IGBT模块的环氧灌封胶应用工艺介绍

以下文章来源于亮说材料，作者山中夜雨人

IGBT模块的环氧灌封胶应用工艺是一个专业性很强的领域，涉及到材料的选择、配比、混合、脱泡、灌封、固化等多个步骤。

以下是一些关键的应用工艺细节：

1. 材料选择：

IGBT模块封装常用的环氧灌封胶是双组分形式，由特种环氧树脂、无机填料和助剂等组成。这些材料需要具备耐高温、高绝缘性、低固化收缩率等特性，以确保模块的长期可靠性和稳定性。

2. 配比和混合：

环氧灌封胶的A组分和B组分需要按照一定的质量比进行混合。例如，某些环氧灌封胶的A组分与B组分的质量比可能为1:1或4:1。混合过程中，需要确保均匀，以避免固化过程中产生气泡或不均匀的固化物。

3. 脱泡：

混合后的环氧灌封胶需要在真空条件下进行脱泡处理，以去除混合过程中产生的气泡。脱泡通常在低于1100 Pa的负压下进行，时间可能为5至10分钟 。

4. 灌封：

脱泡后的环氧灌封胶需要缓慢倒入预先准备好的IGBT模块中。这个过程需要控制灌封胶的流量和速度，以避免产生气泡或溢出。

5. 固化：

灌封后的IGBT模块需要按照厂家推荐的固化条件进行加热固化。固化过程可能包括阶梯升温固化，例如80℃/1h+125℃/2h+140℃/3h，或者单一温度固化，如120℃/10h。

6. 环境测试：

固化后的IGBT模块需要进行一系列的环境测试，包括高温存储、低温存储、温度循环测试、功率循环等，以验证环氧灌封胶的性能和封装的可靠性。

7. 性能要求：

环氧灌封胶的性能要求包括低粘度、低固化收缩率、低热膨胀系数、高玻璃化转变温度和良好的热稳定性。这些性能指标直接影响IGBT模块的电气性能和机械保护。

种类	胶1		胶2
组分	树脂	固化剂	树脂	固化剂
外观	黑色流体	白色流体	黑色流体	淡黄色液体
比重（23℃）	1.71~1.76	1.71~1.76	1.78	1.16
黏度（Pa.s, 25℃）	25~30	22~32	200~400	0.045~0.046
混合比（质量/体积）	1:1		4:1
混合黏度（Pa.s, 25℃）	22~32		4~6
凝胶时间 （125℃, min）	15~20		30~40
固化工艺（h/℃）	1/80+2/125+3/140		120/10
硬度（邵氏D，25℃）	95		90
热变形温度（TMA,℃）	130		122
拉伸强度（MPa）	40~50		30~40
断裂伸长率（%）	1~2		3~5
吸水率（23℃24h,%）	0.20		0.24
CTE（ppm）25~200℃	38~42		57
热导率（W/m.K）	0.6~0.7		0.3
阻燃性（UL94）	V-0		V-0
介电强度（kV/mm）	21		21
体积电阻率（Ω.cm）	1015		1015

通过上述工艺步骤，环氧灌封胶在IGBT模块封装中的应用可以提供优异的机械保护、化学和环境抵抗力、电气绝缘性、热稳定性，并防止氧化和腐蚀，从而提高组件的长期稳定性和可靠性。