RU2110902C1

RU2110902C1 - Method for cooling radio elements

Info

Publication number: RU2110902C1
Application number: RU96121898A
Authority: RU
Inventors: С.А. Левкин; А.С. Мартынов
Original assignee: Министерство Российской Федерации по атомной энергии
Priority date: 1996-11-13
Filing date: 1996-11-13
Publication date: 1998-05-10

Abstract

FIELD: radio engineering. SUBSTANCE: method involves mounting flexible splitting wall between surfaces of radio elements and heat conducting system. This wall is made from heat-conducting material and is fastened in housing in which board with radio elements is also fastened. Space between surfaces heat conducting system, housings of radio elements and board which are directed to each other is filled with given amount of heat-conducting accumulating material which phase change temperature is in working range of temperature of radio elements. From the top this volume is sealed with heat-conducting system. Heat flow from external surfaces of element housings is transmitted to heat- accumulating material through said flexible splitting wall. Part of heat flow is absorbed by this material during melting, then rest of heat flow is transmitted to heat conducting system and is later spread in air. EFFECT: flexible splitting wall provides reliable heat contact on transmission of heat flow to heat-conducting system. 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам охлаждения радиоэлектронной аппаратуры. The invention relates to methods for cooling electronic equipment.

Известен способ [1], реализованный в устройствах, представляющих собой металлический корпус, заполненный теплопоглощающим веществом (например, парафином, нафталином и др.), на поверхности которого расположены электрорадиоэлементы. В данных устройствах выделяемое электрорадиоэлементами тепло поглощается при фазовом переходе теплопоглощающего вещества (при плавлении). Недостатком способа является то, что количество поглощенной теплоты ограничено объемом и теплотой фазовых превращений теплопоглощающего вещества. The known method [1], implemented in devices that are a metal body filled with heat-absorbing substance (for example, paraffin, naphthalene, etc.), on the surface of which there are electrical elements. In these devices, the heat released by electro-radio elements is absorbed during the phase transition of a heat-absorbing substance (during melting). The disadvantage of this method is that the amount of absorbed heat is limited by the volume and heat of phase transformations of the heat-absorbing substance.

Известен способ изготовления теплоотводящей прокладки [2] для размещения между теплоотводом и монтажной платой с навесными электрорадиоэлементами, включающий установку теплоотвода на монтажной плате со стороны размещения на ней навесных электрорадиоэлементов с образованием узла с зазорами между обращенными один к другому корпусами электрорадиоэлементов и монтажной платы, а также теплоотвода соответственно, заливку узла теплопроводным компаундом в жидком состоянии дозированной массой с заполнением вышеуказанных зазоров и выдержку узла в режиме отверждения теплопроводного компаунда. Между теплоотводом и монтажной платой с электрорадиоэлементами размещают полую замкнутую оболочку из эластичного полимерного материала, которую заполняют указанным выше компаундом. После отверждения компаунда оболочку удаляют. A known method of manufacturing a heat sink gasket [2] for placement between a heat sink and a mounting plate with mounted electrical components, comprising installing a heat sink on the mounting plate from the side of mounting mounted electrical components to form a assembly with gaps between the housing of the electrical components and the mounting plate, as well as heat sink, respectively, filling the unit with a heat-conducting compound in a liquid state with a metered mass with filling the above gaps and holding node in the curing mode of the heat-conducting compound. Between the heat sink and the circuit board with radio electronic elements, a hollow closed shell of elastic polymer material is placed, which is filled with the above compound. After the compound has cured, the shell is removed.

Недостатком данного способа является пригодность такой прокладки лишь для данной конкретной платы с электрорадиоэлементами. В случае замены любого электрорадиоэлемента необходимо изготовление новой прокладки, соответствующей новому размещению замененного электрорадиоэлемента. The disadvantage of this method is the suitability of such a gasket only for this particular board with electro-radio elements. In the event of replacement of any electro-radio element, it is necessary to manufacture a new gasket corresponding to the new location of the replaced electro-radio element.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности теплоотвода путем обеспечения надежного теплового контакта между заполняющим зазор материалом и поверхностями электрорадиоэлементов благодаря эластичности разделительной теплопроводной перегородки, а также создание надежного теплового моста между ограниченной поверхностью электрорадиоэлементов и развитой поверхностью теплоотвода за счет использования плавящегося при рабочих температурах электрорадиоэлементов материала. Повышение ремонтопригодности обеспечивается тем, что при смене любого электрорадиоэлемента тепловой контакт восстанавливается при расплавлении заполняющего материала. The technical result of the invention is to increase the efficiency of heat removal by providing reliable thermal contact between the material filling the gap and the surfaces of the radio electronic elements due to the elasticity of the dividing heat-conducting partition, as well as creating a reliable thermal bridge between the limited surface of the radio electronic elements and the developed surface of the heat sink due to the use of material that melts at operating temperatures. Increase in maintainability is ensured by the fact that when any electrical element is changed, thermal contact is restored when the filling material is melted.

Технический результат достигается тем, что в способе охлаждения электрорадиоэлементов на монтажной плате со стороны размещения на ней электрорадиоэлементов устанавливается теплоотвод с образованием узла с зазорами между обращенными одна к другой поверхностями теплоотвода, корпусами электрорадиоэлементов и платы, заливкой узла теплопроводным материалом и платой с электрорадиоэлементами устанавливают эластичную разделительную теплопроводную перегородку, а в качестве теплопроводного материала используют плавящееся вещество, температура плавления которого находится в рабочем интервале температур электрорадиоэлементов. The technical result is achieved by the fact that in the method of cooling the radio elements on the circuit board from the side of the placement of the radio elements on it, a heat sink is installed with the formation of a node with gaps between the surfaces of the heat sink facing one another, the cases of the radio elements and the board, the node is filled with heat-conducting material and the board with the radio and radio elements establish an elastic separation a heat-conducting partition, and a melting substance is used as a heat-conducting material, rate The melting point of which is in the operating temperature range of electro-radio elements.

Устройство, реализующее предложенный способ, представлено на чертеже. Плата 1 с электрорадиоэлементами 2 установлена в корпусе 3. На поверхность электрорадиоэлементов 2 накладывается теплопроводная эластичная разделительная перегородка 4 из материала типа Sil-Pad K4 или Sil-Pad 2000 (Компания Бергкуист. Изделия и электронные компоненты контроля теплопередачи: реклама/5300 Edina Industrial Blvd. Minneapolis, MN55439, 1966 г.), концы которой защемлены в корпусе 3. Теплопроводная эластичная разделительная перегородка 4 и корпус 3 образуют объем, который заполняется жидким теплопроводным материалом 5, например парафином. Данный объем закрыт теплоотводом 6 (например, радиатором). A device that implements the proposed method is presented in the drawing. A circuit board 1 with radio-electronic elements 2 is installed in the housing 3. A heat-conducting elastic dividing wall 4 made of material of the type Sil-Pad K4 or Sil-Pad 2000 is applied to the surface of the radio-electronic elements 2 (Bergquist Company. Products and electronic components of heat transfer control: advertisement / 5300 Edina Industrial Blvd. Minneapolis, MN55439, 1966), the ends of which are pinched in the housing 3. The heat-conducting elastic dividing wall 4 and the housing 3 form a volume that is filled with liquid heat-conducting material 5, for example paraffin. This volume is closed by a heat sink 6 (for example, a radiator).

Способ реализуется следующим образом. Тепловой поток от внешних поверхностей корпусов электрорадиоэлементов 2 через теплопроводную эластичную разделительную перегородку 4 передается теплопроводящему веществу 5. Часть теплового потока поглощается при расплавлении теплопроводного материала 5, остальной тепловой поток передается на теплоотвод 6, с которого сбрасывается в окружающую среду. Теплопроводная эластичная разделительная перегородка 4 позволяет обеспечить надежный тепловой контакт на пути теплового потока к теплоотводу. Фазовый переход (плавление) теплопроводного материала также способствует этому. The method is implemented as follows. The heat flux from the outer surfaces of the housings of the electrical elements 2 through the heat-conducting elastic dividing wall 4 is transferred to the heat-conducting substance 5. A part of the heat flux is absorbed when the heat-conducting material 5 is melted, the rest of the heat flux is transferred to the heat sink 6, from which it is discharged into the environment. The heat-conducting elastic dividing partition 4 allows for reliable thermal contact on the path of the heat flux to the heat sink. The phase transition (melting) of the heat-conducting material also contributes to this.

Был изготовлен тепловой макет, имитирующий данный способ охлаждения электрорадиоэлементов. На плате были размещены тепловые эквиваленты микросхем суммарной мощностью 70 Вт. В качестве эластичной разделительной перегородки использован материал Sil-Pad 2000. Зазор между эластичной разделительной перегородкой и теплоотводом, в качестве которого использован радиатор, заполнен парафином. A thermal model was made that imitated this method of cooling radio-electronic elements. The thermal equivalents of microchips with a total power of 70 W were placed on the board. Sil-Pad 2000 material was used as an elastic partition. The gap between the elastic partition and the heat sink, which uses a radiator, is filled with paraffin.

Claims

A method of cooling radio-electronic elements, according to which a heat sink is installed on the circuit board from the side where the radio-electronic elements are placed on it with the formation of a node with gaps between the heat sink surfaces facing one another, the cases of the radio-electronic elements and the mounting plate, respectively, and the node is filled with a dosed mass of heat-conducting material in a liquid state with filling of the indicated gaps characterized in that before filling the site with a heat-conducting material between the surfaces of the heat sink and the electric An elastic dividing wall of heat-conducting material is installed with radio elements, and a heat-accumulating substance is used as a heat-conducting material for pouring, the phase transition temperature of which is in the operating temperature range of the electric and radio elements.