SU1624566A1

SU1624566A1 - Cooler for heavy duty semiconductor devices

Info

Publication number: SU1624566A1
Application number: SU894649900A
Authority: SU
Inventors: Владимир Федорович Наконечный; Станислав Павлович Савченко; Валерий Павлович Гвоздев
Priority date: 1989-02-14
Filing date: 1989-02-14
Publication date: 1991-01-30

Abstract

Изобретение относитс к преобразовательной технике, в частности к устройствам дл охлаждени мощных полупроводниковых приборов с принудительной системой охлаждени . Цель изобретени - повышение эффективности охлаждени за счет улучшени условий теплопередачи. Поставленна цель достигаетс введением турбулизирующих вставок, контактирующих с поверхностью ребер двух корпусов. Вставки устанавливают с нат гом, что обеспечивает тепловой контакт по плоскости прижати выступов вставок с нагретой поверхностью ребер охладител . 4 ил.The invention relates to converter technology, in particular, to devices for cooling high-power semiconductor devices with a forced cooling system. The purpose of the invention is to increase the cooling efficiency by improving heat transfer conditions. The goal is achieved by the introduction of turbulizing inserts in contact with the surface of the ribs of the two bodies. The inserts are installed with a tension, which ensures thermal contact along the plane of pressing the protrusions of the inserts with the heated surface of the fins of the cooler. 4 il.

Description

Изобретение относитс к преобразовательной технике, в частности к устройствам дл охлаждени мощных полупроводниковых приборов с принудительной системой охлаждени .The invention relates to converter technology, in particular, to devices for cooling high-power semiconductor devices with a forced cooling system.

Цель изобретени - повышение эффективности охлаждени за счет улучшени условий теплопередачи.The purpose of the invention is to increase the cooling efficiency by improving heat transfer conditions.

В охладителе дл силового полупроводникового прибора, содержащем корпус с установочной площадкой и плоскими ребрами и турбулизирующие вставки, два корпуса соединены встречно торцами ребер с помощью установленных между ребрами с нат гом турбулизирующих вставок, выполненных в виде расположенной вдоль ребер с возможностью контакта с их основанием пластины с параллельными штампованными прорез ми, участки между которыми образуют пружин щие криволинейные выступы, выгнутые поочередно в противоположные стороны.In the cooler for a power semiconductor device, comprising a housing with a mounting platform and flat ribs and turbulizing inserts, the two housings are connected oppositely by the ends of the ribs by means of turbulizing inserts installed between the ribs with tension, arranged along the ribs with the possibility of contact with their base plate parallel stamped slits, the areas between which form spring-shaped curvilinear protrusions, which are alternately curved in opposite directions.

Данна конструкци обеспечивает повышение эффективности охлаждени за счет того, что турбулизирующие вставки соприкасаютс с основанием и поверхностью ребер, осуществл эффективный теплоот- вод. Установка турбулизирующей вставки с нат гом обеспечивает тепловой контакт по плоскости прижати ее выступов с нагретой поверхностью ребер охладител .This design provides an increase in cooling efficiency due to the fact that the turbulizing inserts are in contact with the base and the surface of the fins, providing an effective heat sink. The installation of a turbulizing insert with tension provides thermal contact along the plane pressing its protrusions with the heated surface of the cooler fins.

На фиг.1 изображен охладитель; на фиг,2 - турбулизирующа вставка; на фиг.З и 4 - охладитель с турбулизирующими вставками различного сечени .Figure 1 shows the cooler; Fig. 2 shows a turbulizing insert; FIGS. 3 and 4 — a cooler with turbulizing inserts of various sections.

Охладитель содержит два корпуса 1 с установочными площадками 2 под полупроводниковый прибор 3, ребра 4 и установленные между ними турбулизирующие вставки 5 из теплопровод щего материала с пружин щими криволинейными выступами.The cooler contains two housings 1 with mounting pads 2 for the semiconductor device 3, fins 4 and turbulizing inserts 5 installed between them of heat-conducting material with spring curvilinear projections.

Вставка 5 может быть изготовлена следующим образом: в пластине выполн ют р д параллельных прорезей, участки между которыми выгибают поочередно в противоЁThe insert 5 can be made as follows: a row of parallel slits is made in the plate, the portions between which are alternately curved in

ОABOUT

юYu

СПSP

оabout

положные стороны, образу криволинейные пружин щие выступы 6. За счет того, что выступы 6 расположены с обеих сторон вставки 5 так, что ее посадочный размер превышает размер ширины межреберного пространства, при движении обоих корпусов навстречу друг другу выступы турбули- эирующих вставок 5 вход т в плотное соединение с нат гом с поверхностью ребер . При этом каждым выступом обеспечиваетс надежный тепловой контакт по всей длине ребер как между вставками 5 и ребрами 4, так и между ребрами 4 обоих корпусов в местах их стыка.the positive sides form curved spring protrusions 6. Due to the fact that the protrusions 6 are located on both sides of the insert 5 so that its landing size exceeds the width of the intercostal space, as the two bodies move towards each other, the protrusions of the turbulent inserts 5 enter in tight connection with tension with the surface of the ribs. In this case, each protrusion ensures reliable thermal contact along the entire length of the fins, both between the inserts 5 and the fins 4, and between the fins 4 of the two bodies at the points of their joint.

Конструкци охладител обеспечивает как одностороннюю, так и двустороннюю установку полупроводниковых приборов, а также соосную сборку охлаждаемых полупроводниковых приборов в столбик,The design of the cooler provides both one-sided and two-sided installation of semiconductor devices, as well as coaxial assembly of cooled semiconductor devices in a column,

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Тепло, выдел ющеес в силовом полупроводниковом приборе 3, передаетс через площадку 2 к ребрам 4 и через контактные площадки выступов16 к турбули- зирующим вставкам 5, поверхности которых охлаждаютс потоком воздуха, продуваемым в направлении, параллельном плоскост м ребер 4, Благодар шахмат- ному расположению выступов 6 охлаждающий поток интенсивно турбулизу- етс как вдоль стенок турбулизирующих вставок 5, так и вдоль стенок ребер 4. Площадь поверхности вставок почти вдвое уве- личивает общую теплоотдающую поверхность охладител , что вместе с интенсивной турбулизацией потока обеспечивает высокую эффективность работы охладител .The heat released in the power semiconductor device 3 is transmitted through pad 2 to the ribs 4 and through the contact areas of the protrusions 16 to the turbulizing inserts 5, the surfaces of which are cooled by air flow blown in the direction parallel to the planes of the ribs 4, due to the staggered arrangement of the protrusions 6, the cooling flow is intensively turbulized both along the walls of the turbulizing inserts 5 and along the walls of the fins 4. The surface area of the inserts almost doubles the total heat release surface of the cooler, which place with intensive agitation of the flow ensures a high efficiency of the cooler.

При односторонней установке полупроводникового прибора тепловой поток отWith one-sided installation of a semiconductor device, the heat flux from

корпуса охладител с прибором интенсивно передаетс второму корпусу не только через контакт сжатых между собой торцов ребер (усили сжати между ними при установке таблеточных полупроводниковых приборовthe case of the cooler with the device is intensively transmitted to the second case not only through the contact of the ends of the ribs compressed between themselves (compressive force between them when installing the semiconductor tablet devices

находитс в пределах 1500 - 5000 кг), но и параллельно через стенки выступов 6 турбу- лизующих вставок 5, образующих с обеих сторон каждого ребра в месте стыка надежное тепловое соединение, обеспечива тем1500–5000 kg), but in parallel through the walls of the projections 6 of the turbulent inserts 5, forming on both sides of each edge at the junction a reliable thermal connection, ensuring

самым хорошую передачу тепла и эффективный теплоотвод от ребер как первого, так и второго корпуса охладител .the best heat transfer and efficient heat dissipation from the fins of both the first and second chillers.

Применение изобретени при тех же массовых показател х повышает эффективность охлаждени на 20 - 30% и снижает трудоемкость изготовлени охладител на 10-15%.Applying the invention with the same mass indices increases the cooling efficiency by 20–30% and reduces the labor intensity of manufacturing the cooler by 10–15%.

2525

Claims

Invention Formula

A cooler for power semiconductor devices, comprising a housing with a mounting platform and ribs, made of two parts, and turbulizing inserts, characterized in that, in order to increase cooling efficiency by improving heat transfer conditions, the housing parts are connected to the tension between its ribs turbulizing inserts, which are made in the form of a plate located along the edges of the body with spring curved protrusions on both its sides.

one

P

at

ggpf

/

i

and

BUT

Fig.Z

Fig