SU1756940A1 - Паста дл соединени элементов силовых схем полупроводниковых преобразователей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  обеспечени  электрического и теплового контакта между элементами силовых схем. Цель изобретени  -увеличениетоковых нагрузок полупроводниковых преобразователей путем улучшени  электро- и теплопровод щих свойств пасты дл  соединени  силовых схем преобразователей. Паста, содержаща  порошок медный электролитический из частиц дендритной формы, окись цинка, аэросил и полиметилсилоксановую жидкость, характеризуетс  электрическим контактным сопротивлением 0,15«10 Ом и тепловым контактным сопротивлением 0,011°С/Вт. 1 табл., 4 ил.

Description

сл С

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при изготовлении силовых полупроводниковых преобразователей дл  обеспечени  электрического и теплового контактов между элементамисиловыхсхем: полупроводниковыми приборами, охладител ми , предохранител ми и токоведущими шинами.

В процессе сборки силовых полупроводниковых преобразователей, например тиристорных электроприводов, существует проблема качественного соединени  соприкасающихс  поверхностей элементов силовых схем.

Последнее объ сн етс  тем, что величина и надежность электрического и теплового сопротивлени  между элементами силовых схем непосредственным образом св заны с допустимой величиной токовых и

тепловых нагрузок преобразовател , что вли ет на КПД полупроводниковых преобразователей .

Известно использование паст дл  обеспечени  электрического и теплового контакта между элементами силовых схем полупроводниковых преобразователей Однако , используемые Сополимер-3 или ЦИАТИМ характеризуютс  сравнительно низкими Значени ми электрической и тепловой проводимости.

Это обуславливает потери в контакте между элементами силовых схем полупроводниковых преобразователей и ухудшает услови  их охлаждени , что в конечном счете ограничивает токовые и тепловые нагрузки , снижает КПД преобразователей.

Наиболее близкой к предлагаемой по составу  вл етс  паста КПТ-8.

ч сл о ю

4 О

Известна  паста имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:

Окись цинка70-80

Жидкость полиметилсилоксанова 20-30

Аэросил -0,5-1,5

Эта паста обладает хорошими тепло- провод щими свойствами, но плохой электрической проводностью.

Цель изобретени  - увеличение токовых нагрузок преобразователей путем улучшени  электро- и теплопровод щих свойств пасты.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что известна  паста дл  соединени  силовых схем полупроводниковых преобразователей , содержаща  окись цинка, аэросил и полиметилсилоксановую жидкость, дополнительно содержит порошок медный электролитический из частиц дендритной формы (I) при следующем соотношении компонентов , мас.%:

Порошок медный (I)40 - 60

Окись цинка10-30

Аэросил0,45 - 0,55

Жидкость полиметилсилоксанова Остальное

Дендритна  форма (ежик) порошка медного способствует тому, что частицы меди продавливают поверхностную окисную пленку соприкасающихс  элементов силовых схем, обеспечива  надежный электрический контакт.

В целом, введение в состав известной пасты порошка медного электролитического , состо щего из частиц дендритной формы , с указанным в формуле изобретени  соотношением компонентов, повышает ее электропроводность и улучшает теплопроводность . Это обеспечивает снижение кон- тактного электро- и теплового сопротивлени , что, в свою очередь, позвол ет повысить допустимые токовые и тепловые нагрузки силовых полупроводниковых преобразователей, т. е. реализовать цель изобретени .

Дл  проверки свойств предлагаемой пасты были приготовлены 10 образцов пасты, отличающиес  соотношением ее компонентов , как в диапазоне предельных соотношений , указанных в формуле изобретени , так и по обе стороны от предельных значений.

Состав и данные испытаний различных образцов предлагаемой пасты сведены в таблицу и отображены на графиках.

На фиг. 1 показано изменение теплового контактного сопротивлени  а зависимости от содержани  порошка медного; на фиг. 2 - изменение электрического контактного сопротивлени  в зависимости от содержани  порошка медного; на фиг. 3 - изменение теплового контактного сопротивлени  в зависимости от содержани  окиси цинка; на фиг. 4 - изменение электрическо- го контактного сопротивлени  в зависимости от содержани  окиси цинка.

Все изменени  проведены при температуре окружающей среды 20°С и зазоре между контактирующими поверхност ми элементов силовых схем 55 микрон.

Предлагаемую пасту получили путем механического перемешивани  ее компонентов до получени  однородной массы.

Как видно из таблицы и графиков на фиг, 1-4, оптимальные значени  электрического и теплового сопротивлений достигаютс  только в диапазоне соотношени  компонентов , указанном в формуле изобретени ,

За пределами диапазона, указанного в формуле изобретени :

а)приуменьшении в пасте содержани  порошка медного резко возрастает значение электрического контактного сопротивлени , что св зано с сокращением доли

электропровод щего материала в пасте, а при уменьшении содержани  окиси цинка растет величина теплового контактного сопротивлени , так как при этом сильно возрастает текучесть пасты, вследствие чего

она плохо заполн ет зазор;

б)при увеличении содержани  в пасте медного порошка и окиси цинка сверх установленных формулой изобретени  увеличиваетс  зазор между контактирующими поверхност ми, что приводит к росту контактного электрического и теплового сопротивлений .

В сравнении с известной, предлагаема 

Claims (1)

1. паста характеризуетс  лучшей электро- и теплопроводностью, что обеспечивает значительное (в сотни раз) уменьшение электрического контактного сопротивлени  и снижение на 10 - 12 % теплового контакт ного сопротивлени . Это позвол ет реализовать цель изобретени  - повысить электрическую и тепловую нагрузки силовых полупроводниковых преобразователей. Формула изобретени 

   Паста дл  соединени  элементов силовых схем полупроводниковых преобразователей , содержаща  окись цинка, аэросил и полиметилсилоксановую жидкость, отличающ а   с   тем, что, с целью увеличени  токовых нагрузок преобразователей путем улучшени  электро- и теплопровод щих свойств пасты, она дополнительно содери жит порошок медный электролитический из частиц дендритной формы (I) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Порошок медный из частиц дендритной формы (I) Окись цинка

   Аэросил0,45 - 0,55

   40 - 60Полиметилсилоксанова 

   10-30жидкостьОстальное

   г

   Honmt

   VA

   /п

   0.02

   Ю

   20

   30

   Э ком, 0

   0.34

   0.1

   20 30 № 50 60

   Фиг. 2

   2пО-2Окас.°/о

   Ятко т. ,013 °С/вт

   40 50 60

   Фиг.1 2лО - 20 нас %

   70

   Яэ кон/  КПТ8- 1-Ю Он

   Си, мае. %

   70

   RTконт °с/Bff

   О

   3 конт, MK°

   20 jff W 50 2 О,мас.у фиг.З

   Медньш / op0M/0x - 50 nac%

   0

   Ю 20 30 40 50 2nO,fiffcf /o Фиг А

   Медный порошок - 50 /lac %