Главная / Каталог / Пассивные компоненты / Пассивные компоненты Panasonic industrial / Средства отведения и сохранения тепла Panasonic / Soft-PGS (Мягкий PGS) – термоинтерфейс для силовых модулей

Soft-PGS (Мягкий PGS) – термоинтерфейс для силовых модулей

Пиролитовый графитовый лист (PGS) – ультра-легкий графитовый проводящий пленочный материал, разработанный Panasonic, имеющий теплопроводность до 5 раз большую, чем медь.

Soft-PGS (Мягкий PGS) - сжимаемый тип графитового листа предназначенный для применения в качестве термопроводящего интерфейса (TIM - Thermal Interface Material). TIM применяется для снижения контактного теплового сопротивления между неровными поверхностями в ограниченных пространствах.

Рис.1 Неровная поверхность, ухудшает параметры теплопроводности

Soft-PGS повышает тепловую связь между теплогенерирующим устройством (источник тепла) и элементом рассеивающим тепло (радиатор). Материалы, используемые в качестве термоинтерфейса (TIM) являются ключевым компонентом в силовых электронных системах, т.к. тепло выделяемое полупроводником должно быть выведено на радиатор и рассеяно.

Рис.2 Термоинтерфейс

Листы Soft-PGS являются графитовыми листами толщиной 200 мкм предназначенными для использования в качестве теплопроводящего интерфейса для IGBT модулей. Листы Soft-PGS имеют высокую степень сжимаемости (до 40%, при давлении до 600 кПа) по сравнению со стандартными графитовыми листами PGS, что позволяет уменьшить контактное тепловое сопротивление за счет лучшего прилегания к неровным поверхностям, и обеспечивает минимальные показатели термосопротивления между модулем IGBT и радиатором, тем самым увеличивая надежность, срок службы и производительность модуля.

Soft-PGS гарантирует стабильность параметров в широком диапазоне температур -55...+400°C, и высокую надежность при интенсивных циклах работы в диапазоне температур -55...+150°C. Отменные показатели теплопроводности листов 400 Ватт/м*К по оси X-Y, 30 Ватт/м*К по оси Z и широкий выбор листов Soft-PGS предоставляет возможность разработчикам электроники подобрать оптимальный вариант листа, обеспечить оптимальный температурный режим работы модулей, увеличить срок службы и надежность устройств.

Современной электроникой диктуются все больше и больше взаимоисключающие требования, с одной стороны уменьшение габаритов электронных устройств, с другой стороны повышение их производительности, как следствие мощности, кпд и их надежность. Как правило увеличение мощности ведет к увеличению тепловыделения, таким образом промышленность находится в постоянном поиске решений для отведения тепла силовых компонентов, что ведет к удорожанию комплектующих. Так, например, для уменьшения габаритов устройств требуются более компактные радиаторы, в результате чего плотность мощности увеличивается, поэтому предъявляются более высокие требования к термоинтерфейсным материалам, обеспечивающих взаимосвязь между нагревающимся элементом и радиатором.

Пастообразный TIM-слой, никогда не бывает гомогеннной толщины, кроме того большинство пастообразных тепловых растворов деградируют со временем и все больше и больше теряют свою эффективность.

Рис.3 Изменение структуры термопасты в сравнении с их отсутствием у Soft-PGS

В сравнении с термопастой и PCM, Soft-PGS подходит для применения с неровной поверхностью намного лучше, при этом увеличение нажатия на Soft-PGS уменьшает термосопротивление материала и соответственно увеличивает его теплопроводность.

Рис. 4 Увеличение теплопроводности при увеличении силы сжатия

Изначальная стоимость термопаст невысокая, но как было отмечено выше, свойства термопаст со временем деградируют, эффективность теплоотведения уменьшается, ухудшает параметры устройства в целом и может вывести его из строя. Поэтому в устройствах, где в качестве термоинтерфейса применяются термопасты или PCM в процессе эксплуатации, требуется обслуживание устройств: замена пасты или PCM, остановка работы устройства, привлечение квалифицированного персонала, что в результате серьезно увеличивает первоначальную стоимость устройства. Soft-PGS в отличие от термопаст, имеет более высокую первоначальную стоимость, но листы не теряют своих свойств с течением времени, не требуют сервисного обслуживания и могут эксплуатироваться неограниченно долго. В результате окончательная стоимость устройства с применением Soft-PGS становится существенно ниже.

Рис.5 Первоначальная и последующая стоимость термопасты и Soft-PGS

Soft-PGS листы уже подготовлены для установки совместно с силовыми модулями ряда известных производителей, таких как: Semikron, Infineon, Mitsubishi Electric, Hitachi, Fuji Electric, Ixys. Большой выбор листов Soft-PGS позволяет подобрать необходимый лист для конкретной модели силового модуля, поэтому нет необходимости производить подготовку листов к установке. Так же отпадает необходимость производить предпроизводственную подготовку, нет необходимости подготовки трафаретов для нанесения термопасты, применять дорогостоящее оборудование для нанесения пасты, переработки и утилизации отходов пасты и последующего сервисного обслуживания. Soft-PGS легко установить, что существенно сокращает трудозатраты, требуемые при использовании термопасты и материалов со сменной фазой (PCM – Phase Change Material).

Рис.5 Пример установки Soft-PGS

Таки образом применение Soft-PGS обеспечивает более высокую технологичность, надежность и температурную стабильность элементов. Сокращает время производства конечных продуктов, уменьшает трудозатраты, увеличивает рентабельность и конкурентоспособность конечного продукта.

На сайте компании Panasonic с помощью параметрического поиска можно легко подобрать необходимый тип листа Soft-PGS для силовых модулей компаний Semikron, Infineon, Mitsubishi Electric, Hitachi, Fuji Electric, пройдя по ссылке Поиск.

Так же можно самостоятельно подобрать необходимый тип листа для силовых модулей других производителей используя таблицу доступных листов.

a – ширина

b – длина

d – расстояние между отверстиями

e – шаг перфорации

Тип

Ширина, мм

Длина, мм

Количество отверстий

Диаметр отверстий, мм

Расстояние между отверстиями, мм

Шаг перфорации, мм

Толщина, мкм

200

Диапазон рабочих температур, °C

-55…+400

1

EYGS0909ZLX2

90

90

-

-

-

-

2

EYGS0918ZLX2

180

90

-

-

-

-

3

EYGS1818ZLX2

180

180

-

-

-

-

4

EYGS1431ZLAA

140

308

12

6

126

290

5

EYGS0925ZLWA

85

246

14

6

73

234

6

EYGS1419ZLWB

136

186

8

7.5

124

171

7

EYGS0917ZLWC

85

168

10

6

73

156

8

EYGS1316ZLAC

125

163

8

6.1

110

150

9

EYGSZ1216ZLWD

120

160

8

6

110

150

10

EYGSZ1116ZLMA

108.8

158

8

6

92.75

144

11

EYGSZ1315ZLGA

129.5

150

8

7

118.5

137.5

12

EYGSZ1314ZLWE

126

136

6

7.5

114

124

13

EYGSZ1014ZLDA

97.8

138

4

6.8

86

127

14

EYGSZ0714ZLAE

70

138

4

5.7

57

128

15

EYGSZ0714ZLAF

69

136

4

7.2

57

124

16

EYGSZ1113ZLMB

106

132

4

5.7

95

121

17

EYGSZ1313ZLGB

128

128

4

6.7

110

110

18

EYGSZ0713ZLAG

66

126

4

5.7

50

116

19

EYGSZ0813ZLMD

71

123

2

4.7

центр

116

20

EYGSZ1212ZLGC

120

120

4

5.7

110

110

21

EYGSZ0912ZLGD

88

120

4

5.7

78

110

22

EYGSZ0612ZLWF

60

120

4

5.7

50

110

23

EYGSZ0512ZLGE

53

118

2

5.7

центр

106

24

EYGSZ0811ZLGH

80

113

4

5.7

70

103

25

EYGSZ0811ZLWG

78

108

4

6.7

62

93

26

EYGSZ0611ZLWH

60

106

4

6.7

48

93

27

EYGSZ0411ZLWJ

43

105.5

2

5.7

центр

93

28

EYGSZ0610ZLAH

59.4

104.4

4

6.7

48

93

29

EYGSZ0410ZLAJ

43

102.8

2

5.7

центр

93

30

EYGSZ1010ZLME

98

98

4

6.7

87

87

31

EYGSZ0409ZLGJ

44

93

2

6.7

центр

80

32

EYGSZ0509ZLGK

46

92

2

6.7

центр

80

33

EYGSZ0309ZLMF

32

92

2

6.7

центр

80

34

EYGSZ0409ZLMG

41

88

2

5.7

центр

80

35

EYGSZ0309ZLAK

29.5

89.5

2

6.6

центр

80

36

EYGSZ0509ZLMH

51

86

2

4.7

-

80

37

EYGSZ0508ZLMJ

46.2

83

2

4.7

-

77

38

EYGSZ0608ZLMK

55

78

2

4.5

центр

40

39

EYGSZ0607ZLGL

58

69.7

4

5.7

50

62

40

EYGSZ0507ZLML

45.3

66

2

4.7

-

60

41

EYGSZ0407ZLAL

40

65.5

1

7.7

центр

центр

42

EYGSZ0506ZLMM

48

55

1

4.5

центр

центр

43

EYGSZ0404ZLMP

36

38

1

4.5

центр

центр

44

EYGSZ1018ZLSA

104.5

182.5

8

7

93

171

45

EYGSZ1516ZLSB

148

158

8

5

137

150

46

EYGSZ1116ZLSC

112

158

8

5

101

150

47

EYGSZ0715ZLSD

67

153

4

5.6

57

143

48

EYGSZ0613ZLSE

61

127.5

4

5.6

50

116

49

EYGSZ0612ZLSF

63.3

124

4

5.6

50

110

50

EYGSZ0612ZLSG

61.5

124

4

5.6

50

110

51

EYGSZ1012ZLSH

104.5

121

4

6.7

93

109.5

52

EYGSZ0410ZLSJ

43

103

2

5.7

центр

93

53

EYGSZ0609ZLSK

61.5

91

4

5.6

50

77

54

EYGSZ0606ZLSL

58

61.5

2

5.6

44

50

55

EYGSZ0305ZLSM

27

51

1

4.6

центр

центр

56

EYGSZ0204ZLSN

24

36.5

1

4.6

центр

центр

57

EYGSZ0303ZLSP

29

32

1

4.5

центр

центр

58

EYGSZ0911ZLDA

92

109

4

6

78

93

59

EYGSZ1014ZLDB

98

138

4

6.7

86

127