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Verschmutze Phase Change Folie

BeitragVerfasst: Mi 10. Mai 2017, 11:03
von Markus Stops
Hallo Forum,

regelmäßig erhalten wir von unserem Lieferanten Phase-Change-Folie (50µm Kapton plus Wachs auf beiden Seiten), bei der sich im Wachs kleine dunkle Partikel / Verunreinigungen befinden, die dort beim Herstellungsprozess eingebracht worden sind. Dabei kann es sich um metallisch aussehende Teile handeln, um kleine und kurze Fasern oder einfach nur um dunkle Körner, die schrafrandig oder auch unförmig sein können. Die Größe liegt geschätzt bei bis zu 0,5 mm.

Manche Ausfälle schließen wir darauf zurück, weswegen wir diesen Zustand gerne verbessern möchten. Hat jemand ähnliche Erfahrungen gemacht? Welche Partikelgröße sollte man dem Lieferanten maximal zugestehen? Ist das Aufbringen des Wachses ohne Verunreinigungen zu aufwendig?

Danke und Gruß
Markus Stops

Re: Verschmutze Phase Change Folie

BeitragVerfasst: Mi 9. Aug 2017, 11:09
von cad-klaus
Leider erst heute gelesen, das Forum war nicht gerade mitteilsam. Das ändert sich möglicherweise gerade.

Der Beitrag ruft vermutlich nicht nur bei mir Fragezeichen auf die Stirn. Und es ist nicht der Einzige, der so eingestellt wird. Ein Vorgang wird explizit geschildert, aber nicht der Konsens, in dem er entstanden ist. Um was handelt es sich? Herstellung von Leiterplatten? Bestückung? Man kann das nicht erkennen. Dass dann die Antworten ausbleiben, liegt nicht nur am Forum.

Re: Verschmutze Phase Change Folie

BeitragVerfasst: Di 26. Sep 2017, 12:39
von Markus Stops
Hallo Herr Ferger,

danke für Ihre Antwort bzw. Rückfrage. Mit der Phase-Change-Folie montieren wir FETs und Dioden im TO-247-Gehäuse auf Kühlkörpern, indem wir den Baustein mit einer Schraube M3x14 auf dem Kühlkörper festschrauben (Klemmen geht leider konstruktionsbedingt nicht). Im normalen Betrieb liegt die Spannung zwischen Bauteil und Kühlkörper bzw. Schraube dann bei bis zu 750 V.
Die Bauteile fallen dann ab und zu mit einem Überschlag aus - gerne von der Rückplatte des Bauteils über den Restring des Kunststoffgehäuses zur Schraube. Manchmal durchschlägt es auch die Folie mitten auf der Rückplatte in Richtung Kühlkörper. An dieser Stelle stellen wir uns natürlich die Frage, ob die Partikel im Wachs die Ursache für den Überschlag gewesen sind oder ob eine andere Ursache der Grund war.
Vergeblich habe ich bisher auch nach Werten für die Spannungsfestigkeit / Kriechstrecke bei TO-247-Montagen gesucht. Falls da jemand Erfahrungswerte hat, würde diese mir ggf. auch weiterhelfen.

Danke und Gruß
Markus Stops

Re: Verschmutze Phase Change Folie

BeitragVerfasst: Mi 27. Sep 2017, 11:46
von cad-klaus
Guten tag, Herr Stops.
nachdem ich vor einigen Jahren mal ein größeres Problem mit Isoliermaterialien und Kühlung hatte, interessierte mich Ihr Problem um so mehr. Was Phase Chanche Folie ist, musste ich erst mal in Erfahrung bringen. Das Produkt ist wohl relativ neu und scheint die Lösung aller Probleme zu sein, wenn man den Herstellern glaubt. Ein Punkt interessierte mich besonders: Die Spannungsfestigkeit. Dazu fand ich zunächst keine Aussagen, jedoch bei einem Hersteller einen markanten Satz.

"Kunze phasenwechselnde Interface Materialien weisen keine elektrische Isolationseigenschaft auf."

Offensichtlich war ein Kunde dieses Anbieters schon mal über diese fehlende Eigenschaft gestolpert. Im Fall meines Problems vor vielen Jahren hatte der Anbieter ebenfalls die Angaben zur Isolationsspannung geändert, nachdem ich ihm meine Messergebnisse vorgelegt hatte.

Ihre Phase Change Folie ändert ihre Dicke abhängig vom Zustand der Oberflächen, zwischen denen sie montiert wird. Dazu kommt, dass Sie die Folie mittels der Befestigungsschraube plattdrücken statt das Bauteil mit einer Feder mittig anzudrücken. Dass es in Ihrem Fall nicht anders geht, ist mal eine andere Sache. Hier sorgen Sie aber selbst dafür, dass es Probleme gibt.

Die Folie, die Sie verwenden, hat eine Kaptonfolie als Träger, deren Spannungsfestigkeit in Erfahrung zu bringen ist. Für den Bereich, den das Wachs füllt und in dem parallel zur Folie Durchschläge stattfinden, kann der Hersteller keine Garantie übernehmen. Das Wachs kann durch den hohen Druck zumindest theoretisch vollständig verdrängt werden. Es kommt aber noch ein weiterer Faktor dazu. Die meisten Werkstoffe nehmen Feuchtigkeit auf, was ich damals schmerzlich lernen musste. Dabei waren in meinem Fall nur Spannungen bis 80V im Spiel, meist 24V. Bei Ihren 750 Volt möchte ich schon mal fragen, ob die Schraube eine M3 ist mit Zentrierteil, was zu einem zusätzlichen Abstand führt. Oder haben Sie die Zentrierbuchse weggelassen? Dann haben Sie hier 0,5mm Sicherheit verschenkt.

Ich bin jetzt nicht sicher, woher die Partikel in der Wachsschicht kommen. Meinen Sie, dass die Partikel beim Hersteller der Folie in das Wachs eingebracht wurden? Dann wird er sagen können, um was es sich da handelt. Vielleicht ist bei ihm die Fertigung unsauber und er hat es noch nicht bemerkt. Oder er gibt ein Material zu, dass ein Minimum an Schichtdicke sicherstellt. Er wird Ihnen das wissen. Bei mir kämen die Teile nicht zum Einsatz, solange ich nicht weiß, was da drin ist. Es wäre nämlich denkbar, dass diese Partikel durch die Kaptonfolie gedrückt werden und damit einen Kanal für den Durchschlag erzeugen.

Falls Sie weitere Erkenntnisse haben und darüber reden wollen, können Sie mich gerne anrufen. Theoretisch stehen meine Daten unter dem Beitrag.