功率模块用散热片及用其制成的功率模块的制作方法_3

文档序号:9525600阅读:来源:国知局
述的散热片。
[0051] 进一步地,所述的功率模块还包括热复合在所述的树脂层上的导电层、用于封装 所述的散热片和所述的导电层的封装树脂。
[0052] 再进一步地,所述的导电层和所述的树脂层在温度为120°C~160°C、压力为5Kg/ cm2~10Kg/cm2下热压30~40秒;然后用封装树脂将导电层和散热片一起封装起来,封模 条件150~200°C/lmin~5mins,再经过150~200°C/3~7小时的固化反应,以此得到 功率模块。
[0053] 所述的导电层和所述的树脂层热压封装后,所述的树脂层的交联度大于70%,即 硬化层和接着层的交联度均大于70%。
[0054] 由于以上技术方案的实施,本发明与现有技术相比具有如下优点:
[0055] 本发明的散热片具有优异的导热性能和绝缘性能,具有优异的抗热氧化性 (170°C/10小时无明显变色)、耐擦伤性、表面硬度高(HB以上)等性能特点,且便于导电层 和树脂层的贴装,用其制成的功率模块具有稳定的变频工作效率和使用寿命。
【附图说明】
[0056] 附图1为散热片的示意图;
[0057] 附图2为功率模块的示意图(散热片和导电层封装在一起);
[0058] 其中:1、抗氧化涂层;2、铜层;3、树脂层;31、硬化层;32、接着层;4、导电层;5、封 装树脂。
【具体实施方式】
[0059] 下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明,但本发明并不限于以下实施 例。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整,未注明的实施 条件为常规实验中的条件。
[0060] 1.饱和聚酯树脂的合成:
[0061] 将各原料组分按照表1中的配方量加入带有搅拌机、冷却管、温度计的不锈钢反 应釜中,开启搅拌,然后再添加相对于酸成分0. 04mol%的催化剂三氧化二锑,在通氮气的 情况下,反应釜升温至160°C~240°C,酯化反应4小时。然后释放反应釜内压力,1小时 后,反应釜内压力降为650Pa,反应釜继续升温至265°C,反应釜继续减压至40Pa以下,在 265°C、40Pa以下的环境下保温3小时,完成聚合反应,得到饱和聚酯树脂。
[0062] 2.饱和聚酯树脂的极限粘度的测定:
[0063] 将苯酚、1,1,2, 2-四氯乙烷按质量比为60 :40配置成混合溶剂,将饱和聚酯树脂 〇.lg溶解于25ml的混合溶剂中,在30°C下,用乌氏粘度计测试还原粘度,然后通过稀释浓 度的方法测得还原粘度和浓度的关系曲线图,推算出浓度为0时的极限粘度。
[0064] 3.饱和聚酯树脂的比重的测定:
[0065] 将300ml的20 %浓度的NaCl水溶液放入500ml的量筒中,将量筒内NaCl水溶液 温度控制在30±0. 05°C,然后将lg饱和聚酯树脂试样放入量筒中,然后调整量筒中NaCl 溶液的浓度让饱和聚酯树脂试验悬浮在量筒的溶液中的中间位置,然后用比重计测得此时 NaCl水溶液的比重即为饱和聚酯树脂的比重。
[0066] 4.Tg点(玻璃化转变温度)的测定:
[0067] 用差示扫描量热仪(DSC)进行测量,升温速率20°C/min,称取5mg的样品放置于 小的铝坩埚内,然后将铝坩埚加盖押合好,进行测试。
[0068] 制备饱和聚酯树脂的原料及最终制备出的饱和聚酯树脂的性能如表1所不,表1 原料的加入量均以摩尔量计。
[0069] 表1中,酸成分:
[0070]TPA:对苯二甲酸,IPA:间苯二甲酸,0ΡΑ:邻苯二甲酸,AA:己二酸,SA:葵二酸, TMA:偏苯三酸酐;
[0071]醇成分:
[0072]EG:乙二醇,2-MPD:2 甲基-1,3 丙二醇,1,3-PD:1,3-丙二醇,1,4-BD:1,4- 丁 二醇,1,5-PD:1,5-戊二醇,1,6-HD:1,6-己二醇,NPG:新戊二醇,DHM:2_ 甲基-2 乙 基-1,3-丙二醇,1,4-CHDM:1,4-环己烷二甲醇。
[0073]表1
[0074]
[0075]
[0076] 散热片的制备:
[0077] 取一张干净的铜板(厚度0· 5mm),用全氢聚硅氮烷(固含量2~5% )均匀地涂 布与铜面上,然后130°C烘烤lOmin,即得到含有抗氧化层的铜板,备用。
[0078] 将上述制备的饱和聚酯树脂和苯氧基树脂分别按质量比为50%溶解丁酮溶剂中, 然后在树脂溶液中添加导热填料、偶联剂剂、固化剂,高速搅拌让填料与树脂均匀混合。在 50μπι离型膜上均匀地涂覆上述接着剂,以100°C/5mins的升温速度将溶剂加热蒸发干。 将接着剂面热压贴合于铜板的非硅处理面,接着剂层转移到铜板上,然后撕离离型模,高温 固化200°C/lHr,形成硬化层;同上在已有的硬化层上再热压另一张覆胶离型模,形成接着 层,以此完成散热片的制作。
[0079] 本发明的散热片分为4层,1为铜面保护层(抗氧化涂层)、2为铜层、31为树脂层 的硬化层、32为树脂层的接着层。
[0080] 本发明的接着剂(上述硬化层或接着层)的涂布量(干燥涂布量)应控制在 50μm~200μm之间,若涂布量小于50μm,整个绝缘散热层的绝缘性能偏低;若涂布量超 出200μm,接着剂里的溶剂脱出比较困难,很容易造成溶剂残留,随之带来的问题是热压或 高温固化过程中胶层中会产生一些隐形的气泡,影响产品的绝缘性以及产品的长期耐老化 性能。
[0081] 制备散热片的原料及最终制备出的散热片的性能如表2和表3所示,制备对比例 散热片的原料及最终制备出的对比例散热片的性能如表3所示,其中,表2和表3中原料加 入量均以重量计。
[0082] 表 2
[0083]
[0084]
[0087]
[0088] 表2和表3中的原料:
[0089] (1)表面抗氧化涂层:全氢聚硅氮烷(PHPS),AZ公司NL110A。 [0090] 苯氧基树脂(双酚A型):新日铁住金化学YP-50
[0091] 苯氧基树脂(双酚A和双酚F混合型):新日铁住金化学YP-70
[0092] 填料:昭和电工CB-A30S
[0093] 分散剂:信越KBM303
[0094] 固化剂(常温):旭化成TPA100
[0095] 固化剂(封闭型):德国拜耳化学BL3175
[0096] 上述评价项目的试验方法:
[0097] ⑴外观
[0098]目视压合后的绝缘层和铜表面处理层的外观,有无气泡、绝缘层厚度均一性等
[0099] 评判标准:
[0100] 〇:绝缘层和铜表面处理层的外观无气泡,无异物,绝缘层厚度偏差小于5%;
[0101] Λ:绝缘层和铜表面处理层的外观无气泡,绝缘层表面轻微异物或绝缘层厚度偏 差小于5~10%;
[0102] X:绝缘层和铜表面处理层的外观有气泡,或绝缘层表面轻微异物,或绝缘层厚度 偏差大于10%。
[0103] (2)密着性(粘结强度)
[0104] 散热片的接着层上,热压35μπι厚的电解铜箱,热压条件lMpa/30s,然后200°C加 热1小时完成固化。然后绝缘层和铜箱90°剥离,测试剥离强度(单位:N/cm)。
[0105] (3)耐热性(抗氧化性)
[0106] 用60Ton的冲床将散热片冲出5cmX5cm大小的样品,然后将样品放入烘箱中烘烤 170°C/10小时,比较热处理前后铜面的外观变化。
[0107] 判定基准:
[0108] 〇:热处理后与热处理前比较,光泽度保持> 70%;
[0109]Λ:热处理后与热处理前比较,光泽度保持5
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