凝聚前行携手共赢 | 耐高温绝缘氮化硼导热垫片

电子器件高频、高速和集成电路技术的迅猛发展，电子元器件的总功率密度急剧增加，而物理尺寸却越来越小。由此带来的高温环境不可避免地对电子元器件的性能产生影响，因此需要更有效的热控制方法。解决电子元器件散热问题成为当前的重点任务。电子元器件的高效散热问题主要受传热学和流体力学原理的影响。电气器件的散热是控制电子设备运行温度，从而保证其温度性能和安全性的过程。这涉及散热和材料等多个方面的内容。目前主要的散热方式包括自然散热、强制散热、液体散热、制冷散热、疏导散热和热管散热等。

而随着需求的增长、应用场景的多元化，以及内部IGBT集成件化、微型化等发展趋势，电子电气产品正面临着更为严峻的“热度”挑战。作为变频技术的主要应用之一，变频空调依托变频器内的IPM、IGBT、二极管等高功率元器件，实时调节压缩机运转速度，实现了优异的节能性和温度均匀性，近年来逐步成为市场主流。

单管IGBT和IGBT模块对产品安全、可靠性提出耐高温、散热性优、工作温度范围广、使用寿命长等更高要求。芯片的散热主要通过IGBT模块中的陶瓷基板来实现，其作用是吸收芯片的产热并传导至热沉上，从而实现芯片与外界之间的热交换，对于热界面材料有耐高温阻燃高导热高绝缘的要求。

热界面材料的选择（Thermal Interface Material, TIM）

选择理想的热界面材料需要关注以下因素：

1）热导率：热界面材料的体热导率决定了它在界面间传递热量的能力，减少热界面材料本身的热阻；

2）热阻：理想情况下应尽可能低，以保持设备低于其工作温度；

3）导电性：通常是基于聚合物或聚合物填充的不导电材料；

4）相变温度：固体向液体转变，界面材料填充空隙，保证所有空气被排出的温度；

5）粘度：相变温度以上的相变材料粘度应足够高，以防止在垂直方向放置时界面材料流动滴漏；

6）工作温度范围：必须适应应用环境；

7）压力：夹紧产生的安装压力可以显著改善TIM的性能，使其与表面的一致性达到最小的接触电阻；

8）排气：当材料暴露在高温和/或低气压下时，这种现象是挥发性气体的释放压力；

9）表面光洁度：填充颗粒影响着界面的压实和润湿程度，需要更好地填补了不规则表面的大空隙；

10）易于应用：容易控制材料应用的量；

11）材料的机械性能：处于膏状或液态易于分配和打印；

12）长期的稳定性和可靠性：需要在设备的整个寿命周期内始终如一地执行（如微处理器7-10年，航空电子设备和电信设备的寿命预计为数十年）；13）成本：针对不同应用，在性能、成本和可制造性等因素进行综合权衡。