骤变带来的热应力极易导致铜排翘曲变形，进而影响芯片与基板的结合可靠性——这正是行业长期面临的共性难题。
金田铜业自主研发的车规级IGBT用耐高温翘曲散热铜排已实现突破，通过终端客户验证并批量应用，受到市场欢迎，帮助客户封装合格率提升10%以上，显著增强IGBT模组封装可靠性。
IGBT是新能源汽车电控系统的”心脏”，而散热底板则是保障这颗心脏稳定跳动的关键。
据QYResearch调研统计，2025年全球IGBT散热基板市场规模约为7.86亿美元，预计到2032年将达到约16.22亿美元，年复合增长率约10.59%；其中车规级功率半导体模块散热基板增速尤为显著，中国已是全球最大的消费市场。
IGBT模块封装时，直接覆铜（DBC）基板与铜底板通过焊锡连接，由于材料热膨胀系数（CTE）不匹配，会产生翘曲与残余应力，直接影响模块可靠性。此外，车规级半导体须承受-40℃至150℃的温度区间，对材料在高温下的尺寸稳定性提出了更高要求。
难题已摆在面前，破局之道何在？答案，就藏在金田铜业这款车规级IGBT用耐高温翘曲散热铜排的技术细节里。下面，我们逐一看它究竟实现了哪些突破。
金田铜业研发团队自2025年3月启动该项目，历时一年攻关，突破了以下核心技术：
组织调控技术。 通过精准控制铜合金的晶粒组织，使材料在高温下保持结构稳定，从材料本源上抑制变形趋势。
铜合金应力控制技术。针对高温焊锡工况下的热应力分布规律，优化铜排内部应力状态，有效避免高温局部焊锡作业条件下的翘曲变形。
图： 2 项发明专利授权（ZL202510692233.5、ZL202510692236.9），为车规级 IGBT 散热铜排的”高导电·耐高温”提供自主知识产权支撑。
依托上述技术，金田开发的耐高温翘曲散热铜排实现了三项关键突破：
l 高导电：经金田测试中心检测及客户应用验证，导电率≥98% IACS（铜材电性能按GB/T 32791或GB/T 351检验，仲裁按GB/T 351），保障IGBT模块高效电能传输；
l 耐高温：经金田测试中心检测及客户应用验证，满足高温1h后硬度无明显变化（铜材硬度检测结果不小于原始硬度的90%，实际达93%以上），在高温焊锡工况下保持稳定的力学性能；
l 高良率：助力终端客户封装合格率提升13%，显著增强IGBT模组封装可靠性。
该产品主要用作车用IGBT模块的散热底板。金田铜排通过抑制高温翘曲变形，促使焊锡后与芯片牢固结合，从而保障IGBT模组封装可靠性。
图：车用 IGBT 功率模块实物（品牌标识已做模糊处理，图片来源网络，仅作结构示意）。底部带散热齿的铜底板，即为金田铜业散热铜排所在层。
图：IGBT 模块内部结构示意。橙色层为金田铜业散热铜排（铜底板），位于模块最底层，经焊料层与 DBC 陶瓷基板钎焊连接；芯片热量经「芯片→DBC→铜底板」逐层导出。
该产品已供货国内某高端铜板带制造商，并最终应用于全球头部新能源汽车企业的电控系统。
2025年3月至2026年3月，金田铜业研发团队完成了从材料配方设计、工艺参数优化到量产验证的全流程，期间完成多轮送样测试，最终通过终端客户验证。
攻关的两大难点在于：其一，在不明显降低纯铜导电率（≥98% IACS）的前提下提升耐热性——通过形变热处理调控晶粒大小改善导电率损失；其二，使其高温1h后硬度不下降——通过组织调控技术抑制晶粒长大，利用晶界拖拽效应显著提升热稳定性。
最终，研发团队联合攻坚，自研出该项专利产品，以技术升级为客户创造价值。
从一块铜排的翘曲控制，到一颗IGBT芯片的可靠运行，金田铜业正以材料技术的持续突破，为新能源汽车功率半导体产业链提供关键支撑。
