CS204064B1 - Elektroizolační vrstva k oddělení polovodičových prvků od chladičů - Google Patents

Description

Vynález se týká elektroizolační vrstvy, která slouží k oddělování různých polovodičových prvků od chladičů.

Výkonové polovodičové prvky se spojují dosud s chladiči přímo, nebo odděleně pomocí různých izolačních vložek. Žádoucími požadavky na tyto izolační vložky pro tzv. galvanické oddělení je izolační pevnost, tepelná propustnost, tlaková odolnost a rozměrová stálost. Vzhledem k těmto náročným požadavkům je volba izolačního materiálu a konstrukčního uspořádání velmi obtížná. Ve většině případů se v současné době využívá přírodní slídy nebo Remiky, která se aplikuje ve formě podložek a trubiček, přičemž plošného styku pro převod ztrátového tepla se dociluje stažením těla chladiče pomocí svorníku polovodiče a matice s kovovou podložkou. Slída nebo Remika má poměrně dobré elektroizolační vlastnosti, ale malou tepelnou vodivost, čímž je převod ztrátového tepla do chladiče omezen. Další nevýhodou slídových izolací je křehkost, která se nepříznivě projevuje při stahování svorníku. Slídové výrobky praskají a vznikají trhliny, čímž se povrchové cesty zmenšují a zhoršují se elektroizolační vlastnosti. Proto se v poslední době využívá také podložek a trubiček z plastických hmot. Tyto hmoty mají dobré elektroizolační vlastnosti, ne2 jsou křehké avšak stejně jako slídové výrobky mají malou tepelnou vodivost a tím jsou funkčně nedokonalé.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny vynálezem, jehož podstata spočívá v tom, že polovodičový výkonový prvek zasahuje svým sroubením do vložky válcového nebo kvadratického tvaru, přičemž vložka je zalisována do těla chladiče přes vrstvu keramické hmoty s otvorem v chladiči zaslepeným nebo průchozím. Keramická hmota je o složení 40 až 70 hmotnostních procent kysličníku horečnatého, 28 až 58 hmotnostních procent steatitu, jednoho hmotnostního procenta syntetického oleje a jednoho hmotnostního procenta vody.

Vynálezem je umožněno široké využití elektroizolační hmoty u způsobu galvanického oddělení polovodičových prvků od chladičů. Velkou výhodou také je zabudování více galvanicky oddělených polovodičů na jeden chladič, s čímž souvisí vysoká účinnost chlazení za minimálního použití rozměrů chladicího systému. Žádoucí odvod ztrátového tepla z polovodiče do chladiče zaručuje stálá pevná vrstva keramické hmoty s vysokou tepelnou vodivostí. Tepelná akumulace vložky zachycuje bezprostředně ztrátové teplo při krátkodobém přetížení polovodiče. Velkou předností vynálezu je také zvýšená elektrická a mechanická pevnost eiexírotZQ lační ví sivý.

' Na přiloženém výkresu jo schemaťcky znázorněno příkladné provedení vynálezu. Obr. 1 pčedctavnie čelní pohled v příčném řezu, kde vložka je zalisovéna no těla ehludále s otvorem v chladiči zaslepeným a obr. 2 znázorňuje čelní pohled v příčnám řeze, kde vložka je zalisována do těla chladiče s otvorem v chladiči průchozím.

Polovodičový výkonový prvek 1 jo onatrsn upevňovacím šroubem 2, který jo našroubován do kovové vložky 3, tato jo naksována do slabé kerammké vrstvy 3, která vytváří podle potřeby okřále β v sivý keram'cké hmoty 5 u zaslepeného nebo průchozího otvoui chladiče 4.

Zalisování keramické hmoty 5 u slepého otvoru, jak je znázorněno na obr. 1 εο provádí tvarovaným razníkem, který zatlačí v’ožku 3 do keramické hmoty 5, vytvoří uzsvřený válcovitý nebo kvadratický tvar a dále utěsní okraje fi v tělese chladiče 4, Aby kerammká hmota 5 nemohla unikat u průchozího otvoru chladiče 4, jak je znázornS4 no nc obr. 2 irruc' být podobným způsobem jako -o íezník i inkvarovaná mntoce, V-ožica 3 může byt na styčné nicko o keramickou hmoto podélnými nebo příčnými zářezy jrn zvýšení mechanické pevnosti spoje. Vrstva zvlhčené keramické hmoty 5 i být velmi mabá cca 1 mm, přičemž ; 3 keramické vlečky 5 mohou být rozk dosažení větších povrchových cest.

Složení keřem cké kmety Ξ zaručme tepelnou. pooausínoot elektrické:] a mechanickou pevnost, Lisovací kcrammká hmota 2 obsahuje 40 až 70 % kysličníku hořečnatého, 23 ač 53 % stanutu, 1 % syntetického oleje a 1 % vody. D'e požadavků na pevnost elekírjckou a mechanickou je možno obsah jednotlivých komponent keramické hmoty 5 měnit v uvedeném rozsahu. Keramická hmota 3 ee vytvrzuje vypálením při teplotě, kterou snesou oba materiály, ti. vložka 3 a chladič 4. Polovodičový výkonový prvek 1 ss zašroubuje až po vypálení.

Využití vynálezu bude mít velmi široké uplatnění v celém elektrotechnickém průmyslu.

Claims (2)

1. Elektroizolační vrstva k oddělení po'ovodičových prvků od chladičů, se vyznačuje tím, že polovodičový výkonový prvek (1) zasahuje svým sroubením (2) do vložky (3) válcového nebo kvadratického tvaru, oři čemž vložka (3) je zalisována co těla chladiče (4) přes vrstvu keramické hmoty (5) s otvorem v chladiči (4) zaslepeným nebo průchozím.

y N A L E Z U

2. Elektroizolační vrstva k oddělení polovodičových prvků cd chladičů podle bodu 1 se-vyznačuje tím, že keramická hmota (5) je o složení 40 až 70 hmotnostních procent kysličníku horečnatého, 23 až 53 hmotnostních procent steatitu, jednoho hmotnostního procenta syntetického oleje a jednoho hmotnostního procenta vody.