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相变化材料在功率模块中的应用

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在功率模块应用过程中,模块结温和寿命是设计者的主要关注点之一,但在规模化生产过程中和现场应用过程中,模块是否始终能达到设计时的结温和寿命呢?硅脂的性能、可靠性和涂敷工艺是其中的重要一环。
目前,为了降低成本和充分发挥模块的性能,模块电流利用率越来越高,温度和寿命余量就相对变小,但产品可靠性又不能降低,那么在产品开发过程和生产工艺设计过程中,硅脂应用的各个细节就不容忽视了。

导热硅脂的热导率(导热率)远低于功率模块其他部件,其热阻占总热阻的比例约为20%到65%,所以导热硅脂厚度应在满足最低厚度要求下尽可能的薄。当导热膏涂得太薄时,在模块和散热片之间会残留有气泡和气隙,导致热阻增高,导热能力降低。

除了传统的膏状导热硅脂,相变材料(PCM)也越来越流行。相变材料在常温下为固体,可以为生产工艺带来很多便利,预涂后不必担心意外接触到硅脂而破坏硅脂形状或污染物破坏硅脂形态导致需要重新涂敷硅脂,预涂PCM的模块对于存储、PCBA工艺以及装配等工艺更加友好。
现在相变化材料的预涂越来越流行的同时,如何保证相变化材料和硅脂涂覆的一致性呢?
1、钢网的设计和优化。涂敷时,一定比例的相变化材料会粘附在钢网上,导致最终实际涂敷量会小于理论开孔率涂覆量。因此,需要根据相变化材料的特性和实际使用情况,微调钢网设计。
2、自动化涂敷工艺优化。涂敷前,使用专业机器将相变化材料充分摇匀。未经搅拌摇匀,溶剂分离可能导致厚度明显偏离目标值。调整设备工艺,以保证涂敷稳定,保持均匀的重量和厚度。


IP属地:上海1楼2024-08-05 16:08回复