
功率模块越来越小,运行负载却越来越高。对 IGBT、SiC 功率器件以及新能源汽车电控模块而言,灌封材料必须面对的不只是一次高温冲击,而是长期热老化、冷热循环和电应力的共同考验。
220℃连续老化2000小时后,灌封硅凝胶还能保持柔软吗?根据 ELAPLUS SIGEL 8605 产品资料,在220℃空气热老化条件下,该材料针入度从82降至72(1/10 mm),变化率为-12.2%,同时失重率仅1.6%。这些数据为高温区电子封装选材提供了更具体的评价依据。

功率器件的封装腔体内,芯片、键合线、金属端子和不同基材的热膨胀行为并不一致。当模块反复升温与冷却时,封装材料不仅需要提供电绝缘和环境隔离,还要以足够低的应力缓冲精细互联结构。
普通凝胶如果在长期高温下逐渐硬化、变色或龟裂,其原本的柔软缓冲作用可能减弱;挥发分和材料失重同样值得关注。因此,评估高温硅凝胶时,应把老化后的针入度、失重率和电性能纳入同一套验证逻辑,而不是仅凭短期耐温指标作出判断。
SIGEL 8605是一款透明双组份加成型自修复有机硅凝胶,混合重量比为1:1。固化后形成柔软透明的凝胶层,可用于包覆功率模块内部芯片及键合线,提供电绝缘、环境隔离与应力缓冲。

220℃×2000h: 针入度由82降至72(1/10 mm),变化率约-12.2%。
175℃×2000h: 针入度由82降至75,变化率约-8.5%。
针入度越低,通常意味着凝胶变硬。因此,这些结果的意义,在于长时热暴露后仍维持相对稳定的柔软状态。
资料中的指定对照凝胶,在相同测试体系下出现了不同程度的硬化、变色或龟裂,其中部分对照样品在220℃试验约300小时即已失效。需要强调的是,这属于所列样品和试验条件下的对比结论,不代表所有其他硅凝胶的表现。

除了软度变化,失重率也值得重点关注。在220℃×2000h空气热老化试验中,SIGEL 8605的失重率为1.6%,资料所列对照凝胶为5.9%~8.2%。
较低的失重率有助于降低长期热暴露下的挥发风险,为精密器件的持续保护提供材料层面的支持。

IGBT / SiC功率模块: 针对高电压与温度循环环境,在灌封腔体中以柔软凝胶包覆芯片、键合线及其他精细结构,兼顾介电绝缘与应力缓冲。透明凝胶还能为目视检查提供便利。
新能源汽车电控与逆变器: 高功率密度设计对封装材料提出更高的耐温和工艺适配要求。SIGEL 8605可作为高温区域灌封选材的候选方案,具体仍需结合模块温度分布、材料兼容性与实际工况开展验证。
ECU、电子传感器与MEMS: 对湿气隔离、精密结构低应力保护和长期绝缘稳定性有要求的模块,可重点考察其柔软性、透明性和介电性能。
根据SIGEL 8605产品资料,材料长期使用温度范围为-50~220℃,介电强度25 kV/mm,体积电阻1.0×10¹⁴ Ω·cm,介电常数2.8(1 MHz),损耗因素小于0.001(1 MHz),阻燃等级为UL 94 HB。
混合后25℃操作时间约120分钟,适合根据模块尺寸与产线节拍规划灌封工艺。
值得注意的是,SIGEL 8605属于低应力绝缘保护型硅凝胶,产品资料所列导热系数为0.22 W/(m·K)。它并非以高导热填隙为主要卖点;若模块以大热流密度导出为首要目标,需要另行评估热路径和导热材料。

按A=1:1重量比准确称量并混合均匀,随后进行静置脱泡或真空脱泡,再将混合胶液注入待保护元器件或模块。
资料给出的参考固化条件为25℃×24小时,或80℃×60分钟;正式量产时应结合胶层厚度、设备条件与样件测试确认固化效果。
加成型有机硅体系还应关注固化抑制风险,避免与含硫、胺、有机锡化合物及不饱和聚酯等材料直接接触;复杂基材的兼容性建议提前开展小样验证。
对于功率电子封装,材料在高温下是否瞬间失效只是起点,经过长时间热老化后,还能否保持足够的柔软度、低失重和电绝缘性能,才是工程选型更值得追问的问题。
SIGEL 8605的2000小时材料级测试数据,为IGBT、SiC功率模块、新能源汽车电控和精密电子器件提供了有价值的选型依据。
需要说明的是,材料级测试数据并不等于某一具体模块已通过AEC-Q器件级认证,最终适用性仍需以实际工况和器件验证结果为准。
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