Таблица 7.12. Основные требования по механической обработке контактных поверхностей охладителей

Таблица 7.13. Усилия сжатия СПП штыревого исполнения с охладителями

работать при температурах -l-50-н-60° С. Вода как теплоноситель должна быть химически нейтральна к материалу теплоотвода и не должна содержать механические примеси, засоряющие трубопроводы и канал охлаждения.

Охладители и теплоотводы достаточно надежны в эксплуатации, их средняя наработка на отказ не менее 18000 ч, а у-процентный ресурс равен 87000 ч при у =95%.

Однако многочисленные соединения штуцеров индивидуальных охладителей дюритовыми шлангами, невозможность применения водопроводной воды даже при низких напряжениях, отложения солей на охлаждающих поверхностях ухудшают теплообмен и практически выводят охладитель из строя, усложняют конструкцию и обслуживание

млица 7.14. Усилия сжатия СПП таблеточного исполнения с охладителем

охладителей в эксплуатации, снижают их надежность. Поэтому при изготовлении мощных полупроводниковых агрегатов с водяным охлаждением в основном применяются групповые охладители.

Выбор электроизоляционных материалов для охладителей СПП. Использование в качестве хладоагента воды с низким электрическим сопротивлением вызывает необходимость обеспечения электрической изоляции СПП от охлаждающей среды. Наиболее приемлемьхм решением при этом является размещение между корпусом охладителя и токопроводящей шиной электроизоляционного слоя.

Кроме минимального теплового сопротивления электроизоляционный слой должен удовлетворять следующим требованиям:

1) обладать высокой электрической прочностью в воздухе при нормальных и повышенных (до 125° С) температурах как при высоких постоянных напряжениях, так и при переменных с большой длительностью импульса;.

2) иметь высокое удельное электрическое сопротивление;

3) иметь минимальные диэлектрические потери;

4) обладать высокой механической прочностью при температуре до 100-125° С;

5) вьщерживать многократные изменешя температуры;

6) обеспечивать возможность плотного соединения с металлом с использованием высокопроизводительных технологических приемов.

Охладители в зависимости от назначения преобразователя могут работать в различных климатических условиях и могут быть подвержены различным механическим нагрузкам. Электроизоляционный слой при этом должен сохранять заданные электрические и термомеханические параметры.

В большей степени удовлетворяют перечисленным выше требованиям прокладки в виде керамических дисков, прокладки из полимерных пленок и полимерные покрытия. Их свойства довольно широко приведены в технической литературе.

Электрическая прочность большинства полимерных покрытий и прокладок из полимерных пленок при нормальных условиях имеет значения 10-60 кВ/мм. Электрическая прочность керамических материалов составляет 60-80 кВ/мм, а для нитрида бора 235 кВ/мм. Следует отметить, что после вьщержки в воде электрическая прочность полимеров на 20-40% уменьшается. Кроме того, электрическая прочность эпоксидных композиций уменьшается с ростом температуры. Так, при увеличении температуры с 20 до 150° С электрическая прочность эпоксидного компаунда ЭП-49Д при толщине 0,5 мм уменьшается почти в 2 раза. Электрическая прочность керамических материалов в меньшей степени зависит от воздействия влаги и температуры.

Для большинства рассматриваемых материалов значение, характеризующее их диэлектрические свойства, составляет 4-10-3-2-10-2.

Удельное электрическое сопротивление данных материалов при нормальных условиях колеблется от 10 Ом-см (ВеО) до 10 Ом-см (фторопласт-4).

Механические свойства электроизоляционных материалов определяются в основном пределами прочности при сжатии, растяжении, статическом изгибе. Предел прочности при растяжении керамических материалов и эпоксидных смол составляет 8-15,5 кг/мм, фторопласта 1-1,5. кг/мм. Предел прочности при сжатии керамики 22ХС составляет 100-ПО кг/мм, а фторопласта-всего лишь 2 кг/мм. Прочность керамических материалов при статическом изгибе также довольно высокая-предел прочности керамики 22ХС 40 кг/мм, ВеО 15-20 кг/мм, предел прочности при статическом изгибе фторопласта-4 составляет 1,1-1,4 кг/мм. Необходимо учитывать также данные по пределу прочности при ударном изгибе для керамики, который имеет значения для рассматриваемых типов керамики 0,3-0,75 кг/мм.

В период эксплуатации охладителей вредное влияние на электрическую изоляцию оказывает влажность окружающей