CS243343B1 - Insulation washer for potential-free power semiconductor components - Google Patents
Insulation washer for potential-free power semiconductor components Download PDFInfo
- Publication number
- CS243343B1 CS243343B1 CS851213A CS121385A CS243343B1 CS 243343 B1 CS243343 B1 CS 243343B1 CS 851213 A CS851213 A CS 851213A CS 121385 A CS121385 A CS 121385A CS 243343 B1 CS243343 B1 CS 243343B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- insulating pad
- electrode
- base
- layer
- semiconductor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Eliminování nerovností přítlačných' ploch elektrody polovodičového systému a základny polovodičové součástky, odstranění možnosti praskání izolační podložky, dosažení dokonalejšího celoplošného kontaktu izolační podložky na přítlačné plochy, a tím nízkého kontaktního tepelného odporu. Uvedeného účelu se dosáhne izolační podložkou ve tvaru planparalelní desky na obou stačných plochách opatřené zhmožděnou vrstvou o tlouštce 2 až 20/um. Tloušťka zhmož ióné vrstvy je srovnatelná nebo větší než rovinnost přítlačných ploch elektrody polovodičového systému a základny polovodičové součástky. Mikropóry zhmožděné vrstvy jsou vyplněny elektroizolační kapalinou.Elimination of unevenness of the pressure surfaces of the electrode of the semiconductor system and the base of the semiconductor component, elimination of the possibility of cracking of the insulating pad, achievement of a more perfect all-over contact of the insulating pad to the pressure surfaces, and thus low contact thermal resistance. The stated purpose is achieved by an insulating pad in the form of a plane-parallel plate on both sides provided with a crushed layer with a thickness of 2 to 20 µm. The thickness of the crushed ionic layer is comparable to or greater than the flatness of the pressure surfaces of the electrode of the semiconductor system and the base of the semiconductor component. The micropores of the crushed layer are filled with an electrical insulating liquid.
Description
(54) Izolační podložka bezpotenciálové výkonové polovodičové součástky(54) Insulating pad of potential-free power semiconductor components
Eliminování nerovností přítlačných' ploch elektrody polovodičového systému a základny polovodičové součástky, odstranění možnosti praskání izolační podložky, dosažení dokonalejšího celoplošného kontaktu izolační podložky na přítlačné plochy, a tím nízkého kontaktního tepelného odporu. Uvedeného účelu se dosáhne izolační podložkou ve tvaru planparalelní desky na obou stačných plochách opatřené zhmožděnou vrstvou o tlouštce 2 až 20/um. Tloušťka zhmož ióné vrstvy je srovnatelná nebo větší než rovinnost přítlačných ploch elektrody polovodičového systému a základny polovodičové součástky. Mikropóry zhmožděné vrstvy jsou vyplněny elektroizolační kapalinou.Eliminating the unevenness of the contact surfaces of the electrode of the semiconductor system and the base of the semiconductor component, eliminating the possibility of cracking of the insulating pad, achieving better full-area contact of the insulating pad to the contact surfaces, and thus low contact thermal resistance. This is achieved by a planar parallel plate insulating pad on both stationary surfaces provided with a bruised layer of 2 to 20 µm thickness. The thickness of the interlayer is comparable to or greater than the flatness of the contact surfaces of the electrode of the semiconductor system and the base of the semiconductor component. The micropores of the bruised layer are filled with electroinsulating liquid.
:43343: 43343
Vynález se týká izolační podlož’ to bezpotenciálové polovodičové součástky.The invention relates to an insulating mat ' s a potential free semiconductor component.
Při výrobě bezpotenoiálových výkonových součástek je nutné bezpečně elektricky izolovat elektrodu pole . ·'i: ového systému od základny polovodičové součástky, uzpůsobené k montáži polovodičové -i’ást,.y na chladič.In the production of potential-free power components, it is necessary to safely electrically insulate the field electrode. A semiconductor component from the base of the semiconductor component adapted to mount the semiconductor component to the heat sink.
Současně je tří α co nejúčinněji odvést ztrátové teplo vznikající při provozu polovodičové součástky do chladiče. Na trvalé účinnosti chlazení je závislá bezpečnost provozu, zatížitelnost a životnost polovodičové součástky.At the same time, the three α is as efficient as possible to dissipate the heat loss generated by the operation of the semiconductor component into the heatsink. Operational safety, load capacity and durability of the semiconductor device depend on continuous cooling efficiency.
Obě výše uvedené základní funkce plní izolační podložka, vložená mezi elektrodu polovodičového systému a základnu polovodičové součástky. Zatímco elektroizolační vlastnosti izolační podložky závisejí převážně na vlastnostech použitého materiálu, efektivní tepelný odpor systému: elektroda - izolační podložka - základna je kromě vodivosti základního materiálu určen převážně kvalitou a úpravou styčných ploch systému.Both of the above-mentioned basic functions are performed by an insulating pad interposed between the electrode of the semiconductor system and the base of the semiconductor component. While the electrical insulation properties of the insulating mat depend largely on the properties of the material used, the effective thermal resistance of the system: the electrode - the insulating mat - the base is determined, in addition to the conductivity of the base material, mainly by the quality and finish of the system interface.
Dosud používaná izolační podložka je tenká destička vyrobená z izolačního, monokrystalického nebo amorfního materiálu s relativně velkou tepelnou vodivostí, např. korund, BeO apod., jejíž styčné plochy jsou opracovány do dokonalé rovinnosti a vysokého lesku.The insulating pad used up to now is a thin plate made of insulating, monocrystalline or amorphous material with relatively high thermal conductivity, eg corundum, BeO, etc., whose contact surfaces are machined to perfect flatness and high gloss.
Nevýhodou této izolační podložky je, že při výrobně dostupné rovinnosti přítlačných ploch elektrod polovodičového systému a základny polovodičové součástky, je náchylná k praskání a její výroba je pracná.The disadvantage of this insulating pad is that it is susceptible to cracking and is laborious to manufacture when the electrode contact surfaces of the semiconductor system and the semiconductor component base are flat.
Další používaná izolační podložka je na styčných plochách opatřena vrstvou napařeného nebo elektrolyticky vyloučeného kovu pro potlačení stykového tepelného odporu. Nevýhodou této izolační podložky je zdlouhavá a drahá výroba a problémy s udržením elektroizolačních vlastností izolační destičky, zvláště v případě použití sintrovaných materiálů.Another insulating pad used is provided with a layer of vapor-deposited or electrolytically deposited metal on the contact surfaces to suppress the contact thermal resistance. The disadvantage of this insulating pad is the lengthy and expensive manufacture and problems of maintaining the electrical insulation properties of the insulating pad, especially when sintered materials are used.
Uvedené nevýhody odstraňuje Izolační podložka bezpotenciálové výkonové polovodičové součástky umístěná mezi elektrodou polovodičového systému a základnou polovodičové součástky podle vynálezu.These disadvantages are overcome by an insulating pad of a potential-free power semiconductor component located between the electrode of the semiconductor system and the base of the semiconductor component of the invention.
Její podstatou je, že těleso izolační podložky ve tvaru planparalelní desky je na obou. styčných plochách opatřeno zhmožděnou vrstvou o tloušťce 2 až 20/um. Tloušťka zhmožděné vrstvy je srovnatelná nebo větší než rovinnost přítlačné plochy elektrody polovodičového systému a přítlačné plochy základny polovodičové součástky. Mlkropóry zhmožděné vrstvy mohou být vyplněny elektroizolační kapalinou.Its essence is that the body of the insulating pad in the shape of a planar parallel plate is on both. provided with a bruised layer of 2 to 20 .mu.m thickness. The bruised layer thickness is comparable to or greater than the flatness of the electrode contact surface of the semiconductor system and the base contact surface of the semiconductor component. The bruised pores of the bruised layer may be filled with an electrical insulating liquid.
Výhodou izolační podložky podle vynálezu je, že její stykové plochy opatřené zhmožděnou vrstvou, svou plasticitou do značné míry eliminují nerovnost přítlačných ploch elektrody polovodičového systému, základny polovodičové součástky a přítomnost nečistot.The advantage of the insulating mat according to the invention is that its bruised contact surfaces largely eliminate the unevenness of the contact surfaces of the electrode of the semiconductor system, the base of the semiconductor component and the presence of impurities by their plasticity.
Tím je odstraněna nebo alespoň potlačena možnost praskání izolační podložky, které prakticky vede ke ztrátě její elektroizolačrií funkce. Současně je dosaženo dokonalejšího celoplošného kontaktu izolační podložky s přítlačnými plochami a tím nízkého kontaktního tepelného odporu, srovnatelného s pokovenými izolačními podložkami.This eliminates or at least suppresses the possibility of cracking of the insulating mat, which practically results in the loss of its electrical insulating properties. At the same time, a better full-area contact of the insulating pad with the contact surfaces is achieved and thus a low contact thermal resistance comparable to metallized insulating pads.
Na připojeném výkresu je znázorněna izolační podložka se stykovými plochami, elektrodou polovodičového systému a základnou polovodičové součástky v kolmém řezu.The attached drawing shows an insulating pad with contact surfaces, an electrode of a semiconductor system and a base of a semiconductor component in a perpendicular section.
PříkladExample
V bezpotenciálovém diodovém modulu obsahujícím dvě diody o závěrném napětí 1,6 KV je mezi elektrodu 5 diodového systému a základnu £ diodového modulu přitlačena izolační podložka ze sintrovaného korundu.In a potential-free diode module comprising two diodes with a reverse voltage of 1.6 KV, a sintered corundum insulating pad is pressed between the electrode 5 of the diode system and the base of the diode module.
Těleso £ izolační podložky je ve tvaru planparalelní destičky o tlouštce 0,5 mm, jejíž styčné plochy £ a' 2 ' jsou prostřednictvím oboustranného broušení na drsnost povrchu Ra = 0,6 až 1/um opatřeny zhmožděnou vrstvou £ a 3 o tlouštce 10 /um. Tato tloušťka odpovídá předepsané rovinnosti max. lO^um přítlačné plochy £ elektrody £ diodového systému a rovinnosti max. 10/um přítlačné plochy £ základny £ diodového modulu.The insulating pad body 6 is in the form of a planar parallel plate of 0.5 mm thickness, the contact surfaces of which a and b are grinded with a bruised layer 8 and 3 of a thickness of 10 by bilateral grinding to a surface roughness Ra = 0.6 to 1 µm. um. This thickness corresponds to a prescribed flatness of max. 10 µm of the electrode contact surface 4 of the diode system and a flatness of max. 10 µm of the base contact surface 4 of the diode module.
Zhmožděná vrstva £ a 3 * svou plasticitou eliminuje nerovnost přítlačné plochy 4 elektrody £ diodového systému a přítlačné plochy £ základny £ diodového modulu, případně přítomnost nečistot.Due to its plasticity, the bruised layer 4 and 3 'eliminates the unevenness of the pressing surface 4 of the electrode 6 of the diode system and the pressing surface 4 of the base 6 of the diode module or the presence of impurities.
Tím je též dosaženo dokonalejšího celoplošného kontaktu izolační podložky s přítlačnými plochami £ elektrody £ a £ základny £, oož snižuje hodnotu kontaktního tepelného odporu. Hodnotu kontaktního tepelného odporu lze dále znatelně snížit vyplněním kapilárních mikropórů zhmožděné vrstvy £ a3 izolační kapalinou, která má tepelnou vodivost minimálně pětkrát větší tepelné vodivosti vzduchu, například silikonovým olejem.This also improves the full-area contact of the insulating pad with the contact surfaces 6 of the electrode 6 and the base 6, thus reducing the value of the contact thermal resistance. The value of the contact thermal resistance can be further reduced considerably by filling the capillary micropores of the bruised layer 6 and 3 with an insulating liquid having a thermal conductivity of at least five times greater thermal conductivity of the air, for example with silicone oil.
Izolační podložka podle vynálezu je vhodná pro výrobu většiny typů bezpotenciálových výkonových polovodičových součástek, zvláště diodových, tyristorových a hybridních modulů, u kterých se vyžaduje vysoký stupeň bezpečnosti odizolování polovodičových systémů od uzemněného chladicího systému, vysoká zatížitelnost a životnost.The insulating mat according to the invention is suitable for the manufacture of most types of potential-free power semiconductor components, especially diode, thyristor and hybrid modules, which require a high degree of safety to isolate semiconductor systems from a grounded cooling system, high load capacity and durability.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS851213A CS243343B1 (en) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | Insulation washer for potential-free power semiconductor components |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS851213A CS243343B1 (en) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | Insulation washer for potential-free power semiconductor components |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS121385A1 CS121385A1 (en) | 1985-08-15 |
| CS243343B1 true CS243343B1 (en) | 1986-06-12 |
Family
ID=5345955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS851213A CS243343B1 (en) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | Insulation washer for potential-free power semiconductor components |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS243343B1 (en) |
-
1985
- 1985-02-20 CS CS851213A patent/CS243343B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS121385A1 (en) | 1985-08-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1425364B1 (en) | Dry thermal interface material | |
| US4810563A (en) | Thermally conductive, electrically insulative laminate | |
| KR19990067924A (en) | Press contact type semiconductor device, and converter using same | |
| CA2471629A1 (en) | Improved thermal interface material | |
| CN1813348A (en) | Device comprising at least one heat source formed by a functional element that is to be cooled, at least one heat sink, and at least one intermediate layer located between the heat source and the heat | |
| DE102008001230A1 (en) | Cooling box for components or circuits | |
| JP3617306B2 (en) | Pressurized contact semiconductor device and converter using the same | |
| KR920019530A (en) | Thermally Conductive Adhesive Films, Laminates Including Thermally Conductive Adhesive Layers and Uses thereof | |
| EP0236065B1 (en) | Liquid cooling system for integrated circuit chips | |
| EP0322165B1 (en) | Thermally conductive ceramic/polymer composites | |
| US5547758A (en) | Insulating material | |
| US5977568A (en) | Power semiconductor component with a pressure-equalizing contact plate | |
| CN2381023Y (en) | Thermoelectric cooler | |
| CA2408262A1 (en) | Electronic power module | |
| CN214199271U (en) | A high-performance refrigeration module with a simple structure | |
| KR20230126340A (en) | Ceramic substrate unit and manufacturing method thereof | |
| JPH0744082B2 (en) | Electrical package assembly | |
| CN220307641U (en) | Static cooling system of super-efficient electronics module | |
| JPWO2007010615A1 (en) | HEAT CONDUCTIVE SHEET, ITS MANUFACTURING METHOD, AND POWER MODULE USING HEAT CONDUCTIVE SHEET | |
| CN207664042U (en) | Radiator and power module for high voltage power device | |
| EP4002972B1 (en) | Heat dissipation for power switches | |
| CN215648008U (en) | Thermal and non-conductive cooling module | |
| CN215872385U (en) | Heat-conducting substrate | |
| JPS5749852A (en) | Cooling of supporting body by ceramic plate as cooling system in cataphoresis device | |
| CN216565709U (en) | New energy automobile that heat dispersion is good is with hot electric separation copper base plate |