Способ определения допустимой мощности рассеяния тепловыделяющих изделий в вакууме Советский патент 1980 года по МПК G01K15/00 

поверхности. Вторая зависимость показывает значения только лучистой составляющей мощности рассеяния нри отсутствии кондуктнвного теплоотвода по электрическим выводам нзделия. Величины мощности рассеяння для иостроения этой зависимости находят тоже путем подбора электрической нагрузкн на изделии, но при температуре на концах электрических выводов, равной предельно допустимой температуре корпуса изделия 2.

Недостатками способа являются высокая трудоемкость и низкая оперативность измерений н большой расход хладагента при поддержании температуры на концах электрических выводов изделня, равиой температуре окружающей поверхности, н значительный промежуток времени, необходимый для установления этой температуры. Кроме того, использование графиков полученных зависимостей вызывает трудности при нахождении значений мощности рассеяния для промежуточных значений температуры на концах электрических выводов, так как для этого приходится пользоваться приемом интерполирования.

Целью изобретения является снижение трудоемкости н повышение оперативности измерений.

,Для достижения поставленной цели кондуктивную составляющую мощности рассеяния определяют путем пагрева обесточенного изделия через контакты его электрических выводов с платой, измеряя разность температур между изделнем и платой, и определяют кондуктнвную составляющую по зависимости лучистой составляющей от температуры окружающей среды.

Вначале определяют зависимость лучистой составляющей мощности рассеяния от температуры окружающей изделие поверхности, а затем находят зависимость кондуктивной составляющей мощности рассеяния от разности температур между изделием и местами контакта его электрических выводов с крепежной платой. Для этого при нижнем из заданного диапазона значении температуры окружающей изделие новерхности повышают температуру изделия до предельного допустимого значения путем коидуктивиого нагрева от места контакта выводов изделия с платой. После наступления теплового равновесия измеряют разность температур между изделием и местами контакта его электрических выводов с крепежной платой. Затем по зависимости лучистой составляющей мощности рассеяния от температуры окружающей поверхности находят значение лучистой составляющей мощностн рассеяния, соответствующее нижнему значению температуры окружающей поверхности. Это значение принимают за кондуктивную составляющую мощности рассеяния при измеренной разности температур между изделием и местами контакта выводов с илатой. Перечисленные операции проводят и для верхнего, из заданного диапазона, значения температуры окруж;ающих поверхностей. По полученным значениям мощности строят зависимость кондуктивной составляющей мощности рассеяния от разности температур между изделием и местами коитакта выводов с платой. Допустимую мощность

рассеяния для любых значений температуры окружающей поверхности из задаиного диапазона и для любой возможной разности температур между изделием и местами контакта выводов с платой находят путем суммирования соответствующих значений лучистой и коидуктивной составляющих.

На чертеже приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Испытываемое изделие 1, например полупроводниковый диод, установленный на испытательной плате 2, помещают в вакуумную камеру 3. Камеру откачивают до давления 1,3-10 Па (Ю мм рт. ст.) или

ниже. Затем на обесточенном диоде 1 при помощи регулирования температуры внутренней поверхности вакуумной камеры 3 устанавливают нижнее значение температуры окружающей поверхности из заданного диапазона. После наступления теплового равновесия температуру мест контакта электрических выводов 4 с нлатой 2 повышают с помощью нагревателей 5, размещенных в плате 2, до величины предельно

допустимой температуры корпуса, диода 1. На диод 1 подают электрическую нагрузку, подбирая ее таким образом, что температура корпуса диода 1 оказалась равной предельно допустимой. При подборе велпчины электрической нагрузки температуру мест контакта выводов 4 с нлатой 2 регулируют и поддерживают равной предельно допустимой температуре корпуса диода 1. Величина подобранной электрической нагрузки соответствует лучистой составляющей мощности рассеяния для заданной температуры внешней среды. Такие же операцин проводят при верхиел значении температуры окружающей поверхности из заданного диапазона. Затем определяют зависимость кондуктивной составляющей мощности рассеяния от разности температур между корпусом диода 1 и местами контакта выводов 4 с платой 2. Для этого с диода 1

снимают электрическую нагрузку, затем на обесточенном диоде 2 устанавливают нижнее из заданного диапазона значение температуры окружающей поверхности. Далее при помощи нагревателей 5 повышают температуру мест контакта выводов 4 с платой до тех пор, пока температура корпуса диода 1 не станет равна нредельно допустимой. После этого с помощью термопар 6 и измеряют разность температур между

корпусом диода 1 и местами контакта выводов 4 с платой 2. Сигнал с термопар 6 и 7 поступает на измерительный прибор 9. Из графика зависимости лучистой составляющей мощности рассеяния от температуры окружающей поверхности находят значение лучистой составляющей мощности для выбранной температуры внешней среды. Это значение равно значению кондуктивной составляющей мощности прп измеренной разности температур между корпусом диода 1 и местами контакта выводов 4 с платой 2. Перечисленные операции проводят и нри верхнем из заданного диапазона значении окружающей поверхности. С помощью двух полученных значений мощности строят в виде прямой графическую зависимость кондуктивной составляющей мощности от разности температур между изделием и местами контакта его электрических выводов с крепежной платой. Тогда допустимую мощность рассеяния изделия для любой из заданного диапазона температуры окружающей поверхности и для любой из возможных разностей температур между изделием и местами контакта его выводов с платой определяют путем суммирования значений лучистой и кондуктивных составляющих мощности рассеяния, найденных из соответствующих зависимостей.

Предлагаемый способ определения допустимой мощности рассеяния в вакууме позволяет значительно снизить трудоемкость и повысить производительность процесса измерения. Кроме того сокращается расход хладагента и время испытаний, так как пет необходимости в установлении и поддержании заданной температуры мест контакта выводов с платой.

Формула изобретения

Способ определения допустпмой мощностн рассеяния тепловыделяющих изделий в вакууме, включающий определение зависимостей лучистой составляющей мощности рассеяния и кондуктивной составляющей при теилоотводе по электрическим выводам изделия к плате от температуры окружающей поверхности, суммирование полученных зависимостей, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения оперативности измерения, кондуктивную составляющую мощности рассеянпя определяют путем нагрева обесточенного изделия через контакты его электрических выводов с платой до максимально допустимой температуры изделпя, измеряя разность температур между изделием и платой, и определяют кондуктпвную составляющую по зависимости лучистой составляющей от температуры окружающей среды.

Источники информации, принятые во внимание при эксиертпзе

1.Витохин А. Д. Расчет допустимой мощности рассеяния резнсторов произвольной формы в условиях ионпженного атмосферного давления, Электронная техника, Сер. 8, Радиодетали, вып. 4, Ю69, с. 73- 83.

2.РМ 11.070.055. Изделия электронной техники. Методы оиределения тепловой устойчивости в условиях воздействия термовакз умных факторов космического пространства. Л., 1978.