CN102863800B

CN102863800B - 一种绝缘栅双极型晶体管封装用有机硅凝胶材料

Info

Publication number: CN102863800B
Application number: CN201210403543.9A
Authority: CN
Inventors: 赵慧宇; 唐毅平; 姜其斌; 丁娉
Original assignee: Zhuzhou Times New Material Technology Co Ltd
Current assignee: Zhuzhou Times New Material Technology Co Ltd
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2032-10-22
Also published as: CN102863800A

Abstract

本发明公开了一种绝缘栅双极型晶体管(IGBT)封装用有机硅凝胶材料，包括按重量份数计75～98%的含乙烯基的聚硅氧烷基础油，0.5～20%份的含氢硅油扩链剂，0.1～5%份具有下垂链硅氢和端位硅氢的含氢硅油交联剂，0.05～0.5%份铂金属催化剂，0.05～0.5%份炔醇类或者多乙烯基类抑制剂，本发明涉及的IGBT封装用有机硅凝胶具有非常柔软、粘附力强、防湿性和耐冲击性、吸收性非常好的特点，并且与IGBT模块的粘结性、兼容性等都很好，能满足IGBT模块灌封的质量要求。

Description

一种绝缘栅双极型晶体管封装用有机硅凝胶材料

技术领域：

本发明涉及一种有机硅凝胶材料，具体是一种绝缘栅双极型晶体管封装用有机硅凝胶材料。

背景技术：

IGBT是Insulated Gate Bipolar Transisitor(绝缘栅双极型晶体管)的缩写，简单说就是实现逆变功能，把直流电变成可控的交流电。IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟通，给NPN晶体管提供基极电流，使IGBT导通。反之，加反向门极电压消除通道，切断基极电流，使IGBT关断。在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位，主要用于交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

加成型有机硅凝胶具有非常柔软、粘附力强、防湿性和耐冲击性非常好的特点，是IGBT内灌封的首选材料，能够起到很好的保护、绝缘作用。

但是现在市场上硅凝胶的绝缘性能、与IGBT模块的粘结性、兼容性等都相对较差，不能满足IGBT模块的质量要求，因此，研制一种高绝缘性能、与IGBT模块兼容性良好的IGBT用硅凝胶是本领域技术人员一直致力于研究的方向之一。

发明内容：

本发明的目的，就是针对上述问题而提供一种IGBT模块封装用有机硅凝胶，该硅凝胶能彻底满足IGBT模块在各种环境和气候条件下的安全运行和防护问题，绝缘性能高、与IGBT模块兼容性良好

本发明为达目的所用的技术方案是：

一种绝缘栅双极型晶体管封装用有机硅凝胶材料，该有机硅凝胶包括以下原料成分及其重量百分比含量：

基硅油：75～98%

扩链剂：0.5～20%

交联剂：0.1～5%

催化剂：0.05～0.5%

抑制剂：0.05～0.5%

基础油选自含乙烯基的聚硅氧烷，包括端基含乙烯基的聚甲基乙烯基硅氧烷、侧链含乙烯基的聚甲基乙烯基硅氧烷、端基和侧链均含乙烯基的聚甲基乙烯基硅氧烷、端基含乙烯基的聚甲基苯基乙烯基硅氧烷、侧链含乙烯基的聚甲基苯基乙烯基硅氧烷、端基和侧链均含乙烯基的聚甲基苯基乙烯基硅氧烷的一种或几种的组合物，含乙烯基聚硅氧烷分子量为20000～40000，粘度在25℃为500～1500mpa.s，乙烯基含量为0.25%～1.25%之间含乙烯基聚硅氧烷。

扩链剂为二甲基氢基封端的聚二甲基硅氧烷，其粘度为在25℃为15～65mpa.s,含氢量在0.04%～0.12%之间的端含氢硅油。

交联剂为具有下垂链硅氢和端位硅氢的聚甲基氢基硅氧烷，优选粘度在25℃为15～100mpa.s，含氢量在0.4%～1.6%之间的具有下垂链和端位硅氢的含氢硅油。

催化剂为铂金属催化剂，催化剂为铂金属催化剂，包括氯铂酸，氯铂酸和二乙烯基四甲基二硅氧烷的络合物。

抑制剂为炔醇类或者多乙烯基类抑制剂，炔醇类抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇，多乙烯基类抑制剂为1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷。

与现有技术相比，本发明涉及的有机硅凝胶材料，是用于IGBT灌封的材料，具有与IGBT模块良好的粘结性、兼容性以及优良的绝缘性能，能够很好的起到对IGBT模块的缓冲保护、防潮、绝缘的作用。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

实施例1：

实施例1配方表

将制备的组合物通过在120℃加热60分钟固化，由此形成透明的凝胶制品。对于该凝胶制品，采用GB T269规定的锥入度计（1/4比例的锥）测量锥入度，采用GB/T 1695-2005 测量电气强度。

采用该凝胶对IGBT模块进行灌封，对灌封好的模块进行环境因素的评估，考察硅凝胶与模块的兼容性，以及模块通过环境因素改变后的电气性能。

测试结果见表1。

实施例2：

实施例2配方表

采用和实施例1相同的方式测试制备的组合物的材料性能以及和模块的兼容性，结果见表1。

实施例3：

实施例3配方表

测试结果见表1。

对比实施例1：

除了不添加组分交联剂，并将组分扩链剂的量变成15质量份以外，按照和实施例1相同的方式制备组合物。

对比实施例2：

除了不添加组分交联剂，并将组分扩链剂的量变成12质量份以外，按照和实施例1相同的方式制备组合物1。

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	对比实施例1	对比实施例2
						锥入度(1/4锥体)	79	102	85	86	65
电气强度KV/mm	20	21	19	17	15
						IGBT局放测试*	通过	通过	通过	未通过	未通过

*局放测试为模块正反面间加电压，测量其放电量，放电量大于25P库，则认为不通过。

从表1中可以看出按照本技术方案制得的有机硅凝胶电气强度较高，与IGBT模块的相容性好，能满足IGBT封装的技术要求。

Claims

1.一种绝缘栅双极型晶体管封装用有机硅凝胶材料，其特征在于，该有机硅凝胶为以下原料成分及其重量百分比含量组成：

基础油：75～98%

扩链剂：0.5～20%

交联剂：0.1～5%

催化剂：0.05～0.5%

抑制剂：0.05～0.5%；

所述基础油选自含乙烯基的聚硅氧烷；所述扩链剂为二甲基氢基封端的聚二甲基硅氧烷；所述交联剂为具有下垂链硅氢和端位硅氢的聚甲基氢基硅氧烷；所述催化剂为铂金属催化剂；所述抑制剂为炔醇类或者多乙烯基类抑制剂；将制备的组合物通过在120℃加热60分钟固化，由此形成透明的凝胶制品。

2.根据权利要求1所述的绝缘栅双极型晶体管封装用有机硅凝胶材料，其特征在于所述基础油包括端基含乙烯基的聚甲基乙烯基硅氧烷、侧链含乙烯基的聚甲基乙烯基硅氧烷、端基和侧链均含乙烯基的聚甲基乙烯基硅氧烷、端基含乙烯基的聚甲基苯基乙烯基硅氧烷、侧链含乙烯基的聚甲基苯基乙烯基硅氧烷、端基和侧链均含乙烯基的聚甲基苯基乙烯基硅氧烷的一种或几种的组合物。

3.根据权利要求2所述的绝缘栅双极型晶体管封装用有机硅凝胶材料，其特征在于乙烯基聚硅氧烷分子量为20000～40000，粘度在25℃为500～1500 mPa·s，乙烯基含量为0.25%～1.25%之间的含乙烯基聚硅氧烷。

4.根据权利要求1所述的绝缘栅双极型晶体管封装用有机硅凝胶材料，其特征在于，所述二甲基氢基封端的聚二甲基硅氧烷为粘度在25℃为15～65 mPa·s ,含氢量在0.04%～0.12%之间的端含氢硅油。

5.根据权利要求1所述的绝缘栅双极型晶体管封装用有机硅凝胶材料，其特征在于所述的具有下垂链硅氢和端位硅氢的聚甲基氢基硅氧烷为粘度在25℃为15～100 mPa·s ，含氢量在0.4%～1.6%之间的含氢硅油。

6.根据权利要求1所述的绝缘栅双极型晶体管封装用有机硅凝胶材料，其特征在于，所述铂金属催化剂包括氯铂酸，氯铂酸和二乙烯基四甲基二硅氧烷的络合物。

7.根据权利要求1所述的绝缘栅双极型晶体管用有机硅凝胶材料，其特征在于，所述炔醇类抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇，多乙烯基类抑制剂为1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷。