Устройство для отвода тепла от электрорадиоэлементов Советский патент 1993 года по МПК H05K7/20 H01L23/34 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при разработке блоков радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), в частности при создании устройств охлаждения элёктрорадиоэлементов (ЭРЭ) с повышенными мощностью и соответственно тепловыделениями.

Цель изобретения - повышение надежности и расширение эксплуатационных возможностей.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен в разрезе блок РЭА с устройством для отвода тепла от электрорадиоэлементов,

Устройство для отвода тепла от электрорадиоэлементов содержит теплопроводные неподвижный и подвижный контакты 1 и 2, пружину 3, втулку 4 и теплопроводящую смазку 5. Контакт 1 жестко крепится к теп- лоотеоду (корпусу) блока 6, который может быть оребрен для улучшения отвода тепла в окружающую среду. Контакт 2 поджимается своей плоскостью к плоскости ЭРЭ 7 пружиной 3. Втулка 4 образуете контактом 2 сферический шарнир, а с контактом 1 - пару цилиндр-п.оршень. Втулка 4 образует с контактом 2 сферический шарнир, а с контактом 1 - пару цилиндр-поршень. В зазоры между цилиндрическими и сферическими выпуклыми и вогнутыми поверхностями деталей 2 и 4, 4 и 1 соответственно помещена теплопроводящая смазка 5. Контакт 2 выполнен в виде диска/размещенного в гнезде 8 контакта 1 с дном 9.

Устройство работает следующим образом. Выделяющееся в ЭРЭ 7 тепло транспортируется по тепловой цепочке контакт 2 - втулка 4 - контакт 1 - корпус блока 6 в окружающую среду. Звенья этой цепочки; выполнены из материала с высокой тепло- проводностью при достаточных толщине и площади соприкасающихся поверхностей деталей. Термическое сопротивление устройства от контакта 2 к контакту 1 определяется преимущественно термическим сопротивлением зазоров между сферичеч ю

00

о

&

скими и цилиндрическими поверхностями деталей 1 и 4,4 и 2. Величина удельного термического сопротивления при заполнении зазора, например, смесью 80% глицерина и 20% графитового порошка составит по данным (см. Тепло - и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. Г.Н. Дуль- нев, - М, Высшая школа, 1984, 246 с.) R К/Вт. При площади соприкасающихся сферических поверхностей S 150 мм , мощности тепловыделения на ЭРЭ (микросхеме) Р 5 Вт перепад температур на зазоре составит А(9 PR/S 6,6 К, При такой же площади соприкасающихся цилиндрических поверхностей перепад температур между контактами 1 и 2 составит 2Д$ 13,2 К.

.При использовании теплоотвода по техническому решению прототипа с приемлемой площадью сечения гибкого элемента.5 16 мм2, длиной L 50 мм для аналогичной мощности Р 5 Вт, в соответствии с приведенным в описании патента ФРГ 3330708 графиком, перепад температур между контактами составит Д$ 50 К.

Значительное (более 3,7 раза) снижение перепада температур в предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом происходит из-за образования стоков тепла по радиальным напряжениям. Поэтому, несмотря на наличие зазоров и компактность конструкции, в предлагаемом устройстве достигается низкое термическое сопротивление,

При сборке корпуса блока с укрепленным устройством для отвода тепла сферический шарнир автоматически ориентирует поверхность контакта 2 с соприкасающейся поверхностью ЭРЭ 7 и способствует наиболее плотному их прилеганию. Цилиндрический шарнир с пружиной 3 обеспечивает .постоянное усилие поджатия контакта 2 к ЭРЭ 7 и позволяет исключить чрезмерные нагрузки на ЭРЭ, которые могут возникать при эксплуатации иди сборке блока из-за неточностей изготовления корпуса и монтажа ЭРЭ на плате.

Формула изобретения 1. Устройство для отвода тепла от электрорадиоэлементов, содержащее теплоот- вод, жестко закрепленный на .нем

теплопроводный неподвижный контакт с гнездом и теплопроводный подвижный контакт, выполненный в виде диска1 с боковой поверхностью в форме поверхности вращения и с одной плоской торцевой рабочей

поверхностью, который установлен в гнезде указанного выше теплопроводного неподвижного гнезда с обеспечением между их боковыми поверхностями соответственно теплового контакта посредством теплопроводной смазки и подпружинен относительно дна указанного выше гнезда посредством.пружины, расположенной между дном указанного выше гнезда и противолежащим плоской торцевой рабочей

поверхности диска тврцом указанного диска, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения эксплуатационных возможностей, оно снабжено втулкой с внешней цилиндрической

поверхностью и со сферической вогнутой поверхностью, боковая поверхность гнезда теплопроводного неподвижного контакта выполнена цилиндрической формы, а боковая поверхность вращения диска теплопроводного. подвижного контакта сферической выпуклой, причем указанная выше втулка установлена на диске и расположена между боковыми поверхностями указанных выше диска и гнезда с образованием с диском сферического шарнира, а с: теплопроводным неподвижным контактом - пары: цилиндр-поршень, при этом- теплопроводная смазка расположена в зазорах между сферическими боковой поверхностью диска и внутренней поверхностью втулки и цилиндрическими внешней поверхностью втулки и боковой поверхностью гнезда теплопроводного неподвижного кон- такта соответственно.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что теплоотвод выполнен с оребре- нием.

Область использования изобретения: изобретения относится к радиотехнике и может быть использовано при разработке радиоэлектронной аппаратуры, в частности при создании устройства охлаждения элёктрорадиоэлементов с повышенными потребляемой мощностью и соответственно тепловыделениями. Сущность изобретения: заключается в том, что устройство состоит из теплопроводных неподвижного и подвижного контактов, втулки, которая с подвижным контактом образует сферический шарнир, ас неподвижным контактом- пэру цилиндр-поршень, причем между втулкой и контактами зазоры заполнены теплопроводной смазкой, между контактами введена пружина .для создания контактного давления. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. ел с