哪些材料可以作为IGBT散热材料?

发布时间:2022-09-28   浏览次数:1163次

如果不是在专业领域的朋友,可能会对IGBT感到陌生。其实IGBT模块是功率器件,具有驱动电压低、功率处理能力强、开关频率高等优点。但恰恰因为它的高功率密度会使其在工作时产生大量热量,所以IGBT的散热是尤为重要的,那么哪些材料可以作为IGBT散热材料


一般用来降低界面接触热阻的方法是填充柔软的导热材料,即热界面材料(Thermal Interface Materials,TIM)。合理的选择TIM,不仅要考虑其热传导能力,还要兼顾生产中的工艺、维护操作性及长期可靠性。10℃法则表明:器件温度每降低10℃,可靠性增加1倍,目前由于IGBT因热失控而导致失效的现象最为常见,可以说,大部分的IGBT功率半导体模块的失效原因都与热量有关,因此,可靠的热管理是保障IGBT长期使用的当务之急。IGBT的可靠性也成为目前行业研究的热点所在。


1 、IGBT散热材料:TIM石墨

TIM石墨系列属于低密度石墨,具有一定的压缩性能,因其具有长期使用可靠性已在客户大量应用。工程师用 200μm TIM 石墨和 3.3W/m·K 常规 Thermal Grease 进行了压缩—热阻测试对比,在 70 PSI 的压缩应力下,TIM 石墨的热阻更低,具有更加优异的导热效果,并且具有长期的耐高低温性能。可大幅度降低客户后期因维修产生的费用。


2、IGBT散热材料:抗“Pump-out”导热硅脂

导热硅脂因其表面润湿性好,接触热阻低,最早作为 TIM 应用在 IGBT 模块。但受功率器件长期工作热胀冷缩的影响,根据以往使用传统导热硅脂的经验,多少会存在固有材料的迁移现象,也就是所说的“泵出”(pump-out)的问题,从而使 IGBT 模块与散热器之间产生空气间隙,接触热阻增大。另一方面,传统硅脂还会随着小分子硅油的挥发,出现砂化变干的问题,从而影响散热效果,且后期维护不易清理、厚度不可控。因此,传统硅脂散热方案,也会使客户对IGBT模块的可靠性和性能会产生疑虑。


以上是对于两种IGBT散热材料的介绍,除此之外,还有一些其他新型材料可以用于IGBT模块的散热。如果想知道更多关于IGBT散热材料的知识,就找苏州思萃热控。苏州思萃致力于热管理方案的设计以及对应材料的研发,开发出多种金属基复合材料产品,可用于轨道交通、新能源汽车、航空航天等领域。


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2022.03
半导体材料发展前景

随着物联网、大数据和人工智能驱动的新计算时代的发展,对半导体器件的需求日益增长,同时也催生了市场对半导体材料的需求,半导体材料行业迎来快速发展的黄金期。在国家鼓励半导体材料国产化的政策导向下,本土半导体材料厂商不断提升半导体产品技术水平和研发能力,逐渐打破了国外半导体厂商的垄断格局,推进中国半导体材料国产化进程,促进中国半导体材料行业的发展。


数据显示,2017-2019年中国半导体材料市场规模逐年增长,从2017年的76亿美元增长至2020年的94亿美元。据统计,2017-2020年全球62座新投产的晶圆厂中有26座来自中国大陆,占比超过40%,成为增速最快的地区。伴随着5G时代的来临,汽车电动化进程拉动IGBT规模增长。得益于对清洁能源高速增长的需求IGBT市场规模将持续增长IGBT市场在2020年的规模为54亿美元2020年到2026年将以7.5%的复合年增长率CAGR增长预计2026年市场规模为84亿美元新能源车应用作为IGBT市场规模的重要增量2020年市场规模为为5.09亿美元2020-2026年的复合年增长率为23%预计2026年新能源车用IGBT市场规模为17亿美元


   随着5G、智慧物联网时代的到来,中国大陆的半导体产业得以在众多领域实现快速与全面布局,正逐步驱使全球半导体产业从韩国、中国台湾向中国大陆转移。目前,我国已经成为最大的半导体市场,并且继续保持最快的增速,预计半导体市场增长将持续带动半导体材料行业快速发展。

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2022.07
加工铝碳化硅用哪种数控设备

加工铝碳化硅用哪种数控设备 ,你知道吗,下面我们一起了解一下吧。

铝碳化硅是一种新型复合材料,它充分结合了碳化硅陶瓷和金属铝的不同优势,铝碳化硅的应用前景也会变得越来越广泛,在近几年人们也比较注重于这领域当中。目前在国内生产铝碳化硅雕铣机的厂家虽然是有的,但是还是很少,许多加工企业对于这种铝碳化硅的新型材料接触还是比较少的。其实铝碳化硅雕铣机也是属于数控机床的一种,我们在普通雕铣机的原基础上,经过研发创新的一种可以加工铝碳化硅的专用雕铣机。

铝碳化硅(AlSiC)是铝基碳化硅颗粒增强复合材料的简称,采用的是Al合金作基体,按设计要求,以一定形式、比例和分布状态,用SiC颗粒作增强体,构成有明显界面的多组相复合材料,兼具单一金属不具备的综合优越性能,充分结合了碳化硅陶瓷和金属铝的不同优势,具有高导热性、与芯片相匹配的热膨胀系数、密度小、重量轻,以及高硬度和高抗弯强度,成为新一代电子封装材料选择。铝碳化硅封装材料满足了封装的轻便化、高密度化等要求,适用于航空、航天、高铁及微波等领域,是解决热学管理问题的先选材料,其可为各种微波和微电子以及功率器件、光电器件的封装与组装提供所需的热管理,新材料的铝碳化硅的应用也因此具有很大的市场潜力。

如果想要对铝碳化硅进行精密加工,选择是选用铝碳化硅专用雕铣机。也并不是说普通雕铣机就不可以加工铝碳化硅,但是使用普通雕铣机的机床防护性能比较差,而在加工铝碳化硅过程中会产生大量粉尘容易进入机床导轨和丝杆,导致加工精度下滑,也容易导致减少机床的使用寿命。那为什么选择是选用铝碳化硅专用雕铣机呢?因为铝碳化硅雕铣机具备了优异的机床防护性能,Y轴采用的是盔甲防护罩+风琴防护罩,有效防止在加工铝碳化硅过程中的粉尘进入机床导轨以及丝杠内部;并且我们还优化了机床铸件的结构,将机床在运行过程中产生的振动降到低,确保铝碳化硅的加工精度更高。

铝碳化硅结合了碳化硅陶瓷和金属铝综合优越性能,成为新一代电子封装材料中选择。目前这种铝碳化硅的新型材料现在有越来越多的人们知道,用途逐渐的被开发出来,新材料的铝碳化硅的应用也因此具有很大的市场潜力,而作为铝碳化硅的专用雕铣机:铝碳化硅雕铣机也会具有很大的市场潜力。

以上是加工铝碳化硅用哪种数控设备 的介绍,提供大家参考。

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2022.07
AlSic有哪些性能特点

AlSiC即铝碳化硅 ,是铝基碳化硅颗粒增强复合材料的简称,业内又称碳化硅铝或“奥赛克”。根据碳化硅的含量分为低体积分数、中体积分数和高体积分数,其中电子材料应用以高体积分数为主。电子封装中常用的有AlSiC7、AlSiC8系列。你了解多少,下面一起了解一下吧。

■ AlSiC具有高导热率(180~240W/mK)和可调的热膨胀系数(6.5~9.5×10-6/K),因此一方面AlSiC的热膨胀系数与半导体芯片和陶瓷基片实现良好的匹配,能够防止疲劳失效的产生,甚至可以将功率芯片直接安装到AlSiC基板上;另一方面AlSiC的热导率是可伐合金的十倍,芯片产生的热量可以及时散发。这样,整个元器件的可靠性和稳定性大大提高。

■ AlSiC是复合材料,其热膨胀系数等性能可通过改变其组成而加以调整,因此产品可按用户的具体要求而灵活地设计,能够真正地做到量体裁衣,这是传统的金属材料或陶瓷材料无法做到的。

■ AlSiC的密度与铝相当,比铜和Kovar轻得多,还不到Cu/W的五分之一,特别适合于便携式器件、航空航天和其他对重量敏感领域的应用。

■ AlSiC的比刚度(刚度除以密度)是所有电子材料中比较高的:是铝的3倍,是W-Cu和Kovar的5倍,是铜的25倍,另外AlSiC的抗震性比陶瓷 好,因此是恶劣环境(震动较大,如航天、汽车等领域)下的首 选材料。

■ AlSiC可以大批量加工,但加工的工艺取决于碳化硅的含量,可以用电火花、金刚石、激光等加工。

■ AlSiC可以镀镍、金、锡等,表面也可以进行阳极氧化处理。

■ 金属化的陶瓷基片可以钎焊到镀好的AlSiC基板上,用粘结剂、树脂可以将印制电路板芯与AlSiC粘合。

■ AlSiC本身具有较好的气密性。但是,与金属或陶瓷封装后的气密性取决于合适的镀层和焊接。

■ AlSiC的物理性能及力学性能都是各向同性的。

以上是AlSic有哪些性能特点的介绍,提供大家参考。

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