EYGR – новая серия термопроводящих графитовых пленок Soft-PGS для силовых IGBT модулей

EYGR - новая серия 250 и 350 микрометровых пиролитических Soft-PGS листов для силовых IGBT модулей, производства компании Panasonic Industrial.

Пиролитический 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.

Новая серия TIM включает в себя 118 моделей листов толщиной 250 и 350 мкм, теплопроводностью до 250 Ватт/м*К по оси X-Y, и до 28 Ватт/м*К по оси Z, что позволяет обеспечить высокую степень отведения тепла с силовых моделей, обеспечить эффективную работу модулей в течение длительного времени. Сжимаемость листов серии EYGR до 55% позволит нивелировать невысокое качество обработки радиаторов, и сохранить максимальное отведение тепла.

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, 250 или 350 мкм предназначенными для использования в качестве теплопроводящего интерфейса для IGBT модулей. Листы Soft-PGS имеют высокую степень сжимаемости (до 55%, 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 до 400 Ватт/м*К по оси X-Y, до 28 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
Диапазон рабочих температур, °C					-55…+400
Толщина, мкм							200	250	350
Сжимаемость, %					600 кПа		40	55	55
Теплопроводность, Вт/мК					X-Y		400	250	200
					Z		28	28	28
№	Тип/толщина			a: Ширина, мм	b: Длина, мм	Количество отверстий	Диаметр отверстий, мм	d: Расстояние между отверстиями, мм	e: Шаг перфорации, мм
	200 um	250 um	350 um
	EYGS0909ZLX2	EYGR0909ZLX2	EYGR0909ZRX2	90	90	-	-	-	-
	EYGS0918ZLX2	EYGR0918ZLX2	EYGR0918ZRX2	90	180	-	-	-	-
	EYGS1818ZLX2	EYGR1818ZLX2	EYGR1818ZRX2	180	180	-	-	-	-
1	EYGS1431ZLAA	EYGR1431ZLAA	EYGR1431ZRAA	140	308	12	6	126	290
2	EYGS0925ZLWA	EYGR0925ZLWA	EYGR0925ZRWA	85	246	14	6	73	234
3	EYGS1419ZLWB	EYGR1419ZLWB	EYGR1419ZRWB	136	186	8	7.5	124	171
4	EYGS0917ZLWC	EYGR0917ZLWC	EYGR0917ZRWC	85	168	10	6	73	156
5	EYGS1316ZLAC	EYGR1316ZLAC	EYGR1316ZRAC	125	163	8	6.1	110	150
6	EYGS1216ZLWD	EYGR1216ZLWD	EYGR1216ZRWD	120	160	8	6	110	150
7	EYGS1116ZLMA	EYGR1116ZLMA	EYGR1116ZRMA	108.8	158	8	6	92.75	144
8	EYGS1315ZLGA	EYGR1315ZLGA	EYGR1315ZRGA	129.5	150	8	7	118.5	137.5
9	EYGS1314ZLWE	EYGR1314ZLWE	EYGR1314ZRWE	126	136	6	7.5	114	124
10	EYGS1014ZLAD	EYGR1014ZLAD	EYGR1014ZRAD	97.8	138	4	6.8	86	127
11	EYGS0714ZLAE	EYGR0714ZLAE	EYGR0714ZRAE	70	138	4	5.7	57	128
12	EYGS0714ZLAF	EYGR0714ZLAF	EYGR0714ZRAF	69	136	4	7.2	57	124
13	EYGS1113ZLMB	EYGR1113ZLMB	EYGR1113ZRMB	106	132	4	5.7	95	121
14	EYGS1313ZLGB	EYGR1313ZLGB	EYGR1313ZRGB	128	128	4	6.7	110	110
15	EYGS0713ZLAG	EYGR0713ZLAG	EYGR0713ZRAG	66	126	4	5.7	50	116
16	EYGS0813ZLMD	EYGR0813ZLMD	EYGR0813ZRMD	71	123	2	4.7	центр	116
17	EYGS1212ZLGC	EYGR1212ZLGC	EYGR1212ZRGC	120	120	4	5.7	110	110
18	EYGS0912ZLGD	EYGR0912ZLGD	EYGR0912ZRGD	88	120	4	5.7	78	110
19	EYGS0612ZLWF	EYGR0612ZLWF	EYGR0612ZRWF	60	120	4	5.7	50	110
20	EYGS0512ZLGE	EYGR0512ZLGE	EYGR0512ZRGE	53	118	2	5.7	центр	106
21	EYGS0811ZLGH	EYGR0811ZLGH	EYGR0811ZRGH	80	113	4	5.7	70	103
22	EYGS0811ZLWG	EYGR0811ZLWG	EYGR0811ZRWG	78	108	4	6.7	62	93
23	EYGS0611ZLWH	EYGR0611ZLWH	EYGR0611ZRWH	60	106	4	6.7	48	93
24	EYGS0411ZLWJ	EYGR0411ZLWJ	EYGR0411ZRWJ	43	106	2	5.7	центр	93
25	EYGS0610ZLAH	EYGR0610ZLAH	EYGR0610ZRAH	59.4	104	4	6.7	48	93
26	EYGS0410ZLAJ	EYGR0410ZLAJ	EYGR0410ZRAJ	43	103	2	5.7	центр	93
27	EYGS1010ZLME	EYGR1010ZLME	EYGR1010ZRME	98	98	4	6.7	87	87
28	EYGS0409ZLGJ	EYGR0409ZLGJ	EYGR0409ZRGJ	44	93	2	6.7	центр	80
29	EYGS0509ZLGK	EYGR0509ZLGK	EYGR0509ZRGK	46	92	2	6.7	центр	80
30	EYGS0309ZLMF	EYGR0309ZLMF	EYGR0309ZRMF	32	92	2	6.7	центр	80
31	EYGS0409ZLMG	EYGR0409ZLMG	EYGR0409ZRMG	41	88	2	5.7	центр	80
32	EYGS0309ZLAK	EYGR0309ZLAK	EYGR0309ZRAK	29.5	90	2	6.6	центр	80
33	EYGS0509ZLMH	EYGR0509ZLMH	EYGR0509ZRMH	51	86	2	4.7	-	80
34	EYGS0508ZLMJ	EYGR0508ZLMJ	EYGR0508ZRMJ	46.2	83	2	4.7	-	77
35	EYGS0608ZLMK	EYGR0608ZLMK	EYGR0608ZRMK	55	78	2	4.5	центр	40
36	EYGS0607ZLGL	EYGR0607ZLGL	EYGR0607ZRGL	58	70	4	5.7	50	62
37	EYGS0507ZLML	EYGR0507ZLML	EYGR0507ZRML	45.3	66	2	4.7	-	60
38	EYGS0407ZLAL	EYGR0407ZLAL	EYGR0407ZRAL	40	66	1	7.7	центр	центр
39	EYGS0506ZLMM	EYGR0506ZLMM	EYGR0506ZRMM	48	55	1	4.5	центр	центр
40	EYGS0404ZLMP	EYGR0404ZLMP	EYGR0404ZRMP	36	38	1	4.5	центр	центр
41	EYGS1018ZLSA	EYGR1018ZLSA	EYGR1018ZRSA	104.5	183	8	7	93	171
42	EYGS1516ZLSB	EYGR1516ZLSB	EYGR1516ZRSB	148	158	8	5	137	150
43	EYGS1116ZLSC	EYGR1116ZLSC	EYGR1116ZRSC	112	158	8	5	101	150
44	EYGS0715ZLSD	EYGR0715ZLSD	EYGR0715ZRSD	67	153	4	5.6	57	143
45	EYGS0613ZLSE	EYGR0613ZLSE	EYGR0613ZRSE	61	128	4	5.6	50	116
46	EYGS0612ZLSF	EYGR0612ZLSF	EYGR0612ZRSF	63.3	124	4	5.6	50	110
47	EYGS0612ZLSG	EYGR0612ZLSG	EYGR0612ZRSG	61.5	124	4	5.6	50	110
48	EYGS1012ZLSH	EYGR1012ZLSH	EYGR1012ZRSH	104.5	121	4	6.7	93	109.5
49	EYGS0410ZLSJ	EYGR0410ZLSJ	EYGR0410ZRSJ	43	103	2	5.7	центр	93
50	EYGS0609ZLSK	EYGR0609ZLSK	EYGR0609ZRSK	61.5	91	4	5.6	50	77
51	EYGS0606ZLSL	EYGR0606ZLSL	EYGR0606ZRSL	58	62	2	5.6	44	50
52	EYGS0305ZLSM	EYGR0305ZLSM	EYGR0305ZRSM	27	51	1	4.6	центр	центр
53	EYGS0204ZLSN	EYGR0204ZLSN	EYGR0204ZRSN	24	37	1	4.6	центр	центр
54	EYGS0303ZLSP	EYGR0303ZLSP	EYGR0303ZRSP	29	32	1	4.5	центр	центр
55	EYGS0911ZLDA	EYGR0911ZLDA	EYGR0911ZRDA	92	109	4	6	78	93
56	EYGS1014ZLDB	EYGR1014ZLDB	EYGR1014ZRDB	98	138	4	6.7	86	127

Доступность:

Пиролитические графитовые листы Soft-PGS серии EYGR находятся в массовом производстве и доступны для заказа.

Ресурсы:

	Описание EYGR
	Параметрический поиск на сайте производителя
	Другие средства тепло отведения и теплоизоляции Panasonic
	Заказать EYGR