基于結構函數探究導熱硅膠片的導熱性能

吳雙彪 錢軍軍 李佳豪

摘要：導熱硅膠相對導熱硅脂來說，具有易分離，可重復利用的特點，更適合應用于功率模塊的功率篩選生產中。但不同材料、不同厚度的導熱硅膠片的導熱性能、填充性是不一樣的，基于雙界面測量瞬態熱阻的方法，通過結構函數理論，可以獲得同一只產品采用不同導熱材料的多條積分曲線進行對比，從而判斷出材料的導熱性能。

關鍵詞：導熱性能;熱阻測量;結構函數

0 引言

功率模塊做工作壽命試驗時，會產生很高的熱量，為了達到產品篩選工藝要求，產品與散熱器之間的填充材料導熱性能尤為重要。導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，使器件結溫保持在一個可以穩定工作的水平。傳統方法是利用熱電偶測量外殼溫度 Tc，通過對比殼溫的差異，可以間接判定導熱材料的性能差異。但是熱傳導的過程中，器件外殼溫度分布不均勻，熱電偶只能測量局部的溫度，測量結果誤差大，可重復性差。

本文通過雙界面測試法，利用結構函數理論，準確測量出器件到散熱器的傳熱路徑上的瞬態熱阻，結合 T3ster 分析軟件對比測試曲線可評估出不同材料的導熱性能。

1 基本原理

1.1 雙界面瞬態熱阻測試法

2 試驗結果及分析

2.1 不同材料的導熱硅膠對比

結合 JESD 51-14 標準中瞬態熱測試界面法[2]，使用 MicReD Power Tester（功率循環系統）進行測試，使用 4 種材料厚度相同，屬性不同的導熱硅膠片（見表 1）進行瞬態熱阻測試，測試結果如圖 3 所示。