[发明专利]一种IGBT模块封装用的有机硅凝胶及其制备方法

说明书

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；具有理想的介电绝缘性能：介电强度为10～20Kv/mm，体积电阻率为6.5*10¹⁵～9.5*10¹⁵Ω/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；