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HW-PCM85-SP超低热阻相变导热材料在碳化硅模块的应用
来源: | 作者:汇为 | 发布时间: 2023-12-15 | 52 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:
HW-PCM85-SP 是汇为(HUIWELL)专为碳化硅(SiC)模块研发的高导热相变材料,导热系数 8.5W/m・K、热阻 0.04℃・cm²/W,性能全面对标并超越霍尼韦尔 PTM 7950-SP,成功应用于新能源汽车电驱、光伏逆变器、工业变频等场景,实现国产替代、成本降低、可靠性升级,是 SiC 模块热管理的优选方案。

一、碳化硅模块热管理痛点与选型核心

碳化硅(SiC)模块凭借高功率密度、高频开关、耐高温特性,已成为新能源汽车电驱、光伏逆变器、工业变频等领域的核心器件。但 SiC 芯片工作结温可达150℃以上,热流密度超30W/cm²,界面热阻占总热阻 50% 以上,传统导热硅脂易干化、泵出,无法满足长期可靠性要求。

热界面材料(TIM)选型核心:导热系数≥8W/m・K、热阻≤0.08℃・cm²/W、相变温度适配模块工况、高温稳定性强、绝缘耐压达标。霍尼韦尔 PTM 7950-SP 曾是主流方案,导热系数 8.5W/m・K、热阻 0.04-0.08℃・cm²/W、相变温度 60℃±5℃,但存在成本高、供货周期长、国产化替代需求迫切等问题。

二、HW-PCM85-SP 核心性能与替代优势

HW-PCM85-SP 是汇为(HUIWELL)专为 SiC 模块研发的高导热相变材料,性能全面对标并部分超越 PTM 7950-SP,实现国产替代零障碍:

1. 核心参数精准匹配

  • 导热系数:8.5W/m・K(ASTM D5470),与 PTM 7950-SP 一致;

  • 热阻:0.007℃・in²/W(30-40psi),低于 PTM 7950-SP 上限,散热效率更优;

  • 相变温度:45℃,适配 SiC 模块启动 - 满负荷全工况,相变后快速润湿界面,降低接触热阻;

  • 工作温度:-40℃~180℃,覆盖 SiC 模块全温域,高温下无干化、无泵出;

  • 绝缘性能:体积电阻率≥1×10¹⁴Ω・cm,满足 SiC 模块高压绝缘要求。

2. 替代核心优势

  • 可靠性升级:通过 150℃/1000h 高温老化、1000 次冷热循环(-40℃~125℃)测试,导热系数衰减<5%,长期稳定性优于 PTM 7950-SP;

  • 工艺兼容性:片材 / 卷材形态,可模切定制尺寸,适配 SiC 模块自动化产线,涂覆良率≥99%,无需调整现有装配工艺;

  • 成本与供应链国产自主研发,成本较 PTM 7950-SP 降低 20%-30%,供货周期缩短 50%,解决 “卡脖子” 问题;

  • 适配性更强:针对 SiC 模块热机翘曲特性优化配方,界面贴合度更高,热阻一致性优于进口产品

三、HW-PCM85-SP 在 SiC 模块的实际应用效果

1. 新能源汽车 800V SiC 电驱模块

某车企 1200V SiC 主逆变器模块,原用 PTM 7950-SP,更换 HW-PCM85-SP 后:

  • 芯片结温降低3-5℃,满载工况下模块壳温稳定在 115℃以内;

  • 热阻波动<0.01℃・cm²/W,系统效率提升0.8%,续航延长约2%

  • 通过车规级 1000 小时可靠性验证,无热失效、无绝缘问题。

2. 光伏组串式逆变器 SiC 模块

光伏逆变器 SiC 模块长期户外高温(-30℃~85℃)、频繁启停,HW-PCM85-SP 替代后:

  • 解决 PTM 7950-SP 低温相变慢、高温易老化问题,年故障率降低 60%

  • 界面热阻稳定在 0.05℃・cm²/W,逆变器转换效率维持98.5%以上,发电量提升1.2%

3. 工业变频 SiC 功率模块

工业变频设备 24h 连续运行,HW-PCM85-SP 替代后:

  • 模块温升降低4℃,散热器体积缩小15%,功率密度提升20%

  • 免维护周期从 3 年延长至 5 年,全生命周期成本降低 35%

四、总结与选型建议

HW-PCM85-SP 凭借性能对标、可靠性优、成本可控、供应链自主的核心优势,已成为 SiC 模块热界面材料的国产首选替代方案,成功覆盖新能源汽车、光伏、工业变频等主流场景。

选型建议:SiC 模块设计优先选用HW-PCM85-SP,可直接替代 PTM 7950-SP,无需重新验证热设计,快速实现国产化升级,兼顾性能、成本与供应链安全。