金年会手机版app下载

IGBT模块热界面材料介绍

2019-12-29

 IGBT模块热界面材料介绍

    

接触热阻的存在会显著降低两个界面之间的热流量,同时也增大两个界面之间的温差。

一般用来降低界面接触热阻的方法是填充柔软的易变形的高导热系数的材料,即热界面材料(Thermal Interface Materials,TIM)。

  热设计作为一个专门的学科成功地解决了设备中热量的损耗或保持问题。在热设计中往往需要考虑功率器件与散热器之间的热传导问题。合理选择热传递介质,不仅要考虑其热传递能力,还要兼顾生产中的工艺、维护操作性及优良的性价比。


  一、常见的热界面材料

    l)相变导热绝缘材料(导热相变材料,kensflow系列导热相变材料

利用基材的特性,在工作温度中发生相变,从而使材料更加贴合接触表面,同时也获得了超低的热阻,更加彻底地进行热量传递,是CPU、模块电源, IGBT等重要器件的可靠选择。

    (2)导热导电衬垫(导热石墨片)

    特殊工艺和先进技术的结晶,超乎寻常的导热能力和低电阻是在特殊场合使用的材料,其热传导能力和材料本身具备的柔韧性,很好地贴合了功率器件的散热和安装要求。

    (3)热传导胶带(导热双面胶带)

    广泛应用在功率器件与散热器之间的粘接,能同时实现导热、绝缘和固定的功能,能有效减小设备的体积,是降低设备成本的有利选择。

    (4)导热绝缘弹性橡胶(导热硅胶片)

    具有良好的导热能力和高等级的耐压,符合目前电子行业对导热材料的需求,是替代硅脂导热膏加云母片的二元散热系统的最佳产品。该类产品安装便捷,利于自动化生产和产品维护,是极具工艺性和实用性的新型材料。

    (5)柔性导热垫(柔性硅胶导热垫,kentherm3000系列导热硅胶垫片)

一种有较厚的导热衬垫,专门为利用缝隙传递热量的设计方案生产,能够填充缝隙,完成发热部位与散热部位的热传递,同时还能起到减振、绝缘、密封等作用,能够满足设备小型化、超薄化的设计要求。

  (6)导热填充剂(导热填充胶)

    也可以作为导热胶使用对接触面或罐状体的填充,

不仅具有导热的功效,也是粘接、密封灌封的上佳材料。通过传导发热部件的热量。

    (7)导热绝缘灌封胶(有机硅导热灌封胶)

    导热绝缘灌封胶适用于对散热性要求高的电子元器件的灌封。该胶固化后导热性能好,绝缘性优,电气性能优异,粘接性好,表面光泽性好。


  二、导热硅脂的使用

  电力电子半导体与散热器之间传热介质一般都采用导热硅脂。导热硅脂的导热系数为0.56 W/m·K[80,81]

  导热硅脂一般以二甲硅油为基础油,通过添加不同粒径和含量的AlCuAgA1NSiC和石墨等材料,制备了单一填料的单组分以及两种或两种以上的填料大小搭配的二元或多元混合导热硅脂[82]

电子元器件受制造工艺和装夹方法的限制,其发热元件和散热片之间总是存在着微小的空隙,一般来说空气的传热系数小,降低了传热性能。导热硅脂具有良好的流动性,通过填充上述空隙,从而保证了电子元器件和散热片之间的紧密接触,并增加了接触面积、提高了传热性能,其导热性能金年会手机版app下载于空气,进而能最大限度地将发热元件工作时所产生的热量迅速均匀地传至散热片。导热硅脂在热界面材料中的应用如图3-25所示。

 


导热硅脂在热界面材料中的应用示意图



  

3-25  导热硅脂在热界面材料中的应用示意图

 

  涂覆导热硅脂根据对传热效果的要求各不相同。正确的方法是在CPU芯片表面薄薄地涂上一层,基本上能覆盖芯片即可。如果涂抹得过多,则会不利于热量的传导。

导热硅脂涂覆工艺过程分为三个步骤,如图3-26所示。



导热硅脂涂覆工艺过程


3-26   导热硅脂涂覆工艺过程

   

1)除油,清洗待涂覆表面,除去油污。

2)涂覆,将导热硅脂均匀的涂覆在待涂覆表面,导热硅脂的使用不是涂得越多越好,而是在保证填满间隙的前提下越薄越好(一般为100μm)。

   3)除气,可通过静置、加压等各种办法来除去夹层空气。

除了普通的涂覆工艺,一些学者还进行了相关的涂覆研究。文献介绍了采用丝网印刷工艺涂敷后的导热硅脂分布均匀,提高了IGBT的散热性[83]。丝网印刷的硅脂涂抹及效果如图3-27所示。

 

  

丝网印刷的硅脂涂抹及效果

 

     图3-27   丝网印刷的硅脂涂抹及效果


相关资料

  • IGBT散热

    IGBT模块热界面材料介绍

    日期:2019-12-29

    接触热阻的存在会显著降低两个界面之间的导热率,同时也增大两个界面之间的温差。以此给生产时产生不好的影响!

    阅读详情

联系我们

地址:北京市朝阳区双桥东路
邮编:100024
电话:+8610-51292882
传真:+8610-51292842
销售:info@thistract.com 电话:+8610-51292882
技术:lee@thistract.com 电话:13911665843
微信公众平台
Copyright © 2019 thistract.com All Rights Reserved 金年会手机版app下载(中国)科技有限公司
京公海网安备11010802011761号 Powered by dxsk