一种 IGBT 模块封装用的有机硅凝胶及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种 IGBT 模块封装用的有机硅凝胶及其制备方法, 属于灌封材料技术领域。 背景技术 目前, 中高频 IGBT 模块的密封、 灌封防护用的是高铅焊料, IGBT 所用的含铅焊料 占所用 IC 含铅应用的 90%。含铅焊料含有对人类有害的元素铅, 欧盟和 RoHS 明令禁止使 用, 所以需要选取一些无铅焊料来取代之。
IGBT 模块的封装材料的品种有很多, 常用的主要有三大类 : 环氧树脂, 有机硅和 聚氨酯。
环氧树脂对硬质材料粘接力好, 硬度高, 绝缘性能和耐温性能佳, 工艺简单, 但是 它固化后无法达到高弹性, 且具有一定的内应力, 修复性比较差, 一般都无法实现大批量 产。
聚氨酯的粘接性介于环氧与有机硅之间, 耐温性不高, 一般不超过 100℃。它的强 度好, 耐低温性能好, 价格也相对低。但是其复杂的制备工艺以及本身的毒性而受到限制。
有机硅凝胶是一种环保无溶剂型材料, 进行灌封时不会放出低分子, 无应力收缩, 具有一定的弹性, 能够吸收冲击波, 这样就会避免芯片受到破坏。它没有任何腐蚀, 可以深 层硫化, 硫化后呈透明, 这样便于观察封装的元器件, 进行元件的检测与修复。它的耐高低 温性能好, 成本也相对较低。可以起到防潮, 防尘, 防腐蚀, 防震的作用。现有的有机硅凝胶 普遍存在的问题是渗油, 走油, 无法做到透明阻燃的要求, 粘接性也较差, 和基体材料的附 着力较小等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种 IGBT 模块封装用的有机硅凝胶及其制备 方法, 本发明 IGBT 模块封装用的有机硅凝胶是一种具有良好的光学性能且能满足高低温 环境下长期使用要求的高强度、 透明、 低渗油、 高温快速固化的阻燃性有机硅凝胶, 主要用 于 IGBT 模块的密封、 灌封防护。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下 : 一种 IGBT 模块封装用的有机硅凝胶, 由重量配比为 1 : 1 的 A 组分和 B 组分组成, 其中
所述 A 组分由以下重量份的原料组成 : 基料 94 ~ 99.89 份, 硅烷偶联剂 0.01 ~ 5 份, 催化剂 0.1 ~ 1 份 ;
所述 B 组分由以下重量份的原料组成 : 基料 79 ~ 95 份, 交联剂 5 ~ 15 份, 阻燃剂 0.01 ~ 5 份, 抑制剂 0.1 ~ 1 份 ;
其中, 所述基料为含链烯基的有机聚硅氧烷和含乙烯基的液体 MQ 树脂的混合物、 或所述基料为含链烯基的有机聚硅氧烷和含乙烯基的液体 MT 树脂的混合物。
本发明的有益效果是 : 本发明 IGBT 模块封装用的有机硅凝胶是一种环保无溶剂、无气味、 固化后无副产物的室温或加热快速固化的加成型的透明灌封硅凝胶, A 组分在反应 中提供乙烯基, B 组分提供交联剂。
本发明 IGBT 模块封装用的有机硅凝胶的粘度较低且可控, 具有良好的阻燃性, 流 动润湿性, 易于灌注、 能深部固化。它非常柔软, 可以隔离水分和其它污染物, 减轻机械、 热 冲击和震动引起的机械应力, 保护电路, 对 IGBT 模块灌封构件连续拔插仍保持自动修复 性。
本发明 IGBT 模块封装用的有机硅凝胶具有理想的力学性能 : 凝胶硬度 (g) 达 90 ~ 140, 锥入度 35 ~ 65, 拉伸强度 0.01 ~ 0.3MPa ; 150℃下不产生黄变 ; 具有理想的介电 15 15 绝缘性能 : 介电强度为 10 ~ 20Kv/mm, 体积电阻率为 6.5*10 ~ 9.5*10 Ω/cm, 阻燃性能 好, 耐冷热冲击性好, 可理想地适合于对光学性能和力学性能具有严苛要求的 IGBT 灌封。
本发明适用于中高频 IGBT 模块、 硅整流模块、 可控硅模块、 特殊芯片、 空气过滤器 等元器件的密封、 灌封, 是一款用途广泛的工业电子用新型材料, 如图 1 所示。
在上述技术方案的基础上, 本发明还可以做如下改进。
进一步, 所述硅烷偶联剂为 γ-(2, 3- 环氧丙氧基) 丙基三甲氧基硅烷, γ-(甲 基丙烯酰氧基) 丙基三甲氧基硅烷, γ- 巯丙基三甲氧基硅烷, γ- 巯丙基三乙氧基硅烷, 乙 烯基三乙氧基硅烷, 乙烯基三甲氧基硅烷, 乙烯基三 (β- 甲氧基 - 乙氧基) 硅烷中的任意一 种;
采用上述进一步方案的有益效果是 : 采用硅烷偶联剂可以消除内应力, 避免固化 后硅凝胶的分层现象, 增加硅凝胶的粘性及其与界面的粘接性能, 并提高硅凝胶的耐久性。
进一步, 所述催化剂为贵金属催化剂 ;
进一步, 所述贵金属催化剂为铑系、 铱系、 钌系、 钯系、 铂系催化剂中的一种或任意 几种混合, 优选为铂系催化剂 ;
进一步, 所述铂系催化剂为氯铂酸、 醇改性的氯铂酸、 四氢呋喃配位的铂催化剂、 邻苯二甲酸二乙酯配位的铂催化剂、 铂 - 烯烃配合物中的任意一种, 优选为铂 - 乙烯基硅氧 烷配合物 ;
采用上述进一步方案的有益效果是 : 催化剂加入可以促进硅氢的加成反应, 缩短 固化时间, 从而加速固化, 提高阻燃性能。
进一步, 所述铂 - 乙烯基硅氧烷配合物含量为 1000 ~ 10000ppm ;
采用上述进一步方案的有益效果是 : 铂 - 乙烯基硅氧烷配合物的加入量仅仅需要 足以有效的作为氢化硅烷化反应催化剂即可, 该量可以根据所需的固化速率来改变, 若该 量过大, 该反应就会变得不经济 ;
进一步, 所述阻燃剂为磷酸酯类物质或亚磷酸酯类物质 ;
进一步, 所述磷酸酯类物质为磷酸三甲酚酯, 三芳基磷酸酯, 磷酸三苯酯, 磷酸三 乙酯, 磷酸三 (2- 乙基己基) 酯, 三 (2- 氯乙基) 磷酸酯, 三 (1,3- 二氯 -2- 丙基 ) 磷酸酯, 异 丙基化三苯磷酸酯, 双酚 A- 双 (二苯基磷酸酯) 中的任意一种, 所述亚磷酸酯类物质为亚磷 酸三苯酯, 效果较好的为芳基磷酸酯类物质或芳基亚磷酸酯类物质 ;
采用上述进一步方案的有益效果是阻燃剂无毒、 稳定, 不挥发, 它的加入不仅可以 提高硅凝胶的阻燃性能, 而且可以保证硅凝胶无色透明的要求, 它还具有增韧, 耐磨, 耐候, 抗静电的功能。进一步, 所述抑制剂为炔醇类物质、 含烯烃基环状硅氧烷低聚物、 苯并三唑, 三苯 基膦中的任意一种, 优选为炔醇类物质 ;
进 一 步, 所 述 炔 醇 类 物 质 为 3- 甲 基 -1- 丁 炔 -3- 醇, 1- 乙 炔 基 环 己 醇, 3- 丙 基 -1- 丁炔 -3- 醇, 3- 辛基 -1- 丁炔 -3- 醇中的任意一种, 优选为 1- 乙炔基环己醇 ;
采用上述进一步方案的有益效果是抑制剂的加入延长了本发明硅凝胶的工作时 间, 提高了硅凝胶的贮存稳定性 ;
进一步, 所述含乙烯基的液体 MQ 树脂为精炼级别的原料, 粘度为 1000 ~ 10000 厘 泊, 乙烯基的含量为 0.01 ~ 5wt%, 分子式如下 :
(Me3SiO0.5)a(ViMe2SiO0.5)b(SiO2) (分子式 1)
其中, a+b=1.3 ~ 1.5, a=0 ~ 1.5, b=0 ~ 1.5 ;
采用上述进一步方案的有益效果是 : 含乙烯基的液体 MQ 树脂可以调节交联密度, 作为补强材料以提高硅凝胶的机械性能、 阻燃性能 ;
进一步, 所述含乙烯基的液体 MT 树脂为精炼级别的原料, 粘度为 1000 ~ 10000 厘 泊, 乙烯基的含量为 0.01 ~ 5wt%, 分子式如下 :
(Me3SiO0.5)a(ViMe2SiO0.5)b(MeSiO1.5) (分子式 2) 其中, (a+b)/c=1.3 ~ 1.5, a=0 ~ 1.5, b=0 ~ 1.5。
采用上述进一步方案的有益效果是 : 含乙烯基的液体 MT 树脂的加入可以增加交 联密度, 从而提高了硅凝胶的强度 ;
进一步, 所述有机聚硅氧烷为链烯基键合在硅油分子链末端、 硅油分子链侧链或 键合在硅油分子链末端和硅油分子链侧链。
进一步, 所述链烯基为乙烯基、 烯丙基、 丁烯基、 戊烯基、 己烯基、 庚烯基中的一种 或任意几种。
进一步, 所述链烯基为乙烯基时, 乙烯基硅油为至少含有两个乙烯基的有机聚硅 氧烷或其混合物。
采用上述进一步方案的有益效果是 : 含乙烯基的有机聚硅氧烷可以具有直链, 部 份支化的直链, 支链, 环状或网状分子结构, 或是这些结构的混合物, 调节乙烯基的含量来 有效的调节硅凝胶的凝胶硬度, 强度和锥入度等 ;
进一步, 所述乙烯基硅油为在硅油分子链两端为乙烯基的有机聚硅氧烷, 为精炼 级别的原料, 粘度为 100 ~ 10000 厘泊, 乙烯基的含量为 0.1 ~ 5wt%, 结构式如下 :
(结构式 1)采用上述进一步方案的有益效果是 : 通过对基体硅油粘度、 用量的调整, 可以调整 体系的粘度, 从而实现对粘度的方便可控。
进一步, 所述乙烯基硅油为在硅油分子链两端、 侧基上均含有乙烯基, 为精炼级别 的原料, 粘度为 100 ~ 2000 厘泊, 乙烯基的含量为 0.1 ~ 10wt%, 结构式如下 :
(结构式 2)采用上述进一步方案的有益效果是 : 在分子链端和侧基均含有乙烯基的聚硅氧烷 具有较高反应活性, 它的引入可以调节交联密度, 提高硅凝胶的强度 ;
进一步, 所述乙烯基硅油为乙烯基环体, 粘度为 10 ~ 100 厘泊, 乙烯基的含量为 25 ~ 35wt%, 结构式举例如下 :
(结构式 3) (结构式 4) (结构式 5) 。
采用上述进一步方案的有益效果是 : 加入乙烯基环体可大幅度提高硅凝胶的强 度, 并具有抑制剂作用, 可用于调整固化时间和储存期, 具有抗黄变特性 ;
进一步, 所述交联剂为含有 3 个或 3 个以上键合到含氢硅油分子中硅原子上的氢 原子的有机氢聚硅氧烷, 且 Si-H 键的含量为 0.05% ~ 5%wt, 其中, 所述含氢硅油为精炼级别 的原料 ;
进一步, 所述交联剂为含有侧基氢的有机氢聚硅氧烷, 结构式如下 :
(结构式 6)采用上述进一步方案的有益效果是 : 该含氢硅油可以提供可以控制的活性氢的质 量分数, 活性氢的质量分数越高, 体系中可以参加交联反应的活性点就越多, 反应活性就越 大, 交联密度就越高, 从而有效调节硅凝胶的硬度, 模量, 硫化速度。
进一步, 所述交联剂为含有端基氢的有机氢聚硅氧烷, 其结构式如下 :
(结构式 7)采用上述进一步方案的有益效果是 : 活性氢封端的有机氢聚硅氧烷具有更高的活 性, 可以作为扩链剂使用, 通过调节它的用量可以调节硅凝胶的强度和韧性, 从而优化产品 的机械性能。
进一步, 所述交联剂为含有端基氢、 侧基氢的有机氢聚硅氧烷, 其结构式如下 :
(结构式 8)采用上述进一步方案的有益效果是 : 该交联剂的交联密度高, 交联点多, 可以有效 的缩短固化时间, 提高效率 ;
进 一 步, 所 述交联剂 为含氢 环体, 粘 度为 10 ~ 100 厘 泊, 其 Si-H 键 的含量 为 0.05% ~ 5%wt, 举例结构式如下 :
(结构式 9)(结构式 10)(结构式 11)本发明还提供了一种 IGBT 模块封装用的有机硅凝胶的制备方法, 包括 :
A 组分的制备 : 在常温下, 将重量份数为 94 ~ 99.89 份的基料, 0.01 ~ 5 份的硅烷 偶联剂, 0.1 ~ 1 份的催化剂, 依次加入搅拌机内, 混合均匀, 即得所述 A 组分 ;
B 组分的制备 : 在常温下, 将重量份数为 79 ~ 95 份的基料, 5 ~ 15 份的交联剂, 0.01 ~ 5 的阻燃剂, 0.1 ~ 1 份的抑制剂, 依次加入搅拌机内, 混合均匀, 即得所述 B 组分 ;
在常温下, 所述 A 组分和 B 组分按 1 : 1 的重量配比混合, 将混合均匀的胶料置于真 空下脱泡, 把脱完气泡的胶料灌到零部件中完成灌封操作, 将灌封完的零件室温静置固化 或加热固化, 即可。
在上述技术方案的基础上, 本发明还可以做如下改进。
进一步, 所述真空的条件为 0.06 ~ -0.1MPa, 优选为 0.09MPa ;
进一步, 所述脱泡时间为 10 ~ 30 分钟, 优选为 20 分钟 ;
进一步, 所述加热固化的条件为在 70 ~ 110 ℃加热 0.5 ~ 4 小时 ; 或者在 90 ~ 130℃加热 0.5 ~ 2 小时 ; 或者 130 ~ 200℃加热 0.5 ~ 1.5 小时。
本发明有机硅凝胶的制备方法的有益效果是 : 本发明有机硅凝胶的制备方法操作 简单, 工艺稳定, 可操作时间长, 加热固化快, 抗静电效果佳, 在 -50 ~ 200℃保持稳定的机 械和电气性能, 低渗油, 透光率达到 98.2 ~ 99.5%, 且贮存稳定性好。
本发明将含乙烯基的液体 MQ 树脂、 含乙烯基的液体 MT 树脂、 含氢硅油、 乙烯基硅 油 (不包括乙烯基环体) 放入旋转蒸发仪中, 对树脂和硅油进行减压蒸馏, 温度为 120℃, 提 炼约 3h, 即得精炼级别的原料。本发明采用的精炼级的原料纯度较高, 可以避免低沸物以 及硅油小分子的渗出, 通过调节硅氢和乙烯基比例, 使不饱和摩尔数与 Si-H 摩尔数之比为 0.6 ~ 1.0, 避免残存过多的乙烯基, 通过上述过程可以显著减少和避免渗油及走油现象。 附图说明
图 1 为本发明 IGBT 模块封装用的有机硅凝胶的应用示意图 ;附图中, 各标号所代表的部件列表如下 :
1、 散热器, 2、 导热硅脂, 3、 底板焊片, 4、 IGBT 芯片, 5、 第一键合引线, 6、 二极管, 7、 第二键合引线, 8、 硅凝胶, 9、 主电极, 10、 内部电极, 11、 第三键合引线, 12、 键合, 13、 第一铜 膜, 14、 陶瓷, 15、 第二铜膜, 16、 底板。 具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述, 所举实例只用于解释本发明, 并非用于限 定本发明的范围。
实施例 1
A 组分的制备 : 称取粘度为 500cps 的双端乙烯基聚硅氧烷 (乙烯基含量 0.3wt%) , 如结构式 1, 86.7g, 粘度为 100cps 的端、 侧乙烯基聚二甲基硅氧烷 (乙烯基含量 6wt%) 如结 构式 2, 6.0g, 乙烯基液体 MQ 树脂, 如分子式 1 (乙烯基含量 1.3wt%, a=1.28, b=0.02) , 4.0g, γ-(甲基丙烯酰氧基) 丙基三甲氧基硅烷 3.0g, 铂 - 乙烯基硅氧烷配合物催化剂 0.3g, 含 量 7000ppm, 依次加入搅拌机内, 混合搅拌均匀, 即得所述 A 组分 ;
B 组分的制备 : 称取粘度为 100cps 的双端乙烯基聚硅氧烷 (乙烯基含量 0.7wt%) , 如 结 构 式 1, 83.47g, 乙 烯 基 液 体 MQ 树 脂, 如 分 子 式 1(乙 烯 基 含 量 =1.3wt%, a=1.28, b=0.02) , 6.0g, 聚甲基氢硅氧烷, 如结构式 6, 10.0g, 三芳基磷酸酯 0.5g, 1- 乙炔基环己醇 0.3g, 依次加入搅拌机内, 混合搅拌均匀, 即得所述 B 组分 ;
A 和 B 组分的树脂和硅油均为精炼级别的原料。
使用时, 将 A 组分、 B 组分按重量比为 1 : 1 的配比混合均匀, 真空脱泡 20 分钟, 点 胶或灌胶于待封装件上, 在 150℃加热 0.5 小时, 即可。
实施例 2
A 组分的制备 : 称取粘度为 500cps 的双端乙烯基聚硅氧烷 (乙烯基含量 0.42wt%) 如结构式 1, 83.6g, 乙烯基环体 (乙烯基含量 30wt%) , 如结构式 4, 8.0g, 乙烯基液体 MQ 树脂, 如分子式 1(乙烯基含量 3wt%,a=1.25, b=0.05) , 3.0g, γ-(2,3- 环氧丙氧基) 丙基三甲氧 基硅烷 2.0g, 铂 - 乙烯基硅氧烷配合物催化剂 0.4g, 含量 5000ppm, 依次加入搅拌机内, 混合 搅拌均匀, 即得所述 A 组分 ;
B 组分的制备 : 称取粘度为 500cps 的双端乙烯基聚硅氧烷 (乙烯基含量 0.12wt%) , 如结构式 1, 79.9g, 乙烯基液体 MQ 树脂如分子式 1(乙烯基含量 3wt%, a=1.25, b=0.05) , 4.0g, 端、 侧基聚甲基氢硅氧烷, 如结构式 8, 15.0g, 磷酸三苯酯 1.0g, 乙炔基环己醇 0.1g, 依次加入搅拌机内, 混合搅拌均匀, 即得所述 B 组分 ;
A 和 B 组分的树脂和硅油均为精炼级别的原料。
使用时, 将 A 组分、 B 组分按重量比为 1 : 1 的配比混合均匀, 真空脱泡 15 分钟, 点 胶或灌胶于待封装件上, 在 125℃加热 1.25 小时, 即可。
实施例 3
A 组分的制备 : 称取粘度为 10000cps 的双端乙烯基聚硅氧烷 (乙烯基含量 0.1wt%) 如结构式 1, 83g, 粘度为 2000cps 的端、 侧乙烯基聚二甲基硅氧烷 (乙烯基含量 0.5wt%) 如结 构式 2, 5.0g, 乙烯基环体 (乙烯基含量 30wt%) 如结构式 5, 7.0g, 乙烯基液体 MT 树脂如分子 式 2(乙烯基含量 3.6wt%, a=1.23, b=0.07) , 3.0g, 乙烯基三乙氧基硅烷 1.0g, 氯铂酸和二乙烯基四甲基二硅氧烷的络合物催化剂 1.0g, 含量 2000ppm, 依次加入搅拌机内, 混合搅拌 均匀, 即得所述 A 组分 ;
B 组分的制备 : 称取粘度为 450cps 的双端乙烯基聚硅氧烷 (乙烯基含量 1.2wt%) 如 结构式 1, 85.98g, 乙烯基液体 MT 树脂如分子式 2(乙烯基含量 3.6wt%, a=1.23, b=0.07) , 5.0g, 聚甲基氢硅氧烷, 如结构式 6 和结构式 7 各 4.0g, 异丙基化三苯磷酸酯 1.0g, 3- 苯 基 -1- 丁炔 -3 醇 0.2g, 依次加入搅拌机内, 混合搅拌均匀, 即得所述 B 组分 ;
A 和 B 组分的树脂和硅油均为精炼级别的原料。
使用时, 将所述 A 组分、 B 组分按重量比为 1:1 的配比混合均匀, 真空脱泡 20 分钟, 点胶或灌胶于待封装件上, 在 100℃加热 3.5 小时, 即可。
对比例 1
A 组分的制备 : 称取粘度为 500cps 的双端乙烯基聚硅氧烷 (乙烯基含量 0.3wt%) , 如结构式 1, 86.7g, 粘度为 500cps 的端、 侧乙烯基聚二甲基硅氧烷 (乙烯基含量 6wt%) 如 结构式 2, 6.0g, 乙烯基液体 MQ 树脂, 如分子式 1(乙烯基含量 =1.3wt%, a=1.28, b=0.02) , 4.0g, γ-(甲基丙烯酰氧基) 丙基三甲氧基硅烷 3.0g, 铂 - 乙烯基硅氧烷配合物 0.3g, 含量 7000ppm, 依次加入搅拌机内, 混合搅拌均匀, 即得所述 A 组分 ; B 组分的制备 : 称取粘度为 200cps 的双端乙烯基聚硅氧烷 (乙烯基含量 0.7wt%) 如 结构式 1, 86.97g, 乙烯基液体 MQ 树脂如分子式 1(乙烯基含量 =1.3wt%, a=1.28, b=0.02) , 3.0g, 聚甲基氢硅氧烷, 如结构式 6 和结构式 7 各 5.0g, 乙炔基环己醇 0.3g, 依次加入搅拌 机内, 混合搅拌均匀, 即得所述 B 组分 ;
A 和 B 组分的树脂和硅油均为普通级别的原料。
使用时, 将所述 A 组分、 B 组分按重量比为 1 : 1 的配比混合均匀, 真空脱泡 20 分钟, 点胶或灌胶于待封装件上, 在 150℃加热 0.5 小时, 即可。
对比例 2
A 组分的制备 : 称取粘度为 500cps 的双端乙烯基聚硅氧烷 (乙烯基含量 0.42wt%) 如结构式 1, 97.6g, γ-(2,3- 环氧丙氧基) 丙基三甲氧基硅烷 2.0g, 铂 - 乙烯基硅氧烷配 合物催化剂 0.4g, 含量 5000ppm, 依次加入搅拌机内, 混合搅拌均匀, 即得所述 A 组分 ;
B 组分的制备 : 称取粘度为 500cps 的双端乙烯基聚硅氧烷 (乙烯基含量 0.12wt%) , 如结构式 1, 83.9g, 端、 侧基聚甲基氢硅氧烷, 如结构式 8, 15.0g, 三芳基磷酸酯 1.0g, 乙炔 基环己醇 0.1g, 依次加入搅拌机内, 混合搅拌均匀, 即得所述 B 组分 ;
A 和 B 组分的树脂和硅油均为普通级别的原料。
使用时, 将所述 A 组分、 B 组分按重量比为 1 : 1 的配比混合均匀, 真空脱泡 15 分钟, 点胶或灌胶于待封装件上, 在 125℃加热 1.25 小时, 即可。
对比例 3
A 组分的制备 : 称取粘度为 1500cps 的双端乙烯基聚硅氧烷 (乙烯基含量 0.15wt%) 如结构式 1, 90g, 乙烯基环体 (乙烯基含量 30wt%) 如结构式 4, 8.0g, 乙烯基三乙氧基硅烷 1.0g, 氯铂酸和二乙烯基四甲基二硅氧烷的络合物催化剂 1.0g, 含量 2000ppm, 依次加入搅 拌机内, 混合搅拌均匀, 即得所述 A 组分 ;
B 组分的制备 : 称取粘度为 450cps 的双端乙烯基聚硅氧烷 (乙烯基含量 1.2wt%) 如结构式 1, 89.98g, 聚甲基氢硅氧烷, 如结构式 8, 8.0g, 三 (1,3- 二氯 -2- 丙基 ) 磷酸酯,
1.0g, 3- 苯基 -1- 丁炔 -3 醇为 0.2g, 依次加入搅拌机内, 混合搅拌均匀, 即得所述 B 组分 ;
A 和 B 组分的树脂和硅油均为普通级别的原料。
使用时, 将所述 A 组分、 B 组分按重量比为 1:1 的配比混合均匀, 真空脱泡 20 分钟, 点胶或灌胶于待封装件上, 在 100℃加热 3.5 小时, 即可。
本发明考察了硅凝胶的各种性能, 物理性能 (外观、 运动粘度、 密度) , 力学性能 (锥 入度、 凝胶硬度、 拉伸强度) , 光学性能 (透光率、 折射率) , 电学性能 (介电常数、 体积电阻率) , 阻燃性能 (氧指数) , 耐候性 (耐冷热冲击性) 。
本发明将各实施例中制得的 A, B 组分, 按质量比 1 : 1 混合均匀, 固化温度 125℃, 时间 75min, 各测试项目的标准按以下进行 :
采用紫外可见分光光度仪按 GB/T2410-80 测定透光率 ;
采用橡胶拉力测试机按 GB/T528-1988 拉伸强度测试 ;
采用氧指数仪按 GB/T10707-1989 测试氧指数 ;
采用锥入度测试仪按 GB/T269-91 测试锥入度 ;
采用质构仪按 ISO9665 测试凝胶硬度 ;
采用 YH-8200 数字绝缘电阻按 GBT1410-2006 测试电阻率 ; 采用介电常数测试仪按照 GB-T1694-1981 测试介电常数 ;
选择 10g 固化后的硅凝胶样品在索氏提取器作萃取试验, 采用正己烷作为溶剂, 萃取时间为 4 小时, 萃取后测试硅凝胶样品的质量损失, 如表 1 所示。
表 1 性能指标
从表 1 可以看出, 实施例 1 ~ 3 通过改变组份硅油的粘度, 可以实现硅凝胶的粘度 可控, 实施例与对比例 1 和对比例 2 来看, 阻燃剂的加入, 提高了该硅凝胶的阻燃性能, 树脂 的加入提高了硅凝胶的机械强度, 添加含端氢的硅油可以提高硅凝胶的强度和韧性, 选取 精炼级的原料可以避免渗油走油的现象, 而且折射率都在 1.40 以上, 透光率均超过 98%。
本发明主要是应用在 IGBT 模块封装上面, 具体的图示详见图 1, IGBT 模块封装通 常包括以下几个关键的部件 : 散热器 1, 导热硅脂 2, 底板焊片 3, IGBT 芯片 4, 第一键合引线 5, 二极管 6, 第二键合引线 7, 硅凝胶 8, 主电极 9, 内部电极 10, 第三键合引线 11, 键合 12, 第 一铜膜 13, 陶瓷 14, 第二铜膜 15, 底板 16, 硅凝胶通常是封装在芯片和外壳之间, 起到保护 互连和防潮, 防尘以及防震的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例, 并不用以限制本发明, 凡在本发明的精神和 原则之内, 所作的任何修改、 等同替换、 改进等, 均应包含在本发明的保护范围之内。