Способ охлаждения электрорадиоэлементов

 

Изобретение относится к области электро- и радиотехники, а именно, к способам охлаждения радиоэлектронной аппаратуры. Сущность предлагаемого способа охлаждения заключается в том, что для увеличения поверхности теплообмена и обеспечения надежности теплового контакта между поверхностями радиоэлементов к теплоотвода устанавливают эластичную разделительную перегородку из теплопроводного материала, защемленную в корпусе, в котором закреплена и плата с электрорадиоэлементами. В зазор между обращенными друг к другу поверхностями теплоотвода, корпусами электрорадиоэлементов и монтажной платы соответственно и упомянутой перегородкой заливают дозированную массу теплопроводного материала, в качестве которого используют теплоаккумулирующее вещество, температура фазового перехода которого находится в рабочем интервале температур электрорадиоэлементов. Сверху этот объем герметично закрывается теплоотводом. Тепловой поток от внешних поверхностей корпусов электрорадиоэлементов через упомянутую эластичную разделительную перегородку передается теплоаккумулирующему веществу. Часть теплового потока поглощается данным веществом при его расплавлении, а далее тепловой поток передается на теплоотвод, с которого сбрасывается в окружающую среду. Наличие эластичной разделительной перегородки из теплопроводного материала позволяет обеспечить надежный тепловой контакт на пути теплового потока к теплоотводу. 1 ил.

Изобретение относится к способам охлаждения радиоэлектронной аппаратуры.

Известен способ [1], реализованный в устройствах, представляющих собой металлический корпус, заполненный теплопоглощающим веществом (например, парафином, нафталином и др.), на поверхности которого расположены электрорадиоэлементы. В данных устройствах выделяемое электрорадиоэлементами тепло поглощается при фазовом переходе теплопоглощающего вещества (при плавлении). Недостатком способа является то, что количество поглощенной теплоты ограничено объемом и теплотой фазовых превращений теплопоглощающего вещества.

Известен способ изготовления теплоотводящей прокладки [2] для размещения между теплоотводом и монтажной платой с навесными электрорадиоэлементами, включающий установку теплоотвода на монтажной плате со стороны размещения на ней навесных электрорадиоэлементов с образованием узла с зазорами между обращенными один к другому корпусами электрорадиоэлементов и монтажной платы, а также теплоотвода соответственно, заливку узла теплопроводным компаундом в жидком состоянии дозированной массой с заполнением вышеуказанных зазоров и выдержку узла в режиме отверждения теплопроводного компаунда. Между теплоотводом и монтажной платой с электрорадиоэлементами размещают полую замкнутую оболочку из эластичного полимерного материала, которую заполняют указанным выше компаундом. После отверждения компаунда оболочку удаляют.

Недостатком данного способа является пригодность такой прокладки лишь для данной конкретной платы с электрорадиоэлементами. В случае замены любого электрорадиоэлемента необходимо изготовление новой прокладки, соответствующей новому размещению замененного электрорадиоэлемента.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности теплоотвода путем обеспечения надежного теплового контакта между заполняющим зазор материалом и поверхностями электрорадиоэлементов благодаря эластичности разделительной теплопроводной перегородки, а также создание надежного теплового моста между ограниченной поверхностью электрорадиоэлементов и развитой поверхностью теплоотвода за счет использования плавящегося при рабочих температурах электрорадиоэлементов материала. Повышение ремонтопригодности обеспечивается тем, что при смене любого электрорадиоэлемента тепловой контакт восстанавливается при расплавлении заполняющего материала.

Технический результат достигается тем, что в способе охлаждения электрорадиоэлементов на монтажной плате со стороны размещения на ней электрорадиоэлементов устанавливается теплоотвод с образованием узла с зазорами между обращенными одна к другой поверхностями теплоотвода, корпусами электрорадиоэлементов и платы, заливкой узла теплопроводным материалом и платой с электрорадиоэлементами устанавливают эластичную разделительную теплопроводную перегородку, а в качестве теплопроводного материала используют плавящееся вещество, температура плавления которого находится в рабочем интервале температур электрорадиоэлементов.

Устройство, реализующее предложенный способ, представлено на чертеже. Плата 1 с электрорадиоэлементами 2 установлена в корпусе 3. На поверхность электрорадиоэлементов 2 накладывается теплопроводная эластичная разделительная перегородка 4 из материала типа Sil-Pad K4 или Sil-Pad 2000 (Компания Бергкуист. Изделия и электронные компоненты контроля теплопередачи: реклама/5300 Edina Industrial Blvd. Minneapolis, MN55439, 1966 г.), концы которой защемлены в корпусе 3. Теплопроводная эластичная разделительная перегородка 4 и корпус 3 образуют объем, который заполняется жидким теплопроводным материалом 5, например парафином. Данный объем закрыт теплоотводом 6 (например, радиатором).

Способ реализуется следующим образом. Тепловой поток от внешних поверхностей корпусов электрорадиоэлементов 2 через теплопроводную эластичную разделительную перегородку 4 передается теплопроводящему веществу 5. Часть теплового потока поглощается при расплавлении теплопроводного материала 5, остальной тепловой поток передается на теплоотвод 6, с которого сбрасывается в окружающую среду. Теплопроводная эластичная разделительная перегородка 4 позволяет обеспечить надежный тепловой контакт на пути теплового потока к теплоотводу. Фазовый переход (плавление) теплопроводного материала также способствует этому.

Был изготовлен тепловой макет, имитирующий данный способ охлаждения электрорадиоэлементов. На плате были размещены тепловые эквиваленты микросхем суммарной мощностью 70 Вт. В качестве эластичной разделительной перегородки использован материал Sil-Pad 2000. Зазор между эластичной разделительной перегородкой и теплоотводом, в качестве которого использован радиатор, заполнен парафином.

Формула изобретения

Способ охлаждения электрорадиоэлементов, согласно которому устанавливают теплоотвод на монтажной плате со стороны размещения на ней электрорадиоэлементов с образованием узла с зазорами между обращенными одна к другой поверхностями теплоотвода, корпусами электрорадиоэлементов и монтажной платы соответственно и заливают узел дозированной массой теплопроводного материала в жидком состоянии с заполнением указанных зазоров, отличающийся тем, что перед заливкой узла теплопроводным материалом между поверхностями теплоотвода и электрорадиоэлементами устанавливают эластичную разделительную перегородку из теплопроводного материала, а в качестве теплопроводного материала для заливки используют теплоаккумулирующее вещество, температура фазового перехода которого находится в рабочем интервале температур электрорадиоэлементов.

РИСУНКИ

Рисунок 1