1， IGBT导热材料特性及热传导原理

1.1 IGBT导热材料特性

目前IGBT散热使用的导热材料主要是导热硅脂,近几年相变导热材料在IGBT的导热上才有一定的应用空间｡导热硅脂在使用1-2年后会出现性能下降的问题;而相变导热材料除成本较高外,其耐久性､导热性均较好,具有较大的市场潜力｡

1.1.1导热硅脂

导热硅脂俗称散热膏,是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｡而导热硅脂的液体部分是由硅胶和硅油组成,市场上大部分产品是用二甲基硅油为原料,而二甲基硅油的沸点在140-180℃之间,易产生挥发,在长时间的使用后会产生硅油分离,影响导热性能,同时线路板上会留有油脂痕迹｡

1.1.2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｡

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,相变导热材料有助于提升IGBT这类电子器件装配的整体耐久性｡