Теплопроводная прокладка

Изобретение относится к области теплорегулирования, в частности к теплоотводу приборов, и может быть использовано для охлаждения приборов и их элементов в наземных условиях и в условиях невесомости на космических аппаратах. Сущность изобретения: в теплопроводной прокладке, состоящей из терморасширенного графита, с обеих сторон приклеены слои складчатой алюминиевой фольги, складки на фольге нанесены во всех направлениях, а максимальная высота складок лежит в пределах до 0,08 мм. Может быть использована алюминиевая фольга, анодированная с внешней стороны. Изобретение обеспечивает повышение гибкости конструкции, повышение теплозащитных функций, упрощение технологии изготовления и монтажа теплопроводной прокладки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области теплорегулирования, в частности к теплоотводу приборов, и может быть использовано для охлаждения приборов и их элементов в наземных условиях и в условиях невесомости на космических аппаратах.

Известно устройство для охлаждения плоских полупроводниковых элементов (патент США US 5691736), выполненное в виде нескольких охлаждающих устройств, каждое из которых имеет две охлаждающие пластины. При этом в каждой пластине имеется щель, в которую установлена часть трубки, частично заполненной испаряющейся рабочей жидкостью. Трубка имеет ребра, которые омываются и охлаждаются продуваемым вентилятором потоком воздуха.

Известно охлаждающее устройство (заявка Франции FR 2152652), состоящее из пластины с выемкой и плоской пластины. В образованном ими полом замкнутом объеме проходящие выступы разделяют объем на входной и выходной каналы, по которым протекает охлаждающая жидкость.

Недостатками этих аналогов является необходимость прокачки теплоносителя, что влечет за собой усложнение конструкции, нетехнологичность и ненадежность устройств, а также повышенную массу и большие габариты. Кроме того, эти устройства не предназначены для приборов неплоской формы.

Известен теплоотвод (заявка Великобритании GB 2199775), выполненный из листового или ленточного анодированного алюминия, имеющий темный цвет, что улучшает теплоизлучение.

Недостатком этого аналога является неполный теплосъем из-за неидеальной поверхности охлаждаемых приборов, особенно, если они неплоские, и, соответственно, неидеального контакта ее с алюминиевым теплоотводом.

Известен теплоотвод полупроводникового прибора (патент Франции FR 2038649), состоящий из трех слоев, два из которых - металлсодержащие. Плоские поверхности двух металлсодержащих слоев, выполненных в виде элементов, изготовленных из молибдена, меди, серебра, вольфрама или другого металла, соприкасаются с полупроводниковым прибором, размещенным между ними, а верхний элемент опирается на грани полупроводникового прибора. Средний элемент выполнен в виде изолирующего материала: эпоксидной или другой полимерной смолы.

Недостатками этого аналога являются усложнение технологии, так как сборка теплоотвода производится при давлении и нагреве с учетом времени отверждения смолы, а также неполный теплосъем из-за неидеальной поверхности прибора и, следовательно, неидеального контакта ее с теплоотводом и ограничение использования полупроводникового прибора из-за возможного разного габарита последнего.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является теплопроводная прокладка (патент России RU 2172538), состоящая из терморасширенного графита, с обеих сторон которого приклеены слоем клея внутренней стороной эластичные полимерные пленки, металлизированные алюминием с наружной стороны.

Указанный патент принят в качестве прототипа. Недостатками его являются недостаточная гибкость конструкции, следовательно, изъяны прилегания к поверхностям сложной формы и низкая теплопроводность эластичного слоя, что не позволяет из-за недостаточного теплосъема защищать полупроводниковые приборы с высоким тепловыделением.

Целью настоящего изобретения является исключение указанных недостатков и повышение теплозащитных функций, упрощение технологии изготовления (исключение напыления алюминия на полимер в вакууме) и монтажа теплопроводной прокладки.

Технический результат достигается тем, что предложена теплопроводная прокладка из терморасширенного графита, с обеих сторон которой приклеены слоем клея слои фольги (ГОСТ 618-73, марка ДПРХМ, толщина 5-7 мкм) из складчатого алюминия. Алюминиевая фольга может быть неанодированной или анодированной с внешней стороны. Складки на фольге нанесены во всех направлениях, что дает гибкость, соответственно, во всех направлениях. Складки могут быть одинаковой или разной высоты и давать повторяющийся в виде кругов, овалов, многоугольников или более сложных фигур, а также разомкнутых линий или неповторяющийся рельеф. Максимальная высота складок для разных модификаций прокладки лежит в пределах до 0,08 мм. Складчатая поверхность может быть создана любым доступным техническим методом. Применение складчатой алюминиевой фольги позволяет обеспечить высокую эластичность теплопроводной прокладки без использования низкотеплопроводного эластичного слоя полимера. Гибкость и высокая теплопроводность такой конструкции позволяет обеспечивать контакт с самыми сложными и шероховатыми поверхностями прибора, достаточный для теплоотвода от приборов с теплопроводностью выше 2,5 Вт/м·К (по прототипу выше 0,7 Вт/м·К).

Пример 1. Теплопроводная прокладка с нерегулярными складками на приборе сложной формы имеет теплопроводность 2,5-3,0 Вт/м·К. Теплопроводная прокладка по прототипу с полимерной пленкой, металлизированной с наружной стороны, имеет теплопроводность 0,5-0,7 Вт/м·К.

Пример 2. Теплопроводная прокладка с нерегулярными складками на приборе сложной формы имеет теплопроводность 2,5-2,9 Вт/м·К. Теплопроводная прокладка по прототипу с полимерной пленкой, металлизированной с наружной стороны, имеет теплопроводность 0,5-0,7 Вт/м·К.

Краткое описание чертежей

На чертеже изображен поперечный разрез теплопроводной прокладки:

1 - складчатая алюминиевая фольга;

2 - клей;

3 - терморасширенный графит;

4 - клей;

5 - складчатая алюминиевая фольга.

1. Теплопроводная прокладка, состоящая из терморасширенного графита, отличающаяся тем, что с обеих сторон прокладки приклеены слои складчатой алюминиевой фольги, складки на фольге нанесены во всех направлениях, а максимальная высота складок лежит в пределах до 0,08 мм.

2. Теплопроводная прокладка по п.1, отличающаяся тем, что использована алюминиевая фольга, анодированная с внешней стороны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству охладителей для охлаждения силовых полупроводниковых приборов и может использоваться в электротехнической и радиоэлектронной промышленности.

Изобретение относится к конструктивным элементам различных электрических приборов и устройств, облегчающих охлаждение, в частности к охлаждающему элементу (1) из металла или металлического сплава, содержащему, по меньшей мере, одно охлаждающее ребро (4), которое соединено с металлическим корпусом (11) эксплуатационного средства.

Изобретение относится к электротехнике, а именно - к статическим преобразователям с жесткими требованиями по степени защиты по коду IP (IP54, IP64) в соответствии с ГОСТ 14254-96, к статическим преобразователям, работающим в широком диапазоне температур окружающего воздуха от -60°С до +50°С, к мощным статическим полупроводниковым преобразователям электроэнергии с принудительным комбинированным охлаждением.

Изобретение относится к электротехнике, а именно:1. .

Изобретение относится к гибкому устройству для передачи тепла. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может использоваться в статических преобразователях электрической энергии. .

Изобретение относится к разработке контурной подложки или теплоизлучающей подложки, которые используют, например, в полупроводниковых приборах. .

Изобретение относится к области теплорегулирования, в частности к теплоотводу приборов, и может быть использовано, например, для охлаждения полупроводниковых приборов и их элементов в наземных условиях в любой отрасли промышленности и в условиях невесомости на космических аппаратах.

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для охлаждения полупроводниковых приборов, в том числе приборов большой мощности, имеющих большой диаметр оснований, при естественном охлаждении, и может быть использовано в преобразовательных устройствах.

Изобретение относится к охлаждающим устройствам для рассеивания тепла от электронных компонентов в электронных приборах

Изобретение относится к технике регулирования температуры в прецизионных электронных устройствах

Изобретение относится к многослойным интегральным схемам, в которых обеспечено рассеивание тепла от проблемных тепловых областей

Изобретение относится к силовой электрической схеме (10) для управления приводным узлом стеклоочистителя автомобиля
Изобретение относится к способам получения композиционных материалов для теплоотводящих оснований полупроводниковых приборов, в частности, композиционного материала Al-SiC, имеющего металлическое покрытие, и изделиям, полученным с использованием этих материалов. Способ включает пропитку порошка SiC расплавом алюминия или алюминиевого сплава и диффузионное соединение пропитанной заготовки с алюминиевой фольгой, размещенной, по крайней мере, с одной ее стороны, в котором порошок SiC используют в виде предварительно скомпактированной в форме теплоотводящего основания пористой заготовки, размещение алюминиевой фольги на пористой заготовке осуществляют перед пропиткой ее расплавом алюминия или алюминиевого сплава, а их диффузионное соединение совмещают с пропиткой пористой заготовки. Пористые заготовки с размещенной по крайней мере на одной стороне алюминиевой фольгой перед пропиткой алюминием или алюминиевым сплавом могут быть собраны в пакет, включающий две и более пористых заготовок. Пористые заготовки в пакете отделяют друг от друга металлическими пластинами, имеющими температуру плавления выше температуры плавления алюминия или алюминиевого сплава. Изобретение позволяет снизить время технологического цикла, повысить производительности процесса и, соответственно, понизить стоимость получаемых изделий для электронной промышленности. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 пр.

Изобретение относится к способам для рассеивания тепла в многослойных 3-D интегральных схемах (ИС). Путем заполнения воздушного промежутка между слоями многослойного ИС устройства проводящим тепло материалом тепло, генерируемое в одной или более областях внутри одного из слоев, может быть рассеяно в поперечном направлении. Поперечное рассеивание тепла может проходить вдоль всей длины слоя, а проводящий тепло материал может быть электрически изолирующим. Сквозные соединения сквозь кремний могут быть сконструированы в определенных областях, чтобы способствовать рассеиванию тепла от проблемных тепловых областей. Изобретение обеспечивает улучшение рассеивания тепла в многослойных 3-D интегральных схемах (ИС). 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электронной технике и предназначено для обеспечения отвода тепла от тепловыделяющих радиоэлементов и может быть использовано при построении преобразователей, мощных усилителей, выпрямителей и умножителей. Технический результат - создание устройства, обеспечивающего отвод тепла от тепловыделяющих радиоэлементов при разных температурных коэффициентах линейного расширения материалов плоского теплопроводящего керамического электроизолятора и радиатора одновременно с электроизоляцией радиоэлементов от радиатора. Достигается тем, что между керамическим электроизолятором, с одной стороны которого припаяны радиоэлементы, и радиатором, который расположен с другой стороны электроизолятора, вводят пластину из медно-молибденового композитного псевдосплава, которую крепят с помощью одного винта на радиатор. Температурные коэффициенты линейного расширения электроизолятора и медно-молибденового композитного псевдосплава (МД) одинаковы. Пластина из сплава МД и радиатор соединены винтом в одной точке. При изменении температуры их поверхности, разделённые теплопроводящей смазкой, скользят друг по другу. Заливка части устройства, кроме радиатора, электроизолирующим компаундом обеспечивает высокопотенциальную изоляцию. Для увеличения расстояния между токопроводящими частями устройства, находящимися под разными потенциалами, керамический электроизолятор выполнен так, что по периметру выступает относительно края пластины из сплава МД на несколько миллиметров, а топология металлизации с двух сторон располагается на таком же расстоянии от края керамического электроизолятора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для охлаждения силовых модулей электронной аппаратуры. Технический результат - повышение технологичности и упрощение процесса изготовления, а также сокращение сроков проведения ремонтных и профилактических работ за счет наличия заглушек, обеспечение возможности параллельного и последовательного соединения охладителей для регулирования перепада давления и расхода хладагента. Достигается тем, что в качестве корпуса жидкостного охладителя используется плита из теплопроводящего материала, обе большие стороны которой предназначены для крепления силовых электронных модулей или иной тепловыделяющей аппаратуры. В одной из боковых граней плиты методом сверления выполнены каналы в виде длинных глухих отверстий для циркуляции жидкого хладагента, герметизируемых с помощью заглушек. Каналы подвода и отвода хладагента выполнены на смежных гранях методом сверления длинных глухих отверстий, пересекающих отверстия с заглушками. Отверстия на всех гранях лежат в одной плоскости. В каналах с заглушками могут быть установлены турбулизаторы в виде спиралей из плоской ленты. Концы турбулизаторов в зонах отверстий для подвода и отвода хладагента могут иметь вид прямолинейного отрезка для уменьшения гидравлического сопротивления в этих зонах. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам охлаждения силовых электронных устройств. Технический результат - увеличение эффективности охлаждения путем создания прочной и надежной конструкции охладителя с большой площадью для размещения охлаждаемых элементов, а также упрощение конструкции, улучшение технологичности изготовления, упрощение процесса ремонта при засорении. Достигается тем, что устройство содержит полый корпус из теплопроводящего материала и состоит из двух частей - основания, имеющего прямоугольную полость, и крышки. Внутри корпуса параллельно дну основания размещена плоская перфорированная пластина, разделяющая полость на две камеры. Вдоль двух противоположных краев пластины, которые не доходят до стенок корпуса, установлены вертикальные перегородки - одна между пластиной и крышкой, другая - между пластиной и дном полости. В основании на дне, около этих двух стенок, выполнены сквозные отверстия для подвода/отвода хладагента. Другие два края перфорированной пластины, как и края перегородок, прилегают вплотную к внутренним поверхностям стенок корпуса. Для исключения прогиба и вибраций пластины по ее поверхности с обеих сторон расположены дистанционные вставки. Отверстия в перфорированной пластине обеспечивают струйное истечение хладагента из одной камеры в другую - к охлаждаемой поверхности, являющейся дном основания, наружная сторон которого предназначена для крепления на ней силовых электронных модулей. Перфорированная пластина вместе с перегородками и дистанционными вставками прикреплена к дну полости с помощью крепежных элементов. Крышка для обеспечения возможности ремонта соединяется с основанием крепежными элементами через герметизирующую прокладку или же просто заваривается. Эффективность охлаждения обеспечивается орошением направленными струями хладагента дна основания корпуса, с наружной стороны которого крепятся электронные модули. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при создании мощных гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона многоцелевого назначения. Технический результат - улучшение электрических характеристик за счет улучшения теплоотвода, повышение технологичности при сохранении массогабаритных характеристик. Достигается тем, что способом изготовления мощной гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона изготовливают отдельные диэлектрические слои заданной последовательности многослойной диэлектрической подложки, по меньшей мере, с одним сквозным отверстием, наносят заданное металлизационное покрытие топологического рисунка на каждый из отдельных диэлектрических слоев и экранную заземляющую металлизацию на обратной стороне нижнего слоя многослойной диэлектрической подложки. Формируют заданную последовательность многослойной диэлектрической подложки посредством расположения отдельных диэлектрических слоев с одновременным совмещением их сквозных отверстий с обеспечением формирования, по меньшей мере, одного сквозного отверстия в многослойной диэлектрической подложке, далее спекание и отжиг, распологают и закрепляют многослойную диэлектрическую подложку экранной заземляющей металлизацией на электро- и теплопроводящем основании, распологают и закрепляют в каждом сквозном отверстии многослойной диэлектрической подложки активный тепловыделяющий компонент, с обеспечением расположения их лицевых сторон в одной плоскости, соединяют электрически контактные площадки активного тепловыделяющего компонента с топологическим рисунком металлизационного покрытия многослойной диэлектрической подложки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Наверх