RU1827697C - Heat-sink for cooling of power semiconductor device - Google Patents

Abstract

Радиатор дл  охлаждени  силового полупроводникового прибора, содержащий основание в виде соединенных между собой пластин, ребра в виде отогнутых концов пластин и опорную площадку дл  полупроводникового прибора, отличающийс  тем, что с целью повышени  эффективности охлаждени , уменьшени  габаритных размеров и массы, опорна  площадка дл  полупроводникового прибора образована торцевыми поверхност ми соединенных между собой внахлестку концов пластин основани , а ребра - свободными концами пластин основани , при этом минимальное перекрытие пластин основани  равно диаметру опорной площадки полупроводникового прибора, а максимальное перекрытие - толщине набора пластин в основании.A radiator for cooling a power semiconductor device, comprising a base in the form of interconnected plates, ribs in the form of bent ends of the plates and a support pad for a semiconductor device, characterized in that in order to increase cooling efficiency, reduce overall dimensions and weight, a support pad for a semiconductor device formed by the end surfaces of the overlapping ends of the base plates, and the ribs - the free ends of the base plates, with a minimum erekrytie base plates is equal to the diameter of the bearing pad of the semiconductor device, and the maximum overlap - the thickness of the plate assembly at the bottom.

Description

(Л(L

ffssx-.ffssx-.

Изобретение относитс  к полупроводниковой технике и предназначено дл  охлаждени  полупроводниковых приборов.The invention relates to semiconductor technology and is intended for cooling semiconductor devices.

Известен радиатор дл  охлаждени  силового полупроводникового прибора (за вка № 4757053/21 (135736), положительное решение от 17.12,90 г.), содержащий основание в виде соединенных между собой пла- стин, ребра в виде отогнутых концов пластин и опорную площадку дл  полупроводникового прибора. Пластины основани  соединены между собой одними концами, а опорна  площадка образована торцевыми поверхност ми соединенных между собой концов пластин, причем ребра образованы свободными концами пластин основани , расположенными на одинаковом рассто нии один относительно другого.A known radiator for cooling a power semiconductor device (application No. 4757053/21 (135736), positive decision of 12.17.90), containing a base in the form of interconnected plates, ribs in the form of bent ends of the plates and a support pad for the semiconductor instrument. The base plates are interconnected at the same ends, and the support platform is formed by the end surfaces of the interconnected ends of the plates, the ribs being formed by the free ends of the base plates located at the same distance from each other.

Недостатком этого радиатора  вл етс  пониженна  эффективность охлаждени  при увеличении количества пластин в наборе за счет уменьшени  рассто ни  между соседними ребрами, что приводит к значительному уменьшению лучистого и конвективного теплообмена. Это объ сн етс  перекрытием пограничных температурных слоев на поверхности смежных ребер и образованием застойных зон с пониженной конвекцией. Другим недостатком радиатора  вл етс  значительное увеличение габаритных размеров и массы при увеличении количества пластин в наборе.The disadvantage of this radiator is the reduced cooling efficiency with an increase in the number of plates in the set due to a decrease in the distance between adjacent fins, which leads to a significant reduction in radiant and convective heat transfer. This is explained by the overlapping of the boundary temperature layers on the surface of adjacent ribs and the formation of stagnation zones with reduced convection. Another disadvantage of the radiator is a significant increase in overall dimensions and mass with an increase in the number of plates in the set.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности охлаждени  при одновременном уменьшении габаритных размеров и массы.The aim of the invention is to increase cooling efficiency while reducing overall dimensions and weight.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном радиаторе, содержащем основание в виде соединенных между собой пластин , ребра в виде отогнутых концов пластин и опорную площадку дл  полупроводникового прибора, пластины основани  соединены между собой одними концами внахлестку с минимальным перекрытием, равным диаметру d опорной площадки полупроводникового прибора и максимальным перекрытием, равным толщине S набора пластин в основании, т.е. d.The goal is achieved in that in a known radiator containing a base in the form of interconnected plates, ribs in the form of bent ends of the plates and a support pad for a semiconductor device, the base plates are interconnected at one end with an overlap with a minimum overlap equal to the diameter d of the support pad of a semiconductor device and the maximum overlap equal to the thickness S of the set of plates in the base, i.e. d.

Таким образом, отличительным от прототипа признаком  вл етс  взаимное расположение пластин основани  относительно друг друга, что привело к изменению взаимного расположени  ребер в виде отогнутых концов пластин.Thus, a distinctive feature of the prototype is the relative position of the base plates relative to each other, which led to a change in the relative position of the ribs in the form of bent ends of the plates.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вл емый радиатор имеет отличительные признаки и, следовательно , соответствует критерию изобрете- 5 ни  новизна.Comparative analysis with the prototype shows that the inventive radiator has distinctive features and, therefore, meets the criteria of the invention 5 novelty.

Технических решений с признаками, сходными или аналогичными признакам, отличающим за вл емое техническое решение от прототипа, не обнаружено.No technical solutions with features similar or similar to those distinguishing the claimed technical solution from the prototype were found.

0 На основании этого можно сделать вывод , что за вл емое решение обладает существенными отличи ми.0 Based on this, we can conclude that the claimed solution has significant differences.

Соединение пластин основани  внахлест с минимальным перекрытием, равнымOverlapping base plates with a minimum overlap of

5 диаметру опорной площадки полупроводникового прибора, и максимальным перекрытием , равным толщине набора пластин в основании, позволило при увеличении количества пластин в наборе, например в два5, the diameter of the reference pad of the semiconductor device, and the maximum overlap equal to the thickness of the set of plates at the base, allowed an increase in the number of plates in the set, for example, two

0 раза, оставить практически неизменным рассто ние между ребрами на свободных участках пластин. Рассто ние между ребрами уменьшитс  только на участке перекрыти  пластин. Така  конструкци  радиатора0 times, leave the distance between the ribs in the free areas of the plates almost unchanged. The distance between the ribs will decrease only in the area of overlap of the plates. Such a radiator design

5 позвол ет повысить эффективность охлаждени  при одновременном уменьшении габаритных размеров и массы, так как длина каждой пластины L, где L - длина радиатора .5 makes it possible to increase cooling efficiency while reducing overall dimensions and mass, since the length of each plate is L, where L is the length of the radiator.

Q На фиг.1 изображен радиатор, вид спереди на монтажную площадку; на фиг.2 - то же, вид сверху. Элементы креплени  радиатора в изделии не показаны.Q Figure 1 shows a radiator, front view of the installation site; figure 2 is the same, a top view. The radiator mounts in the product are not shown.

Радиатор содержит основание 1 в видеThe radiator contains base 1 in the form

с соединенных между собой пластин 4 из теп- лопроаод щего материала, ребра 5 в виде отогнутых концов пластин и опорную площадку 2 дл  полупроводникового прибора 3. Пластины основани  соединены между собой внахлестку с перекрытием Ь, гдеfrom interconnected plates 4 of heat-conducting material, ribs 5 in the form of bent ends of the plates and a support pad 2 for the semiconductor device 3. The base plates are interconnected overlap with overlap b, where

00

d. Длина каждой пластины + 2, d. The length of each plate + 2,

где L - длина радиатора, b - размер перекрыти  пластин (величина нахлестки).where L is the length of the radiator, b is the size of the overlap of the plates (lap value).

Радиатор работает следующим образом . При работе полупроводникового прибора выдел емое тепло передаетс  на торец каждой пластины, а далее, за счет теплопроводности , распростран етс  вдоль нее и рассеиваетс  в окружающую среду.The radiator works as follows. During operation of the semiconductor device, the heat generated is transferred to the end face of each 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.

JJ

фиг.1figure 1