УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ Советский патент 1996 года по МПК H01L23/34 

Изобретение относится к устройствам для охлаждения, преимущественно силовых полупроводниковых приборов, применяемых в взрывобезопасном электрооборудовании.

Известны устройства для охлаждения полупроводниковых приборов, в которых прибор через теплопроводящую прокладку крепится к радиатору, герметично встроенному в взрывобезопасный корпус. Ребра радиатора расположены снаружи корпуса и обдуваются воздухом.

Известное устройство недостаточно надежно, так как при пробое теплопроводящей прокладки возможен выход из строя всего устройства.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для охлаждения, преимущественно полупроводниковых приборов, применяемых в взрывобезопасном электрооборудовании, содержащее корпус, на основании которого через электроизоляционную прокладку размещен радиатор, с установленным на нем полупроводниковым прибором, при этом часть корпуса заполнена эпоксидными компаундом.

В известном устройстве свободное пространство заполнено затвердевающим компаундом, наличие которого обеспечивает жесткое крепление радиатора с корпусом, что приводит к образованию микротрещин между последними, особенно при работе силового прибора, в силу разных коэффициентов линейного расширения, например: радиатор медь, корпус сталь. Кроме того, ребра корпуса, сопрягающиеся с радиатором у основания, имеют значительное тепловое сопротивление, что значительно снижает коэффициент теплоотдачи.

Все это приводит к снижению надежности устройства.

Целью изобретения является повышение надежности.

Цель достигается тем, что в устройстве для охлаждения, преимущественно полупроводниковых приборов, применяемых в взрывобезопасном электрооборудовании, содержащем корпус, на основании которого через электроизоляционную прокладку размещен радиатор с установленным на нем полупроводниковым прибором, при этом часть корпуса заполнена эпоксидным компаундом, на верхней поверхности радиатора установлена снабженная буртом с отверстием под полупроводниковый прибор компенсирующая прокладка, пространство ниже которой заполнено незатвердевающим компаундом, а пространство выше затвердевающим компаундом.

Изобретение поясняется чертежом, где схематично изображено устройство для охлаждения в разрезе.

Устройство содержит корпус 1, на основании которого размещен плоский радиатор 2 через электроизоляционную прокладку 3. На верхней поверхности радиатора 2 расположена компенсирующая прокладка 4, например, из пористой резины или поролона и установлен полупроводниковый прибор 5. Пространство корпуса ниже прокладки 4 заполнено незатвердевающим компаундом 6, а пространство выше прокладки 4 заполнено затвердевающим компаундом 7. Для удобства при заливке компаунда корпус 1 выполнен с уступом 8 по периметру.

Для изготовления устройства на основание корпуса устанавливают электроизоляционную прокладку например из меканита, покрытую эпоксидным компаундом и заливают свободное пространство незатвердевающим эпоксидным компаундом до верхней плоскости радиатора, затем на верхнюю плоскость радиатора устанавливают прокладку, например из резины, и затем заливают затвердевающим компаундом.

Наличие незатвердевающего компаунда в устройстве, согласно настоящему изобретению, позволяет предотвратить образование трещин и микротрещин, возникающих при работе прибора из-за разницы в коэффициентах теплового расширения радиатора, корпуса и заливочного компаунда, следовательно, уменьшается вероятность пробоя и повышается надежность.

Кроме того, компенсирующая прокладка, выполненная из пористого материала, деформируется, т.е. сжимается при объемном расширении радиатора и компаунда, возникающем из-за нагрева при работе прибора, и тем самым предотвращает возникновение напряжений и, следовательно, образование трещин в верхнем слое затвердевающего компаунда, что также повышает надежность устройства.

По сравнению с известным устройством, у которого перепад температур между полупроводниковым прибором и внешней стороной корпуса составляет 60-70К, в устройстве, согласно настоящему изобретению, он составляет 10-15К. При климатических испытаниях в одинаковых условиях электрическая прочность прототипа составляет 2,4 КОм, у настоящего устройства 68 МОм.

Таким образом, устройство, согласно настоящему изобретению, позволяет повысить коэффициент теплоотдачи и электрическую прочность изоляции, что повышает его надежность.

Источниками экономической эффективности являются: снижение затрат на комплектующие элементы преобразователей напряжения; снижение затрат на капитальный ремонт подобных преобразователей.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ преимущественно полупроводниковых приборов, применяемых в взрывобезопасном электрооборудовании, содержащее корпус, на основании которого через электроизоляционную прокладку размещен радиатор с установленным на нем полупроводниковым прибором, при этом часть корпуса заполнена эпоксидным компаундом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, на верхней поверхности радиатора установлена снабженная буртом с отверстием под полупроводниковый прибор компенсирующая прокладка, пространство ниже которой заполнено незатвердевающим компаундом, а пространство выше - затвердевающим компаундом.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ преимущественно полупроводниковых приборов, применяемых в взрывобезопасном электрооборудовании, содержащее корпус, на основании которого через электроизоляционную прокладку размещен радиатор с установленным на нем полупроводниковым прибором, при этом часть корпуса заполнена эпоксидным компаундом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, на верхней поверхности радиатора установлена снабженная буртом с отверстием под полупроводниковый прибор компенсирующая прокладка, пространство ниже которой заполнено незатвердевающим компаундом, а пространство выше - затвердевающим компаундом.