基于結(jié)構(gòu)函數(shù)探究導(dǎo)熱硅膠片的導(dǎo)熱性能

吳雙彪 錢軍軍 李佳豪

摘要：導(dǎo)熱硅膠相對(duì)導(dǎo)熱硅脂來說，具有易分離，可重復(fù)利用的特點(diǎn)，更適合應(yīng)用于功率模塊的功率篩選生產(chǎn)中。但不同材料、不同厚度的導(dǎo)熱硅膠片的導(dǎo)熱性能、填充性是不一樣的，基于雙界面測(cè)量瞬態(tài)熱阻的方法，通過結(jié)構(gòu)函數(shù)理論，可以獲得同一只產(chǎn)品采用不同導(dǎo)熱材料的多條積分曲線進(jìn)行對(duì)比，從而判斷出材料的導(dǎo)熱性能。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)熱性能;熱阻測(cè)量;結(jié)構(gòu)函數(shù)

0 引言

功率模塊做工作壽命試驗(yàn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很高的熱量，為了達(dá)到產(chǎn)品篩選工藝要求，產(chǎn)品與散熱器之間的填充材料導(dǎo)熱性能尤為重要。導(dǎo)熱硅膠片都是用來填充在功率器件與散熱器間空隙的一種熱界面材料，使器件結(jié)溫保持在一個(gè)可以穩(wěn)定工作的水平。傳統(tǒng)方法是利用熱電偶測(cè)量外殼溫度 Tc，通過對(duì)比殼溫的差異，可以間接判定導(dǎo)熱材料的性能差異。但是熱傳導(dǎo)的過程中，器件外殼溫度分布不均勻，熱電偶只能測(cè)量局部的溫度，測(cè)量結(jié)果誤差大，可重復(fù)性差。

本文通過雙界面測(cè)試法，利用結(jié)構(gòu)函數(shù)理論，準(zhǔn)確測(cè)量出器件到散熱器的傳熱路徑上的瞬態(tài)熱阻，結(jié)合 T3ster 分析軟件對(duì)比測(cè)試曲線可評(píng)估出不同材料的導(dǎo)熱性能。

1 基本原理

1.1 雙界面瞬態(tài)熱阻測(cè)試法

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 不同材料的導(dǎo)熱硅膠對(duì)比

結(jié)合 JESD 51-14 標(biāo)準(zhǔn)中瞬態(tài)熱測(cè)試界面法[2]，使用 MicReD Power Tester（功率循環(huán)系統(tǒng)）進(jìn)行測(cè)試，使用 4 種材料厚度相同，屬性不同的導(dǎo)熱硅膠片（見表 1）進(jìn)行瞬態(tài)熱阻測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖 3 所示。