IGBT模塊作為現(xiàn)代功率電子技術(shù)的核心器件，具備較快的控制速度、較低的導(dǎo)通電壓和較大的通態(tài)電流特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于高速鐵路、輸配電、新能源電動(dòng)汽車、風(fēng)力/光伏發(fā)電、白色家電以及航空航天等領(lǐng)域。

IGBT模塊的基本結(jié)構(gòu)包括柵極、集電極和發(fā)射極，其工作環(huán)境復(fù)雜，可能面臨高電壓、大電流、機(jī)械沖擊、振動(dòng)和高濕度等多種挑戰(zhàn)。IGBT模塊的性能和可靠性在很大程度上取決于其封裝材料，尤其隨著半導(dǎo)體材料技術(shù)的突破，對(duì)功率器件電壓和頻率提出了更高的要求。更高電壓和更快開關(guān)頻率導(dǎo)致器件在工作過程中產(chǎn)生大量的熱量，熱量作為副產(chǎn)物會(huì)嚴(yán)重影響封裝材料的絕緣性能。

有機(jī)硅凝膠在IGBT模塊封裝中的應(yīng)用

有機(jī)硅凝膠是一種特殊的電子灌封材料，具備優(yōu)異的耐溫、耐候、耐老化和電氣絕緣性能，成為IGBT模塊封裝的首選材料。以下是有機(jī)硅凝膠在IGBT模塊封裝中的具體應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：

優(yōu)異的電氣絕緣性能：有機(jī)硅凝膠具有高介電強(qiáng)度和體積電阻率，能夠有效保護(hù)IGBT模塊，防止電氣擊穿和泄漏。

良好的耐溫性能：有機(jī)硅凝膠可在-40℃～200℃長(zhǎng)期使用，且隨著溫度升高，其絕緣性能下降幅度較小，保證了IGBT模塊在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。

防潮防污：有機(jī)硅凝膠具有優(yōu)異的防水、防潮和耐化學(xué)腐蝕性能，能夠有效阻擋濕氣和污物對(duì)IGBT模塊的侵蝕。

低應(yīng)力和柔軟性：有機(jī)硅凝膠具有低模量和良好的彈性，能夠有效吸收和分散IGBT模塊在工作過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，提高器件的抗沖擊和減震能力。

自愈合功能：部分有機(jī)硅凝膠具備自愈合功能，能夠自動(dòng)修復(fù)微小的裂紋和損傷，延長(zhǎng)IGBT模塊的使用壽命。

基于目前工藝制備的有機(jī)硅凝膠灌封于IGBT模塊中時(shí)，當(dāng)器件內(nèi)部溫度升高到125℃時(shí)，有機(jī)硅凝膠內(nèi)部將產(chǎn)生氣泡，并且隨著溫度升高，硅凝膠內(nèi)的氣泡呈體積增大，數(shù)量增多的趨勢(shì)。絕緣材料中的氣泡將嚴(yán)重影響材料的絕緣性能。

典型的IGBT模塊封裝剖面示意圖

于是高壓大功率IGBT模塊對(duì)灌封膠提出的新要求有：

①灌封膠材料絕緣強(qiáng)度高，足以保障芯片終端鈍化層及器件內(nèi)部三結(jié)合點(diǎn)處等電場(chǎng)集中位置的絕緣；

②灌封膠材料制備無副產(chǎn)物；

③灌封膠材料具有一定的耐熱、防水、耐機(jī)械性能等。

硅凝膠供應(yīng)商針對(duì)IGBT模塊封裝膠提出的新要求，紛紛推出了低應(yīng)力、十分柔軟的IGBT硅凝膠，灌封到IGBT模組上后，硅凝膠的低應(yīng)力及柔軟性，能夠達(dá)到比較理想的抗沖擊、減震效果，同時(shí)，凝膠表面的粘性，粘接在IGBT模組上，也能很好的達(dá)到防水防潮的保護(hù)效果。不僅如此，IGBT硅凝膠優(yōu)異的電氣絕緣性能，如高介電強(qiáng)度和體積電阻率，也能夠保護(hù)IGBT模塊。

研泰化學(xué) MX-5070 是一款針對(duì)IGBT模塊研制的有機(jī)硅凝膠，具有透明性好，流動(dòng)性好，固化快，易于灌注、能深度固化，可以觀察到元器件并可以用探針檢測(cè)出元件的故障，進(jìn)行更換，損壞的硅凝膠可再次灌封修補(bǔ)。此外還具有優(yōu)異的防潮、防水、耐臭氧、耐輻射、耐氣候老化等特性，廣泛用于電子、電器、儀器儀表元件的灌裝，以達(dá)到防潮、防震、絕緣、密封的目的。也可用于絕緣、密封、粘接的電子元器件和高壓電力器件的灌封，適合于有自粘性要求的減震、消除應(yīng)力和粘接良好的封裝?？梢詰?yīng)用于PC(Poly-carbonate)、PP、ABS、PVC等材料及金屬類的表面，可在-60℃至200℃環(huán)境下使用。

IGBT模塊封裝膠的選擇對(duì)器件的性能和可靠性至關(guān)重要。有機(jī)硅凝膠憑借其優(yōu)異的電氣絕緣性能、耐溫性能、防潮防污性能以及低應(yīng)力和柔軟性等優(yōu)點(diǎn)，成為IGBT模塊封裝的理想選擇。如您對(duì)應(yīng)用選擇IGBT模塊封裝膠有疑問，歡迎通過在線客服、網(wǎng)站留言、來電、郵件等方式聯(lián)系研泰化學(xué)，將1V1免費(fèi)為您提供技術(shù)服務(wù)，膠粘劑應(yīng)用工程師將根據(jù)您具體的應(yīng)用場(chǎng)景和需求進(jìn)行綜合衡量，提供到最合適的解決方案。