IGBT是一種新型的半導體器件，作為新型功率半導體器件的主流器件，無論在工業、 通信、3C電子等傳統領域，還是軌道交通、新能源、智能電網、新能源汽車等戰略性新興產業領域，IGBT都發揮著至關重要的作用。
一，IGBT模塊中的熱管理
IGBT因其高功率密度而產生大量熱量，功率器件與散熱器之間存在的空氣間隙會產生非常大的接觸熱阻，顯著增大兩個界面之間的溫差。為了確保IGBT模塊高效、安全和穩定地工作，對其熱管理技術也是新型產品設計和應用的最重要環節。
一般用來降低界面接觸熱阻的方法是填充柔軟的導熱材料，即熱界面材料（Thermal Interface Materials，TIM）。合理的選擇TIM，不僅要考慮其熱傳導能力，還要兼顧生產中的工藝、維護操作性及長期可靠性。10℃法則表明：器件溫度每降低10℃，可靠性增加1倍，目前由于IGBT因熱失控而導致失效的現象最為常見，可以說，大部分的IGBT功率半導體模塊的失效原因都與熱量有關，因此，可靠的熱管理是保障IGBT長期使用的當務之急。IGBT的可靠性也成為目前行業研究的熱點所在。
二，JONES針對IGBT模塊的高效熱管理方法
IGBT模塊散熱示意圖
JonES 21-6series系列 TIM石墨系列屬于低密度石墨，具有一定的壓縮性能，因其具有長期使用可靠性已在客戶大量應用。JONES工程師用 200μm TIM 石墨和 3.3W/m·K 常規 Thermal Grease 進行了壓縮—熱阻測試對比，在 70 PSI 的壓縮應力下，TIM 石墨的熱阻更低，具有更加優異的導熱效果，并且具有長期的耐高低溫性能。可大幅度降低客戶后期因維修產生的費用。
與此同時，TIM 石墨水平熱擴散系數達到900 mm2/s，且可模切成特定形狀易安裝，目前已實現在終端客戶的自動化裝配。
Thermal Resistance vs Compression 
2） JonES 21-4series 系列抗“Pump-out”導熱硅脂 保護IGBT模塊，安全運行恒穩定
導熱硅脂因其表面潤濕性好，接觸熱阻低，最早作為 TIM 應用在 IGBT 模塊。但受功率器件長期工作熱脹冷縮的影響，根據以往使用傳統導熱硅脂的經驗，多少會存在固有材料的遷移現象，也就是所說的“泵出”（pump-out）的問題，從而使 IGBT 模塊與散熱器之間產生空氣間隙，接觸熱阻增大。另一方面，傳統硅脂還會隨著小分子硅油的揮發，出現砂化變干的問題，從而影響散熱效果，且后期維護不易清理、厚度不可控。因此，傳統硅脂散熱方案，也會使客戶對IGBT模塊的可靠性和性能會產生疑慮。
JONES抗“Pump-out”導熱硅脂系列產品，完美解決傳統導熱硅脂泵出問題，確保 IGBT 模塊更加有效的散熱和可靠的運行。
3）JonES 21-7series 系列導熱相變材料 保障IGBT模塊，釋放潛熱新選擇
導熱相變材料是一種隨溫度變化而改變形態的材料。JonES 21-7系列導熱相變材料，在室溫下保持固態，直到 IGBT 模塊設備的工作熱量使其“熔化”并浸潤整個界面，其極低的熱阻可高效的將熱量導出。在低于相變溫度時，又轉變成固態，可避免像導熱硅脂那樣溢出的風險。
JONES持續探索熱界面材料新配方，應對IGBT模塊導熱的新挑戰，確保設備在其生命周期內，具有穩定的熱性能而開發更加散熱高效和運行可靠的整體熱管理解決方案。
（來源：JONES）
IGBT模塊即是功率器件，其具有驅動電壓低、功率處理能力強、開關頻率高等優點。但也離不開熱學特性，功率半導體模塊的弱點是過壓過熱，因此，其處理熱量的能力則會限制其高功率的應用。
從熱設計的角度而言，可以從三個方面降低熱阻：封裝材料，TIM，散熱器。目前，IGBT主要散熱方案為風冷與液冷，將IGBT直接安裝在散熱器上，IGBT模塊的熱量通過TIM直接傳遞到散熱器的外殼，再通過風冷或液冷強制對流的方式將熱量帶走。
近年來，對IGBT用TIM提出了更高的要求：低熱阻及長期使用的可靠性。為了保障客戶對不同IGBT模塊散熱需求，JONES針對客戶的不同應用需求，提出多項選擇的高可靠性散熱解決方案。
1） JonES 21-6series 系列TIM石墨
保駕IGBT模塊，長效可靠不維修
與此同時，TIM 石墨水平熱擴散系數達到900 mm2/s，且可模切成特定形狀易安裝，目前已實現在終端客戶的自動化裝配。
（來源：JONES）
