Устройство для охлаждения преимущественно полупроводниковых приборов Советский патент 1982 года по МПК H05K7/20 H01L23/36 

() УСТРОЙСТВО для ОХЛАЖДЕНИЯ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ,

, - / I .

Изобретение относится к конструи рованию теплоотводов, в частности теплоотводов для полупроводниковых приборов.

Известен теплоотвод, содержа1Дий основание с ребрами, выполненными в виде штырей конической формы, между которыми в пластине предусмотрены отверстия для прохода охлаждающего агента tl3.

Недостатками данного теплоотвода являются сравнительно большой вес, . большие габариты и малая эффективность устройства. Кроме того, теплоотводящее устройство не позволяет стабилизировать температуру полупро, воднинового np f6c}pa в заданном оптимальном интервале температур.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для охлаждения полупроводниковых приборов, содержащее основание с ребрами, выполненными в. виде штырей с продольными каналами 2 .

Недрстатком известного устройства является то, что оно не позволяет в целом стабилизировать в заданных оптимальных пределах температуру пластины теплоотвода..

Цель изобретения - улучшение стабилизации температуры прибора.

Поставленная цель достигается за счет того, что устройство для охлаждения преимущественно полупроводниtoковых приборов, содержащее основа:Ние с ребрами, выполненными в виде штырей с продольными каналами, снабжено сферическими мембранами из термочувствительного материала с центISральными отверстиями, расположенными в пазах основания, выполненных на стороне, проти волежащей прибору, соосно продольным каналам.

На чертеже изображено устройство

20 для охлаждения преимущественно полупроводниковых приборов.

В штыревых ребрах основания теплоотвода 1 выполнены продольные ка39

налы 2 для прохода воздуха. На одном конце канала расположена сферическая мембрана 3, которая выполнена из термочувствительного материала (бипластмассы) с центральным отверстием. Мембрана закреплена в основании так, что отверстия в центре мембраны и канале имеют соосное положение относительно друг друга. Мембрана выполнена выгнутой при низких температурах 6 сторону торца канала и прилегает к основанию теплоотвода. При температуре выше или равной критической мембрана выполнена выгнутой в другую сторону.

Устройство для теплоотвода работает следующим образом.

При сравнительно низких температурах мембрана 3 расположена в положении, изображенном на левой части чертежа, она прижата к основанию теплоотвода и прижата к торцу канала 2. В этот период со сравнительно небольшой интенсивностью проходит отбор тепла от полупроводникового прибора k в основание и от пластины в окружающую среду. На этом этапе работы системы охлаждения основание устройства, мембрана 3 и полупроводниковый прибор k постепенно нагреваются и их температура достигает значений, близких к оптимальной критической температуре для работы полупроводникового прибора.

Дальнейшее нагревание системы охлаждения приводит к тому, что термочyвctвитeльнaя мембрана 3 быстро, меняет свое положение и занимает положение , изображенное на средней части чертежа.

Мембрана 3 выполнена из бипластмассы с высоким коэффициентом термочувствительности и поэтому при достижении определенной температуры (оптимальной для работы полупроводникового прибора и критической для устройства охлаждения) срабатывает - меняет вогнутость на выпуклость отходит от торца-канала 2 и вместе с корпусом пластиной 1,образует полость 5«

Образованная полость 5 в торце канала 2 дальше работает как акустический резонатор. Геометрические размеры канала и мембраны подобраны так, что собственная частота акусти64

ческого резонатора лежит в диапазоне, акустического шума, генерируемого аппаратурой.

Акустический резонатор преобразует часть звуковой энергии в звуковые колебания охлаждающего агента воздуха более высокого уровня. При увеличении амплитуды акустических колебаний возрастает теплообмен между дснованием устройства и окружающей средой, и, следовательно, возрастает количество отдаваемого штырем тепла в единицу времени. Это вызывает стабилизацию температуры на оптимальном

уровне или ее некоторое понижение. При понижении температуры ниже оптимального критического уровня мембрана снова срабатывает - принимает перврначальное положение и,

тем самым, осуществляется ослабление теплоотвода и медленное нагревание системы в диапазоне оптимальных температур.

Использование предлагаемого

устройства для теплоотвода преимущественно полупроводниковых приборов позволяет стабилизировать температуру пластины устройства и самого полупроводникового лрибора, поддерживать температуру в оптимальном диа;Пазоне и, тем самым, позволяет эф|фективно использовать полупроводниковые приборы.

Формула изобретения

Устройство для охлаждения преимущественно полупроводниковых приборов, содержащее основание с ребрами, выполненными в виде штырей с продольными каналами, отличающёес я тем, что, с целью улучшения стабилизации температуры прибора, оно

снабжено сферическими мембранами из термочувствительного материала с центральными отверстиями, расположенными в пазах основания, выполненных на стороне, противолежащей прибору, соосно продольным каналам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР tf42537S, кл. Н 05 К 7/20, 1970.