高精密厚膜丝网印刷技术在IGBT导热硅脂涂覆中的关键作用与工艺解析
高精密厚膜丝网印刷技术在IGBT导热硅脂涂覆中的关键作用与工艺解析
IGBT（绝缘栅双极型场效应晶体管）是一种常见的功率半导体器件，广泛应用于电力转换、电机驱动、逆变器等领域。为了确保其可靠性和散热性能，通常需要在IGBT与散热器之间涂覆一层导热硅脂。本文将详细介绍导热硅脂的作用原理及其在IGBT中的应用，并重点解析高精密厚膜丝网印刷技术在导热硅脂涂覆中的关键作用与工艺流程。
一、导热硅脂
导热硅脂又称散热硅脂、导热胶，它以硅油为原料，并添加导热颗粒，如氧化铝或氮化硼等，经过加热减压、研磨等工艺之后形成的一种绝缘材料。由于具有良好的导热性能，被广泛用于电子器件的散热，将产生的热量有效地传递到散热器或其他散热设备上。同时，它作为绝缘材料，还可以防止电流的通过，从而避免电子元件之间的短路。
图源网络
二、导热硅脂应用原理
在IGBT中，导热硅脂的主要作用是热传导、界面间隙填充。IGBT器件与散热器安装装配时，不可避免地会存在微小空气间隙或表面不平整，而这些间隙会降低热传导效率。所以在装配前，先印刷一层导热硅脂，以提供更紧密的热接触，减少热阻，从而提高热量的传导效率，保证 IGBT 安全稳定地运行。
图源网络：接触面间热流示意图
三、导热硅脂涂覆工艺
目前，针对 IGBT 单管导热要求不高时，还是会使用手动涂硅脂工艺。但是人工涂覆劳动强度大、可靠性差、效率低下，无法保证膜厚一致性。所以，为保证印刷质量和印刷效率，厚膜丝网印刷作为一种工艺相对简单、可大批量印刷、绿色环保的印刷工艺，被广泛用于导热硅脂的涂覆。目前，IGBT模块导热脂要求印刷厚度在50um~100um之间。因为太薄容易有间隙，太厚又容易增加不必要的介质，增加热阻，反而不利于散热。所以，为保证厚度可控，膜厚均匀，厚膜丝网印刷工艺至关重要。下面就一起来看看导热硅脂的厚膜丝网印刷工艺步骤吧！
图源网络 不同厂商膜厚要求
- 准备工作：使用无尘车间，确保工作环境清洁，防止灰尘和杂质影响印刷质量。
图源：建宇网印 无尘车间
- 准备导热硅脂：搅拌导热硅脂，确保其中的导热颗粒均匀分布。有些导热硅脂可能需要在特定温度下搅拌，以确保其达到最佳流动性。
图源网络 导热硅脂
3.准备印刷网版：根据产品要求设计导热硅脂印刷的图案和厚度。
4.调整印刷设备：将需要涂覆导热硅脂的基材（如电路板、散热片等）放置在高精密厚膜印刷设备的LTCC平台上，根据导热硅脂的性质和印刷要求，使用触摸屏面板调整丝网印刷设备的印刷速度、印刷压力、网距等参数。
5.质量控制：在印刷过程中，进行反复试样，确保导热硅脂的厚度和分布均匀，没有气泡或其他缺陷。
6.后续处理：完成导热硅脂的印刷后，可能需要进行后续处理，如烘烤、硬化等，以确保其在使用中稳定可靠。
7.清理和维护：清理丝网印刷设备，以防止硅脂固化堵塞丝网。维护设备的正常运行，确保下次印刷时仍能保持高精度的印刷质量。
综上所述，导热硅脂在IGBT器件中的应用不仅是为了提高散热性能，更是确保其安全稳定运行的关键一环。通过高精密厚膜丝网印刷技术涂覆导热硅脂，确保了印刷厚度的一致性，有效填充了器件与散热器之间微小的间隙，提供了更紧密的热接触，提高了热量的传导效率。这为现代电子器件制造提供了可靠而高效的解决方案。
注：以上印刷步骤由高精密厚膜丝网印刷机厂商：长沙建宇网印机电设备有限公司提供，在实际印刷时，可能会根据具体的导热硅脂和设备而有所不同，需在导热硅脂制造商和印刷设备厂商提供的具体工艺说明和建议下进行印刷。