导热界面材料在IGBT模块上的应用

现如今为了达到节能和环保的目的，汽车技术正朝着车辆节能化、能源多元化、动力电气化及排放清洁化的方向发展。发展代用节能汽车、代用燃料汽车与电动汽车已是大势所趋。新能源汽车，尤其是电动汽车成为发展的重点。相对于燃油车，新能源汽车多了“三电”，也就是其核心技术： 电驱动，电池，电控。 今天，要和大家讲的是电车里的核心“cpu”--电控中的IGBT。

IGBT及其重要性

1、作为电动汽车关键零组件，IGBT是由BJT（双极型三级）和MOS（绝缘栅型效应）组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件，具有自关，断的特征。

2、IGBT本质上是一个很多个开关组合 ，它没有放大电压的功能， 导电通时可以看做导线，断开时当做开关路。

3、在新能源汽车领域，IGBT作为电控系统和直流充电桩的核心器件， 直接影响电动车功率的释放速度、汽车加速能力和高时速等，重要性不言而喻。

4、IGBT的寿命及稳定性直接影响电动汽车的安全性，其性能直接决定了电动汽车的续航里程。

IGBT模块散热方案

1、IGBT模块是由IGBT与FWD（续流二管芯片）通过特定的电路桥接封装而成的模块半导体产品， 属大功率半导体元件器件。

2、一般情况下，IGBT模块需要承受几百安的电， 每秒开关达到上千次，损耗较大。且与电机、引擎等位于空间密闭的汽车前车仓内，热量较为集中。

3、IGBT不怕短住路，但特别“怕热”。 如果温度超过其结温125℃，会导致模块烧毁，影响整车的运行。

4、温度特性是IGBT模块产品设计和可靠性评估中的重要指标，为大幅提高其功率密度、散热性能与长期可靠性，有效的散热方案尤其重要。

那么，导热界面材料是如何提高IGBT散热效率的呢？

目前电机控制器常用的散热方式有传导散热，间接水冷。

间接水冷：其主要特点是金属壳体上需要设计水道，水流与IGBT不进行任何接触。IGBT散发出的热量需要通过其下部的金属平板，依靠传导方式将热量传递给壳体外侧的冷却水进行散热。再利用导热界面材料的填充，发热源和散热器间的接触面将充分接触， 可大幅度降低界面热阻，显著提高散热效果，减少电气损失。为减少热源和水路的热阻， 提高模组的导热效率，通常需要在IGBT模组与冷片之间的刚性界面涂抹导热硅脂 。导热硅脂属单分子导热界面材料，具有优异的导热性和良好的电气绝缘性能，可在-45～200℃范围内使用，化学性能稳定， 无味、无毒，对基材无任何腐蚀性。除此之外，其热阻低，可靠性佳，长时间暴露在高温环境下不会挥发硬化，是新能源汽车IGBT散热的不二之选。

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