Коммутационные платы с минимальным газовыделением, обеспечивающие температурную стабилизацию (ОКР «Контроль-плата», завершена в 2014 году)
Коммутационные платы с минимальным газовыделением, обеспечивающие температурную стабилизацию (ОКР «Контроль-плата», завершена в 2014 году).
Коммутационная плата Э06.ЛУЮИ.1125 (ОКР «Контроль-Плата», срок окончания 2014г.)
ОКР «Разработка базовой технологии изготовления коммутационных плат с минимальным газовыделением, обеспечивающих температурную стабилизацию», шифр «Контроль-Плата».
В ходе проведения ОКР должна быть разработана базовая технология создания коммутационных плат с минимальным газовыделением, обеспечивающих температурную стабилизацию.
Коммутационные платы применяются в силовых модулях промышленного назначения (источниках питания, интеллектуальных ключах, преобразователях, схемах управления и т.д.) как составные нефункциональные элементы, в состав которых входят подложка и корпус и предназначены для:
- защиты устройств от разрушающего воздействия климатических факторов;
- исключения дестабилизирующего влияния герметизируемых материалов;
- обеспечения минимального газовыделения и сохранения требуемой контролируемой среды внутри корпуса;
- конструктивного объединения и электрической связи элементов и компонентов схемы.
- отвода тепла и температурная стабилизация теплонагруженных элементов схемы и коммутационных проводников.
Основные требования к параметрам коммутационных плат
|
№ п/п |
Наименование параметра |
Значение |
|
1 |
Удельное сопротивление проводникового слоя, Ом/кв, не более |
0,02 |
|
2 |
Удельное сопротивление резистивного слоя, кОм/кв |
0,5–1,0 |
|
3 |
Теплопроводность подложки, Вт/м оК, не менее |
150 |
|
4 |
Габаритные размеры платы, мм, не более |
37х60х1,0 |
Основные требования к параметрам корпусов коммутационных плат
|
№ п/п |
Наименование параметра |
Значение |
|
1 |
Показатель герметичности по скорости утечки гелия, л·мкм рт.ст./с, не более |
5·10-4 |
|
2 |
Электрическое сопротивление изоляции в НКУ, Ом, не менее |
109 |
|
3 |
Теплопроводность, Вт/м оК, не менее |
150 |
|
4 |
Максимально допустимый ток через выводы, А |
20 |
|
5 |
Количество выводов, электрически не соединенных с корпусом, шт. |
12 |
|
6 |
Габаритные размеры без элементов крепления, мм, не более |
64,6х39,8х8,8 |
Стойкость к ВВФ
|
Наименование ВВФ |
Наименование характеристик ВВФ, \единица измерения |
Значение |
|
Синусоидальная вибрация |
Диапазон частот, Гц Амплитуда ускорения, м /с2 (g) |
1-500 100 (10) |
|
Механический удар одиночного действия |
Пиковое ударное ускорение, м /с2(g) Длительность действия, мс |
5000 (500) 0,1-2 |
|
Механический удар многократного действия |
Пиковое ударное ускорение, м /с2(g) Длительность действия, мс |
400 (40) 2-10 |
|
Повышенная рабочая температура среды |
Максимальное значение температуры, °С |
+60 |
|
Пониженная рабочая температура среды |
Минимальное значение температуры, °С |
минус 40 |
|
Повышенная влажность воздуха |
Относительная влажность при температуре 25 °С, % |
98 |
Сравнительные технические характеристики разрабатываемых коммутационных плат и лучших зарубежных аналогов
|
Наименование параметра |
Значения |
|
|
разрабатываемого образца |
Коммутационная плата силового модуля АВВ Semiconductors, Германия |
|
|
Теплопроводность, Вт/м2 °К |
Не менее 150 |
20-150 |
|
Диапазон рабочих температур, °С |
-40 …+60 |
-40 ….+55 |
|
Возможность ультразвуковой сварки |
да |
да |
|
Удельное сопротивление проводникового слоя, Ом/кв, не более |
0,02 |
0,02 |
|
Удельное сопротивление резистивного слоя, кОм/кв |
0,5-1 |
0,5-1 |
Сравнительные технические характеристики разрабатываемых корпусов и лучших зарубежных аналогов
|
Наименование параметра |
Значения |
||
|
Разрабатываемого образца |
зарубежного аналога, FS082113EL004 AEGIS, США |
отечественного аналога, FP 48, ЗАО «Тестприбор» |
|
|
Сопротивление токопроводящих элементов, Ом, не более |
0,1 |
0,15 |
0,8 |
|
Электрическое сопротивление изоляции, Ом, не менее |
109 |
109 |
5х108 |
|
Показатель герметичности, л мкм рт.ст./с, не более |
5х10-4 |
5х10-4 |
5х10-4 |
|
Количество выводов, шт. |
12 |
8 |
10 |
|
Габаритные размеры, мм |
64,6х39,8х8,8 |
21х28,7х4,5 |
52,6х36х4,5 |
|
Максимально допустимый ток, А |
20 |
15 |
2 |
Материалы подложек
|
Материал |
КТЛР х10-6 1/К |
Теплопроводность, Вт/(м·К) |
|
Нитрид алюминия (AlN) |
4.6 |
150 - 190 |
|
Поликристаллический корунд Al2O3) - поликор |
7,0 – 8,5 |
30 - 45 |
|
Брокерит (BeO) |
6,3 |
260 |
|
Карбид кремния (SiC) |
3,7 |
390 |
|
Кремний (Si) |
3,3 |
150 |
|
Алмаз (C) |
0,8 – 2,0 |
1000 – 2000 |
|
Алюминий (Al) |
23 |
150 – 220 |
|
Медь (Cu) |
17 |
400 |
Для коммутационной платы выбрана керамическая подложка из нитрида алюминия AlN. Надежность микросборок, собранных на основе коммутационных плат, уменьшают:
