【应用】中石科技提供TIM石墨、导热相变材料及导热硅脂多项高可靠性散热解决方案，助力IGBT模块轻松散热
IGBT是一种新型的半导体器件，作为新型功率半导体器件的主流器件，无论在工业、 通信、3C电子等传统领域，还是轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域，IGBT都发挥着至关重要的作用。
IGBT模块即是功率器件，其具有驱动电压低、功率处理能力强、开关频率高等优点。但也离不开热学特性，功率半导体模块的弱点是过压过热，因此，其处理热量的能力则会限制其高功率的应用。
IGBT模块中的热管理
IGBT因其高功率密度而产生大量热量，功率器件与散热器之间存在的空气间隙会产生非常大的接触热阻，显著增大两个界面之间的温差。为了确保IGBT模块高效、安全和稳定地工作，对其热管理技术也是新型产品设计和应用的最重要环节。
一般用来降低界面接触热阻的方法是填充柔软的导热材料，即热界面材料（Thermal Interface Materials，TIM）。合理的选择TIM，不仅要考虑其热传导能力，还要兼顾生产中的工艺、维护操作性及长期可靠性。10℃法则表明：器件温度每降低10℃，可靠性增加1倍，目前由于IGBT因热失控而导致失效的现象最为常见，可以说，大部分的IGBT功率半导体模块的失效原因都与热量有关，因此，可靠的热管理是保障IGBT长期使用的当务之急。IGBT的可靠性也成为目前行业研究的热点所在。
IGBT失效原因占比
JONES（中石科技）针对IGBT模块的高效热管理方法
从热设计的角度而言，可以从三个方面降低热阻：封装材料，TIM，散热器。目前，IGBT主要散热方案为风冷与液冷，将IGBT直接安装在散热器上，IGBT模块的热量通过TIM直接传递到散热器的外壳，再通过风冷或液冷强制对流的方式将热量带走。
IGBT模块散热示意图
近年来，对IGBT用TIM提出了更高的要求：低热阻及长期使用的可靠性。为了保障客户对不同IGBT模块散热需求，JONES针对客户的不同应用需求，提出多项选择的高可靠性散热解决方案。
JONES 21-6series系列TIM石墨保驾IGBT模块，长效可靠不维修
TIM石墨
JONES 21-6series系列TIM石墨系列属于低密度石墨，具有一定的压缩性能，因其具有长期使用可靠性已在客户大量应用。JONES工程师用200μm TIM石墨和3.3W/m·K 常规Thermal Grease进行了压缩—热阻测试对比，在70PSI的压缩应力下，TIM石墨的热阻更低，具有更加优异的导热效果，并且具有长期的耐高低温性能。可大幅度降低客户后期因维修产生的费用。
与此同时，TIM石墨水平热扩散系数达到900m²/s，且可模切成特定形状易安装，目前已实现在终端客户的自动化装配。
JONES 21-4series系列抗“Pump-out”导热硅脂保护IGBT模块，安全运行恒稳定
导热硅脂因其表面润湿性好，接触热阻低，最早作为TIM应用在IGBT模块。但受功率器件长期工作热胀冷缩的影响，根据以往使用传统导热硅脂的经验，多少会存在固有材料的迁移现象，也就是所说的“泵出”（pump-out）的问题，从而使IGBT模块与散热器之间产生空气间隙，接触热阻增大。另一方面，传统硅脂还会随着小分子硅油的挥发，出现砂化变干的问题，从而影响散热效果，且后期维护不易清理、厚度不可控。因此，传统硅脂散热方案，也会使客户对IGBT模块的可靠性和性能会产生疑虑。
JONES抗“Pump-out”导热硅脂系列产品，完美解决传统导热硅脂泵出问题，确保IGBT模块更加有效的散热和可靠的运行。
JONES 21-7series 系列导热相变材料 保障IGBT模块，释放潜热新选择
导热相变材料是一种随温度变化而改变形态的材料。JONES 21-7系列导热相变材料，在室温下保持固态，直到IGBT模块设备的工作热量使其“熔化”并浸润整个界面，其极低的热阻可高效的将热量导出。在低于相变温度时，又转变成固态，可避免像导热硅脂那样溢出的风险。
导热相变材料应用示意图
JONES持续探索热界面材料新配方，应对IGBT模块导热的新挑战，确保设备在其生命周期内，具有稳定的热性能而开发更加散热高效和运行可靠的整体热管理解决方案。
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景图（Gentone）导热凝胶/导热垫片/绝缘垫片/相变导热材料/储热材料选型指南
目录- 公司概况 选型速查表 单组份导热凝胶 双组份导热凝胶 常规导热垫片 超软导热垫片 高回弹导热垫片 导热绝缘垫片 低渗油导热垫片 低挥发导热垫片 相变化导热材料 导热硅脂 导热吸波垫片 半导体底部填充胶 储热材料
型号- RDP-08020,HRGP 系列,LBGP-03040,ZGP-03060,LBGP-05060,RDP-08025,NSGP 系列,RGP-03055,RGP-02040,PCGP-03000,LBGP-08065,RDP-12010,RDP2-02060,IGP-02040,RSG-01500,RDP 系列,RGP-03060,GTHZ-110 110J,RGP-07025,RGP-03025,RGP-06050,HRGP-06050,RSG-03000,RDP2,LVGP-08065,CUF105+,PCGP,RDP2-06060,IGP-02041,RDP-09010,CUF106,RDP-06015B,RGP-02060,IGP-03045,IGP 系列,CUF109,CUF108,CUF107,RDP-02060,NSGP,LBGP 系列,RDP-06020,HRGP-02050,LVGP,HRGP,RGP-12070,LVGP-05060,PCGP-05000,RDP-06015Y,LVGP-03040,RDP2 系列,RDP,CUF110,PCGP 系列,GTHZ-110,RSG-05000,RGP-03045,HRGP-03050,IGP,RDP-03530,RDP2-09070,NSGP-02060,NSGP-03070,LBGP,RDP2-03570,LVGP 系列
中石科技（JONES）导热界面材料（TIM）选型指南（中文）
描述- 热量管理是半导体行业、光电子行业、消费性行业、汽车行业、工业、医疗行业及国防、航空航天领域中新一代产品中的关键设计难题，现代电子产品热管理过程的目标是从半导体与周围环境的结合部分有效的散热。
型号- 21-430H,21-212G,21-741F,21-361N,21-2系列,21-4XX-AB-YYY-ZZZZ,21-943P,21-8系列,21-117,21-815H,21-1800,21-232,21-870,21-3140H,21-361Z,21-112,21-233,21-380D,21-360D,21-340E,21-250,21-340B,21-760F,21-4,21-2,21-725G,21-1,21-830D,21-725,21-745H,21-880,21-881,21-230SF,21-240,21-361,21-120,21-8,21-321,21-943A,21-9XX-AB-YYY-ZZZZ,21-XXXX-AB-YYY-ZZZZ,21-320LD-032-150G,21-335H,21-943GS,21-937P,21XXX-AB-YYY-ZZZZ,21-3135D,21-361-032-150G,21-XXX-AB-YYY-ZZZZ,21-460H,21-217,21-233HA,21-1500,21-130,21-XXX-AB-YYY-ZZZZZ,21-430SF,21-361-062-800G,1-320LD-062-800G,21-3XX-AB-YYY-ZZZZ,21-390,21-270,21-320LD,21-1系列,21-7XX-AB-YYY-ZZZZ,21-869,21-381H2,21-220,21-780,21-937A,21-335A,21-420
中石科技（JONES）TIM导热界面材料/高导热石墨材料/胶黏剂材料选型指南
目录- 公司简介 TIM导热界面材料 高导热石墨材料 胶黏剂材料
型号- 6-70-0070PA系列,21-335-032-150G,21-340-SP01-010-800G,6-20-0280系列,S7-015系列,U3-032系列,6-20-0137系列,6-XX-XXXX-PA-XXXX,21-1800,6-70-0070PA,21-430,6-70-0017PA,6-70-0032PA,21-780 系列,21-380D,21-361-SP02-080-25KG,21-335-062-800G,21-340-SP02-080-25KG,21-460-1000,21-870系列,U3-032,21-320D-032-150G,21-340-SP02-010-800G,21-340-SP01系列,21-361-SP02系列,21-361-SP02-010-800G,21-725,6-70-0040PA,21-430-1000,21-745 系列,21-321,6-70-0025PA,21-321-020-125G,21-361-SP02,21-430SF 系列,6-70-0032PA系列,21-361-SP01-001-300M,21-361-SP01,21-881系列,21-3135D,21-217,21-430SF,21-335,21-320D系列,21-430系列,6-20-0280,21-390-070-13KG,21-117系列,21-321系列,21-380D-032-150G,21-745,21-360D-032-150G,21-1500系列,U3-101G系列,21-869,21-361-SP01系列,21-460,21-335D-032-150G,21-320D-062-800G,21-X-XXX-AB-XX-YYY-ZZZZ,21-321-020-01KG,21-460-2000,21-233-SP01,21-3135D系列,U3-101G,21-117,21-870,21-233,21-3135D-032-150G,21-430-2000,U3-061系列,21-390-040-460G,21-240系列,21-360D,21-3135D-062-800G,21-250,21-320D,21-725系列,21-390系列,21-881,21-1800系列,21-420系列,6-70-0017PA系列,21-240,21-340-SP01-080-25KG,21-869系列,21-233系列,21-360D-062-800G,6-70-0040PA系列,21-250系列,X-X-XX-X-ABC-XXXX,6-20-0137,6-50-0200系列,21-335D-062-800G,21-233-SP01系列,U3-101,21-361-SP01-001-005G,21-335系列,21-430-055M,21-815,21-1500,21-360D系列,21-815系列,21-380D-062-800G,21-340-SP01,21-340-SP02,21-390,6-70-0025PA系列,21-380D系列,U3-061,21-340-SP02系列,S7-015,21-460 系列,21-335D系列,21-335D,6-50-0200,21-217系列,21-780,21-420
JONES为光模块提供21-869导热垫片、21-390导热凝胶等多种散热解决方案
随着光通信产品的发展，要求光模块的速度越来越高（从10GHz到100GHz），体积越来越小。这对光模块的散热提出了更为苛刻的需求，即在小封装和高功率的条件下实现良好的散热特性。因此，选用恰当的导热界面材料，对于优化光模块热管理、确保性能稳定与延长使用寿命而言，显得尤为关键。
【方案】30~80kW组串式光伏逆变器优选器件方案
描述- 该方案针对30~80kW的组串式光伏逆变器，采用多路BOOST升压电路，减少光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，最大程度增加发电量。逆变侧采用T型三电平拓扑，开关频率支持16kHz（最佳频率点），效率最高可达98.54%。辅助电源采用1700V耐压SiC MOSFET，单端反激电源可直接应用在1000V母线系统。同时，在BOOST升压电路和逆变电路中均采用IGBT模块设计，集成度更高。
型号- MKS4J022202D00MSSD,10-FZ12NMA080NS03-M260F,0505025.MX52LEP,TFLEX HD300,BGM111,C2M1000170D,EFR32MG13P732F512GM48-C,RBN75H125S1GP4-A0,10-FY12NMA160SH01-M820F18,KT05,PS9402,SGM6022,MLX91208,28R1101-000,28R0610-000,30-FT12NMA160SH-M669F28,PS9031,LSIC2SD120E30CC,30-FT12NMA200SH-M660F08,LXXXX 15.00/05/90 4.5SN GR,28R1476-100,92ML,LX 15.00/05/90 4.5SN GR BX,MKS4J033305D00KSSD,TPCM780,RC12-6-01LS,SMBJ18CA,28R1953-000,PS9531L3,SI86XX,28B0141-000,WDU50N,SGM6032,WGM110,R5F56514FDLJ,C4D30120D,WDU70N,RBN40H125S1GPQ-A0,C2M0080120D,V23990-P629-L43,SGM2019,LSIC1MO120E0080,SID11X2K,SI8261BCD-C-IS
中石科技导热凝胶/硅脂选型表
中石科技导热凝胶和导热凝脂具有更低热阻的,更优异的压缩形变性能,并适用于不同高度发热器件共用一种导热填隙材料的场景。中石科技可以提供以下技术参数的标准品导热凝胶/导热凝脂选型，导热系数1.8W/m·K~6W/m·K，密度2.2~3.32g/cc。
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产品型号
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品类
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导热系数(W/m·K)
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密度(g/cc)
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流速/粘度
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阻燃级别(UL 94)
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使用温度范围
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特性
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21-321
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导热凝胶
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2W/m·K
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2.86g/cc
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＞20g/min
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V-0
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-55℃~150℃
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单组份
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选型表 - 中石科技 立即选型
【材料】中石科技21-6系列低密度TIM石墨，扩散系数达900mm²/s，可模切成特定形状易安装
中石科技21-6series系列TIM石墨属于低密度石墨，具有良好的压缩性能，因其具有长期使用可靠性已在客户大量应用。TIM石墨水平热扩散系数达到900mm²/s，且可模切成特定形状易安装，目前已实现在终端客户的自动化装配。
中石科技公司及产品介绍
描述- 中石科技（JONES）是一家致力于提高智能电子设备可靠性的整体解决方案服务商。核心产品包括热管理材料、屏蔽材料、EMC滤波器、EMC/EMP设计整改及解决方案，应用于智能终端、智能家居、通讯、可穿戴设备、数据服务器、医疗、新能源汽车等诸多行业。中石科技（JONES）拥有经验丰富的自主研发团队，独立的研发中心以及工程中心，先进的制造基地，以及遍布海内外的完整的市场销售网络。
型号- 21-690-0017,21-655-0200,21-655-0150,21-660-0070,21-650-0100,21-630-0350,21-630-0150,21-670-0070,21-610系列,21-670-0050,21-630-0080,21-670-0040,21-670-0032,21-670-0100,21-630-0200,21-610,21-630-0100,21-670-0025
【方案】100KW双向储能优选器件方案
描述- 对业内100KW双向储能产品而言，主功率电路多采用了六管IGBT搭建的三相应用拓扑架构。因100KW双向储能选择主功率架构器件时，规格需求通常是1200V/600A（包含裕量），驱动开关频率一般在20kHz以内，考虑到体内二极管散热等因数，功率模块一般会选用三个半桥模块来搭建六管架构。
型号- SMCJ36CA,TOP267VG,SMBJ,SMAJ6.0CA,92MLSC A 24X18 H1/059AL2 0030+-0007/DI,SMBJ8.5CA,5KP200A,SMBJ51A,SMBJ75A,SMBJ70CA,TOP270EG,0324030.,5KP40A,5KP64A,SMAJ,SMBJ17CA,SMBJ40A,SMBJ64A,0324.375,5KP18CA,5KP51A,SMCJ14CA,5KP75A,SMBJ160CA,TOP269KG-TL,0314.375MXP,5KP8.5CA,SMDJ,SMBJ85A,SMBJ28CA,5KP160CA,5KP78A,SMAJ8.0A,TOP271EG,5KP,5KP28CA,SMBJ300A,0324040.,5KP30A,TOP268VG,5KP54A,SMBJ150CA,92ML 104/83 24X18,92MLSC A 24X18 H2/059AL2 0030+-0007/DI,SMCJ,SMDJ33CA,SMF12A,SMF5.0A,SMF36A,SMBJ16CA,0324030.MXP,5KP70CA,5KP17CA,SMCJ30A,TOP265VG,SMDJ20A,SMF11A,5KP180CA,SMCJ400A,MLX91208LDC-CAH-000-RE,5KP60A,SMBJ170CA,TOP271KG,0324010.,SMBJ400A,SMF10A,SMCJ8.0CA,SMBJ60A,92ML 1080/85 24X18,SMBJ15CA,SMCJ40A,TOP265KG-TL,5KP16CA,SMCJ16CA,SMCJ64A,TOP266VG,92ML 104/88 12X18,MLX91208LDC-CAH-000-SP,SMBJ26CA,SMBJ400CA,MLX91208,5KP26CA,SMBJ90CA,0324020.,92ML A 24X18 HL/HL 0400+-004/DI,SMBJ14CA,SMBJ70A,MLX91208LDC-CAH-000-TU,5KP170CA,SID1182K,5KP15CA,92G0040CVVAKP42,5KP85A,SMDJ7.0A,0324015.,92ML0488-50K042,SMBJ48CA,5KP12A,5KP36A,5KP24A,SMDJ36CA,5KP48A,5KP48CA,5KP200CA,SMBJ130CA,SMAJ18CA,5KP6.5CA,SMCJ28CA,5KP90CA,SMBJ13CA,SMF54A,SMF,5KP190CA,SMDJ51A,SMBJ36CA,5KP11A,SMAJ250CA,0314012.MXP,5KP14CA,MLX91208LDC-CAL-RE,SMBJ24CA,SMCJ200A,5KP14A,5KP26A,5KP24CA,92ML PREPREG 104/88 12.00X18.00,TOP270KG,TOPSWITCH-JX,0314040.MXP,SMBJ90A,0314015.MXP,SMBJ12CA,0314.375,SMBJ58CA,5KP13A,SMF3.3,SMBJ188CA,0324001.,SMBJ350CA,0324025.,SMCJ70A,5KP13CA,5KP36CA,5KP8.0CA,TOP264-271,SMBJ5.0A,SID11X2,SMCJ250CA,TOP269EG,SMBJ180A,SMCJ440A,SMAJ5.0CA,TOP267KG-TL,314,5KP20A,TOP270KG-TL,0324040.MXP,SMDJ11CA,5KP100CA,SMBJ11CA,SMDJ180A,5KP7.5CA,324,92G0600CWWAKP42,5KP190A,MLX91208LDC-CAL-TU,5KP210CA,92ML0488-50K098,SMDJ5.0A,5KP12CA,5KP58CA,5KP43A,SID1182,SMCJ5.0CA,SMBJ22CA,SMBJ45CA,0314040.,92ML A 24X18 H2/H2 0600+-005/DI,5KP22A,5KP58A,SMBJ170A,SMCJ220A,SMBJ10CA,5KP22CA,5KP45CA,5KP10A,5KP5.0A,0324015.HXP,SMBJ6.0A,92G0080CWAKP42,SMBJ33CA,SMBJ250CA,5KP45A,5KP33A,5KP9.0CA,5KP180A,92MLSC B 24X18 H4/059AL2 0060+-001/DI,5KP11CA,SMBJ5.0CA,5KP6.0A,SMBJ220CA,5KP110CA,92G0400CWWAKP42,TOP267EG,SMBJ160A,SMAJ16A,5KP6.0CA,92G0600CWWAWP42,92G0600CTTAKP42,TOP270VG,SMBJ78CA,TOP269KG,SMAJ48CA,5KP10CA,SMBJ43CA,TOP266EG,MLX91208LDC-CAH-TU,5KP170A,SMBJ20CA,5KP33CA,SMCJ7.5A,SMBJ7.0A,TOP268EG,5KP20CA,5KP43CA,SMBJ54CA,SMBJ18A,SI86XXISO-KIT,5KP220CA,SMAJ26A,SMBJ150A,92ML,TOP271VG,0314015.,A0-VP122PA600M7-L759F70,SMBJ6.0CA,SI86XX,5KP160A,SMCJ350A,SMBJ100CA,SMAJ15A,5KP78CA,MLX91208LDC-CAV-000-RE,SMBJ6.5A,5KP7.0CA,5KP16A,SMBJ16A,SMCJ250A,SMAJ180CA,SMBJ30CA,SMDJ15CA,5KP28A,SMBJ28A,5KP6.5A,SMBJ188A,SMCJ64CA,5KP7.0A,SMBJ8.0A,92MLHF 0104 RC:88% 24.00X18.00,5KP150A,MLX91208LDC-CAV-000-SP,SMBJ440CA,0324030.HXP,TOP264EG,5KP54CA,SMBJ64CA,0324020.MXP,5KP15A,TOP267KG,SMBJ17A,SMAJ5.0A,SMBJ120CA,SMBJ250A,SI86XXIS0-KIT,0314012.,5KP8.0A,TOP266,5KP250A,TOP268,TOP267,TOP264,5KP64CA,SMBJ14A,SMBJ75CA,92G0080CWWAKP42,SMBJ26A,5KP18A,SMBJ110CA,SMBJ7.0CA,SMBJ130A,0324010.MXP,TOP271,TOP270,SMCJ6.5A,SMBJ7.5A,5KP120CA,TOP264KG-TL,SMBJ40CA,5KP30CA,TOP265EG,SMBJ15A,TOP269,5KP17A,TOP268KG,0324025.MXP,A0-VP122PA600M7-L759F70T,92G0400CTTAKP42,SMCJ30CA,SMBJ9.0A,SMCJ16A,SMBJ12A,SMBJ51CA,5KP40CA,SMBJ36A,SMBJ24A,SMAJ6.0A,SMBJ48A,SMAJ10CA,SMBJ350A,SMBJ120A,SMAJ20A,SMBJ6.5CA,5KP130A,SMDJ51CA,5KP75CA,SMBJ13A,SMBJ85CA,TOP265KG,5KP7.5A,SMAJ33A,5KP250CA,SMBJ8.0CA,SMCJ6.0A,MLX91208LDC-CAV-000-TU,SMBJ8.5A,5KP130CA,SMBJ22A,5KP85CA,SMBJ58A,5KP70A,SMBJ110A,5KP8.5A,SMBJ300CA,VINCODUAL E3,5KP9.0A,5KP120A,SMAJ170A,SMBJ10A,5KP51CA,SMBJ11A,TOP266KG,SMBJ220A,SMCJ6.5CA,SMBJ180CA,SMCJ48A,SMCJ36A,SMCJ180A,TOP266KG-TL,SMBJ43A,5KP220A,MLX91208LDC-CAL-000-RE,92ML SC B 24X18 H3/059AL2 0.006+-0. 001,SMBJ7.5CA,SMBJ100A,TOP269VG,92ML A 24X18 H2/H2 0200+-0025/DI,SMAJ40A,92G0080CTTAKP42,SMAJ30CA,5KP5.0CA,5KP110A,SMBJ20A,5KP150CA,SMBJ45A,SMBJ33A,SMBJ9.0CA,SMDJ16A,SMBJ60CA,TOP268KG-TL,SMBJ440A,SMCJ12CA,SMCJ33CA,SMCJ58CA,5KP90A,SMBJ200CA,5KP210A,MLX91208LDC-CAL-000-SP,SMBJ78A,5KP60CA,0324001.MXP,TOP271KG-TL,0324010.HXP,SMCJ33A,MLX91208LDC-CAL-000-TU,TPCM780,SMCJ5.0A,SMBJ18CA,SMBJ30A,5KP100A,SMAJ150A,SMBJ54A,92ML PREPREG 104/88 24. 00X18. 00,MLX91208LDC-CAH-RE,SMBJ200A,0324.375HXP,TOP264KG,SMCJ22A
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