Печатная плата с радиатором охлаждения

Полезная модель относится к электронной технике, в частности к конструкции печатной платы с радиатором охлаждения и может найти применение на предприятиях радиоэлектронной, авиационной, космической, автомобильной промышленности.
Известны различные конструкции печатных плат с радиатором охлаждения.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленной полезной модели аналогом (прототипом) является «Теплопроводный установочный элемент для крепления печатной платы к радиатору» по патенту РФ № 2495507 на изобретение (МПК G12B15/06; H05K7/20; H01L23/34; F21V29/00). Указанное устройство для рассеяния тепла для выделяющего теплоэлектрического компонента, содержит радиатор, печатную плату, выполненную с возможностью размещения на радиаторе, при этом печатная плата содержит диэлектрическую подложку, снабженную теплопроводным слоем на стороне, обращенной от радиатора, выделяющий тепло электрический компонент, размещенный на печатной плате и находящийся в тепловом контакте с теплопроводным слоем, отличающееся тем, что тепловыделяющий установочный элемент прикреплен к теплопроводному слою посредством пайки, причем установочный элемент имеет соединительную часть, выполненную с возможностью зацепления с углублением в радиаторе, обеспечивая тем самым крепление печатной платы к радиатору, так что обеспечивается тепловой канал от выделяющего тепло электрического компонента через теплопроводный слой и установочный элемент к радиатору. Данное техническое решение обладает следующими недостатками. Сложная конструкция из нескольких теплопроводных слоев и размещение выделяющего тепло электрического компонента непосредственно на поверхности печатной платы ухудшают теплоотвод от выделяющего тепло электрического компонента по сравнению с предлагаемым вариантом конструкции. Технический результат заключается в улучшении теплоотвода от выделяющих тепло электрических компонентов при сохранении прочности и жесткости конструкции печатной платы с радиатором охлаждения, а также повышении ремонтопригодности. Данный технический результат достигается за счет всей совокупности существенных признаков.
Сущность полезной модели состоит в том, что печатная плата с радиатором охлаждения включает радиатор охлаждения, печатную плату, выполненную с возможностью размещения на радиаторе охлаждения, при этом печатная плата содержит теплопроводящий подслой и выделяющие тепло электрические компоненты, причем в печатной плате выполнены отверстия, через которые она вплотную закреплена на радиаторе охлаждения, а также окна для размещения выделяющих тепло электрических компонентов напрямую на поверхности радиатора охлаждения, а теплопроводящий подслой выполнен между радиатором охлаждения и выделяющими тепло электрическими компонентами. Вместе с тем, печатная плата закреплена на радиаторе охлаждения посредствам винтов либо саморезов, либо заклепок, либо их комбинаций. А в качестве выделяющих теплоэлектрических компонентов применены диоды либо транзисторы, либо микросхемы, либо процессоры, либо светодиоды, либо их комбинации. В то же время, выделяющие тепло электрические компоненты закреплены на радиаторе охлаждения при помощи прижимов либо винтов, либо саморезов, либо их комбинаций. А в качестве теплопроводящего подслоя использованы теплопроводящие пасты либо теплопроводящие прокладки, либо теплопроводящее напыление.
Полезная модель поясняется графически, где:
на фиг. 1 – изображена заявляемая печатная плата.
Печатная плата 1 вплотную закреплена на радиаторе охлаждения 2. В печатной плате 1 выполнены крепежные отверстия, через которые крепежом, например, винтовым, саморезами, заклепками либо иным крепежом, печатная плата 1 вплотную закреплена к радиатору охлаждения 2. Печатная плата 1 выполненаиз любого материала пригодного для технологий изготовления печатных плат. В печатной плате 1 выполнены окна 3, предназначенные для размещения в них выделяющих тепло электрических компонентов 4 на поверхности радиатора охлаждения 2. Печатная плата 1 предназначена для осуществления работы электрической схемы преобразования, передачи тока, напряжения, управляющих сигналов, осуществления работы и взаимодействия различных электронных компонентов. В качестве выделяющих теплоэлектрических компонентов 4 могут быть применены диоды, транзисторы, микросхемы, процессоры, светодиоды и прочие электронные компоненты.  Выделяющие тепло электрические компоненты 4 установлены в окнах печатной платы 1 напрямую к радиатору охлаждения 2 через один теплопроводящий подслой. Выделяющие тепло электрические компоненты 4 закреплены на радиаторе охлаждения 2 любым известным способом обеспечивающем передачу тепла, например, при помощи прижимов, винтов, саморезов и иных крепежных элементов. Теплопроводящий подслой представляет собой теплопроводный материал, предназначенный для нанесения и установки между выделяющим тепло электрическим компонентом 4 и радиатором охлаждения 2. В качестве теплопроводящего подслоя могут быть использованы теплопроводящие пасты, теплопроводящие прокладки, теплопроводящее напыление, теплопроводящий клей. Теплопроводящий подслой предназначен для передачи тепла от выделяющего тепло электрического компонента 4 на радиатор охлаждения 2 для последующего отведения тепла в окружающее пространство. Выводы электронных компонентов 4 присоединены к печатной плате 1 поверхностным монтажом. Радиатор охлаждения 2 выполнен из металла либо иного материала обеспечивающего отведение тепла. Радиатор охлаждения 2 может быть выполнен из алюминия, меди, или иного материала, обеспечивающего отведение тепла. Радиатор охлаждения 2 имеет отверстия 5 для крепления печатной платы 1. В качестве элементов крепления могут быть использованы винты либо иные крепежные элементы.
Работает печатная плата с радиатором охлаждения следующим образом. В процессе функционирования электрической схемы тепло от выделяющего тепло электрического компонента 4 будет уходить через теплопроводящий слой на радиатор охлаждения 2 и далее –  в окружающее пространство. В процессе эксплуатации печатная плата с радиатором охлаждения испытывает ударные и вибрационные нагрузки вследствие чего происходит разрушение печатной платы, разрушение пайки. В предлагаемой конструкции все ударные и вибрационные нагрузки воспринимает на себя радиатор охлаждения 2, что обусловлено плотным закреплением печатной платы 1 на радиаторе охлаждения 2. Радиатор охлаждения 2, имеющий более высокую жесткость, чем печатная плата 1, снижает вероятность разрушения печатной платы 1 и пайки. При этом конструкция печатной платы с радиатором охлаждения обеспечивает доступ к выделяющим тепло электрическим компонентам 4 без дополнительной разборки и имеет всего один теплопроводящий слой между радиатором охлаждения 2 и выделяющим тепло электрическим компонентом 4. Это обеспечивает высокие характеристики теплоотвода одновременно с высокой жесткостью конструкции и доступностью для обслуживания выделяющих тепло электрических компонентов 4. Конструкция печатной платы с радиатором охлаждения, обеспечивает максимальную жесткость конструкции, что гарантирует низкую вероятность возникновения трещин в пайке, электронных компонентах, проводниках печатной платы при воздействии ударных вибрационных и любых иных видов нагрузок и механических воздействий, а также минимальное время на замену электронных компонентов и возможность использования крайних ребер охлаждения радиатора в конструктивных целях. Конструкция применима независимо от конструкции  радиатора охлаждения, материала радиатора охлаждения, толщины печатной платы и материала печатной платы.