Wytrzymałość na przebicie podkładek teflonowych

[Romekd]

Witam.

Interesująca tabelka. Zupełnie nie miałem wiedzy, że mika jest taka nędzna. Zawsze to ceramiki się bałem, a widać, że powinno być na odwrót. Zapamiętane.

Mika nie jest aż taka nędzna. Cienka jak papier mika ma odporność na przebicie rzędu kV a przewodność będzie porównywalna z ceramiką o grubości 1 mm. Pamietajmy, że przekładki ceramiczne są dość grube, bo gdyby była cienka jak papier to by pękała już przy braniu do rąk. Zatem trzeba patrzeć na oba parametry, zarówno realną grubość jak i przewodność cieplną.
Pzdr!

Mika jest rewelacyjna. Podkładka z miki o grubości 0,05 mm (nie załamana i posmarowana pastą silikonową) ma wytrzymywać napięcie 5 kV. Podkładka z kaptonu o grubości 0,077 (dostępna np. w TME) powinna wytrzymywać do 7,8 kV (https://www.tme.eu/pl/details/kap-218/r ... k/kap-218/ ). W ogóle kapton jest ciekawym polimerem, gdyż przy grubości 1 mm powinien wytrzymywać ponad 150 kV (pierwszy PDF ze strony: https://sklep.semicon.com.pl/shop2/inde ... oduct=1568 ). Ceramika z tlenku aluminium ma gwarantowaną wytrzymałość 10 kV na milimetr grubości (nota katalogowa z TME: https://www.tme.eu/pl/Document/d75aeadd ... aos247.pdf ).
Na temat podkładek teflonowych ciężko znaleźć jakieś dane, gdyż nie znalazłem firmy, która stosowałaby ten materiał na podkładki pod tranzystory (sam teflon jest zbyt miękki i przy nacisku wykazuje "pełzanie"). Folie teflonowe często zawiarają jakieś dodatki, które zmieniają dość znacznie ich parametry fizyczne. Dane różnych materiałów znalezione na stronach internetowych często się różnią, czasem tak bardzo, że się wzajemnie wykluczają.

tab.png

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

Ciekawe było by zrobić tabelkę: konieczną grubość materiału dajmy na to dla napięcia przebicia 2 kV i wynikającą z tej grubości przewodność cieplną.

Pomysł bardzo ciekawy. Sbróbujesz zrobić taką tabelkę? Czy wytrzymałość na przebicie, dla różnych materiałów, jest zawsze wprost proporcjonalna do grubości dielektryka?

Pozdrawiam
Romek

[tszczesn]

Mika jest rewelacyjna. Podkładka z miki o grubości 0,05 mm (nie załamana i posmarowana pastą silikonową) ma wytrzymywać napięcie 5 kV. Podkładka z kaptonu o grubości 0,077 (dostępna np. w TME) powinna wytrzymywać do 7,8 kV (https://www.tme.eu/pl/details/kap-218/r ... k/kap-218/ ). W ogóle kapton jest ciekawym polimerem, gdyż przy grubości 1 mm powinien wytrzymywać ponad 150 kV

OK, faktycznie, jakoś do tej pory do mnie nie dotarło, że jest aż tak odporna. Co nie zmienia faktu, że jakoś bym się obawiał stosować takie cienkie i łamliwe izolacje przy takich napięciach.

[Romekd]

Mika jest rewelacyjna. Podkładka z miki o grubości 0,05 mm (nie załamana i posmarowana pastą silikonową) ma wytrzymywać napięcie 5 kV. Podkładka z kaptonu o grubości 0,077 (dostępna np. w TME) powinna wytrzymywać do 7,8 kV (https://www.tme.eu/pl/details/kap-218/r ... k/kap-218/ ). W ogóle kapton jest ciekawym polimerem, gdyż przy grubości 1 mm powinien wytrzymywać ponad 150 kV

OK, faktycznie, jakoś do tej pory do mnie nie dotarło, że jest aż tak odporna. Co nie zmienia faktu, że jakoś bym się obawiał stosować takie cienkie i łamliwe izolacje przy takich napięciach.

Firmy sprzedające podkładki mikowe bardzo "mgliście" opisują ich parametry. Zerknij na stronę TME, gdzie wszystkie podkładki mikowe mają tą samą rezystancję termiczną (jeżeli ktoś z Kolegów wie jak rozumieć tą wartość, bardzo proszę o odpowiedź), niezależnie od swojej wielkości i powierzchni styku z chłodzonym tranzystorem, oraz to samo napięcie przebicia, niezależnie od grubości podkładki.

https://www.tme.eu/pl/katalog/#search=p ... 3A25582%3B

Na inne stronie znalazłem informację, podającą wartość 1 kV, jako napięcie przebicia podkładek mikowych o grubości 0,1 mm, więc która z firm podaje prawdę? Z drugiej strony demontowałem podkładki mikowe spod tranzystorów końcowych układów odchylania poziomego w telewizorach, i te podkładki często miały grubość właśnie 0,1 mm, choć na kolektorze tranzystora napięcie dość znacznie przekraczało 1 kV (zamiana tych podkładek na ceramiczne o grubości 3 mm powodowała znaczny spadek temperatury tranzystora...).
W pliku PDF ze strony z linku poniżej:

http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/mari ... M_07_9.pdf

podana została informacja o takich wartościach napięć (tu w odniesieniu do 1 cm grubości izolatora):

Napięcia przebicia.png

Pozdrawiam
Romek

[AZ12]

Witam

Nie chciałbym zakładać nowego tematu, czy podkładki mikowe można stosować w zasilaczach impulsowych zamiast silikonowych?

[Romekd]

Nie chciałbym zakładać nowego tematu, czy podkładki mikowe można stosować w zasilaczach impulsowych zamiast silikonowych?

Oczywiście, że można. Produkcję podkładek silikonowych rozpoczęto znacznie później, niż podkładek mikowych, więc wcześniej w zasilaczach impulsowych stosowało się podkładki mikowe, nieporównywalnie lepsze od tego silikonowo szmacianego chłamu... Z czasów mojej młodości pamiętam tylko podkładki mikowe i znacznie gorsze od nich estrofolowe. No właśnie, ktoś z Kolegów pamięta w jakim okresie czasu podkładki silikonowe zaczęły "wypierać" mikowe z urządzeń elektronicznych powszechnego użytku?

https://elportal.pl/pdf/k01/78_23.pdf

Pozdrawiam
Romek

[Boguś]

Silikonowe nie wiem, ale estrofol stosowano juz w początkach lat 70'

[Janusz]

W pewnym czasie "przerobiłem" sporo polskiej elektroniki przemysłowej z lat osiemdziesiątych. Podkładki izolacyjne elementów mocy, które tam spotkałem, były mikowe (rzadziej) albo estrafolowe. A w jeszcze starszym, był to radiator zasilacza 5V pochodzący prawdopodobnie z końca lat siedemdziesiątych, również ceramiczne. Zapewne importowane. Silikonowe widziałem w sklepach elektronicznych pierwszy raz może pod koniec lat osiemdziesiątych lub trochę później, ale były to już czasy końca żelaznej kurtyny. Co do podkładek mikowych, spotykałem też takie które wyglądały na warstwowe, złożone z płatka miki nałożonego na bardzo cienki arkusz ceratki olejowej, przesyconej smarem silikonowym. Zazwyczaj ceratkę (czy cokolwiek to było) można było oddzielić od miki.
I jeszcze ciekawostka.

podkładka.JPG

Podkładka z zewnątrz wyglądała się na wykonaną w całości z teflonu. Po demontażu diody, okazało się, że teflon pełni rolę dystansu, a elementem izolującym i jednocześnie przewodzącym ciepło, jest okrągła podkładka ceramiczna. Teflonowa ramka, dzięki swojej podatności na odkształcenia, pozwalała na pewny kontakt ceramiki z radiatorem, ale w przewodzeniu ciepła nie pełniła praktycznie żadnej roli.
Radiator i diody pochodzą z jakiegoś starożytnego zasilacza impulsowego.

[Wiech]

Aby nie zakładać nowego tematu krótko spytam - czy przy montażu podkładek ceramicznych stosujecie pasty termoprzewodzące ?
Jeżeli tak to gdzie ?
Czy tylko pod tranzystor lub inny chłodzony element ? czy też między podkładkę a radiator?

Pozdrawiam
Wiesław

[Romekd]

Witam.
Pastę termoprzewodzącą warto stosować zarówno między tranzystorem i podkładką ceramiczną, jak i między podkładką ceramiczną i radiatorem. Powierzchnie stykających się ze sobą elementów prawie nigdy nie są idealnie równe i gładkie (gładka i równa jest tylko podkładka ceramiczna, a powierzchnie tranzystora i radiatora, dla otrzymania idealnie gładkiej powierzchni należałoby szlifować i polerować), więc pasta wypełniając luki zawsze w mniejszym lub większym stopniu poprawi przewodnictwo cieplne.

Pozdrawiam
Romek

[Wiech]

Ciekawe, gdyż w urządzeniu, które ostatnio naprawiałem - zasilacz sporej mocy ( ponad 500W na wyjściu ) część tranzystorów na podkładkach ceramicznych była zamontowana "na sucho" a część z pastą.
Ponoć to było oryginalnie.
Dzięki za odpowiedź - na przyszłość zgodnie ze staropolską zasadą - "Kto smaruje ten jedzie"
zawsze będę smarował

Pozdrawiam
Wiesław

[Romekd]

Witam.
W firmie naprawiamy z kolegą falowniki większej mocy. Moduły IGBT w tych falownikach zawsze przed przykręceniem do dużego radiatora smarowane są białą pastą termoprzewodzącą, choć stykające się powierzchnie elementów wizualnie wydają się być bardzo równe i gładkie. Niekiedy w naprawianej aparaturze widuję też przesadne użycie białej pasty silikonowej, gdyż smarowane są nią również elementy mocowane na malutkich radiatorach oraz elementy izolowane od radiatorów elastyczną jak guma podkładką silikonową, która teoretycznie nie wymaga już smarowania pastą, gdyż sama dobrze wypełnia niewielkie nierówności powierzchni łączonych z radiatorami elementów. Niestety bardzo często spotykam się z elementami elektronicznymi, w przypadku których nawet smarowanie pastą silikonową może nie zapewnić elementowi wystarczająco małej rezystancji termicznej z radiatorem. Podzespoły te są po prostu źle wykonane, np. krzywe... W miejscu, w którym kontakt elementu z radiatorem powinien być najlepszy, jest znaczne wgłębienie... Poniżej zdjęcie hybrydowego układu wzmacniacza w.cz. mocy, używanego w lotniczych radiotelefonach AM, które czasami podczas napraw wymieniam.

wzmacniacz_RA08N1317.jpg

-
Po przyłożeniu układu do linijki widać, że miedziana wstawka chłodząca wewnętrzne tranzystory hybrydy jest "nieco" krzywa, co uniemożliwia stworzenie dobrego kontaktu tej części elementu z radiatorem.

powierzchnia styku.jpg

-
W ruch idzie więc pilnik, którym wstępnie wyrównuję powierzchnię styku, gdyż w przeciwnym wypadku element stykałby się z radiatorem jedynie zewnętrznymi krawędziami miedzianej wstawki, a reszta powierzchni układu miałaby kontakt z radiatorem jedynie przez grubą warstwę pasty termoprzewodzącej...

po wstępnej obróbce.jpg

-
Po takim przygotowaniu wykonuje jeszcze precyzyjne szlifowanie powierzchni małą frezarką. Często podobną obróbkę mechaniczną wykonuję również w przypadku tranzystorów dużej mocy, które także potrafią być bardzo krzywe...

Pozdrawiam
Romek

[Wiech]

W swoich pracach przed montażem tranzystorów mocy w obudowach TO-220 i TO-247 zawsze używam najpierw pilnika płaskiego a następnie papieru ściernego 1000 lub 1200 i mam prawidłowy styk.
Jedynie starsze metalowe obudowy TO-3 i inne podobne nie są szlifowane - nie bardzo wiem jak je szlifować, ale to już zabytki.

Pozdrawiam
Wiesław

[Alek]

[…]
Firmy sprzedające podkładki mikowe bardzo "mgliście" opisują ich parametry. Zerknij na stronę TME, gdzie wszystkie podkładki mikowe mają tą samą rezystancję termiczną (jeżeli ktoś z Kolegów wie jak rozumieć tą wartość, bardzo proszę o odpowiedź), niezależnie od swojej wielkości i powierzchni styku z chłodzonym tranzystorem, oraz to samo napięcie przebicia, niezależnie od grubości podkładki.

[...]
Pozdrawiam
Romek

Problem z miką jest taki, że wiele zależy od jej pochodzenia i sposobu przygotowania. Stąd zapewne tak duży rozrzut parametrów. Zasadniczo są dwie odmiany: muskowit i flogopit, ale o właściwościach mogą decydować też drobne domieszki. Jest to na przykład to bardzo ważne przy stosowaniu miki na mostki lamp elektronowych.

[Wiech]

Zalety podkładek mikowych czasem potrafią być też przekleństwem poniżej kawałek strony autoreferatu do pracy doktorskiej "Analiza wpływu konstrukcji na właściwości filtrów zaburzeń przewodzonych przekształtników energoelektronicznych " Pana mgr inż Szymona Pasko z Politechniki Śląskiej