一文了解环氧灌封胶在IGBT模块的应用

灌封胶是一种特殊的有机高分子复合材料，广泛应用于电子元器件的制造过程中。常见的灌封胶类型包括环氧树脂灌封胶、有机硅灌封胶(硅酮灌封胶)、聚氨酯灌封胶以及丙烯酸酯灌封胶等。

环氧灌封胶是由环氧树脂、固化剂、填充剂等组成。环氧树脂是环氧灌封胶的主要成分，它的优点是具有优异的物理性能，如高强度、高硬度、高耐热性等。

△EC-1006环氧灌封胶 来源：Epoxyset

环氧灌封胶有以下优异性能：

8.强粘接力：环氧灌封胶与多种材料（如金属、塑料、陶瓷等）都能形成牢固的粘接，确保封装结构的完整性和耐久性。

今天小编为大家介绍环氧灌封胶在IGBT模块封装中的应用。

△图 两种环氧灌封胶所灌封前后的IGBT模块

IGBT模块按封装形式的不同可分为压接式和焊接式。环氧胶灌封主要应用于焊接式，不仅能提高IGBT模块的绝缘能力，还能提升IGBT模块的可靠性，延长其使用寿命。环氧树脂由于具有极好的电气绝缘性能和操作工艺性，被广泛应用于电子封装领域，采用环氧树脂进行灌封保护的电子元器件具有极好的整体性和尺寸稳定性，能有效延长电子芯片2~3倍的使用寿命。

△典型的IGBT模块封装剖面示意图

目前主要应用在IGBT模块灌封的是环氧胶和有机硅凝胶两个。主流的大功率模块都是选用的硅凝胶和环氧胶配合使用，既能给模块提供很好的电气绝缘保护（有机硅凝胶），又能给模块给予很好的机械强度保护（环氧胶）。

并且，灌封用环氧胶一般是在完成硅凝胶灌封后再进行灌封，经固化后在硅凝胶上层形成一层密度大质地坚硬的保护层，能够起保护和强化模块整体性的作用，对提高模块的抗机械冲击性具有一定的实际意义，这种封装结构方式在轨道交通用IGBT模块上应用较多。

△图 传统IGBT模块封装结构与DP树脂封装结构

IGBT模块灌封用环氧胶主要采用双组分的形式，是由特种环氧树脂、无机填料和助剂等制备而成，其固化物具有很高的阻燃性和较低的CTE值，可以有效隔离外部不利环境的影响。

但环氧灌封胶固化收缩率较大，且固化后CTE值相对芯片、衬板、绑定线等差异较大，环氧灌封的IGBT模块在温度冲击实验后易开裂、脱离和形变，导致封装失效，因此环氧灌封胶在IGBT模块封装中的应用研究需要重点关注。

原文始发于微信公众号（艾邦半导体网）：一文了解环氧灌封胶在IGBT模块的应用