Расчет показателей качества разработанной конструкции блока (стр. 2 )

("6")

Среднеповерхностная температура корпуса :

6.1.3. Определение тепловых сопротивлений блока.

Согласно разделу "Разработка конструкции" и тепловым схемам определим тепловые сопротивления в конструкции блока.

Тепловое сопротивление материала определяется как:

где - толщина материала (через которую передается тепло), м;

- теплопроводность материала, Вт/(мּК);

- площадь теплового контакта, м2;

Определение теплового сопротивления бобышки .

Материал - сталь 20, 20=45 Вт/(мּК) [1];

Длина бобышки,

Определим площадь бобышки. Согласно разделу "Описание конструкции блока" бобышка изготавливается из шестигранника, и внутри нее нарезается резьба (т. е. площадь контакта равна разности площади шестигранника [20] и круга). Длина ребра бобышки а=4 мм, количество ребер n=6, угол =60 ° , диаметр отверстия =4 мм;

Тогда ;

Найдем тепловое сопротивление 4-х бобышек, включенных параллельно. Так как все бобышки одинаковы, то общее сопротивление :

2) Определение теплового сопротивления втулки между 3ФЯ и 2ФЯ RBT:

Материал – Амг6, =150 Вт/(мּК) [9];

Длина втулки, =6ּ10-3м, внешний диаметр втулки =9ּ10-3 м, внутренний диаметр

("7") втулки =4,5 ּ10-3 м.

Найдем тепловое сопротивление 4-х втулок, включенных параллельно. Так как все втулки одинаковы, то общее сопротивление :

3)Определение теплового сопротивления втулки между 2ФЯ и 1ФЯ :

Материал – Амг6, =150 Вт/(мּК) [9];

Длина втулки, , внешний диаметр втулки , внутренний диаметр втулки .

Найдем тепловое сопротивление 4-х втулок, включенных параллельно. Так как все втулки одинаковы, то общее сопротивление :

4) Определение теплового сопротивления контакта между втулками " вт1 " и 1ФЯ :

,

где - удельная тепловая проводимость для контактирующих пар. Материал 1ФЯ -стеклотекстолит СТФ1, материал втулок - АМг6. Для этих пар =3 ּ104 Вт/( м2ּК) [7].

5) Определение теплового сопротивления 1ФЯ :

Материал 1ФЯ - стеклотекстолит СТФ1, =0,3Вт/(мּК) [1]; Толщина платы =1,5 ּ10 -3 м, габариты платы 112x90 мм.

6) Определение теплового сопротивления слоя мастики между ФЯ (2-й и 3-й) и защитной диэлектрической прокладкой.

Мастика У-9М (наполни% нитрида бора), =1,3 Вт/(мּК) [9]; Толщина слоя мастики

Площадь мастики равна площади защитной прокладки и равна площади ПП (без учета выступающих частей).

("8")

7) Определение теплового сопротивления защитной диэлектрической прокладки :

Материал прокладки - полиимид ПМ, =0,19 Вт/(мּК) [9];

Толщина прокладки =0,1ּ10-3 м

8) Определение теплового сопротивления печатной платы

Материал печатной платы - полиимид ПФ-2, =0,25Вт/(мּК) [9]; Толщина печатной платы =0,23 ּ10-3 м

9) Определение теплового сопротивления слоя мастики расположенного между печатной платой и защитной прокладкой (МСБ):

Мастика У-9М (наполни% нитрида бора), =1,3 Вт/(мּК) [9]; Толщина слоя клея =0,1ּ10-3 м

Площадь мастики равна площади защитной прокладки и равна площади основания МСБ.

10) Определение теплового сопротивления защитной прокладки расположенной между МСБ и ПП ФЯ:

Материал прокладки - полиимид ПМ, =0,19 Вт/(мּК) [9];

Толщина прокладки =0,1ּ10-3 м

11) Определение теплового сопротивления слоя клея расположенного между основанием МСБ и подложкой:

Клей ВК-9 (наполни% нитрида бора), =0,96 Вт/(мּК) [9];

("9") Толщина слоя клея =0,05ּ10-3 м

12) Определим тепловое сопротивление подложки :

Материал подложки - ситалл СТ-50-1, =1,5 Вт/(мּК) [5];

Толщина подложки =0,6ּ10-3 м

Площадь подложки

13) Определение теплового сопротивления МСХ :

Согласно ТУ на ИМС 765КП1-1 их тепловая проводимость =0,9 Вт/К [2]. Найдем тепловое сопротивление микросхемы

14) Определение теплового сопротивления слоя клея расположенного между подложкой и микросхемой:

Клей ВК-9 (наполни% нитрида бора), =0,96 Вт/(мּК) [9];

Толщина слоя клея =0,05ּ10-3 м

15) Определение теплового сопротивления выводов микросхемы:

Материал выводов - золото 999,9 пробы, =320Вт/(мּК) [1];

Средняя длина вывода =3 мм=3ּ10-3 м.

Диаметр вывода d=0,03мм=0,03ּ10-3 м;

("10") Количество выводов микросхемы - 16;

Определим площадь одного вывода:

Определим тепловое сопротивление одного вывода :

Учитывая, что у микросхемы 16 выводов, определим

16) Определим суммарное тепловое сопротивление одной микросхемы

Определим суммарное тепловое сопротивление для 6-ти микросхем:

17) Определим тепловое сопротивление пленочного резистора.

Материал резистора - Кермет К50-С, =32 Вт/(мּК) [21];

Толщина резистора =2ּ 10-7 м

Площадь резистора

Определим суммарное тепловое сопротивление для 9-ти резисторов:

6.1.4 Определение рассеиваемых мощностей в блоке.

Определим мощности (тепловые потоки), рассеиваемые элементами и компонентами МСБ, МСБ, и ФЯ.

("11") Мощность рассеяния одного тонкопленочного резистора , рассеиваемая мощность 9-ти резисторов составит .

Мощность рассеяния одной микросхемы 765КП1-1 , рассеиваемая мощность 6-ти микросхем составит .

Суммарная рассеиваемая мощность МСБ (9 резисторов и 6 микросхем) составит .

На 3ФЯ установлены 2-ве МСБ, следовательно, рассеиваемая мощность 3ФЯ равна .