一種高強度igbt大功率模塊封裝硅膠及其封裝工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高強度IGBT大功率模塊封裝硅膠及其封裝工藝，該封裝膠強度高，可以抵抗外部的沖擊，耐候性佳，與IGBT功率模塊具有很好的兼容和粘附強度。有效的起到對IGBT功率模塊的保護和絕緣作用。滿足在大功率、高頻率、高電壓、大電流的IGBT功率模塊封裝要求。本發(fā)明的硅膠，為雙組份加熱固化型膠黏劑，由A組分和B組分按照1：1混合而成。
【專利說明】一種高強度IGBT大功率模塊封裝硅膠及其封裝工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及有機硅封裝硅膠【技術領域】，具體涉及一種高強度IGBT大功率模塊封裝硅膠及其封裝工藝。
【背景技術】
[0002]IGBT(Insulated Gate Bipolar Transisitor)是絕緣柵雙極型晶體管的英文縮寫，是一種MOSFET與雙極晶體管復合的器件，功率MOSFET易于驅動，控制簡單，開關頻率高，功率晶體管的導通電壓低，通態(tài)電流大，損耗小。在中、高頻率應用中，實現(xiàn)主導地位。作為一種新型的功率器件，IGBT最大的特點就是節(jié)能和高能效，已經在節(jié)能市場領域獲得較為廣泛的應用。
[0003]在中國IGBT行業(yè)中，中端技術已有突破，基本形成從芯片設計到芯片封裝，目前需要解決的是“進口替代”，做到IGBT關鍵原料的國產化。這樣才能擁有較好的IGBT的產業(yè)規(guī)模，使智能電網、高鐵建設、新能源汽車以及家電節(jié)能等本土市場快速發(fā)展。
[0004]應用在IGBT功率模塊封裝上的有機硅封裝膠具有更為高的要求才能滿足并實現(xiàn)IGBT的逆變功能，實現(xiàn)直流電變?yōu)榭煽氐慕涣麟姷霓D換。目前國內的有機硅市場上，開始陸續(xù)出現(xiàn)IGBT功率模塊封裝用的有機硅膠的一些報導，針對該應用領域提出更為苛刻的要求。目前的硅膠的問題是耐候性和抗沖擊效果差，不能較好的與模塊兼容和粘附，極易透水和透氧，造成模塊的快速老化，只能適用中低頻率的器件。而可以滿足大功率、高頻率、高電壓、大電流的IGBT功率模塊封裝硅膠暫時還沒有報道。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明提供一種高強度IGBT大功率模塊封裝硅膠及其封裝工藝，該封裝膠強度高，可以抵抗外部的沖擊，耐候性佳，與IGBT功率模塊具有很好的兼容和粘附強度。有效的起到對IGBT功率模塊的保護和絕緣作用。滿足在大功率、高頻率、高電壓、大電流的IGBT功率模塊封裝要求。
[0006]本發(fā)明的技術方案是:一種高強度IGBT大功率模塊封裝硅膠，為雙組份加熱固化型膠黏劑，包括A組分和B組分，其中；
[0007]a) A 組分:
[0008]甲基乙烯基聚硅氧烷樹脂40~50份
[0009]甲基乙烯基硅油23~50份
[0010]沖擊改性劑5~15份
[0011]耐候劑I~5份
[0012]粘附力劑3~6份
[0013]催化劑0.1~1份
[0014]b)B 組分:
[0015]甲基乙烯基聚硅氧烷樹脂30~50份
[0016]甲基乙烯基硅油30~50份
[0017]交聯(lián)劑5~20份
[0018]抑制劑0.1~0.5份；
[0019]A組分和B組分的質量比為1:1。
[0020]由于本發(fā)明摒棄了常規(guī)的有機硅封裝硅膠，解決了常規(guī)封裝硅膠強度低，與IGBT模塊兼容性和粘附強性差，抗沖擊效果差，耐候性不佳，極易透水和透氧等缺陷，與現(xiàn)有技術相比，具有更高的強度和抗沖擊的性能，耐候性，兼容和粘附性，具有較低的吸水率和吸氧率，而且對其封裝工藝進行了探討，這樣更有效的保護器件模塊，保證在IGBT功率模塊工藝條件下穩(wěn)定運行。
[0021] 在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進:針對本發(fā)明中出現(xiàn)的Me為甲基，Vi為乙烯基，Ph為苯基。
[0022]本發(fā)明的甲基乙烯基聚硅氧烷樹脂為液體的乙烯基樹脂。
[0023]進一步，所述甲基乙烯基聚硅氧烷樹脂為以下結構式(I)和結構式(2)中的一種或二者的混合；
[0024](Me3S10.5) a (ViMe2S10.5) b (S12) (I)
[0025]其中，a= 0.6 ~1.2, b = 0.6 ~1.2
[0026](Me3S105)c(ViMe2S105)d(Me2S1)(MeS115) (2)
[0027]其中，c= 0.7 ~1.2, d = 0.4 ~1.3。
[0028]進一步，所述甲基乙烯基硅油為以下結構式(3)和結構式(4)中的一種或二者的混合；
[0029](ViMe2S10.5) (Me2S1) e (ViMe2S10.5) (3)
[0030]其中，e= 50 ~200
[0031](ViMe2S10.5) (Me2S1) f (ViMeS1) g (ViMe2S10.5) (4)
[0032]其中，f= 30 ~200，g = 60 ~100。
[0033]進一步，所述交聯(lián)劑為以下結構式(5)和結構式(6)中的一種或二者的混合；
[0034](HMe2S10.5) (Me2S1)i(HMe2S10 5) (5)
[0035]其中，i= 4 ~20
[0036](Me3S10.5) (Me2S1) j (HMeS1) k (Me3S10.5) (6)
[0037]其中，j= 6 ~18,k = 2 ~10。
[0038]進一步，所述沖擊改性劑的結構式如通式(7)所示:
[0039]
MeMeMeMeMe
I[I IjI Ul Li
Me-S1-OSi—O---Si—O——Si——O——S1-Me
j I Jx L j I I
Me viHMeMe(7)
[0040]其中，義=5~20，又=5~20，2= 10 ~50。
[0041]釆用上述進一步方案的有益效果是:增加封裝硅膠對高低溫，冷熱環(huán)境以及外部的壓力等的抗沖擊能力。
[0042]進一步，所述耐候劑的結構式如通式(8)所示:
【權利要求】
1.一種高強度IGBT大功率模塊封裝硅膠，包括A組分和B組分，其中， A組分:曱基乙烯基聚硅氧烷樹脂40 ~ 50份；曱基乙烯基硅油23 ~ 50份；沖擊改性劑5~15份；耐候劑I~5份；粘附力劑3~6份;催化劑0.1 ~ 1份； B組分:曱基乙烯基聚硅氧烷樹脂30 ~ 50份；曱基乙烯基硅油30~50份；交聯(lián)劑5~20份；抑制劑0.1 ~ 0.5份； A組分和B組分的質量比為1:1。
2.根據權利要求1所述的一種高強度IGBT大功率模塊封裝硅膠，其特征在于，所述甲基乙烯基聚硅氧烷樹脂為以下結構式(I)和結構式(2)中的一種或二者的混合；
(Me3S10.5) a (ViMe2S10.5) b (S12) (I)
其中，a = 0.6 ~1.2，b = 0.6 ~1.2
(Me3S10.5) c (ViMe2S10.5) d (Me2S1) (MeS11.5) (2)
其中，c = 0.7 ~1.2，d = 0.4 ~1.3。
3.根據權利要求1所述的一種高強度IGBT大功率模塊封裝硅膠，其特征在于，所述甲基乙烯基硅油為以下結構式(3)和結構式(4)中的一種或二者的混合；
(ViMe2S10.5) (Me2S1) e (ViMe2S10.5) (3) 其中，e = 50~200
(ViMe2S10.5) (Me2S1) f (ViMeS1) g (ViMe2S10.5) (4) 其中，f = 30 ~200，g = 60 ~100。
4.根據權利要求1所述的一種高強度IGBT大功率模塊封裝硅膠，其特征在于，所述交聯(lián)劑為以下結構式(5)和結構式(6)中的一種或二者的混合；
(HMe2S10.5) (Me2S1) j (HMe2S10.5) (5) 其中，i = 4~20
(Me3S10.5) (Me2S1) j (HMeS1) k (Me3S10.5) (6) 其中，j = 6 ~18, k = 2 ~10。
5.根據權利要求1所述的一種高強度IGBT大功率模塊封裝硅膠，其特征在于，所述沖擊改性劑的結構式如通式(7)所示:
其中，X = 5 ~20，y = 5 ~20，z = 10 ~50。
6.根據權利要求1所述的一種高強度IGBT大功率模塊封裝硅膠，其特征在于，所述耐候劑的結構式如通式(8)所示:
其中，m = 4 ~10,n = 8 ~20。
7.根據權利要求1所述的一種高強度IGBT大功率模塊封裝硅膠，其特征在于，所述粘附力劑的結構式如通式(9)所示:
其中，h = 5~20。
8.根據權利要求1所述的一種高強度IGBT大功率模塊封裝硅膠，其特征在于，所述催化劑為鉬系催化劑；所述抑制劑選自3-甲基-1- 丁炔-3-醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇、以及3, 5- 二甲基-1-己炔-3-醇中的任意一種。
9.權利要求1-9任一權利要求所述的高強度IGBT大功率模塊封裝硅膠在IGBT功率模塊封裝工藝中的應用。
10.權利要求1-9任一權利要求所述的高強度IGBT大功率模塊封裝硅膠的制備方法，包括以下步驟: DA組分的制備:室溫下，稱量甲基乙烯基聚硅氧烷樹脂40~50份、甲基乙烯基硅油23~50份、沖擊改性劑5~15份、耐候劑I~5份、粘附力劑3~6份、催化劑0.1~1份依次加入雙行星高速分散機中，充分攪拌混合均勻，抽真空后灌裝并密封保存完成； 2)B組分的制備:室溫下，稱量甲基乙烯基聚硅氧烷樹脂30~50份、甲基乙烯基硅油30~50份、交聯(lián)劑5~20份、抑制劑0.1~0.5份依次加入雙行星高速分散機中，充分攪拌混合均勻，抽真 空后灌裝并密封保存完成。
【文檔編號】H01L23/29GK104178080SQ201410441512
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權日:2014年9月1日
【發(fā)明者】陳維, 張麗婭, 王建斌, 陳田安 申請人:煙臺德邦先進硅材料有限公司