RU184729U1 - Радиатор для охлаждения электронных устройств - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к системам охлаждения электронных устройств, в том числе для промышленной электроники большой мощности, а именно к радиаторам, осуществляющим теплообмен между корпусом электронных приборов и охлаждающей средой.

Технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью, заключается в повышении эффективности теплообмена и сборки конструкции радиатора, путем увеличения площади охлаждаемой поверхности при снижении потерь теплопроводности, с возможностью соединения элементов конструкции неограниченных размеров, и выполненных из однородных и разнородных материалов.

Технический результат достигают тем, что используют радиатор для охлаждения электронных устройств, содержащий выполненные из металла основание с закрепленной на нем теплоотводной поверхностью. При этом радиатор выполнен из пластичных цветных металлов, а теплоотводная поверхность выполнена гофрированной, где гофры образуют вертикально ориентированные ребра, неразъемно соединенные с основанием холодной сваркой давлением по смежным с ним вершинам впадин гофр, образующих пазы между ребрами. 20 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Описание полезной модели

Назначение и область применения

Полезная модель относится к системам охлаждения электронных устройств, в том числе для промышленной электроники большой мощности, а именно к радиаторам, осуществляющим теплообмен между корпусом электронных приборов и охлаждающей средой.

Предшествующий уровень техники

Эффективное использование мощных современных полупроводниковых приборов предполагает их эффективное охлаждение. С начала эры полупроводников для их охлаждения использовались прессованные или литые алюминиевые радиаторы. Однако сегодня эти радиаторы уже не могут обеспечить требуемого охлаждения современных электронных компонентов с высокой удельной плотностью рассеиваемой мощности из-за ограниченной и неразвитой поверхности охлаждения, связанной с большой толщиной ребер радиатора.

Известен охладитель для силового полупроводникового прибора [А.с. №1229982, МПК: Н05К 7/20, H01L 23/34], в котором для повышения эффективности охлаждения в межреберное пространство радиатора введена гофрированная вставка, которая перераспределяет воздушный поток по высоте ребра.

Недостатком данного устройства является невысокая интенсивность охлаждения и необходимость использования внешнего вентилятора.

В теплообменном элементе [А.с. №1409848, МПК: F28F 3/02] для интенсификации теплообмена используют перфорированные уголковые элементы, которые турбулизируют поток на концах элементов, создавая дополнительную скорость пограничному слою на тыльной стороне уголковых элементов.

Недостатком данного устройства является то, что увеличение интенсивности теплообмена происходит только за счет турбулизации ядра потока при сравнительно малой поверхности охлаждения радиатора.

Известен тепловой пластинчатый радиатор [см. патент US №6698500, МПК F28F 7/00, опубликован 02 марта 2004], содержащий основание в виде металлической пластины с параллельными ребрами с двух противолежащих сторон. Между внутренними противолежащими ребрами в пластине выполнены параллельные прорези, в которых закреплены радиаторные пластины из металла, теплопроводность которого отлична от теплопроводности металла пластины и ребер.

Известный радиатор обеспечивает более интенсивный теплоотвод центральной частью радиатора. Недостатком известного радиатора является достаточно сложная и трудоемкая технология его изготовления.

Известно также решение радиаторов, выполненных по технологии Bonded Fin компании DAU(http://www.symmetron.ru/suppliers/dau/radiator.shtml). Эти радиаторы состоят из прессованного алюминиевого основания (базовой плиты) и закрепленных на нем ребрах. Для соединения ребер с базовой плитой используется специальная высокоплотная эпоксидная смола, обеспечивающая оптимальный тепловой поток от базовой плиты к ребрам, т.к. данный материал имеет гораздо более высокую теплопроводность по сравнению с другими эпоксидными материалами, что позволяет достичь максимальной тепловой производительности по сравнению с известными способами сборки. Особенности используемой технологии обеспечивают высокую прочность соединения ребер с базовой плитой, способного выдерживать большие механические напряжения, включая высокочастотную вибрацию. Базовую плиту изготавливают из алюминия с высокой теплопроводностью. При этом ребра сделаны из технически чистого алюминия и имеют на 15% лучшую теплопроводность по сравнению со штампованными ребрами. Однако к числу недостатков данного решения следует отнести невысокую прочность соединения элементов конструкции, технологическую сложность сборки и ограниченное применение для разного рода материалов и типоразмеров, а также наличие потерь теплопроводности в местах склеивания элементов конструкции, использование экологически вредного процесса сборки.

Из публикаций, раскрытой в предшествующем уровне техники, патентной информации KR20140118603; JP2004273479, JP2006310486, US2006/0187643, US2011/0031612, FR2793717 известны конструкции радиаторов, в которых теплоотводная поверхность радиатора выполнена гофрированной. При этом, для соединения гофры и основания ребристых радиаторов используется пайка, чеканка с одновременным склеиванием эпоксидной смолой, механическое прилегание с использованием термопасты, либо сварка плавлением основания радиатора, приводящая к механическому закреплению медной гофры в алюминиевом основании радиатора. Применение припоя, смолы, термопасты или чеканки приводят к образованию термостойкой поверхности препятствующей отводу тепла от основания радиатора к гофре, что является основным недостатком указанных радиаторов, ограничивающих их практическое применение. Если используется медная гофра и алюминиевое основание, то происходит механическое зажатие медного ребра в пазу основания течением расплавленного алюминия, что затрудняет отвод тепла от основания к гофре. Термостойкая поверхность между основанием и гофрой не исчезает. Кроме того, сборка указанных конструкций весьма затруднительна и практически не реализуется в случае использования основания радиатора большой толщины, например, 10,0-20,0мм и выше, а также большой площади, свыше 10000 мм², а применение эпоксидных смол и припоев является экологически вредным процессом изготовления ребристых радиаторов.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является принятый за прототип радиатор для электронного компонента [см. патент RU №2217886, МПК Н05К 7/20, опубликован 27.11.2003], содержащий множество отдельных радиаторных пластин, механически скрепленных друг с другом в их соединительной части с образованием теплопоглощающей части, контактирующей с выделяющей тепло поверхностью электронного компонента. Части радиаторных пластин, противоположные теплопоглощающей части, отделены друг от друга и совместно образуют теплоотводные части. Множество радиаторных пластин скреплены вместе посредством крепежного средства. Между радиаторными пластинами расположено множество распорок, каждая из которых расположена между соединительными частями смежных радиаторных пластин для обеспечения зазора между теплоотводными частями радиаторных пластин.

Известный радиатор позволяет собирать из одинаковых элементов устройства различной мощности теплоотвода, однако имеет недостаточную эффективность теплообмена, связанную с различной теплоотдачей радиаторных пластин, находящихся в теплопоглощающей части, непосредственно под тепловыделяющим элементом и на удалении от него, отличается сложностью сборки и ограниченным применением для разного рода материалов в составе конструкции и ее типоразмеров, а также наличием потерь теплопроводности.

Сущность полезной модели

Задача, решаемая заявленной полезной моделью, заключается в разработке радиатора для электронного компонента, простого в сборке, обеспечивающего получение надежного соединения ребер и основания радиатора из одноименных и разноименных металлов с различным соотношением толщины ребра и размеров основания; и позволяющего улучшить его теплопроводность за счет эффективности теплообмена между корпусом электронных приборов и охлаждающей средой на большой площади теплоотвода без ограничения габаритов радиатора.

Технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью, заключается в повышении эффективности теплообмена и сборки конструкции радиатора, путем увеличения площади охлаждаемой поверхности при снижении потерь теплопроводности, с возможностью соединения элементов конструкции неограниченных размеров и выполненных из однородных и разнородных материалов.

Заявленный технический результат достигается тем, что используют радиатор для охлаждения электронных устройств, содержащий выполненные из металла основание с закрепленной на нем теплоотводной поверхностью, отличающийся от прототипа тем, что радиатор выполнен из пластичных цветных металлов с пластичностью при относительном удлинении не менее 40%, а теплоотводная поверхность выполнена гофрированной, где гофры образуют вертикально ориентированные ребра неразъемно соединенные с основанием холодной сваркой давлением по смежным с ним вершинам впадин гофр, образующие пазы между ребрами.

В предпочтительном варианте осуществления полезной модели теплоотводная поверхность выполнена из алюминия, в частности, толщиной не более 2,0 мм

В другом варианте осуществления полезной модели, основание может быть выполнено из меди. Возможно также выполнение теплоотводной поверхности из однородных материалов с одинаковой или сопоставимой теплопроводностью. В другом варианте осуществления полезной модели, возможно выполнения основания и теплоотводной поверхности из материалов с разной теплопроводностью.

В еще одном варианте осуществления полезной модели вершины выступов гофр теплоотводной поверхности противолежащие основанию впадин выполнены скругленными. При этом возможны варианты осуществления, в которых вершины выступов гофр могут быть выполнены П-образной формы или иметь фигурную форму, а боковые, вертикально ориентированные стенки гофр выполнены перпендикулярно основанию, либо под углом к нему, с образованием трапециевидной, в поперечном сечении форм гофр. В другом возможном варианте осуществления полезной модели, вершины впадин гофр смежные с основанием выполнены уплощенными, а боковые стороны гофр выполнены встречно наклонными с формированием угла при вершинах, противолежащих основанию.

В соответствии с заявленным решением полезной модели, при любом из вышеуказанных вариантов осуществления, неразъемное холодносварное соединение основания со смежными вершинами впадин гофр теплопроводной поверхности выполнено продольным по длине гофра. При этом, в одном из вариантов осуществления продольное соединение выполнено виде распределенных продольно по длине гофра контактных участков, например, точечных или в виде коротких равномерно распределенных прямоугольных в плане контактных участков.

В еще одном варианте осуществления полезной модели основание может быть дополнительно снабжено дополнительной контактной пластиной, расположенной по основанию противолежащему основанию, снабженному теплоотводной поверхностью. При этом предпочтительно контактная пластина выполнена из меди.

В другом возможном варианте осуществления основание может быть дополнительно снабжено отверстием круглой формы для крепления полупроводникового прибора, располагаемым, предпочтительно по центру основания радиатора.

Краткое описание чертежей.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где:

на фиг.1 аксонометрия заявляемого радиатора;

на фиг.2 организация соединения основания с гофрами: а) с применением пластинчатого пунсона с одним рабочим выступом и формируемым непрерывным швом; б) с применением пластинчатого пуансона с набором рабочих выступов с контактной площадкой прямоугольной формы;

на фиг.3 организация соединения основания с гофрами с применением роликовых пуансонов с набором рабочих выступов, формирующего радиатор повышенной площади и длины;

на фиг.4 показан в аксонометрии заявляемой радиатор, снабженный контактной медной пластиной.

Следует отметить, что прилагаемые чертежи иллюстрируют только один из наиболее предпочтительных вариантов осуществления полезной модели и не могут рассматриваться в качестве ограничений содержания полезной модели, которое включает и другие возможные варианты ее осуществления.

Осуществимость полезной модели.

Как следует из представленных на фиг. 1-4 примерах осуществления полезной модели, радиатор, согласно заявленному решению, состоит из основания 1, соединенного с теплоотводной поверхностью 2, представляющей собой гофрированную поверхность, гофры 3, которой образуют ребра теплоотводной поверхности. При этом, по нижним, смежным с основанием, вершинам впадин, образующим пазы 4 между ребрами 3, гофры 3 соединены с основанием 1 холодной сваркой давлением, контактные участки 5 сварного соединения которой распределены продольно, вдоль паза ребер по всей длине.

В соответствии с заявленным решением, гофрирование теплоотводной поверхности осуществляют путем многократного изгибания листового материала, например, в виде фольги, ленты и т.п., при помощи любого известного из уровня техники гибочного устройства. Для обеспечения максимальной теплоотдачи и эффективного процесса изготовления гофрированной поверхности, толщина стенок гофр, образующих ребра, предпочтительно, не превышает 1/10 толщины основания, а их высота лимитируется устойчивостью пуансонов 6 при их внедрении в металл гофры в процессе сварки. Таким образом, высота гофры практически неограниченна, что позволяет существенно увеличить поверхность теплоотвода, повышая тем самым эффективность теплообмена. При этом минимальная ширина паза гофр, сформированного нижними вершинами гофр, смежными с основанием, зависит от прочности пуансона на изгиб, что обуславливает фактическое расстояние между ребрами. В предпочтительном варианте осуществления гофры теплоотводной поверхности выполнены П-образной формы, преимущественно прямоугольного профиля поперечного сечения. Однако гофры могут быть выполнены и со скругленными вершинами выступов, а также в виде сужающейся, расширяющейся трапеции, волнообразной и т.п. формы поперечного сечения, что позволяет обеспечивать формирование максимально эффективной поверхности теплоотвода за счет возможности выбора ее конфигурации и придания, таким образом, данному конструктивному элементу заданных свойств теплообмена, за счет выбора общей площади теплоотвода и формирования гофрами воздушных каналов разной формы для интенсификации теплообмена.

Холодная сварка металлов материала основания и гофр теплоотводной поверхности происходит за счет их интенсивной пластической деформации, приводящей к течению металла в зоне сварки, которое выносит из указанной зоны окисные пленки с поверхности металлов, препятствующие образованию прочного монолитного соединения. Свариваемость металлов при холодной сварке зависит от их пластичности и качества подготовки поверхности, чем пластичнее металлы, ровнее и чище их поверхности, тем качественнее они свариваются. При этом, процесс сварки осуществляется без нагрева металла. Отсутствие нагрева позволяет получать сварные соединения разноименных металлов, например, меди и алюминия, без образования хрупких интерметаллидов в зоне стыка, которые приводят к низкой прочности и существенному снижению надежности данных сварных соединений.

Согласно заявленному решению полезной модели, основание и теполоотводная поверхность выполнены из пластичных, предпочтительно, высокопластичных цветных металлов с пластичностью (степени относительной деформации) не менее 40%, что позволяет обеспечить надежное соединение элементов конструкции посредством холодной сварки давлением. В предпочтительном варианте осуществления полезной модели, представленным в качестве примера реализации, основание и гофрированная теплоотводная поверхность могут быть выполнены из электротехнического алюминия (пластичность 55—60%), а также меди (пластичность 85-90%). Причем, выполнение основания и теплоотводной поверхности может быть выполнено как из разнородных, так и однородных материалов, поскольку оба материала являются высокопластичными и обеспечивают возможность их соединения холодной сваркой давлением. Вместе с тем, в рамках заявленного решения, вышеуказанные элементы конструкции могут быть также выполнены и из других высокопластичных металлов, например: никеля (пластичность 85-90%), серебра (пластичность 80-85%, золота (пластичность40-45%) и подобных им металлов и сплавов в однородных и разнородных сочетаниях.

Собственно сам процесс пластической деформации металлов осуществляется внедрением в свариваемые элементы конструкции, в зоне их соединения, стальных пуансонов штамповой оснастки. Форма пуансонов подбирается в зависимости от предпочтительного вида соединения. В частности, могут быть использованы цилиндрические, прямоугольные и фасонные пуансоны. При этом шовной сварке, предпочтительно, применяют ролики, снабженные рабочими выступами. Необходимое давление обеспечивается винтовыми, гидравлическими, рычажными и эксцентриковыми прессами.

Так в рассматриваемых примерах осуществления полезной модели, на фиг. 2 а) и 2б) представлен вариант выполнения холодной сварки с использованием в качестве пуансонов 6 закаленных стальных пластин, которые, размещают в пазах гофрированной теплоотводной поверхности радиатора и внедряют в процессе сварки в металл гофры и основания радиатора под действием усилия осадки. Данный вариант позволяет формировать одномоментно сварные соединения на всю длину стыкуемых элементов конструкции, с формированием единого контактного участка 5 в виде сплошного линейного шва, в случае выполнения пуансона 6 с одним, выполненным на всю длину, рабочим выступом 8 (фиг. 2а), либо равномерно расположенных контактных участков 5 в виде углублений, соответствующих рабочим выступам 8 пуансона (фиг.2б). На фиг.3 представлен еще один пример формирования сварного соединения посредством применения роликового 9 пуансона, с распределенными по окружности рабочими выступами 8. Данное решение также позволяет формировать при вращении ролика как сплошной шов (при наличии рабочего выступа, выполненного по всей длине окружности ролика), так и в виде равномерно расположенных по длине паза контактных участков соединения. Размеры контактных участков 5 определяются геометрическими размерами рабочих выступов 8 пунсонов и общими параметрами процесса холодной сварки давлением.

Прочное, неразъёмное соединение образуется при сближении свариваемых поверхностей на расстояние, соизмеримое с параметрами их кристаллических решёток, что способствует объединению электронных оболочек в результате образования металлических связей между поверхностями при приложении больших давлений. Таким образом, к числу главных характеристик процесса наряду с пластичностью свариваемых металлов относится давление. В зависимости от состава и толщины свариваемого металла давление, как правило, составляет 150—1000 МПа. Большое усилие сжатия обеспечивает разрыв окисных пленок, их дробление и образование чистых поверхностей, способных к схватыванию. Таким образом, граница соединения перестает быть барьером и происходит взаимная диффузия атомов, сопровождающаяся структурными изменениями в зоне контакта и пластической деформацией с выделением большого количества тепла, формируя тем самым монолитное соединение.

Таким образом, применение холодной сварки позволяет получать холодносварные радиаторы из одноименных и разноименных металлов, без ограничения площади основания радиатора. При этом, гофры могут быть выполнены из фольги, а также ленты, толщиной не превышает 1/10 толщины основания, предпочтительно, не превышающей 2мм, для обеспечения наиболее эффективного процесса сварки и формования поверхности теплообмена.

Процесс соединения теплообменной поверхности и основания радиатора, может быть осуществлен следующим образом. Механической обработкой изготавливают требуемое по размерам основание радиатора из алюминия или меди толщиной не более 30,0. Далее из ленты, например, выполненной из электротехнического алюминия толщиной 1,0 мм, в гибочном устройстве(штампе) получают путем многократного изгибания гофрированные ребра требуемого профиля, например, прямоугольной в поперечном сечении формы. Сопрягаемые поверхности гофр и основания зачищают вращающимися стальными щетками в зачистном устройстве и далее, зачищенные гофры и основание устанавливают в сварочный штамп, который жестко закреплен на верхней и нижней плитах гидравлического пресса. При этом, основание радиатора закрепляют в нижней части штампа, а гофру устанавливают в верхней части штампа, между пластинчатыми пуансонами, которые входят в пазы гофры в процессе сварки при осадке пресса. Толщина пластинчатых пуансонов соответствует ширине паза гофров, а длина пуансона равняется длине ребра гофры. Высота пластинчатого пуансона превышает высоту ребра гофры.

Для формирования контактных участков сварного шва, на торце пластинчатого пуансона располагаются рабочие выступы, которые при осадке пресса внедряются в металл гофры и основания, производя пластическую деформацию металла, необходимую для образования сварного соединения. Количество пластинчатых пуансонов соответствует количеству пазов гофры плюс два пуансона по краям гофры.

Все контактные участки (сварные точки-углубления) от внедрения рабочих выступов пуансонов образуются одновременно по ширине основания. После завершения процесса сварки (осадки пресса), верхняя плита штампа вместе с плитой пресса возвращается в исходное положение. Пластинчатые пуансоны, поднимаясь вверх вместе с плитой штампа, выходят из пазов приваренной гофры. Собранный таким образом радиатор охлаждения вынимают из штампа.

Рабочие выступы на торце пластинчатого пуансона могут быть выполнены как в виде непрерывного по контуру выступа, с формированием непрерывного шва, так и в виде набора распределенных по длине пуансона рабочих выступов, позволяющих формировать прерывистую линию шва, контактные участки которого имеют форму, соответствующую форме выступа пуансона: прямоугольную, округлую, иной формы, допустимой технологическим процессом.

Усилие осадки (усилие внедрения рабочего выступа пуансона) для одной длины ребра радиатора в случае использования пуансона с одним сплошным рабочим выступом в 1,5-2 раза больше усилия осадки пуансона с несколькими рабочими выступами. Однако, при этом применение пуансона со сплошным рабочим выступом приводит к увеличению металлоемкости и необходимости использования пресса большой мощности. Таким образом, применение пунсона со сплошным по контуру выступом оправдано при получении радиатора, обладающего повышенной прочностью соединения гофры и основания.

При выборе формы контактной площадки рабочего выступа пуансона, и соответствующей контактной площадки соединяемых элементов, учитывают, что при сварке двух листовых элементов сварная точка находится в центре этих листов, при этом прочность соединения на отрыв практически равноценна для прямоугольного рабочего выступа и цилиндрического. При испытании на срез (изгиб), при приложении усилия среза перпендикулярно длине прямоугольной точки, прочность прямоугольной точки выше прочности круглой на 15-20%.

В заявленном решении полезной модели, вследствие необходимости увеличения теплосьема с электронного прибора, целесообразно увеличивать площадь ребристой, гофрированной поверхности радиатора за счет увеличения количества ребер гофры, в частности, путем уменьшения расстояния между ребрами.

Для этого, как ранее было указано, предпочтительно используют пуансоны в виде тонких пластин с прямоугольной контактной площадкой рабочих выступов (пластины с прямоугольными рабочими выступами), в силу более высокой технологичности их изготовления.

При внедрении в сопрягаемые поверхности прямоугольного рабочего выступа пуансона течение металла происходит неравномерно, преимущественно в две противоположные стороны по ширине контактной площадки рабочего выступа и незначительно по его длине. В этой связи, контактные участки прямоугольной формы можно ставить на краю ребра, тогда как круглые по форме контактные участки нежелательны из-за значительной деформации краев ребер и основания радиатора в результате равномерной деформации металла по всему периметру круглого контактного участка сварного соединения. Круглые контактные участки приводят к значительной деформации краев ребер и основания и к необходимости дополнительной механической обработки сторон радиатора.

Кроме того, прочность ребер радиатора на изгиб (срез) при действии разрушающего усилия перпендикулярно ширине прямоугольного рабочего выступа пуансона выше, чем при применении цилиндрических рабочих выступов с округлыми контактными площадками.

Таким образом, прямоугольные контактные участки (сварные точки) в ребристом радиаторе обеспечивает минимальное расстояние между ребрами гофры и увеличивает прочность соединения элементов радиатора. Пластинчатые пуансоны с цилиндрическими рабочими выступами предпочтительно применимы при изготовлении радиаторов применяемых для охлаждения электронных приборов средней и малой мощности.

Вместе с тем, применение пластинчатых пуансонов для холодной сварки давлением элементов конструкции радиатора предпочтительно при формировании радиаторов ограниченных типоразмеров. При этом изготовление длинномерных радиаторов или радиаторов большой площади основания, в том числе, предназначенных для размещения на нем нескольких полупроводниковых силовых приборов, более эффективным является применении роликовых пуансонов для осуществления холодной сварки давлением основания и теплоотводной поверхности (фиг. 2в).

Например, на алюминиевое основание толщиной 20мм и площадью 1000х1000мм2 холодной точечной сваркой, по всей площади основания устанавливают алюминиевую гофрированную теплоотводную поверхность выполненную, например, из ленты толщиной 1,0 мм с высотой ребер-70,0 мм. Длина ребер гофры соответствует длине основания. Ребра выполнены с шагом 5,0 мм.

Для получения такого рода алюминиевых (медных, медно-алюминиевых и т.п.) радиаторов используют пуансоны в виде роликов (дисков), которые перемещаются вдоль прямоугольных пазов гофры. Ролики крепят на валу штамповой оснастки с возможностью их вращения. Основание радиатора закрепляют на нижней плите штампа с возможностью перемещаться специальным толкателем в горизонтальной плоскости. После установки основания радиатора на нем размещают гофрированную теплоотводную поверхность. При приложении усилия осадки пресса пуансоны (ролики) входят в пазы гофры и их рабочие выступы, расположенные по окружности роликов, вдавливаются в металл гофры и основания радиатора. Движение пресса прекращается, но детали радиатора остаются сжатыми усилием осадки пресса. После чего, толкатель штампа начинает перемещать основание радиатора, под действием постоянного усилия осадки пресса. Роликовые пуансоны вращаются и прокатываются в пазах гофры по всей длине паза. После чего, прекращается усилие осадки пресса и собранный таким образом радиатор извлекается из штампа. Таким образом, возможно изготовление радиатора с неограниченными размерными соотношениями.

Для улучшения электрического и теплового контакта между силовым полупроводниковым прибором и основанием алюминиевого радиатора дополнительно, со стороны крепления прибора к основанию радиатора на первоначальном этапе может быть приварена холодной точечной сваркой медная пластина 10 (фиг.4) толщиной, сопоставимой с толщиной гофрированной поверхности, предпочтительно, 1,0-1,5 мм. В этом случае обеспечивается надежный электрический и тепловой контакт между медным основанием корпуса силового полупроводникового прибора и основанием радиатора. Выполнение медной платины толщиной более и или менее указанного диапазона снижает эффективность ее применения за счет снижения теплоотвода, усложнения конструкции и увеличения ее массогабаритных размеров.

Основание радиатора также может быть дополнительно снабжено отверстием 11 круглой формы (фиг.3) для крепления полупроводникового прибора, располагаемым, предпочтительно по центру основания радиатора, что позволяет дополнительно усилить эффект теплоотвода.

Таким образом, заявленное решение радиатора обеспечивает повышение эффективности теплообмена и сборки конструкции радиатора, увеличение площади охлаждаемой поверхности при снижении потерь теплопроводности, с возможностью соединения элементов конструкции неограниченных размеров и выполненных из однородных и разнородных материалов, а также снижает стоимость его изготовления, улучшает экологию технологического процесса изготовления, расширяет технологические возможности применения радиаторов.

Claims (21)

1. Радиатор для охлаждения электронных устройств, содержащий выполненные из металла основание с закрепленной на нем теплоотводной поверхностью, отличающийся тем, что радиатор выполнен из пластичных цветных металлов, а теплоотводная поверхность выполнена гофрированной, где гофры образуют вертикально ориентированные ребра, неразъемно соединенные с основанием холодной сваркой давлением по смежным с ним вершинам впадин гофр, образующих пазы между ребрами.

2. Радиатор по п. 1, отличающийся тем, что теплоотводная поверхность выполнена из листового материала толщиной не более 1/10 толщины основания.

3. Радиатор по п. 8, отличающийся тем, что основание выполнено толщиной не выше 30 мм.

4. Радиатор по п. 1, отличающийся тем, что теплоотводная поверхность выполнена из алюминия.

5. Радиатор по п. 1, отличающийся тем, что теплоотводная поверхность выполнена из меди.

6. Радиатор по п. 1, отличающийся тем, что основание выполнено из меди.

7. Радиатор по п. 1, отличающийся тем, что основание выполнено из алюминия.

8. Радиатор по п. 1, отличающийся тем, что основание и теплоотводная поверхность выполнены из однородных материалов с одинаковой или сопоставимой теплопроводностью.

9. Радиатор по п. 1, отличающийся тем, что основание и теплоотводная поверхность выполнены из материалов с разной теплопроводностью.

10. Радиатор по п. 1, отличающийся тем, что вершины гофр теплоотводной поверхности, противолежащие основанию, выполнены скругленными.

11. Радиатор по п. 1, отличающийся тем, что вершины гофр теплоотводной поверхности, противолежащие основанию, выполнены П-образной формы.

12. Радиатор по п. 1, отличающийся тем, что вершины гофр теплоотводной поверхности, противолежащие основанию, выполнены фигурной формы.

13. Радиатор по п. 1, отличающийся тем, что боковые стенки гофр выполнены вертикально ориентированными перпендикулярно основанию.

14. Радиатор по п. 1, отличающийся тем, что боковые стенки гофр выполнены под углом к нему с образованием трапециевидных форм гофр.

15. Радиатор по п. 1, отличающийся тем, что вершины впадин гофр, смежные с основанием, выполнены уплощенными, а боковые стороны гофр выполнены встречно наклонными с формированием угла при вершинах, противолежащих основанию.

16. Радиатор по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что неразъемное соединение основания со смежными вершинами гофр теплопроводной поверхности выполнено продольным по длине гофра.

17. Радиатор по п. 16, отличающийся тем, что продольное соединение выполнено в виде распределенных продольно по длине гофра контактных участков.

18. Радиатор по п. 17, отличающийся тем, что контактные участки выполнены прямоугольными в плане.

19. Радиатор по п. 16, отличающийся тем, что основание дополнительно снабжено дополнительной контактной пластиной, расположенной по основанию, противолежащему основанию, снабженному теплоотводной поверхностью.

20. Радиатор по п. 19, отличающийся тем, что контактная пластина выполнена из меди.

21. Радиатор по п. 16, отличающийся тем, что основание может быть дополнительно снабжено отверстием.

Images