RU2018195C1

RU2018195C1 - Heat sink for cooling semiconductor power device

Info

Publication number: RU2018195C1
Authority: RU
Inventors: А.Н. Васильев
Original assignee: Омское научно-производственное объединение "Сибкриотехника"
Priority date: 1990-06-08
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1994-08-15

Abstract

FIELD: radio electronic engineering. SUBSTANCE: heat sink has base with mounting floor for device formed by end surfaces of plates joined together and ribs formed by loose ends of base plates equally spaced apart; extreme plates on side of mounting floor are positioned at angle α = γ · (n-1) relative to each other, where γ is angle between adjacent plates, n is number of plates; extreme plates on mounting floor side are bent through 180 deg. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к радиоэлектронной технике, в частности к устройствам для охлаждения полупроводниковых приборов. The invention relates to electronic equipment, in particular to devices for cooling semiconductor devices.

Известен радиатор (см. а.с. N 354621 СССР кл. H 05 K 7/20, 1970), выполненный в виде набора изогнутых пластин, вложенных одна в другую с расположением монтажной площадки на плоскости основания одной из пластин. Known radiator (see.with. N 354621 USSR class. H 05 K 7/20, 1970), made in the form of a set of curved plates embedded one into the other with the location of the mounting pad on the base plane of one of the plates.

Недостатком устройства является низкая эффективность охлаждения из-за наличия тепловых сопротивлений в местах стыка пластин. The disadvantage of this device is the low cooling efficiency due to the presence of thermal resistances at the junction of the plates.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является радиатор, выбранный в качестве прототипа. The closest in technical essence to the proposed invention is a radiator, selected as a prototype.

Радиатор выполнен в виде оребренного основания, образованного двумя наборами

-образных скоб, вложенных одна в другую и соединенных горизонтальными полками. Оба набора

-образных скоб соединены между собой внешними поверхностями горизонтальных полок. Монтажная площадка размещена на торцевых поверхностях горизонтальных полок, расположенных в плоскости гибки.The radiator is made in the form of a finned base formed by two sets

-shaped brackets nested one into another and connected by horizontal shelves. Both sets

-shaped brackets are interconnected by external surfaces of horizontal shelves. The mounting pad is located on the end surfaces of horizontal shelves located in the bending plane.

Недостатком известного радиатора являются ограниченные функциональные возможности, которые вызваны тем, что монтажная поверхность имеет форму, близкую к ромбической, а это не позволяет оптимальное использование радиаторов для полупроводниковых приборов, имеющих прямоугольную форму монтажной площадки. Функциональные возможности радиатора ограничены количеством устанавливаемых полупроводниковых приборов, которых на монтажной поверхности не может быть больше двух, так как при большем количестве приборов ухудшаются условия теплоотдачи от приборов, расположенных на монтажной поверхности ближе к центру. Существенным недостатком радиатора является то, что большая часть поверхности пластин практически не участвует в конвективном теплообмене, а контактируют друг с другом, что снижает эффективность охлаждения при одновременном увеличении габаритных размеров и массы радиатора. A disadvantage of the known radiator is the limited functionality that is caused by the fact that the mounting surface has a shape close to rhombic, and this does not allow the optimal use of radiators for semiconductor devices having a rectangular shape of the mounting pad. The functionality of the radiator is limited by the number of semiconductor devices to be installed, which cannot be more than two on the mounting surface, since with more devices the heat transfer conditions from devices located on the mounting surface closer to the center are worsened. A significant drawback of the radiator is that most of the surface of the plates practically does not participate in convective heat transfer, but they are in contact with each other, which reduces the cooling efficiency while increasing the overall dimensions and mass of the radiator.

Все эти недостатки вызваны тем, что монтажная площадка размещена на торцевых поверхностях, расположенных в плоскости гибки пластин, имеющих

-образную форму.All these disadvantages are caused by the fact that the mounting pad is placed on end surfaces located in the plane of bending of plates having

-shaped form.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение эффективности охлаждения, уменьшение габаритных размеров и массы радиатора. The purpose of the invention is the expansion of functionality, increasing cooling efficiency, reducing the overall dimensions and mass of the radiator.

Поставленная цель достигается тем, что в радиаторе, выполненном в виде оребренного основания, образованного двумя наборами изогнутых пластин, вложенных одна в другую и соединенных своими боковыми поверхностями на участке монтажной площадки для охлаждаемых элементов. This goal is achieved by the fact that in the radiator, made in the form of a finned base, formed by two sets of curved plates, nested one into the other and connected by their side surfaces at the site of the mounting pad for cooled elements.

Изогнутые пластины в наборе имеют V-образную форму с разными углами гибки, а торцевые поверхности двух наборов пластин с размещенной на них монтажной площадкой расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости гибки пластин, причем минимальный угол гибки пластин S≥0^о, а максимальный угол гибки-S≅180^о в зависимости от положения в наборе, что обеспечивает веерообразное расположение пластин, все пластины в наборе одинаковых габаритных размеров в заготовке (развертке), т.е. до гибки, полки V-обраных пластин разной высоты и в наборе пластины соединены меньшими полками.The curved plates in the set are V-shaped with different bending angles, and the end surfaces of two sets of plates with a mounting pad placed on them are located in a plane perpendicular to the plane of bending of the plates, with a minimum angle of bending of plates S≥0 ^о , and the maximum bending angle is S≅180 ^о depending on the position in the set, which provides a fan-shaped arrangement of the plates, all the plates in the set of the same overall dimensions in the workpiece (reamer), i.e. Before bending, the shelves of the V-shaped plates of different heights and in the set of plates are connected by smaller shelves.

Таким образом, отличительными от прототипа признаками являются:
- изменение формы пластин на V-образную;
- расположение торцевых поверхностей с размещенной на них монтажной площадкой в плоскости, перпендикулярной плоскости гибки пластин;
- равенство габаритных размеров всех пластин в наборе до гибки;
- соединение V-образных пластин в наборе меньшими полками.Thus, distinctive from the prototype signs are:
- changing the shape of the plates to a V-shaped;
- the location of the end surfaces with the mounting pad placed on them in a plane perpendicular to the plane of the flexible plates;
- equality of overall dimensions of all plates in the set before bending;
- connection of V-shaped plates in a set with smaller shelves.

Технических решений, имеющих признаки, сходные с отличительными признаками предложенного изобретения, не выявлено. Таким образом, предложенное изобретение соответствует критерию: "Существенные отличия". No technical solutions having features similar to the distinguishing features of the proposed invention have been identified. Thus, the proposed invention meets the criterion: "Significant differences".

Расположение монтажной площадки в плоскости, перпендикулярной плоскости гибки пластин позволило получить монтажную площадку прямоугольной формы, что дало возможность устанавливать полупроводниковые приборы, имеющие прямоугольную форму монтажной площадки, и тем самым расширить функциональные возможности радиатора. The location of the mounting pad in a plane perpendicular to the plane of the plate bending made it possible to obtain a mounting pad of a rectangular shape, which made it possible to install semiconductor devices having a rectangular shape of the mounting pad, and thereby expand the functionality of the radiator.

Изменение формы пластин при равенстве габаритных размеров всех пластин позволило повысить эффективность охлаждения и одновременно уменьшить габаритные размеры и массу радиатора за счет увеличения поверхности пластин, участвующей в конвективном теплообмене. Changing the shape of the plates with the equality of the overall dimensions of all the plates made it possible to increase the cooling efficiency and at the same time reduce the overall dimensions and weight of the radiator by increasing the surface of the plates involved in convective heat transfer.

Уменьшение поверхности контакта пластин друг с другом при соединении их в наборе меньшими полками позволило увеличить поверхность каждой пластины, участвующей в конвективном теплообмене, что способствует повышению эффективности охлаждения. The reduction of the contact surface of the plates with each other when connecting them in a set of smaller shelves allowed to increase the surface of each plate participating in convective heat transfer, which improves the cooling efficiency.

На фиг. 1 показан радиатор, вид сверху; на фиг. 2 - вид сбоку. In FIG. 1 shows a radiator, top view; in FIG. 2 is a side view.

Элементы крепления радиатора в изделии не показаны. The radiator fasteners are not shown in the product.

Радиатор выполнен в виде оребренного основания 1 с монтажной площадкой 2 для охлаждаемых элементов 3. Основание 1 образовано двумя наборами изогнутых пластин 4 V-образной формы, вложенных одна в другую и соединенных меньшими полками 5. Два набора изогнутых пластин 4 соединены между собой внешними поверхностями 6 меньших полок. Монтажная площадка 2 размещена на торцевых поверхностях меньших полок 5, расположенных в плоскости, перпендикулярной плоскости гибки пластин. The radiator is made in the form of a finned base 1 with a mounting pad 2 for cooled elements 3. The base 1 is formed by two sets of curved plates 4 of a V-shape, nested one into another and connected by smaller shelves 5. Two sets of curved plates 4 are interconnected by external surfaces 6 smaller shelves. The mounting pad 2 is placed on the end surfaces of the smaller shelves 5 located in a plane perpendicular to the plane of the flexible plates.

Причем, все пластины в наборе изготовлены из одинаковых плоских заготовок, но имеющих разные углы гибки. Moreover, all the plates in the set are made of the same flat blanks, but with different bending angles.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При работе полупроводникового прибора выделяемое тепло передается на торец каждой изогнутой пластинки, а далее, за счет теплопроводности распространяется вдоль нее и рассеивается в окружающую среду. During operation of a semiconductor device, the generated heat is transferred to the end of each curved plate, and then, due to thermal conductivity, it propagates along it and dissipates into the environment.

Устройство обеспечивает оптимальные тепловые режимы работы полупроводниковых приборов. The device provides optimal thermal conditions for semiconductor devices.

Claims

A RADIATOR FOR COOLING A POWER SEMICONDUCTOR DEVICE, comprising a base with a mounting platform for the device formed by the end surfaces of the ends of the plates connected to each other, and ribs formed by the free ends of the base plates located at the same distance from each other, and the extreme plates from the side of the mounting platform are located under one angle relative to another α = γ˙ (n-1), where γ is the angle between adjacent plates, n is the number of plates, characterized in that, in order to increase cooling efficiency reduction and reduction in size, the outer plates on the side of the mounting pad are made with a bending angle of 180 ^o .