Доставка цветов в Севастополе: SevCvety.ru
Главная -> Силовые полупроводниковые приборы

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 [106] 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143

толщиной 0,075 мм-в 4 раза. В этом случае уменьшение теплового сопротивления воздушных зазоров обеспечивается введением в зону контакта различных пастообразных диэлектриков, например ПМС-200, КПТ-8 и др.

Одним из прогрессивных методов соединения керамики с металлами является пайка. Для пайки керамика предварительно металлизируется. На керамику 22ХС, которая находит широкое применение в промышленности, как правило, наносят покрытие из сплава Мо-Мп, при этом между покрытием и керамикой образуется прочная связь, обусловленная миграцией стеклофазы керамики в металлизированный спой и запо.пнением пор между зернами молибдена стеклом. Это покрытие имеет толщину 0,025-0,038 мм. Для металлизации керамики ВеО в Японии предложена паста, состоящая из Мо или Мо-Мп и 3-4% (по массе) порошка, содержащего более 70% Be, и обеспечивающая после термообработки получение герметичных и высокопрочных спаев с металлом.

Смачиваемость металлизированной поверхности керамики припоями обычно обеспечивают нанесением второго покрытия. Для большинства используемых мягких припоев металлизированная поверхность керамики покрывается никелем или медью.

Для обеспечения необходимой прочности соединения электроизоляционного слоя с токопроводящей шиной и корпусом охладителя при возможных изменениях температуры важен правильный подбор материало]в по значениям коэффициента термического расширения (КТР). В случае различия КТР материалов контакта при их жестком соединении в зоне контакта в условиях изменяющихся температур возникают внутренние напряжения, которые могут привести к разрушению электроизоляционного слоя, ухудшению его электроизоляционных свойств, нарушению контакта и обусловленному этим увеличению теплового сопротивления.

Данные по КТР некоторых материалов, которые могут быть использованы в охладителях СПП, приведены ниже.

Материал КТР, 10-1/"С

Никель ....................................................................................... 13,3

Олово ..........................................................-............................... 23

Медь ........................................................................................... 16.8

Керамика 22ХС ....................................................................... 6,1

Мо ............................................................................................. 4,9

Мо-Мп ...............................................-.................................... 6,8

Алмаз ......................................................................................... 4,5

Керамика ВеО .......................................................................... 8,6

Керамика MgO ........................................................................ 9,1

Сплав для спаек ЦНТ-4 ........................................................ 5,9

МД15 ......................................................................................... 6,5

Композиции на основе эпоксидных смол ......................... 30-80



Уменьшение напряжений, возникающих в спае медь- керамика, достигается использованием мягких припоев с низкой температурой пайки, созданием переходных слоев, а также выполнением токопроводящей нганы и теплопередающей стенки охладителя с компенсаторами температурных расширений.

В качестве изоляционного материала между СПП и охладителем иногда применяют эпоксидные смолы с различными наполнителями. Однако их невысокая теплопроводность, а также возможность возникновения электрического пробоя при уменьшении толщины электроизоляционного слоя обусловливают его значительное тепловое сопротивление. Так, разработанный групповой охладитель для тиристоров ТЛ-200 с электроизоляционным слоем из эпоксидного компаунда ЭП-49А имеет тепловое сопротивление между корпусом СПП и водой 0,2-0,3° С/Вт.

Известно также много попыток использования в охладителях СПП различных полимерных прокладок, при этом даже незначительная толщина прокладок приводит к существенному увеличению теплового сопротивления охладителей. Применение в качестве электроизолирующей прокладки лавсановой пленки ПЭТФ-1 толщиной 0,1 мм при теплопроводящей площади 62 см и охлаждении водой позволило получить тепловое сопротивление охладителя 0,264° С/Вт. Тиристор с системой охлаждения может быть нагружен лишь 60% его номинального значения. Пленка ПЭТФ-1-недугостойкая. Использование ми-канитовых прокладок еще более увеличивает сопротивление охладителя.

Слюда (флагопит, мусковит) находит применение как электроизоляционный материал в охлаждающих устройствах СПП небольшой мощности. Недостатки ее-хрупкость и некоторая неравномерность толщины, приводящая к увеличению контактного теплового сопротивления. Более предпочтительны анодированные алюминиевые шайбы, но анодированное покрытие может быть легко повреждено заусенцами, что приводит к ухудшению электроизоляционных характеристик охладителя.

Для уменьшения теплового сопротивления контакта «изоляционная прокладка-металл» рекомендуется использовать различные теплопроводные пасты, смазки. При использовании пасты КПТ-8 контактное тепловое сопротивление уменьшается в 2-3 раза и становится независимым от степени чистоты поверхности. Рекомендуется применять пасту КПТ-8 при неплоскостности контактных поверхностей хуже 1-50 и относительно небольших давлениях (меньше 20-30 кг/см).

Электроизоляционная прокладка может быть выполнена состоящей из двух слоев электроизоляционного материала 322



с мелкими беспорядочно расположенными отверстиями для пропускания силиконовой смазки, находящейся между слоями изоляционного материала. При закреплении прибора на охладителе прокладка сжимается и из отверстий изолирующих слоев выдавливается силиконовая смазка, заполняющая микронеровности контактных поверхностей.

Предлагается также изготовлять прокладки из упругого материала-силиконовой резины, эпоксидной смолы и других-с включениями в виде небольших керамических дисков или столбиков, расположенных по концентрическим окружностям. Торцы столбиков лежат в плоскостях прокладки или немного выступают над ними.

Эффективным решением является установка СПП на кольцевую прокладку из фторопласта толщиной 0,08-0,1 и шириной 1,5-2 мм. Зазор заполняется пастой КПТ-8.

С увеличением единичных мощностей разрабатываемых приборов и необходимостью уменьшения теплового сопротивления электроизоляционного слоя перспективным является использование в качестве электрической изоляции керамических материалов, имеющих высокую теплопроводность.

В охладителях СПП из керамики 22ХС для СПП таблеточного исполнения токоотвод изолирован от охлаждающей воды керамической пластиной толщиной 1,5 мм. Корпуса охладителей изготовлены из керамики. При расходе воды 5 л/мин тепловое сопротивление одной стороны охладителя составляет О,Г С/Вт.

Для снижения контактного теплового сопротивления между пластинами из ВеО и корпусом (шиной) в контактное пространство рекомендуется вводить теплопроводные пасты или осуществлять соединение керамики с элементами охладителя посредством пайки. Для пайки керамики ВеО с металлом используются медно-серебряные припои.

Появление электроизоляционного слоя и дополнительных контактных тепловых сопротивлений между ним, корпусом и шиной существенно усложняет процесс переноса тепла в охладителях.

Для изучения теплопереноса через электроизоляционный слой, а также возможностей и эффективности использования керамических материалов в охладителях СПП был проведен цикл исследований. Между токопроводящей шиной и корпусом модели охладителя помещался электроизоляционный слой из различных материалов-керамики 22ХС, ВеО, полиамидной пленки, композиций на основе эпоксидной смолы и др. Медные контактирующие поверхности пшны и корпуса были выполнены по восьмому классу, керамические диски, не металлизированные по контактным плоскостям, - по девятому классу. Неплоскостность контактирующих поверхностей не превьипала 0,015



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 [106] 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143



0.0116
Яндекс.Метрика