为了评估国产有机硅凝胶在绝缘栅双极晶体管(IGBT)功率模块封装中的应用潜力,本研究选取了三种国产有机硅凝胶进行了综合性能对比分析。测试内容涵盖了固化前的多项指标,如外观、密度、黏度、混合比例和凝胶时间,以及固化后的关键性能,包括绝缘性能、渗油性、阻尼性、粘附性和耐高温性能。通过对三种有机硅凝胶样品的性能差异分析,并将其应用于IGBT功率模块的封装,进一步进行了温度循环测试。研究结果表明,有机硅凝胶的起始黏度和混合比例对封装工艺和设备有显著影响,而固化后的多项性能指标对有机硅凝胶的选择具有指导意义。耐高温性能和耐温度循环能力是评估有机硅凝胶是否适用于IGBT功率模块封装的关键指标。
功率半导体器件作为电能控制与转换的核心元件,在高速铁路、输配电、新能源电动汽车、风力/光伏发电、白色家电以及航空航天等领域发挥着重要作用。功率半导体封装技术涉及多种材料的应用和性能研究,其中有机封装材料如有机硅凝胶、环氧树脂等在提高模块的绝缘性能和可靠性方面起着至关重要的作用。
绝缘栅双极晶体管(IGBT)以其快速的控制速度、低导通电压和大通态电流等特点,在功率半导体器件中占据重要地位。IGBT的封装形式多样,其中焊接式模块主要采用有机硅凝胶和环氧灌封胶进行封装,以提升模块的绝缘能力和耐环境能力。然而,随着第三代半导体材料如碳化硅的兴起,传统有机硅凝胶在耐热、绝缘和防潮等方面的表现已不再满足使用要求,因此,开发新一代耐高温、高绝缘的有机硅凝胶显得尤为重要。