在IGBT的結(jié)構(gòu)中,PPS樹脂材料主要用于外殼,要求耐高低溫、尺寸穩(wěn)定性好、硅膠粘接性能好、能承受特殊焊接工藝、良好的耐漏電起痕性能,也就是高CTI值;高CTI電子產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝研究已成為科技發(fā)展的趨勢(shì)。那么什么是CTI呢?
CTI即耐漏電起痕指數(shù),英文名稱comparative tracking index,系指在絕緣表面有電位差的部位形成碳化導(dǎo)電通路使之失去絕緣性能的現(xiàn)象。
它是高分子絕緣材料當(dāng)其表面受到帶正負(fù)離子溶液污染物的污染時(shí),當(dāng)外加一定電壓作用下其表面的泄漏電流比干凈的表面要大得多。根據(jù)產(chǎn)生的熱量Q=電流I的平方*電阻R。當(dāng)泄漏的電流增大時(shí)該泄漏電流所產(chǎn)生的熱量增加,蒸發(fā)潮濕污染物的速度加快,使高分子材料表面形成不均勻的干燥狀態(tài)。導(dǎo)致絕緣表面形成局部干燥點(diǎn)或干燥帶干區(qū)使表面電阻增大,這樣電場(chǎng)就變得不均勻。進(jìn)而產(chǎn)生閃絡(luò)放電,在電場(chǎng)和熱的共同作用下促使絕緣材料表面碳化,碳化物電阻小,促使施加電壓的電極尖端形成的電場(chǎng)強(qiáng)度增大,因而更容易產(chǎn)生閃絡(luò)放電,如此惡性循環(huán),直到引起施加電壓的電極間表面絕緣破壞形成導(dǎo)電通道,產(chǎn)生漏電起痕。
CTI相對(duì)漏電起痕指數(shù),是用來(lái)度量絕緣材料的電擊穿(電痕破壞)性能的指數(shù)。
將50滴0.1%濃度的氯化銨溶液滴在3 mm材料上并測(cè)量施加在材料兩端的最大電壓差作為材料的性能參數(shù)。耐漏電起痕指數(shù)(PTI)是指對(duì)五個(gè)測(cè)試樣品做上述測(cè)試,所有樣品均通過(guò)測(cè)試不產(chǎn)生漏電起痕的最大電壓。
功率模塊封裝所采用的塑料框架(Plastic Frame)必須達(dá)到很高的技術(shù)要求,如在工作溫度區(qū)間內(nèi)(如軌道交通用IGBT模塊長(zhǎng)期運(yùn)行溫度為-55~125℃)具有較高的的拉伸強(qiáng)度且機(jī)械強(qiáng)度穩(wěn)定,能承受短期超過(guò)250℃的高溫以適用中低功率模塊的焊接工藝。此外所選用的材料必須具有很好的電氣絕緣性能,相對(duì)電痕指數(shù)(Comparative Tracking Index, CTI)要求較高且能承受高度的電磁污染,無(wú)鹵和氧化銻等害物質(zhì)且能滿足激光打標(biāo)等要求等。
汽車中IGBT模塊常用的PBT材料雖耐高壓擊穿,但不耐高溫;而通過(guò)填充、改性后的PPS具有優(yōu)良的耐高溫、耐腐蝕、耐磨、阻燃、均衡的物理機(jī)械性能和極好的尺寸穩(wěn)定性以及優(yōu)良的電性能等特點(diǎn),經(jīng)特殊配方改性后的PPS不僅耐高壓,CTI值高達(dá)600V,同時(shí)也耐高溫,滿足IGBT模塊的材料需求。
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