September 24, 2026
신에너지 차량(NEV) 전기 구동 시스템의 열 관리에서 전력 반도체(IGBT 및 SiC 모듈 등)의 열 방출 효율은 차량의 전력 성능과 신뢰성을 직접적으로 결정합니다. 칩과 방열판을 연결하는 중요한 매체로서 열 인터페이스 그리스를 선택하는 것이 가장 중요합니다. 고품질 열 전도성 그리스는 접촉 열 저항을 효과적으로 줄여 IGBT 열 방출 및 SiC 모듈 열 전도를 안전한 한계 내로 유지합니다. 이 사례 연구에서는 NEV 제조업체가 극한의 작동 조건에서 열 관리 문제를 해결하기 위해 인버터의 전력 전자 장치용 열 페이스트를 과학적으로 선택한 방법을 살펴봅니다.
이 NEV 제조업체의 전기 구동 시스템에 사용되는 인버터는 IGBT/SiC 모듈이 피크 전력 출력 동안 매우 높은 열유속 밀도를 생성하는 콤팩트한 내부 공간을 특징으로 합니다. 구동 중 지속적인 진동과 전원 모듈과 방열판 사이의 열팽창 계수 불일치로 인한 기계적 스트레스로 인해 기존 열 그리스는 "펌프 아웃 효과" 또는 오일 유출에 매우 취약합니다. 이는 감열재의 건조 및 파손으로 이어질 뿐만 아니라 국소적인 핫스팟을 유발하여 운전 안전을 심각하게 위협합니다. 따라서 이 시스템은 전력전자용 열 페이스트에 대해 매우 높은 크리프 방지, 펌프아웃 저항 및 장기적인 열 순환 안정성을 요구합니다.
전기 구동 시스템의 복잡한 요구 사항을 해결하기 위해 Shin-Etsu 그리스를 사용하는 조합 솔루션을 권장합니다. G-776을 주요 방열재로 활용하고 특정 영역의 강화 또는 차별화 설계를 위해 G-775 또는 G-777을 보완합니다. 이소파라핀계 용매로 희석한 G-776은 낮은 점도(58 Pa·s)를 유지해 자동 디스펜싱이 용이하며, 범용 제품에 비해 우수한 펌프아웃 저항과 크리프 방지 성능을 보여 IGBT, CPU 등 고신뢰성 열 인터페이스에 이상적이다. 더 큰 기계적 응력을 받거나 궁극적인 장기 신뢰성이 요구되는 가장자리 영역의 경우 점도가 높은(500 Pa·s) G-775 또는 매우 안정적인 물리적 특성을 가진 G-777을 결합하여 다층 열 보호 장벽을 구축할 수 있습니다.
선택 기준을 보다 직관적으로 보여주기 위해 다음 표에서는 세 가지 백색 열 그리스인 G-775, G-776 및 G-777의 핵심 매개변수를 비교합니다. G-776은 열전도율(3.1 W/m·K)과 적용 편의성 사이에서 최고의 균형을 달성합니다. G-775는 높은 비중과 높은 점도로 최고의 펌프아웃 저항을 제공합니다. G-777은 매우 낮은 휘발성 함량(0.1%)으로 최대 10년의 사용 수명을 보장합니다.
| 매개변수 | G-775 | G-776 | G-777 |
|---|---|---|---|
| 열전도율(W/m·K) | 3.6 | 3.1 | 3.1 |
| 점도(Pa·s) | 500 | 58 | 172 |
| 150℃/24h / 휘발성분(%) | 0.26 | 3.1 | 0.1 |
| 온도 범위(℃) | -40~150 | -40~200 | -40~200 |
| 주요 장점 | 극도의 펌프아웃 저항 | 쉬운 적용 및 크리프 방지 | 장기적인 안정성 |
G-776을 주재료로, G-777을 부재료로 하는 Shin-Etsu 그리스 솔루션을 도입한 후 인버터는 접합 온도 150℃에서 연속 작동 테스트에서 탁월한 성능을 입증했습니다. 측정된 데이터에 따르면 IGBT 모듈의 인터페이스 열 저항은 이전 세대의 범용 그리스에 비해 약 18% 감소했으며 피크 접합 온도는 4.5℃ 감소했습니다. 2,000시간의 고온, 고습 및 열충격 사이클링 테스트 이후 G-776 인터페이스에서 심각한 오일 누출이나 건조가 관찰되지 않았습니다. 열 저항 증가율은 5% 미만으로 유지되어 NEV에 대한 15년/300,000km 전체 수명 주기 열 관리 요구 사항을 완벽하게 충족했습니다.
범용 그리스는 지속적인 진동과 열팽창/수축으로 인해 펌프아웃 현상이 발생하기 쉬우며 냉각 불량의 원인이 됩니다. 전기 구동 시스템은 크리프 방지 및 펌프아웃 저항이 높은 전력 전자 장치용 열 페이스트를 사용해야 합니다.
No. G-776은 특수 용매 제제를 사용합니다. 초기의 낮은 점도는 자동화된 적용을 용이하게 하며, 용매 증발 후 크리프 방지 및 오일 유출 저항은 IGBT와 같은 고신뢰성 시나리오를 위해 특별히 설계된 대부분의 범용 제품보다 성능이 뛰어납니다.
적용 영역이 극심한 기계적 응력을 받거나 방열판의 평탄도가 좋지 않아 틈을 메우기 위해 더 두꺼운 접착 라인이 필요한 경우 G-775의 높은 점도(500 Pa·s)와 높은 비중은 최고의 펌프아웃 저항과 구조적 지지력을 제공합니다.
휘발성 함량이 높으면 그리스가 고온에서 건조되고 경화되어 열 저항이 증가합니다. 휘발분 함량이 0.1%에 불과한 G-777은 200℃에서 최대 10년 동안 안정적인 물리적 특성을 보장하므로 유지 관리가 필요 없는 전기 구동 시스템에 적합합니다.
G-776의 낮은 점도로 인해 디스펜싱 및 스크린 인쇄와 같은 자동화된 공정과 완벽하게 호환됩니다. 또한 경화 전 탁월한 습윤성을 나타내어 미세한 수준의 인터페이스 공극을 효과적으로 채워 접촉 열 저항을 줄입니다.
전적으로. SiC 모듈은 열유속 밀도가 더 높고 인터페이스 재료에 대한 요구 사항이 더 엄격합니다. G-776/G-777 조합은 뛰어난 고온 안정성과 낮은 열 저항을 갖추고 있어 SiC 모듈 열 전도에 이상적인 선택입니다.
NEV 전기 구동 시스템의 열 관리에서 적절한 열 인터페이스 그리스를 선택하는 것은 장기적인 시스템 안정성을 보장하는 초석입니다. G-776과 G-775/G-777의 과학적 결합을 통해 IGBT 방열 및 SiC 모듈 열전도에서 펌프아웃 및 건조의 문제점을 효과적으로 해결할 수 있습니다.
