IGBT芯片新型环氧封装料的研制

发布时间：2020-10-28 06:09

　　 本文以三种环氧树脂为基体,甲基六氢苯酐为固化剂,研究环氧树脂的配比用量,两种无机填料的复配比例以及增韧剂用量对封装料各项性能的影响,对填料表面改性进行探究,优化封装料的配方和固化工艺,制备具有低黏度、高导热、高耐热等优点的IGBT芯片用环氧树脂封装料。本论文的主要研究内容为:(1)环氧树脂的配比用量。改变SRTEM-80和REDG-80的配比用量,为满足IGBT芯片的灌封工艺以及无机填料的填充,选择SRTEM-80和REDG-80用量比例2:3为环氧树脂基体。(2)无机填料的混合比例。综合比较两种无机填料的加入对环氧树脂封装料的性能影响,采用五种复配方式进行研究,结果表明:当氧化铝和硅微粉质量比为3:2时,黏度相对较小,导热性能较好,且电性能最优。(3)增韧剂用量。比较增韧剂CTBN用量(0份,1.25份,2.5份,3.75份,5份)的不同对环氧树脂封装料的性能影响。结果表明:当CTBN用量5份时,弯曲强度性能最优。随着增韧剂用量增加,黏度也稍增加,导热性能先增加后减小,在CTBN用量为3.75份时,配制的环氧树脂封装料综合性能最佳。(4)未改性填充量。按照上述研究结果所得最佳配方进行配制,在相同条件下,探究不同填充量对环氧树脂封装料的性能影响。结果表明:随着填充量的增加,热导率增加,黏度迅速增加,当填充量超过70wt%时,封装料的绝缘性能、疏水性能、耐热性能等均达到工业要求。填充量75wt%时,黏度2861mPa·s,热导率为1.33W/m·k,体积电阻率4.05*10~(15)Ω·m,击穿场强24.41KV/mm,tgδ为0.0068,吸水率低于0.1%。(5)改性剂种类。为进一步提高环氧树脂封装料的热导率,需增加无机填料的用量。采用偶联剂KH-560和KH-570对填料进行改性,以提高粉体的润湿性,增大填充量。结果表明:经KH-570改性后的封装料性能较好。(6)改性剂用量。对硅烷偶联剂KH-570用量进行研究,结果表明:过量的KH-570反而使黏度有增长的趋势,热导率随着改性剂用量先增加后降低,绝缘性能均满足要求,其中KH-570用量1.5wt%时制备的环氧树脂封装料的性能相对最优。(7)改性后填充量。填充量对环氧树脂的导热系数和黏度均影响较大,通过探究改性后的无机填料的填充量,确定IGBT芯片封装料的最佳配方。结果表明:无机填料填充量80wt%时,封装料的综合性能最优,黏度2203mPa·s,热导率最高为1.71W/(m·k),分解温度达到307℃,体积电阻率6.31*10~(15)Ω·m,击穿场强大于26KV/mm,tgδ为0.0078,弯曲强度76.97MPa,吸水率小于0.1%,满足IGBT芯片的使用。
【学位单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：TQ436.6;TN322.8;TN40
【部分图文】：

KH-560与KH-570的结构式Fig.1-1StructuralformulaofKH-560andKH-570

硅烷偶联剂与无机填料的反应机理Fig.1-2Reactionmechanismofsilanecouplingagentandinorganicfiller

环氧树脂封装料制备工艺流程图
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本文编号：2859701