Výběr chladičů a jejich mechanické vlastnosti

(Pokračování článku z čísla DPS3/2012).

Používané slitiny obsahují zejména hliník, hořčík a křemík, jsou známé v Evropě jako EN AW-slitiny (EN = evropská norma, AW = zpracovaný hliník). V chlazení elektroniky se běžně používají jako materiál pro výrobu chladičů především slitiny EN AW 6060 a 6063. Pro chladicí profil v opsané kružnici D ≤ 300 mm platí tolerance lisování podle DIN EN 12020; DIN EN 755 platí pro profily opsané kružnice D > 300 mm. Často je velmi obtížné dosáhnout optimálního tepelného kontaktu při montáži elektronických součástek na chladič vzhledem k ohýbání profilů v příčném směru a kroucení v podélném směru. Pro zajištění dobrého přenosu tepla, např. pro velké IGBT moduly, jsou podle výrobců často požadované tolerance rovin < 0,02 mm, kterých nelze bez mechanického přepracování technicky dosáhnout. Podle aplikace a podmínek vestavby chladiče by měla být vždy brána v úvahu také jeho geometrie tolerance týkající se zejména odchylek od požadovaných úhlů a rovinností.

Zvláštní požadavky na tolerance s malými odchylkami vždy vyžadují další zpracování. Kvalitních montážních ploch pro polovodiče, při zvláštním důrazu na rovinnost a drsnost povrchů, lze dosáhnout technikou CNC frézování.

Optimální montážní plochy pro polovodiče vyžadují mechanické zpracování

K snížení tepelného odporu mezi polovodiči a chladiči a pro dobrý přenos tepla jsou rovné přechodové plochy základní podmínkou. Kromě výše uvedených kritérií by měl při doplňkovém frézování být brán zřetel na to, že v montážní oblasti chlazené součástky nesmí být žádné hrany nebo dokonce zbytky po frézování. K tomu dochází, když základna chladiče nebo montážní plocha polovodičů je širší, popřípadě větší než frézovací nástroje. Aby se tomu předešlo, je třeba respektovat údaje o montážních plochách (poloha, konstrukční velikost a rovinnost), ty musí být brány v úvahu již při tvorbě výkresů.

Další analytickou hodnotou je umístění montážních otvorů pro montáž elektronických součástí. Kromě výše uvedených zadání výrobce polovodičů jsou například požadavky na rovinnost a drsnost neméně důležité. U výkonových modulů, jako jsou IGBTs a SSR, je především nutné sledovat utažení šroubů atd. V závislosti na hliníkové slitině není vždy snadné dosáhnout těchto hodnot upevnění a splnit požadavky výrobce na utahovací moment. V případě příliš malé tloušťky základové desky není reálné dodržet normu DIN v otázce hloubky závitu. Také pro silnější základny nejsou často vzhledem k materiálu zadané hodnoty dodržitelné. Zde nabízíme drátovou formu závitových sad „HELICOIL“, které v umístěné základně chladiče nabízí možnost velmi dobrého řešení pro vysoce odolné normované závitování s vysokou pevností.

Pro rozmístění komponentů na montážní ploše je dodržení vyskytujících se tolerancí při tvoření otvorů šroubení neméně důležité. Norma ISO 2768 m (střední třída tolerance), která je technicky relativně snadno dosažitelná, představuje přitom základní standard tolerancí pro běžné aplikace. Snížené požadavky na tolerance mohou být rovněž zadány přímo při přípravě výkresů s úmyslem ovlivnění finální ceny výrobku.

(Dokončení článku v čísle DPS 5/2012).