So wählen Sie die richtige Dicke einer Keramikscheibe
Keramikscheiben werden häufig in Leistungselektronikgeräten verwendet und dienen sowohl als Wärmemanagementkomponenten als auch als wichtige elektrische Isolierschichten. Die Wahl der richtigen Dicke der Keramikscheiben kann die Geräteleistung erheblich beeinflussen. Hier sind die wichtigsten Faktoren, die Ihre Auswahl beeinflussen:
1. Anforderungen an das Wärmemanagement
Keramische Wärmeleitscheiben bieten wichtige Wärmeübertragungsfunktionen. Dünnere Scheiben bieten einen geringeren Wärmewiderstand und ermöglichen so eine schnellere Wärmeableitung. Bei Anwendungen mit hoher Leistungsdichte wie IGBT-Modulen oder Hochfrequenz-Stromversorgungen gewährleistet die Wahl dünnerer Keramikscheiben (ca. 1 mm oder weniger) eine effiziente Wärmeableitung und verlängert die Lebensdauer der Komponenten.
2. Anforderungen an die elektrische Isolierung
Die Isolationsfähigkeit von Keramikscheiben hängt von ihrer Dicke ab. Dickere Scheiben bieten eine höhere Spannungsfestigkeit. Für Hochspannungsanwendungen, wie z. B. Antriebe von Elektrofahrzeugen oder Hochspannungswechselrichter, werden dickere Keramikscheiben (z. B. 2 mm) empfohlen, um eine ausreichende Isolierung zu gewährleisten und das Risiko eines elektrischen Durchschlags zu vermeiden.
3. Mechanische Festigkeit und Zuverlässigkeit
Dickere Keramikscheiben bieten eine höhere mechanische Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Belastungen und verringern so das Risiko von Rissen während der Installation oder des Betriebs. Bei Installationen mit Schraubenbefestigung oder in vibrationsanfälligen Umgebungen erhöht die Wahl einer dickeren Scheibe (z. B. 2 mm oder mehr) die mechanische Stabilität und Sicherheit.
4. Installation und Oberflächenkonformität
Dünnere Keramikscheiben passen sich in der Regel besser an Oberflächen an, erfordern aber eine hohe Oberflächenebenheit sowohl des Geräts als auch des Kühlkörpers. Bei unebenen Oberflächen oder Toleranzabweichungen kann eine leichte Erhöhung der Scheibendicke (z. B. auf 1,5 mm oder 2 mm) helfen, diese Unregelmäßigkeiten auszugleichen und eine stabile Wärmeübertragung zu gewährleisten.
5. Pakettypen und Anwendungsszenarien
Für verschiedene Gehäusetypen gelten typischerweise spezifische Präferenzen hinsichtlich der Dicke der Keramikscheiben:
✔ Für Standardpakete wie TO-220- oder TO-247-Keramikscheiben wird üblicherweise eine Dicke von 1 mm verwendet.
✔ Bei Anwendungen mit höherer Spannung oder mechanisch anspruchsvollen Anwendungen werden häufig 2 mm dicke Unterlegscheiben aus Aluminiumoxidkeramik bevorzugt.
Auswahlempfehlungen:
● Priorisieren Sie die Erfüllung der Anforderungen an die elektrische Isolierung, um die Mindestdicke zu bestimmen.
● Entscheiden Sie sich nach Möglichkeit für dünnere Unterlegscheiben, um den Wärmewiderstand zu verringern.
● Erhöhen Sie die Dicke, wenn die mechanische Beanspruchung oder die Installationsbedingungen anspruchsvoll sind.
Bei der Auswahl der richtigen Dicke der Keramikscheibe müssen Aspekte wie elektrische Isolierung, Wärmemanagement und mechanische Festigkeit gegeneinander abgewogen werden, um einen zuverlässigen, sicheren und effizienten Gerätebetrieb zu gewährleisten.
