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IGBT和SiC封装用的环氧材料

向欣电子 2024-10-18 08:03 次阅读

IGBT和SiC功率模块封装用的环氧材料在现代电子器件中起着至关重要的作用。以下是从多个角度对这些环氧材料的详细分析:

1.热管理

导热性能:环氧树脂需要具备良好的导热性能,以有效散热,防止器件过热。例如,添加氧化铝(Al2O3)和碳化硅(SiC)填料可以显著提高环氧树脂的热导率。

热膨胀系数:环氧树脂的热膨胀系数应与其他封装材料(如陶瓷基板、金属底板)相匹配,以减少热应力,避免封装材料在高温下开裂或失效。

2.机械保护

强度和韧性:环氧树脂在固化后形成坚硬的外壳,提供机械保护,防止物理冲击和振动对内部电子元件的损害。

增韧剂的使用:通过添加增韧剂(如端羧基液体丁腈橡胶CTBN),可以提高环氧树脂的韧性,减少脆性。

3.电气绝缘性能

介电强度:环氧树脂具有高介电强度,能够有效防止电气短路和干扰,保证设备的安全稳定运行。

体积电阻:高体积电阻率确保环氧树脂在高电压下仍能提供可靠的绝缘保护。

4.环境抵抗力

防潮和防水:环氧树脂具有良好的防潮和防水性能,能够保护电子组件免受湿气和水分的侵蚀。

抗化学腐蚀:环氧树脂能够抵抗多种化学物质的侵蚀,延长电子组件的使用寿命。

5.加工性能

黏度和流动性:环氧树脂需要具备适当的黏度和流动性,以便于加工和施胶。通过调整配方和填料比例,可以优化环氧树脂的黏度和流动性。

固化时间:环氧树脂的固化时间需要适中,以便于工业生产。固化时间可以通过调整固化剂和催化剂的用量来控制。

6.可靠性和耐久性

耐高温性能:环氧树脂需要在高温环境下保持稳定的性能,特别是对于SiC功率模块,工作温度可能高达300℃。

热老化特性:环氧树脂在长期使用过程中需要具备良好的热老化特性,以保持其性能不衰退。

7.环保和可持续性

环保材料:随着环保意识的提高,环氧树脂材料的选择也需要考虑其环境影响,趋向于使用更环保、可回收的材料。

无卤阻燃:为了满足环保要求,环氧树脂需要具备无卤阻燃性能,减少对环境的污染。

8.市场和供应链

主要供应商:IGBT和SiC功率模块封装用环氧树脂的主要供应商包括亨斯曼(HUNSTMAN)、3M、爱玛森康明(Emerson & Cuming)等。

市场需求:随着电动汽车和可再生能源威廉希尔官方网站 的发展,对高性能封装材料的需求不断增加,推动了环氧树脂市场的增长。

9.威廉希尔官方网站 进步

新型材料:研究者正在开发具有低黏度、高导热、高耐热等优点的新型环氧树脂材料,以满足高效能、高可靠性和高安全性的需求。

改性威廉希尔官方网站 :通过使用硅烷偶联剂(如KH-570)对填料进行表面改性,可以提高环氧树脂的性能,如热导率和机械强度。

综上所述,IGBT和SiC功率模块封装用的环氧材料在热管理、机械保护、电气绝缘、环境抵抗力、加工性能、可靠性和耐久性、环保和可持续性、市场和供应链以及威廉希尔官方网站 进步等多个方面都具有重要的作用。通过不断优化和改进,这些材料能够更好地满足现代电子器件的高性能需求。

IGBT封装用环氧树脂材料的研究是一个活跃的领域,研究人员正在不断探索和改进这些材料的性能。以下是一些研究人员和他们的工作概述:

黄义炼和傅仁利

黄义炼,硕士研究生,主要研究方向为陶瓷与金属互联。

傅仁利,教授,主要研究方向为功率电子器件用高性能陶瓷金属化基板、LED荧光材料。

他们的研究涉及IGBT模块封装用基板材料的研究现状,包括不同金属材料和陶瓷材料的连接方式,以及连接后基板的可靠性。

曾亮

曾亮,高级工程师,长期从事功率半导体封装用高分子材料研究与开发。

他的工作包括环氧树脂在IGBT模块封装中的应用,特别是环氧灌封胶和环氧模塑树脂(EMC)的研究。

Chunbiao Wang 等人

他们研究了一种高耐热(250°C)的环氧树脂复合材料,这种材料具有优异的介电性能。

研究团队通过引入氰酸酯(CE)和多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)来改善环氧树脂的介电和热性能。

其他研究人员

这些研究人员的工作涵盖了IGBT用环氧树脂封装料的制备与性能研究,包括耐高温环氧灌封胶的研制,以及不同环氧树脂组合物的制备和应用。

他们的研究重点包括提高环氧树脂的耐热性、降低固化收缩率、降低热膨胀系数、提高玻璃化转变温度和热稳定性。

这些研究工作表明,IGBT封装用环氧树脂材料的研究正在不断进步,研究人员正在努力提高这些材料的性能,以满足IGBT模块在更高温度、更高功率密度和更高工作电压下的应用需求。

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