Rosnące napięcia pracy układów energoelektronicznych oraz dążenie do zwiększania gęstości mocy stawiają coraz wyższe wymagania materiałom wykorzystywanym w modułach zasilających. Odpowiedzią na te potrzeby są nowe kompozyty LNP THERMOCOMP firmy SABIC, przeznaczone do zastosowań w urządzeniach pracujących przy wysokich napięciach i temperaturach.
SABIC rozszerzył ofertę specjalistycznych kompozytów na bazie siarczku polifenylenu (PPS), wprowadzając gatunki LNP THERMOCOMP OFM76XXP oraz LNP THERMOCOMP OFM76EXP. Materiały zostały opracowane z myślą o elementach izolacyjnych modułów mocy, w tym tranzystorów IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), stosowanych w falownikach trakcyjnych pojazdów elektrycznych, szybkich ładowarkach, systemach magazynowania energii oraz instalacjach wykorzystujących odnawialne źródła energii.
Nowe kompozyty łączą wysoką odporność cieplną z bardzo dobrymi właściwościami dielektrycznymi i stabilnością wymiarową. Osiągają najwyższą klasę odporności na prądy pełzające CTI – PLC 0, co ma istotne znaczenie w urządzeniach pracujących przy napięciach przekraczających 800 V. Według producenta materiały zachowują około 90% wytrzymałości mechanicznej i właściwości izolacyjnych po 1000 godzinach starzenia cieplnego w temperaturze 200°C.
Istotnym elementem nowych rozwiązań jest zwiększona odporność na udary mechaniczne oraz szoki termiczne. W porównaniu z materiałami opartymi na politereftalanie butylenu (PBT) i poliftalamidzie (PPA) nowe kompozyty PPS zapewniają większą stabilność wymiarową podczas pracy w zmiennych warunkach temperaturowych. Umożliwiają również projektowanie cienkościennych elementów spełniających wymagania klasy palności UL94 V-0 już przy grubości 0,4 mm, co sprzyja dalszej miniaturyzacji modułów energoelektronicznych.
Wersja LNP THERMOCOMP OFM76EXP została dodatkowo zoptymalizowana pod kątem znakowania laserowego, które odgrywa coraz większą rolę w identyfikowalności komponentów elektronicznych. Materiał wyróżnia się także wysoką udarnością, odpornością na powstawanie pęknięć oraz dobrą przyczepnością do uszczelniaczy silikonowych stosowanych podczas montażu modułów.
Jak podkreśla Sergi Monros, wiceprezes działu Specialties Business w SABIC, producenci urządzeń energoelektronicznych oczekują dziś materiałów zapewniających większą niezawodność przy jednoczesnym wzroście napięć pracy i gęstości mocy. Rozwój specjalistycznych tworzyw konstrukcyjnych ma umożliwić projektowanie bardziej kompaktowych i wydajniejszych układów elektronicznych.
Poza modułami IGBT nowe kompozyty mogą znaleźć zastosowanie w systemach przesyłu energii prądu stałego, wysokonapięciowych falownikach, wyłącznikach, elementach szyn zbiorczych oraz urządzeniach wykorzystywanych w automatyce przemysłowej i energetyce odnawialnej. Rosnące wymagania dotyczące sprawności energetycznej i niezawodności sprawiają, że znaczenie wysokowytrzymałych tworzyw konstrukcyjnych w energoelektronice będzie w kolejnych latach systematycznie wzrastać.
