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硅凝膠在IGBT模塊應(yīng)用介紹

IGBT模塊

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，中文名字叫“絕緣柵雙極型晶體管”。目前主要應(yīng)用在IGBT模塊灌封的是有環(huán)氧膠和有機(jī)硅凝膠兩個產(chǎn)品。主流的大功率IGBT模塊都是選用的硅凝膠和環(huán)氧膠配合使用，給模塊提供很好的電氣絕緣保護(hù)（有機(jī)硅凝膠），又能給模塊給予很好的機(jī)械強(qiáng)度保護(hù)（環(huán)氧膠）。

有機(jī)硅凝膠封裝的IGBT


有機(jī)硅凝膠是一種既可以常溫下固化又可以升溫固化的液體加成型硅凝膠,具有優(yōu)異的防潮、防水、耐臭氧、耐輻射、耐氣候老化等特性，可在-40℃～200℃長期使用，電器性能優(yōu)良，化學(xué)穩(wěn)定性好。水樣般清澈透明的硅凝膠又叫果凍膠，廣泛應(yīng)用于電子灌封、照明和醫(yī)療等領(lǐng)域離子含量低，為芯片提供最佳的絕緣保護(hù)。應(yīng)力超低，因為本身的模量只有10-3，減少芯片收到的應(yīng)力。

灌封就是將液態(tài)產(chǎn)品用機(jī)械或手工方式灌入裝有電子元件、線路的器件內(nèi)，在常溫或加熱條件下固化成為性能優(yōu)異的熱固性高分子絕緣材料。

  • 灌封強(qiáng)化電子器件的整體性，提高對外來沖擊、震動的抵抗力；

  • 提高內(nèi)部元件、線路間絕緣，有利于器件小型化、輕量化；

  • 避免元件、線路直接暴露，改善器件的防水、防潮性能，并提高使用性能和穩(wěn)定參數(shù)

封裝示意圖

硅凝膠的基本介紹

  • 有機(jī)硅是半有機(jī)半無機(jī)材料

  • 無機(jī)-有機(jī)雜化結(jié)構(gòu)，是有機(jī)硅材料特性的根本所在

由于具有上圖的空間排布，所以有機(jī)硅材料具有良好的低模量和彈性，疏水性，阻燃性，介電穩(wěn)定性。

  • 有機(jī)硅本身吸水率很低

  • 有機(jī)硅的卓越的耐老化性來自硅氧鍵的高鍵能

Si鍵和C鍵的鍵能（kJ/mol）


? 有機(jī)硅的硅氧健鍵能是422kJ/mol，高于主鏈?zhǔn)翘继兼I鍵能為344 kJ/mol的傳統(tǒng)有機(jī)橡膠和樹脂，例如環(huán)氧樹脂等

? 紫外線的能量：398kJ/mol

? 因此有機(jī)硅的熱穩(wěn)定性，耐UV性能，耐候性能以及耐化學(xué)性等性 能都要高出傳統(tǒng)有機(jī)橡膠和樹脂，例如環(huán)氧樹脂等

  • 無毒害

鹵素測試方法 :

參照EN 14582：2016方法測定，采用IC進(jìn)行分析


? 鹵素含量低于50PPM

? 符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)不含有重金屬

? 符合REACH標(biāo)準(zhǔn)

? 部分產(chǎn)品通過UL認(rèn)證

? 不添加雙酚A，短鏈?zhǔn)炗?，增塑劑等有害物質(zhì)

? 部分產(chǎn)品通過FDA認(rèn)證

  • 離子含量低

滿足高等級電子封裝客戶的要求，經(jīng)過特別處理的有機(jī)硅產(chǎn)品離子含量可以達(dá)到如下級別：

Cl-<5ppm

Na+<3ppm

K+<1ppm

IGBT行業(yè)對膠水基本需求：

IGBT硅凝膠錐入度測試

IGBT行業(yè)一般老化測試條件：

常見與硅膠“相關(guān)”的問題：


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