导热界面材料可有效帮助功率模块实现散热,延长使用寿命。目前 IGBT 散热使用的导热材料主要是导热硅脂、相变导热材料。中低端IGBT采用的是普通硅脂和高性能硅脂,高端IGBT则采用相变化材料。
1、导热硅脂
导热硅脂(又称散热膏)因其表面润湿性好,接触热阻低,最早作为TIM 应用在IGBT 模块,是一种膏状的热界面导热材料,以有机硅酮为主要原料,添加耐热、导热性能优异的材料而制成的导热型有机硅脂状复合物,具有低油离度、耐高低温、耐水、臭氧、耐气候老化等特性,可在 -50 ℃ 至 +230 ℃ 的温度下保持使用时的脂膏状态。不过导热硅脂在使用 1-2 年后会出现性能下降的问题。
图 IGBT涂覆导热硅脂
为保证导热硅脂均匀的分布在 IGBT 上,涂覆工艺至关重要,影响实际应用的导热性能。目前 IGBT 导热硅脂涂覆工艺有滚筒印刷和丝网印刷,相比于滚筒印刷,丝网印刷能够更好的控制IGBT上导热硅脂的厚度均匀度,提高 IGBT 的散热效果和使用寿命。
陶氏导热硅脂产品推荐
2、相变导热材料
相变导热材料也称相变导热膏,是利用聚合物技术以高性能的有机高分子材料为主体,以高导热性材料、相变填充料等材料为辅精制而成的绝缘材料,适用于散热器与各种产生高热量功率元器件间的热量传递。
图 SEMiX 3 Press-Fit基板的弯曲线条和优化的TIM层
相变导热材料的关键性能是其相变特性,在室温下材料为固体,并且便于处理,可以将其作为干垫清洁而坚固地用于散热片或器件的表面。当达到器件工作温度时相变材料变软,在压紧力的作用下材料就像热滑脂一样与两个配合表面整合、填充间隙。这种完全填充界面气隙和器件与散热片间空隙的能力,可以使相变材料提前涂覆,便于运输和安装,并且获得类似于热滑脂的性能。
此外,相变导热材料另一大优势在于其稳定性与耐久性,能够在长时间热循环和 HAST 试验后依然保持杰出的热稳定特性,并且其热阻表现为降低趋势。因此相比于导热硅脂,相变导热材料除成本较高外,其耐久性、导热性均较好,有助于提升 IGBT 这类电子器件装配的整体耐久性。
霍尼韦尔相变化材料产品推荐
1、导热硅脂
导热硅脂(又称散热膏)因其表面润湿性好,接触热阻低,最早作为TIM 应用在IGBT 模块,是一种膏状的热界面导热材料,以有机硅酮为主要原料,添加耐热、导热性能优异的材料而制成的导热型有机硅脂状复合物,具有低油离度、耐高低温、耐水、臭氧、耐气候老化等特性,可在 -50 ℃ 至 +230 ℃ 的温度下保持使用时的脂膏状态。不过导热硅脂在使用 1-2 年后会出现性能下降的问题。
图 IGBT涂覆导热硅脂
为保证导热硅脂均匀的分布在 IGBT 上,涂覆工艺至关重要,影响实际应用的导热性能。目前 IGBT 导热硅脂涂覆工艺有滚筒印刷和丝网印刷,相比于滚筒印刷,丝网印刷能够更好的控制IGBT上导热硅脂的厚度均匀度,提高 IGBT 的散热效果和使用寿命。
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2、相变导热材料
相变导热材料也称相变导热膏,是利用聚合物技术以高性能的有机高分子材料为主体,以高导热性材料、相变填充料等材料为辅精制而成的绝缘材料,适用于散热器与各种产生高热量功率元器件间的热量传递。
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相变导热材料的关键性能是其相变特性,在室温下材料为固体,并且便于处理,可以将其作为干垫清洁而坚固地用于散热片或器件的表面。当达到器件工作温度时相变材料变软,在压紧力的作用下材料就像热滑脂一样与两个配合表面整合、填充间隙。这种完全填充界面气隙和器件与散热片间空隙的能力,可以使相变材料提前涂覆,便于运输和安装,并且获得类似于热滑脂的性能。
此外,相变导热材料另一大优势在于其稳定性与耐久性,能够在长时间热循环和 HAST 试验后依然保持杰出的热稳定特性,并且其热阻表现为降低趋势。因此相比于导热硅脂,相变导热材料除成本较高外,其耐久性、导热性均较好,有助于提升 IGBT 这类电子器件装配的整体耐久性。
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