УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОДА ТЕПЛА ОТ ЭЛЕКТРОННЫХ КОМПОНЕНТОВ, РАЗМЕЩЕННЫХ НА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЕ

Полезная модель относится к области электроники и может быть использована для обеспечения эффективного отвода тепла от электронных компонентов, размещенных на единой печатной плате.
Известно устройство для отвода тепла от тепловыделяющих компонентов, установленных в электронном модуле [RU 2350055, H05K 7/20, 20.03.2009], в котором в качестве теплоотвода применены изогнутые медные пластины, имеющие три участка, установленные в разных плоскостях модуля так, что первые участки медных пластин установлены на базовую плоскость и могут использоваться как присоединительные выводы, вторые участки медных пластин присоединены к металлизированным плоскостям подложки, третьи участки медных пластин припаяны к основаниям тепловыделяющих приборов. Форма и толщина медных пластин выбираются исходя из требований к жесткости конструкции, плотности тока, протекающего через приборы, максимально допустимого теплового сопротивления теплоотвода, рассеивающим избыточное тепло непосредственно и/или с помощью прижима дополнительных радиаторных элементов.
Недостатком устройства является относительно низкая эффективность отвода тепла.
Известно также устройство для охлаждения полупроводниковых элементов на печатной плате [RU 128766, U1, G12B 15/06, 27.05.2013], состоящее из корпуса, имеющего верхнюю крышку и нижнюю крышку, полупроводниковых элементов, печатной платы, при этом, на одном краю корпуса на верхней крышке расположен П-образный паз с выпуклостью на внутренней поверхности, направленный в нижний паз на нижней крышке, причем печатная плата и нижняя крышка взаимодействуют через теплопроводную прокладку, а над полупроводниковыми элементами, расположенными над печатной платой, расположена теплопроводная резина, которая взаимодействует с верхней крышкой, причем на втором конце корпуса крышки соединены винтовой парой и «замком» из системы паз на торце верхней и выступ на торце нижней крышки, а над полупроводниковыми элементами на верхней и нижней крышках имеются ребра радиаторов охлаждения.
Недостатком устройства также является относительно низкая эффективность отвода тепла.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является устройство охлаждения и отвода тепла от компонентов электронных систем [RU 117056, U1, H05K 7/20, 10.06.2012], состоящее из принимающего и отводящего тепло элементов от электронных компонентов и конструкции теплостока, установленных на печатной плате электронной системы, причем, принимающий и отводящий тепло элементы выполнены в виде двух пластин из высокотеплопроводных материалов, одна из которых закреплена на корпусе электронного компонента, а другая - на конструкции теплостока, при этом, пластины соединены между собой посредством гибких высокотеплопроводных звеньев для обеспечения степени подвижности во всех направлениях.
Недостатком описанной выше конструкции устройства является недостаточная эффективность охлаждения и отвода тепла от компонентов электронных систем потому, что тепловая энергия, выделяемая компонентами электронных систем, установленных на печатной плате, принимается пластиной, форма которой не согласована с формой печатной платы с компонентами электронных систем, что ухудшает процесс передачи тепла от компонентов электронных систем.
Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в повышении эффективности теплоотвода.
Требуемый технический результат заключается в повышении эффективности теплоотвода.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в устройстве для отвода тепла от электронных компонентов, размещенных на печатной плате, содержащее пластину из высокотеплопроводных материалов, которая закреплена на печатной плате, согласно предложенной полезной модели, пластина закреплена на фронтальной стороне печатной платы с размещенными на ней электронными компонентами и имеет вогнутый профиль в виде реплики печатной платы с размещенными на ней электронными компонентами, а с обратной стороны выполнена в форме охлаждающего радиатора.
Предложенное устройство для отвода тепла от электронных компонентов, размещенных на печатной плате, поясняется чертежом, где для наглядности показан монтаж пластины на фронтальную сторону печатной платы с размещенными на ней электронными компонентами.
На чертеже представлены: печатная плата 1 с размещенными на ней электронными компонентами 2, пластина 3, предназначенная для закрепления на фронтальной стороне печатной платы 1 с размещенными на ней электронными компонентами 2 и имеющая вогнутый профиль в виде реплики (отпечатка) внешней (фронтальной) стороны печатной платы с размещенными на ней электронными компонентами, причем, с обратной стороны первая пластина 3 выполнена в форме охлаждающего радиатора, образованного элементами 4 охлаждения пластины. Пластина 3 может иметь сквозные отверстия и элементы, предназначенные для специального назначения, например, для вывода излучения светодиодов.
Работает устройство для отвода тепла от электронных компонентов, размещенных на печатной плате, следующим образом.
Пластина 3 может быть выполнена из материала (металл, керамика, теплопроводящая пластмасса и т.п. с коэффициентом теплопроводности не меньше 2 вт/m.к). Она имеет вогнутый профиль, который с одной стороны представляет из себя отпечаток (реплику) внешней (фронтальной) стороны печатной платы с размещенными на ней электронными компонентами 2, а противоположная сторона выполнена в виде охлаждающего радиатора в виде цилиндров, пластин, конусов и т.д. для увеличения площади теплоотвода.
Функция такой пластины - выравнивание температурных полей по плоскости печатной платы с размещенными на ней электронными компонентами 2 за счет механизма теплопроводности материала, из которой она изготовлена, и увеличение поверхности теплообмена (теплорассеяния) с воздухом с противоположной стороны, выполненной в виде охлаждающего радиатора.
В зависимости он конструктивного исполнения и функционального назначения устройства в пластине могут быть предусмотрены сквозные отверстия для разъемов и прохода функциональных (специфических видов) электромагнитного излучения (например, лазерного, оптического от светодиодов, инфракрасного и т.п..
Таким образом, благодаря усовершенствованию известного устройства путем введения дополнительного арсенала технических средств, в частности, тем, что пластина закреплена на фронтальной стороне печатной платы с размещенными на ней электронными компонентами и имеет вогнутый профиль в виде реплики печатной платы с размещенными на ней электронными компонентами, а с обратной стороны выполнена в форме охлаждающего радиатора, достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении эффективности теплоотвода, поскольку теплоотвод осуществляется через пластину из высокотеплопроводного материала, который непосредственно соприкасается как с самой печатной платой, так и электронным компонентами, которые на ней размещены.