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Vrycul(维酷)液态金属产品能否解决IGBT器件散热难题?

信息来源:bandaoti.biz  时间:2015-04-29  浏览次数:10431

众所周知,IGBT器件以其输入阻值高、开关速度快、通态电压低、阻断电压高、承受电流大等特点,已成为当今功率半导体器件发展的主流器件,广泛应用到各种交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域功率电子电路中。散热设计是这些年IGBT器件研究课题之一,但至今尚未攻破该难题。包括IGBT器件、散热器、热风扇以及导热介质四部分组成完整的IGBT模块,其中IGBT器件本身和导热介质对散热性能起决定性作用,作为完美的导热介质需要具备哪些良好的性能?阅读之前,简短介绍一家专业研发液态金属导热材料领域企业-Vrycul(维酷)公司,不久前,推出新品导热膏、导热片、导电膏,并与4月13日亮相工业领域盛会-2015德国汉诺威工业博览会。

    散热问题—IGBT器件不可逾越的鸿沟 

 

当IGBT器件工作时,产生的热量会使芯片温度升高,如果散热缓慢,那么就有可能使芯片温度升高到超过所允许的*高IGBT结温,IGBT器件的性能将显著下降,并且不能稳定工作,从而导致IGBT器件性能恶化或失效,而研究表明,IGBT器件失效率与其结温指数有直接关系,其性能随结温升高而降低。研究数据表明,IGBT器件工作温度每升高10℃失效率增加1倍,此外,过热引起的“电子迁移”现象会对芯片造成不可逆的**损伤,影响芯片寿命。同时随着IGBT器件容量的不断增大,对散热效能提出越来越高的要求。所以IGBT散热设计的基本任务是,根据传热学的基本原理,设计一热阻尽可能低的热流通路,使器件发出的热量能尽快地发散出去,从而保证器件运行时,其内部的温度始终保持在允许的结温之内。

 

     导热介质—IGBT器件与散热器之间纽带

 

安装散热器的基本目的是把IGBT器件中产生的热量传递出去。热量传播主要有如下三种方式,即热传导、热对流和热辐射,而散热器的类型通常有自冷式、风冷式、液冷式和沸腾式四大类。本文将重点对比新型与传统导热介质材料,导热介质被广泛使用在IGBT器件与散热器接触表面上,主要目的是填充IGBT安装面与散热器之间的间隙,达到均匀、有效的散热效果,避免器件温度过高而损坏IGBT器件,所以导热介质的选取是及其关键重要的。

 

    液态金属—导热介质新生军 

 

传统导热介质硅脂,主要由硅油和填料组成,其中填料是磨得很细的粉末,成分为ZnO/AI2O3/氮化硼/碳化硅/镁粉等,硅油保证了硅脂的流动性,而填料填充了IGBT器件和散热器之间的微小空隙,保证了导热性。但硅脂作为导热介质有一定的限制范围,不能稳定的工作且高温易挥发固话,因而影响系统运行的可靠性,尤其是大功率应用领域,散热问题成为技术人员急于解决的问题。作为一家专注于研发和生产的导热界面材料的vrycul(维酷)公司,主推不同粘度的液态金属导热膏和导热片,这系列产品是近些年国际散热领域的一项突破性革新,性能优势十分明显。下面,我们将以表格的形式对比vrycul液态金属导热材料与传统硅脂导热材料性能优劣。


 

通过对比可知,vrycul液态金属导热材料性能优势十分明显,同时热导率优于硅脂材料****-800%,寿命是传统硅脂材料2倍以上,耐高温能力达到500℃,同时工作稳定,有效保持散热器持续散热,且维护方式简单,降低维护成本。硅脂作为导热介质致命缺陷也十分明显,首先,硅油本身不易挥发,但硅脂易挥发,易游离,本身表面张力小,易从机器中泄露,同时具有一定的吸湿性,致使IGBT器件性能急剧下降。IGBT器件本身是以叠合结构形式工作的,本身体积较大,组装困难,反复拆装维护致使设备管理维护费用高昂,其次,硅脂本身材料导热率较低,工作温度区间较窄,适应工作环境较差,致使IGBT器件工作条件受限,直接影响IGBT器件工作效率。

随着科学技术的发展,IGBT器件散热问题也将会逐步解决,vrycul(维酷)作为具有科研实力的导热材料领域公司,有能力提供一份详细的IGBT器件领域散热技术解决方案,届时,IGBT器件在液态金属导热介质的促进下,将以更成熟的产品出现在各行各业中,提高散热效率、降低维护成本,为企业创造更大价值。

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