黄 庆,李强辉

(株洲时代电气股份有限公司 制造中心,湖南株洲412001)

导热硅脂目前被广泛使用在散热器上的IGBT安装面上,其目的在于填补各器件安装面与散热器之间的间隙,达到更均匀、更有效的散热效果,避免器件温度过高而损坏。为保证导热硅脂均匀的分布在IGBT上,其涂敷工艺至关重要。

1 导热硅脂散热性能

导热硅脂成份为硅油和填料。填料为磨得很细的粉末,成分为ZnO/Al2O3/氮化硼/碳化硅/铝粉等。硅油保证了一定的流动性,而填料填充了IGBT和散热器之间的微小空隙,保证了导热性。

散热片与IGBT之间传热主要通过传导途径,通过散热片与IGBT之间的直接接触实现。导热硅脂的意义在于填充二者之间的空隙接触处更加完全。如果硅脂使用过量,在IGBT和散热片之间形成一个硅脂层,则散热途径变为IGBT—硅脂—散热片。由于硅脂的导热系数约为λ=1～2 W/(m◦K),而铝合金的散热片在300 W/(m◦K)以上,在此情况下硅脂成了阻碍传热的因素。因此涂抹硅脂一定要适量,在IGBT上涂上薄薄一层就可以了,目前导热硅脂的厚度要求约100～150 μ m(IGBT 和散热器表面粗燥度要求Ra≤6.3 μ m,平面度≤100 μ m/100 mm)。

2 导热硅脂涂敷工艺

目前,IGBT导热硅脂的涂敷工艺主要有两种,滚筒印刷和筛网板印刷。

2.1 滚筒法涂敷

涂敷工艺为目前使用最广泛的方法,滚筒法涂敷作业步骤:(1)IGBT安装前,用酒精将器件的安装面和散热器清洗干净;(2)将导热硅脂倒入容器内,用滚筒刷粘上导热硅脂;(3)在IGBT的安装面反复滚刷上一层导热硅脂,目测硅脂是否涂满IGBT安装面,最后再将IGBT安装在散热器上,见图1。……