Главная  Сложная РЭА 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [ 29 ] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

степень черноты (8=0,5 ... 0,7) имеют матовые и окисленные поверхности различных металлов, а наибольшую- черные лаки и масляные краски различных цветов, для которых коэффициент е лежит в пределах 0,88 ... 0,98.

Подробные данные по теплопередаче лучеиспусканием для разных материалов и покрытий имеются в справочнике [21].

3. Естественной воздушной конвекцией. Она основана на свободном перемещении вверх нагретого воздуха под влиянием уменьшения его удельного веса. Поступающий извне воздух обтекает и охлаждает нагревающиеся элементы -транзисторы, интегральные микросхемы, резисторы. Эффективность естественного воздушного охлаждения зависит от давления воздуха, уменьшающегося с высотой подъема аппаратуры над уровнем моря, правильного размещения отверстий для входа и выхода воздуха и распределения его потока по всем источникам тепла. Для получения хорошего охлаждения естественной конвекцией необходимо тщательное изучение всех нагревающихся элементов и охлаждающих их потоков воздуха. Ошибки в этом. изучении приводят к местным перегревам и снижению надежности прибора.

Если отвод тепла рассмотренными тремя способами оказывается недостаточным, то приходится прибегать к принудительному охлаждению. Чаще всего используется принудительное воздушное охлаждение, в котором к естественной конвекции воздуха добавляется обдув внутренней полости корпуса прибора вентиляторами. Изредка, в специальных случаях, применяются жидкостные и испарительные системы охлаждения.

Введение в устройство экранирующих перегородок и коробок прежде всего затрудняет охлаждение естественной и принудительной воздушной конвекцией. В некоторых случаях (например в усилителях, работающих на частотах выше 30 МГц) приходится каждый каскад экранировать от других.

Находясь в тесном отсеке, часто вместе с нагреваю- щими резисторами, транзистор не может охлаждаться за счет естественной и принудительной конвекции. Если он подвешен внутри отсека и не соприкасается с металлическими стенками экрана, то охлаждение происходит только за счет лучеиспускания и может привести к значительным местным перегревам. Единственным извест-



ным способом увеличения теплоотвода является обеспечение хорошего теплопроводящего контакта между корпусом экранируемого транзистора и корпусом прибора или узла. Проще всего это осуществляется приклейкой транзистора к корпусу узла экрана специальным тепло-проводящим клеем, состоящим из графитового порошка с эпоксидной смолой. В такой конструкции температура транзистора будет немного выше температуры корпуса узла, который и является радиатором, охлаждающим все находящиеся внутри него транзисторы. Для увеличения теплоотдачи применимы любые средства: обдув, дополнительные ребра или штыри на корпусе узла и др.

Мощные транзисторы, требующие специального охлаждения, большей частью применяются без экранирования с радиаторами различных конструкций [22]. В редких случаях, когда необходимо экранировать мощный высокочастотный транзистор, следует учитывать, что отдельный радиатор, изолированный от корпуса, не дает экранирующего эффекта. Также нарушает экранирование изоляция болтов, соединяющих корпус транзистора с радиатором. Если в транзисторе все электроды изолированы от корпуса, то корпус транзистора следует со--единить болтами с корпусом узла, используя заполнитель, имеющий высокую теплопроводность. Корпус узла и будет основным радиатором мощного транзистора, поверхность охлаждения которого при необходимости можно увеличить. При этом схему включения транзистора можно применять любую. Если же один из электродов транзистора соединен с его корпусом, то при том же способе соединения корпусов транзистора и узла придется принять определенную схему включения и питания транзистора, даже если она не будет обеспечивать оптимальную снимаемую мощность и коэффициент усиления.

Чем плотнее выполняется РЭА, чем выше использование ее объема, тем труднее осуществить охлаждение естественной и принудительной конвекцией воздуха элементов, находящихся в малодоступных местах. В микроэлектронной радио- и вычислительной аппаратуре, выполняемой на интегральных микросхемах с различной степенью интеграции и с большой плотностью компоновки, широко используется охлаждение теплопроводностью. Полупроводниковые приборы - микросхемы, отдельные транзисторы и диодынаиболее чувствительны к перегревам и изменениям температуры. Их устанавливают на



печатных платах или других основаниях ячейки с дополнительными шинами и крышками, сделанными из наиболее теплопроводящих клтериалов - меди и алюминия. С помощью этих деталей тепло передается от микросхем и других полупроводниковых приборов к боковым стенкам блока, легко доступным для охлаждения естественной и принудительной воздушной конвекцией.

Применяемые для охлаждения детали с высокой теплопроводностью, имеют также большую электропроводность. Это позволяет использовать их для экранирования без дополнительного усложнения и затрат. Для этого необходимо, чтобы теплопроводящие детали были рационально расположены и имели надежный контакт с корпусом.

Потребность в экранировании тех или иных частей микроэлектронной аппаратуры при проектировании установить невозможно. Известны только несколько случаев необходимости применения экранов, а в основном ее можно определить только при испытании образцов, в результате которого может потребоваться внесение в конструкцию сложных изменений. Наличие экрана вредным быть не может, поэтому при конструировании аппаратуры всегда выгодно использовать детали, предназначенные для теплоотвода, жесткости, крепления и т. д., в качестве экрана.

В [9] приведено несколько вариантов охлаждения ячеек микроэлектронной вычислительной аппаратуры. Рассматриваются они только с точки зрения теплоотвода и механической прочности, вопросы экранирования игнорируются. Поскольку все варианты работают и обеспечивают нужные показатели, по охлаждению, остается впечатление, что выбор любого из них зависит только от вкуса конструктора. Если же включить в рассмотрение вопросы экранирования, то оказывается, что наилучшим является вариант ячейки [9, рис. 4.74]. Эта конструкция применена в ЭВМ Ruggednova фирмы Rolm Corp., США.

Ячейка состоит (рис. 3.40) из печатной платы 1, к которой приклеены теплоотводящие медные шины 2 толщиной 0,76 мм. Интегральные микросхемы 3 теплопрово-дящим компаундом прикреплены к шинам 2. Штампе ванная крышка 4 из алюминия толщиной 1,6 мм закры' вает всю плоскость платы /, вместе с микросхемами Е шинами. В четырех точках вблизи от центра ячейки крышка прикрепляется и притягивается к плате/ деталями j5-




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [ 29 ] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92