RU2780673C1 - Металлостеклянный корпус типа кт-97 - Google Patents
Металлостеклянный корпус типа кт-97 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780673C1 RU2780673C1 RU2021118597A RU2021118597A RU2780673C1 RU 2780673 C1 RU2780673 C1 RU 2780673C1 RU 2021118597 A RU2021118597 A RU 2021118597A RU 2021118597 A RU2021118597 A RU 2021118597A RU 2780673 C1 RU2780673 C1 RU 2780673C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- flange
- insert
- terminals
- metal
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 13
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N BeO Chemical compound O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 3
- 230000005669 field effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910000833 kovar Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к силовой электронике и может быть использовано в мощных низковольтных и высоковольтных полупроводниковых приборах, таких как мощные полевые транзисторы, диоды Шоттки и т.п. Техническим результатом изобретения является расширение эксплуатационных возможностей металлостеклянных корпусов за счёт существенного снижения температуры выводов при пропускании через них тока. Технический результат обеспечивается тем, что в металлостеклянном корпусе типа КТ-97, содержащем теплоотводящий фланец, ободок, в отверстия которого впаяны стеклом проходящие вовнутрь корпуса выводы, между выходящими вовнутрь корпуса концами выводов и фланцем впаяна вставка из диэлектрического материала с высокой теплопроводностью. Предпочтительным материалом вставки может быть алюмонитридная керамика или керамика из оксида бериллия. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл.
Description
Изобретение относится к силовой электронике и может быть использовано в мощных низковольтных и высоковольтных полупроводниковых приборах таких как мощные полевые транзисторы, диоды Шоттки и т.п.
Известны металлостеклянные корпуса типа КТ - 97 ИДЯУ.432254.014 ТУ (Фиг. 1), на теплоотводящий фланец которых припаяна рамка из товара с металлостеклянными проходными выводами. Основным недостатком данной конструкции является существенное ограничение выводов по пропускаемому току, так как в таких конструкциях выводы из-за необходимости согласования по тепловому расширению материалов со стеклом делают из специальных сплавов (29НК, 38 НКД), имеющих высокое электрическое сопротивление, превышающее сопротивление меди более, чем в 30 раз. Например, при пропускании непрерывного тока 10 А на выводе диаметром 1 мм и длиной 15 мм выделяется мощность I2⋅R=0,63 Вт, из-за плохой теплопроводности стекла, равной 0,0018-0,003 кал/см⋅сек⋅град (Рот А. Вакуумные уплотнения. Пер. с англ. М., «Энергия», 1971, стр. 452), вывод из сплава 29НК разогревается до температуры >200°С за 1 минуту. При этом припой ПОС-61, которым обычно проводится монтаж радиоэлектронной аппаратуры плавится.
Известны металлостеклянные корпуса серии ТО 254, ТО 257, ТО 258, ТО 259, НТО 259А, ТО 267, выпускаемые АО «Тестприбор» (А. Максимов Корпуса для полупроводниковых приборов металлостеклянные и металлокерамические. ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес 6/2010), конструкция которых аналогична представленной на Фиг. 1. Основным недостатком данных корпусов, так же, как и в предыдущем аналоге, является существенное ограничение выводов по пропускаемому току.
Ближайшим аналогом может являться металлостеклянный корпус КТ-97 В-1.05 (чертеж КУШ Р432 264.001), серийно выпускаемый АО «Завод «МАРС», город Торжок, содержащий фланец, стальной ободок (теплопроводность равна 0,15 кал/см⋅сек⋅град. Рот А. Вакуумные уплотнения. Пер. с англ. М., «Энергия», 1971, стр. 452) с выводами из проволоки МК9 (медь-ковар), впаянными стеклом в отверстиях ободка. Конструкция корпуса аналогична представленной на Фиг. 1 и обладает таким же основным недостатком, как и у выше представленных аналогов. Через выводы такого корпуса можно пропускать несколько больший ток, чем у предыдущих аналогов, поскольку у проволоки МК электрическое сопротивление в 6-8 раз ниже, чем у проволоки из сплавов 29 НК и 38НКД, ободок выполнен из стали, теплопроводность которой примерно в три раза больше, чем у сплавов 29НК и 38НКД, а фланец выполнен из высокотеплопроводной меди. Но наибольший вклад в ограничение пропускаемого тока вносит стекло, плохо проводящее тепло.
Техническим результатом изобретения является расширение эксплуатационных возможностей металлостеклянных корпусов за счет существенного снижения температуры выводов при пропускании через них тока.
Технический результат обеспечивается тем, что в металлостеклянном корпусе типа КТ-97, содержащем теплоотводящий фланец, ободок, в отверстиях которого впаяны стеклом проходящие вовнутрь корпуса выводы, между выходящими вовнутрь корпуса концами выводов и фланцем впаяна вставка из диэлектрического материала с высокой теплопроводностью. Предпочтительным материалом вставки может быть алюмонитридная керамика или керамика из оксида бериллия. При прохождении тока через вывод, как указывалось ранее, на нем выделяется мощность равняя I2⋅R, где I - ток, проходящий через вывод, a R - его электрическое сопротивление. Ориентировочный тепловой расчет металлостеклянного вывода длиной 15 мм и диаметром 1 мм из проволоки МК. Электрическое сопротивление вывода равно, примерно 0,017 Ом. При прохождении через вывод тока 10 А на выводе выделяется мощность 0,17 Вт, которая может нагреть корпус при непрерывном токе до температуры более 100°С. При прохождении через вывод тока 20 А на выводе выделяется мощность 0,68 Вт, которая может нагреть вывод при непрерывном токе до температуры, превышающей температуру плавления припоя ПОС-61. При наличии вставки из материала с высокой теплопроводностью между выводами и фланцем большая часть тепла будет уходить от вывода на теплоотводящий фланец, с поверхности которого за счет конвекции и излучения тепло отводится в окружающую среду. При этом температура на выводе может снизиться в 1,5-2 раза. В случае же размещения корпуса на радиаторе температура на выводе может снизиться в 3-5 раз.
Сущность заявленного технического решения поясняется Фиг. 2. На теплоотводящем фланце 1 припаян ободок 2, например, из стали, в отверстиях которого стеклом 3 впаяны выводы 4. Между концами выводов 5 и фланцем 1 впаяна вставка 6 из диэлектрического материала с высокой теплопроводностью.
Измерение нагрева металлостеклянных корпусов типа КТ-97В с выводами из проволоки МК проводили при пропускании тока через два вывода, закороченные внутри корпуса перемычкой. Вставка была выполнена из алюмонитридной керамики. Поверхность вставки со стороны фланца имела сплошную металлизацию для припайки вставки к фланцу, а со стороны выводов в виде изолированных друг от друга контактных площадок для припайки внутренних концов выводов. Температуру измеряли на внутреннем конце вывода и на фланце внутри корпуса. В качестве радиатора, к которому присоединяли фланец корпуса, использовали алюминиевый брусок с размерами 80×30×10 мм. Ток задавали инвертным источником тока UNIV-50А/12В Р, а температуру измеряли температурным пробником модели ТР-01. Измерения проводили на металлостеклянных корпусах с фланцем из меди с выводами длиной 15 мм и диаметром 1 мм при температуре окружающей среды ≈24°С. Результаты измерений приведены в таблицах 1, 2, 3 и 4. Результаты проведенных измерений показывают:
- на корпусе без радиатора и вставки температура вывода при токе 10 А достигает 115°С а фланца 80°С. Температура вывода при токе 20 А через три минуты достигает температуры плавления припоя ПОС-61;
- на корпусе с радиатором без вставки температура вывода при токе 10 А достигает 66,8°С а фланца 35,7°С. Температура вывода при токе 20 А достигает 95°С а фланца 41,4°С;
- на корпусе без радиатора со вставкой температура вывода при токе 10 А достигает 85°С а фланца 83°С. Температура вывода при токе 20 А достигает 125°С а фланца 123°С;
- на корпусе с радиатором и вставкой температура вывода при токе 10 А достигает 35°С а фланца 34°С. Температура вывода при токе 20 А достигает 42,3°С а фланца 40,4°С.
Результаты проведенных измерений подтверждают существенное снижение температуры выводов металлостеклянных корпусов типа КТ-97 при наличии вставки из материала с высокой теплопроводностью, например, из алюмонитридной керамики, керамики из оксида бериллия и т.п., впаянной между выходящими вовнутрь корпуса концами выводов и фланцем.
Claims (3)
1. Металлостеклянный корпус типа КТ-97, содержащий теплоотводящий фланец, ободок, через отверстия в котором впаяны стеклом проходящие вовнутрь корпуса выводы, отличающийся тем, что между выходящими вовнутрь корпуса концами выводов и фланцем впаяна вставка из материала с высокой теплопроводностью, причем поверхность вставки со стороны фланца имеет сплошную металлизацию для припайки вставки к фланцу, а со стороны выводов - в виде изолированных друг от друга контактных площадок, к которым припаяны внутренние концы выводов.
2. Металлостеклянный корпус по п. 1, отличающийся тем, что вставка выполнена из алюмонитридной керамики.
3. Металлостеклянный корпус по п. 1, отличающийся тем, что вставка выполнена из керамики на основе оксида бериллия.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2780673C1 true RU2780673C1 (ru) | 2022-09-28 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040035575A (ko) * | 2002-10-22 | 2004-04-29 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 반도체칩 수납용 패키지 및 반도체장치 |
RU2405229C2 (ru) * | 2009-01-11 | 2010-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт электронной техники" | Корпус полупроводникового прибора |
RU161815U1 (ru) * | 2015-08-27 | 2016-05-10 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Завод Искра" | Корпус полупроводникового прибора |
WO2018111484A1 (en) * | 2016-12-12 | 2018-06-21 | General Electric Company | Electronics package with embedded through-connect structure and method of manufacturing thereof |
RU2740028C1 (ru) * | 2020-03-19 | 2020-12-30 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Пульсар" | Корпус беспотенциального силового модуля |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040035575A (ko) * | 2002-10-22 | 2004-04-29 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 반도체칩 수납용 패키지 및 반도체장치 |
RU2405229C2 (ru) * | 2009-01-11 | 2010-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт электронной техники" | Корпус полупроводникового прибора |
RU161815U1 (ru) * | 2015-08-27 | 2016-05-10 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Завод Искра" | Корпус полупроводникового прибора |
WO2018111484A1 (en) * | 2016-12-12 | 2018-06-21 | General Electric Company | Electronics package with embedded through-connect structure and method of manufacturing thereof |
RU2740028C1 (ru) * | 2020-03-19 | 2020-12-30 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Пульсар" | Корпус беспотенциального силового модуля |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4672597B2 (ja) | 基板処理装置 | |
EP1471564A2 (en) | LED lamp | |
FI88452C (fi) | Konstruktion foer att foerbaettra avkylning av en effekttransistor | |
EP3479011B1 (en) | An enclosure for lighting systems | |
SE437199B (sv) | Anordning avsedd for vermeavledning vid halvledare innefattande ett enligt termosifonprincipen arbetande vermeavledande organ | |
US6744136B2 (en) | Sealed liquid cooled electronic device | |
FI85783C (fi) | Kylningskonstruktion foer transistor. | |
RU2780673C1 (ru) | Металлостеклянный корпус типа кт-97 | |
US20190218101A1 (en) | Graphene thermal paste and manufacturing method thereof | |
CN111771120B (zh) | 基板评价用芯片和基板评价装置 | |
JP2024041963A (ja) | 半導体素子試験装置 | |
KR100711552B1 (ko) | 볼 그리드 어레이를 포함하는 파워 반도체 장착 패키지 | |
US20060158091A1 (en) | Fluorescent lamp assembly | |
KR830006642A (ko) | 비등냉각장치(沸騰冷刻裝置) | |
US3058041A (en) | Electrical cooling devices | |
RU2579544C1 (ru) | Корпус для полупроводникового прибора свч | |
Decker et al. | High-power IMPATT diodes on diamond heat sinks | |
JP5187828B2 (ja) | 電圧プローブ | |
US3001110A (en) | Coaxial semiconductors | |
JP2009147062A (ja) | 半導体モジュール | |
RU2659304C1 (ru) | Корпус мощной гибридной свч интегральной схемы | |
RU211842U1 (ru) | Беспотенциальный корпус полупроводникового прибора | |
JP5272485B2 (ja) | 基板支持部材 | |
US3540284A (en) | Electrically insulated thermo-sensing unit | |
Markov et al. | Thermal characterisation of LTCC frontend modules with integrated power amplifiers for wireless LAN application |