Охладитель, преимущественно для полупроводниковых приборов Советский патент 1992 года по МПК H05K7/20 H01L23/34 

Изобретение относится к радиоэлектронике и предназначено для обеспечения мор- мзлыюсо теплового режима радиоэлектронных приборов, преимущественно полу- прозодниковых, работающих кратковременно или повторно-кратковременно. Устройство может 6ыт1, использовано з ра- диотсхн кя, электретсхмпке, машиностроении I-, других отраслях, промышленности, где используются тепловыделяющие элементы, работающие в режиме повторно-кратковременного окделени : тепловой мощности.

Цель изобретен : - упрощение конструкции и пооышемие удобств эксплуатации.

На .г. 1 показан охладитель, общий

вид; на фиг. 2 - то же с полыми внутренними

реврлми; на фиг. 3 - то у.с с оребреппсм в

вид- н/к;с ин; на фи;. 1 - показана пластина

с п.ро:рлм:1.

Охладитель содержит оребренный корпус 1. на основании которого с внешней стороны закрепляется полупроводниковый прибор - тиристор 2. Полость корпуса 1 заполнена плавящимся веществом 3 с низкой плотностью и высокой теплотой фазового перехода, например стеариновой кислотой. В корпусе 1 введен элемент, выполненный в виде пружины 4 из материала с памятью формы. Внизу, вблизи основания корпуса 1 пружина 4 закрепляется одним концом в выточке корпуса 1, и ее витки имеют плотный контакте корпусом 1. К верхнему витку пружины 4 крепится пластина 5 с вырезами 6. В вырезы пластины 5 входят ребра 7 внутреннего- оребренпя крышки 0 корпуса 1. Крышка имеет также ребра 9 наружного оребрения, Крышка 8 корпуса 1 крепится к нему через теплоизоляционную прокладку

xj

О

Ј. JCO О

;

10 с помощью Ф/ ;:нцопо о ооодплемия. Исходное ГОСТОРНМО .iii., A i г (.клеризлз С памлп/.о формы с/:отсотт,т;зу 1 разжатой пружине 4. Запог ..:-ммое сосшян.-ю соответствует сжатой пружине 4.

На фиг. 2 показана -рыта 0, у которой пнутро .яие ребре 7 г. ыиолкень полыми. Емкость внутри pobfip 7 заполняется плавл- щимся веществом с высокой теплотой фазоного перехода и температурой фазового перехода мгныией. чем аемперглура фазового перехода оснсгпсго платящегося вещества 3, заполняющего корпуса 1. Крышка 8 так.:е снабжена наружными ребрами 9.

I la фиг- 3 преде та «злом о устройство длп крепления на основан;:; его корпуса 1 одновременно группу рздиозгшментоа 2. В этом устройстве, имеющем форму параллелепипеда, крышка 8 имеет пластинчатое спешнее и внутреннее оребрени-э в виде пластин 11 и 12 соответственно, а элемент из материала с паг.птью формы выполнен в . виде пружины 13, имеющей, прямоугольные тики. Витки плогчо приг.егаюч кстенхлм корпуса 1 так. чтобы между ними к корпусом существовал хороший тепловой контакт. Температура изменения формы материала элемента выбирался равной температуре плавления теплое ку. - улирующего , вещества 3.

Охладитель работает следующим образом.

После включения радиоэлемента 2 температура корпуса 1 понижается до температуры плавления плотящегося вещества 3 к температуры нзмонс-ния формы пружин 4. Вследствие хорошего контакта витков пружины А со стенкой корпуса 1 (причем нижний виток вделан г осноаэнче корпуса 1 высокой теплопроводности материала, обладающего памято о формы (это металл) пружина 4 начинает сжиматься. При этом оерхнпй диск надзяпиЕаег на нерасплавленное плавящееся вещество 3, прижимая его к основанию корпуса 1. Распдаякпшееся пещестко 3 вдоль стенок корпуса 1 поднимается к крышке 8 к заполняет образовавшееся пространство за пластиной 5. Работа радиоэлемента 2 продолжается до полного проплааления плаг-ищегсся вещества 3. Процесс охлаждения рад .тоэлемоньз 2 идет очень интенсивно, поскольку у греющей по- серхпосчи сказыгс.ечсп псмзтолкно поджи- маеммй слой еще нерзспп аоленного плщ пщегося 3. Дглее радиоэлемент 2 отключается. Начинается процесс охлэждетм схладтсля. т.е. его сссстаноо- лсние до повторною включения. После ох- лпждинич корпус 1 до температуры

изменения формы пружины 4 он посстанаи- лиоаог Cfjoio исходную Форму. При этом из- з-.i плохой теплопропо/|,ности плавящегося с:, щестьз 3 оно находию,я еще о рчсппао- епном состоянии, и при восстановлении пружиной А исходного состояния проходит г вырезы 5 пластины 5. В дальнейшем продолжается процесс затвердевания платящегося вещества 3. Этот процесс

существенно интенсифицируется внутренним оребрением крышки 8. В процессе плавления температура .этих ребер не поднимается выше температуры плавления плавящегося вещества 3 или даже остается

153

злее низкой вследствие теплоизоляционной прокладки 10, отделяющей нагретый корпус 1 от холодной крышки 8. Процесс продолжается до полного затвердевания плавящегося вещества 3, после чего охлади0 вновь готов к работе для повторного включения.

В охладителе, представленном на фиг. 1 с крышкой 8, выполненной как показано на фиг. 2, процесс восстановления охлади5 геля до повторного включения еще больше ускоряется. Это связано с тем, что процесс затвердевания на внутреннем ребре идет практически по всей его поверхности и с большим, градиентом, ибо тепло от основ0 кого расплавленного вещества 3 передает- ев к плавящемуся веществу внутри ребра 7. Кроме того, процесс затвердевания основного плавящегося вещества 3 начинается еще при работе радиоэлемента, когда оно

5 поднявшись вдоль стенок корпуса 1 к крышке 8, вступает в контакт с внутренним оребрением. Следует заметить, что внутреннее орибрение с ребром 7, заполненным плавящимся веществом, может сократить время

0 Еосстановления для одного, двух повторных включений. Далее необходимо затвердевание плавящегося вещества в самом ребре 7, иначе оребрение работает как обычно (фиг. 1} внутреннее оребренпе.

5Таким образом, применение этого охладителя оказывается целесообразным, когда существует потребность для двух, трех включений с кратковременными перерыва- F-UI, а затем действует более длительный пе0 рерыв и т.д.

Формула изобретения 1. Охладитель преимущественно для полупроводниковых приборов, содержащий корпус и крышку из теплопроводною мате5 риала с внешним орёбрепнсм, герметично соединенные между собой с образованием полости, которая заполнена плавящимся ве- гцеством, установочную площадку д/п при- Ооров, размещенную на основании корпуса с его внешней стороны, пружину, расположенную в корпусе и жестко закрепленную одним витком одного своего конца у осно- взнмл корпуса, и пластину с вырезами из теплопроводного материала, закрепленную на другом конце пружины и размещенную «-м пу крышкой и пружиной с возможностью ..;МОДР.ЙСТОИЛ с пружиной с обеспечением их аозврзfно-поступзтельного перемещения п направлении, перпендикулярном основанию корпуса, и контакта вит- коо пружины с внутренними поверхностями боковых стенок корпуса, отличаю щи й- с я тем. что. с целью упрощения конструкции ц iповышения удобства i эксплуатации, пружина выполнена из материала с па0

5

мятью формы, а крышка выполнена с двусторонним оребрением и теплоизолирова- на относительно корпуса в месте их соединения, причем ребра внутреннего оребрения крышки расположены в вырезах плзсгины,

2. Охладитель по п. 1, о т л и ч а ю щи й- с я тем. что ребра внутреннего оребрения крышки выполнены полыми и заполнены плавящимся веществом с большим значением теплоты фазового перехода и меньший температурой плавления, чем значение теплоты фазового перехода и температуры плавления плавящегося аещества корпуса.

Изобретение относился к радиоэлектронике. П.оль изобретения -упрощение конструкции и лопышониг удобств эксплуатации - достигается тем, что в охладитель оиеден элемент в пиде пружинь: 4 из материала с памятью формы. Один- конец пружины Л закреплен у основания корпуса 1, витки ее имеют плотный контакт с внутренними стенками корпуса 1. Крышка 8 охладителя имеет двустороннее оребрение о виде ребер 7 и 9. Ребра 7 проходят во внутреннюю часть корпуса 1 через вырезы в пластине 5, к которой крепится другой конец пружины 4, Ребра 7 выполнены полыми и заполнены плавящимся веществом с большим значением теплоты фазового перехода и меньшей температурой плавления, чем значение теплоты фа- зо-зого перехода и. температуры плавления плавящегося вещества корпуса 1. Охладитель рекомендовано использовать в условиях, когда существует потребность для двух, трех включений с краткосременными пере рывами, а затем действует более длительный перерыв. 1 з.п.ф-лы, 4 ил. (Л

Сриг.1

9

3

. фиг.1

fej

№.4