PDA

Просмотр полной версии : Теплоотводы - Общая тема



UN7RX
29.10.2014, 14:20
Теплоотводы являются неотъемлемой частью современной электроники, от небольших пластинок, до многопрофильных литых конструкций с развитой поверхностью и устройствах на тепловых трубках.
Есть смысл вопросы на эту тему сконцентрировать в одной теме.

У меня такой вопрос. Для мощных транзисторных усилителей, между транзисторами и алюминиевым теплоотводом применяют толстую медную пластину, позволяющую более эффективно передать тепло.
По вариантам которые я просмотрел, это обычно пластина толщиной 8-10мм. А можно применить две по 4-5мм сложенные вместе? И как будет правильнее - отполировать и сложить их с термопастой, или облудить поверхности, сжать и нагреть да расплавления припоя, который выдавится и останется минимальной тонкой пленкой между медными пластинами?

RN3GP
29.10.2014, 14:29
А можно применить две по 4-5мм
Можно, но наверно не нужно, табличка дает ответы на все вопросы (теплопроводность), но правда если отполировать медяхи до слипания, как на уроке физики, но все равно, рано или поздно окислится (плюс деформация при сжатии), а прослойка с оловом - свинцом (припой) вообще печалька. Я бы поискал медь. Не стоит она мощных транзисторов.

Suh
29.10.2014, 14:44
Какой радиатор лучше отводит тепло?
Белый или черный?

Oleg 9
29.10.2014, 14:49
Какой радиатор лучше отводит тепло?
Белый или черный?Чёрный за счёт более эффективного излучения, но не намного лучше, всего на несколько процентов.

ledum
29.10.2014, 15:21
Как-то странно смотрится применение таких пластин. Тепловыделяющий компонент-среда. В эквивалентной схеме представляется последовательными тепловыми сопротивлениями. Как и в электронике они складываются. Каждый лишний переход добавляет сопротивление. Пятое колесо. Не?
Что касается черного-белого, то мощность излучения
Prad = 5.7 * 10^-8 * E * A * [(Ts)^4 - (Ta)^4] из закона Стефана-Больцмана
А - площать в метрах кв.
Тs - температура радиатора
Ta - температура окружающей среды
E - степень черноты, для черного анодированного алюминия - 0.9, для полированного белого - 0.05.
Степень влияния излучения в обычных условиях по сравнению с остальными факторами изменяет эффективность радиатора от 10 до 25%. При наличии обдува - практически уже никак.

Сергей 12701
29.10.2014, 15:38
Пятое колесо. Не? Нет. Как раз к месту. Медь быстро отсасывает тепло от фланца транзистора, не давая ему перегреться, алюминий так не умеет.

SafSerg
29.10.2014, 15:39
Какой радиатор лучше отводит тепло?
Белый или черный?
интересно что в компах радиаторы не крашеные алюминий белый экономят

ledum
29.10.2014, 15:45
Нет. Как раз к месту. Медь быстро отсасывает тепло от фланца транзистора, не давая ему перегреться, алюминий так не умеет.
Мы рассматриваем стационарный установившийся процесс. А не момент включения. Медь накладная (напаиваемая и др, кроме вкатанной в сам радиатор) - лишнее сопротивление в цепи. У нас есть сопротивления - кристалл-корпус, корпус-теплоотвод, теплотвод-окружающая среда. Каждое со своими тепловыми соспротивлениями. Теперь добавляем еще два - корпус-медная прокладка и медная прокладка-теплоотвод. ИМХО.


интересно что в компах радиаторы не крашеные алюминий белый экономят
Потому что при обдуве - в современных компах в основном так, если не тепловые трубы, как уже говорил, часть теплового рассеивания за счет излучения составляет единицы процентов, и его изменение на 10-25% (ну, было 2 процента от общего, стало 2.5%) в общем процессе уже никакой существенной роли, кроме маркетинговой не влияет. Поэтому радиаторы для обдува можно синить, золотить и чернить - разница почти ноль.

Oleg 9
29.10.2014, 16:03
интересно что в компах радиаторы не крашеные алюминий белый экономятЛет 15 назад попадались и чёрные. Сейчас да, в основном все "белые".
Вот к примеру:
185146185148185149

alexis
29.10.2014, 16:24
Медь накладная (напаиваемая и др, кроме вкатанной в сам радиатор) - лишнее сопротивление в цепи. У нас есть сопротивления - кристалл-корпус, корпус-теплоотвод, теплотвод-окружающая среда. Каждое со своими тепловыми соспротивлениями. Теперь добавляем еще два - корпус-медная прокладка и медная прокладка-теплоотвод. ИМХО.

А теплопроводность разве в учёт не берется, т.е. скорость нагрева массы металла до определенной температуры. Мне кажется медь нагревается быстрее и соответственно передаёт тепло быстрее, чем алюминий. То есть и площать соприкосновения меди с алюминием будет выше, а это и есть тепловое сопротивление и оно будет меньше, чем транзистор напрямую к радиатору.
Иными словами более высокая площадь соприкосновения более теплопроводного металла будет компенсировать появившийся доп. тепловой контакт, если даже не улучшать общий тепловой режим системы.

Как-то вот так по логике и логистике...

Сергей 12701
29.10.2014, 16:52
Совершенно верно. Площадь фланца слишком мала, чтобы БЫСТРО и эффективно отвести несколько сотен ватт при контакте с алюминиевым радиатором, а вот толстая медная пластина с этим справляется. Тепловое сопротивление фланца с медью меньше чем с алюминием.

ledum
29.10.2014, 17:11
Народ, вы постоянно путаете грешное с праведным. Начальный момент и стационарные условия. Вообще эффективность будет определяться самым слабым звеном. Чаще всего это либо кристалл-корпус, либо теплоотвод-окружающая среда. Ну и еще раз - любая медь, даже серебро, не являющаяся телом радиатора, а в правильных радиаторах медь каким-то образом, практически не выступая, всунута в алюминий, просто еще одно добавочное сопротивление. Если только радиатор не из 0.5мм пластины - утрирую.

SafSerg
29.10.2014, 17:14
Совершенно верно. Площадь фланца слишком мала, чтобы БЫСТРО и эффективно отвести несколько сотен ватт при контакте с алюминиевым радиатором, а вот толстая медная пластина с этим справляется. Тепловое сопротивление фланца с медью меньше чем с алюминием.
раньше в усилителях низкой частоты между транзистором и радиатором ставились прокладки белые названи не помню

Евгений240
29.10.2014, 17:35
По вариантам которые я просмотрел, это обычно пластина толщиной 8-10мм.Роберт, в рассуждениях Виктора, ledum, большая доля истины. Применение медной пластины имеет смысл только при недостатке площади фланца транзистора и большой тепловой мощности. Конечно, идеальный вариант - цельно-медный (а ещё лучше серебряный ) радиатор. Но медная вставка, за счёт вдвое большей теплопроводности меди, делает своё дело, невзирая даже на появившееся переходное сопротивление медь - алюминий. В общем - бюджетный вариант. А габариты её, не настолько критичны, что бы спаивать две шины. Тут важно, что бы хватило жёсткости конструкции. Что бы ваша медяшка не деформировалась, когда вы будете прикручивать её к радиатору, а к ней транзисторы. Да наверно и коэффициенты линейного расширения, для меди и алюминия будут разные. Значит, что бы ещё и не коробило при нагреве.
Посмотрел коэфф. лин. расширения. Для алюминия - 22,2, для меди - 16,6. Так что ещё и коробиться будет. В общем, надо раскошелится на цельно-серебряный.:-P

SergeyV
29.10.2014, 17:38
На эту тему есть неплохая книжника: "Радиаторы для полупроводниковых приборов" Ю.Ф. Скрипников, МРБ №817, 1973 год. Все доступно и понятно.

R3LDA
29.10.2014, 17:39
По вариантам которые я просмотрел, это обычно пластина толщиной 8-10мм. А можно применить две по 4-5мм сложенные вместе? И как будет правильнее - отполировать и сложить их с термопастой, или облудить поверхности, сжать и нагреть да расплавления припоя, который выдавится и останется минимальной тонкой пленкой между медными пластинами?
В данном случае толщина материала радиатора не имеет решающего значения. Важно получить как можно большую площадь для рассеивания тепла. Возьмите для примера пластину из меди размером 100Х100Х10мм и вторую 120х120х4мм в первом случае общая площадь всех поверхностей радиатора окажется 24000кв.мм, во втором случае 30400кв.мм Т.е. если пластина тоньше можно несколько увеличить её размеры в итоге радиатор из тонкой пластины будет работать даже лучше..
Неплохие медные радиаторы для самоделок сегодня можно подобрать от CPU ..

Сергей 12701
29.10.2014, 17:55
раньше в усилителях низкой частоты между транзистором и радиатором ставились прокладки белые названи не помню Очевидно это пластины из титановой керамики. Встречал такие.

rw3zg
29.10.2014, 18:01
На эту тему есть неплохая книжника: "Радиаторы для полупроводниковых приборов" Ю.Ф. Скрипников, МРБ №817, 1973 год. Все доступно и понятно.

к вашим услугам :)

SafSerg
29.10.2014, 18:04
Очевидно это пластины из титановой керамики. Встречал такие.
они уменя есть сфотою выложу, видимо раньше не знали что медь можно подложить медные радиаторы тоже были

ledum
29.10.2014, 18:14
Кхм, а я видел только из окиси бериллия типа таких - ОБ-1 http://s53.radikal.ru/i140/1209/c0/e4139ada2de9.jpg и корундовые типа http://www.kosmodrom.com.ua/pdf/AOS3.pdf
В качестве гибких прокладок вместо Номакона и КТП-8 мы используем Лаирд или Панасоник - типа таких http://industrial.panasonic .com/www-data/pdf/AYA0000/AYA0000CE2.pdf , но они обычно проводящие и анизотропные. В разных направлениях разная теплопроводность. На цену лучше не смотреть. Или только с валидолом.

RN3GP
29.10.2014, 18:14
раньше в усилителях низкой частоты между транзистором и радиатором ставились прокладки
Не для улучшения теплоотдачи, а для изоляции корпуса транзистора от общего радиатора.

SafSerg
29.10.2014, 18:53
Кхм, а я видел только из окиси бериллия типа таких - ОБ-1
да у меня такие вспомнил

UN7RX
29.10.2014, 19:50
Применение медной пластины имеет смысл только при недостатке площади фланца транзистора и большой тепловой мощности.
Женя, но ведь именно это мы и имеем например, в транзисторных УМ мощностью под 1кВ.


Возьмите для примера пластину из меди размером 100Х100Х10мм и вторую 120х120х4мм в первом случае общая площадь всех поверхностей радиатора окажется 24000кв.мм, во втором случае 30400кв.мм Т.е. если пластина тоньше можно несколько увеличить её размеры в итоге радиатор из тонкой пластины будет работать даже лучше..
Тут есть один важный момент. Кто-то из ребят, здесь, на форуме, упоминал особенность распространения тепла от точечного (каким, по сути, является, транзистор) источника, что тепло быстрее всего распространяется "вглубь" медной пластины, а потом уже во все стороны, при тонкой пластине велика плотность теплового сопротивления растеканию, аналогично плотности тока при малом сечении. Есть основания этому доверять, не хочу возиться с фотками, но радиаторы УМ для многих профессиональных передатчиков имеют заметное утолщение в месте, где монтируются активные элементы.

Что до бериллиевой керамики и прочей экзотики то к улучшению теплоотвода они имеют отношение лишь как более качественные заменители недорогих изоляционных прокладок, если требуется лучшая теплопроводность чем у слюды и тем более силиконовых изоляторов.

P.S. Вот, нашел на тему о толщине, Юрий, UA5O писал вот тут (http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?27453-%CA%EE%ED%F1%F2%F0%F 3%E8%F0%EE%E2%E0%ED% E8%E5-PA-%ED%E0-%EC%EE%F9%ED%FB%F5-%F2%F0%E0%ED%E7%E8%F 1%F2%EE%F0%E0%F5-%B91&p=1019857&viewfull=1#post10198 57).

Блин, серебром что ли спаять пластины? Вернее, серебряным припоем :smile:

rv3mb
29.10.2014, 20:41
Практически можно брать 15-20 кв.см. на 1 Вт рассеиваемой мощности.

rx3apf
29.10.2014, 21:50
Народ, вы постоянно путаете грешное с праведным. Начальный момент и стационарные условия. Вообще эффективность будет определяться самым слабым звеном. Чаще всего это либо кристалл-корпус, либо теплоотвод-окружающая среда.

Либо корпус-теплоотвод. Именно там приходится изгаляться с пастами, а то и жидкими металлами.


Ну и еще раз - любая медь, даже серебро, не являющаяся телом радиатора, а в правильных радиаторах медь каким-то образом, практически не выступая, всунута в алюминий, просто еще одно добавочное сопротивление. Если только радиатор не из 0.5мм пластины - утрирую.
Да даже и с солидными такими алюминиевыми болванками - узкое место, зона контакта прибора с теплоотводом, "расширяется" медной пластиной, а то пластиной с тепловыми трубками - как практически во всех современных компьютерных кулерах, когда речь идет о действительно хорошем теплоотводе. И таки да, тепловое сопротивление итоге (переход-воздух) ощутимо снижается. Но 10 mm меди - это, пожалуй, перебор.

ledum
29.10.2014, 22:32
Только что специально просмотрел по heatsink copper pad shim - медные накладки на теплоотводы - результат испытаний от никакого до увеличения температуры на пару градусов на кристалле за счет удлинения пути тепла, как они пишут. Производители теплоотводов в основном позиционируют эти накладки как почему-то защиту кристаллов от сколов. Ну и постоянные предостережения от дешевых китайских подделок из бронзы и латуни, в отличие от бескислородной меди четыре девятки, так как при первых действительно сильно падает теплопроводность. При этом я не отрицаю их фразу Pressure fitted copper cores inside hybrid heatsinks are the best. Я об этом говорил.

RN3GP
29.10.2014, 22:47
Вот еще одна табличка, с теплоемкостью и удельным весом, медь выглядит очень привлекательно по сравнению с алюминием.

Евгений240
29.10.2014, 22:49
fitted copper cores inside hybrid heatsinks are the best Я так понял, что речь идёт о запресованной полосе меди в алюминиевый радиатор?

SafSerg
30.10.2014, 04:31
Я так понял, что речь идёт о запресованной полосе меди в алюминиевый радиатор?
в компе у меня на процессоре именно такой радиатор стоит

UN7RX
30.10.2014, 05:31
Вот еще одна табличка, с теплоемкостью и удельным весом, медь выглядит очень привлекательно по сравнению с алюминием.
Владимир, я бы скорее посмотрел на параметр теплопроводности - вот тут становится ясно, в чем смысл промежуточной толстой медной пластины - в очень высокой скорости отвода тепла от источника, что позволяет исключить локальный перегрев.

По поводу запрессованных медных пластин - судя по этой же таблице, при разогреве в процессе работы, тепловое сопротивление между алюминием и медью минимизируется до предела, из-за бОльшего теплового расширения меди. И дело не в том что процессор в таких радиаторах лучше охлаждается - в статическом режиме разницы нет. Зато при быстропеременных высоких нагрузках, температура кристалла на радиаторе без меди однозначно временно будет заметно выше, чем на радиаторе с медной вставкой. Пока не "растечется" по всему радиатору.

Пару слов о тепловых трубках. В свое время немного возился с ними, это довольно специфичная вещь и отнюдь не идеальная. Из-за особенностей работы таких трубок, они эффективны в определенном тепловом диапазоне. При недостаточном тепловыделении их теплопроводность заметно хуже, чем у той же медной пластины, так как теплоноситель практически не возгоняется в трубке. А при превышении определенного порога тепловой мощности вообще попадаем в аварийный режим, который никакие вентиляторы не скомпенсируют - весь теплоноситель вскипает и несмотря на эффективное внешнее охлаждение, из-за инерционности возврата, получаем период нулевой теплопередачи.

R3LDA
30.10.2014, 12:37
Тут есть один важный момент. Кто-то из ребят, здесь, на форуме, упоминал особенность распространения тепла от точечного (каким, по сути, является, транзистор) источника, что тепло быстрее всего распространяется "вглубь" медной пластины, а потом уже во все стороны, при тонкой пластине велика плотность теплового сопротивления растеканию, аналогично плотности тока при малом сечении. Есть основания этому доверять, не хочу возиться с фотками, но радиаторы УМ для многих профессиональных передатчиков имеют заметное утолщение в месте, где монтируются активные элементы.
Это из той же оперы что и утверждение о том, что чугунные батареи лучше чем стальные пластинчатые.., хотя последние имеют излучающую поверхность в несколько раз большую.. Справедливо только в момент начала нагрева устройства, но тепло распространяется намного медленне чем ток, имеет место тепловая инерция... Основное назначение "толстой" медной пластины отобрать как можно больше тепла от фланца транзистора и передать его рёбрам радиатора.. достаточной площади. При этом чем толще пластина, тем большей тепловой инерцией она обладает. По сути она выполняет роль некого "теплового аккумулятора" или даже "паразитной печки". Более тонкая медная пластина быстрее нагреется и соответсвенно быстрее начнёт передавать избыточное тепло окружающему воздуху, более толстая медленне нагреется, но и медленнее будет отдавать своё избыточное тепло. Толщину радиаторов выбирают как некий компромисс.. В вышеприведённых фотографиях медных радиаторов от CPU центральная часть выполнена также из массивной медной пластины толщиной 6мм, а рёбра выполнены из медных пластинок толщиной всего 0,4мм , но зато их там аж 45шт и соответсвенно они в сумме составляют очень большую излучающую поверхность.. Кстати если не очень загружу тему могу привести примеры из практики моей работы гл.энергетиком на заводе.. Мне приходилось считать батареи отопления и "разводить" споры между начальниками цехов.., мол один цех получает тепла больше чем другой.. хотя все они получали горячую воду для отопления одной и той же температуры.., это в ринципе подходит и для данной темы?:)
то All
Как тут правильно заметили серьёзной проблеммой является обеспечение минимальных тепловых потерь между фланцем транзистора или корпусом процессора и радиатором. На работе в последнее время вместо термопасты применяем вот такой материал.. как на фото название к сожалению не скажу .. На ощупь чувствуется что он холодный даже через защитную плёнку, такое ощущение что рука прикасается к стальной пластине..

Milldi
30.10.2014, 13:32
В вышеприведённых фотографиях медных радиаторов от CPU центральная часть выполнена также из массивной медной пластины толщиной 6мм,
не всегда есть радиаторы где медный стержень диаметром около двух трех сантиметров идет насквозь радиатора от процессора к вентилятору а ребра алюминия расположены вокруг него.

а вообще медная пластина просто позволяет быстрее распределить тепло на большую поверхность , толщина и площадь пластины считается точно также как минимальная толщина и площадь опорной поверхности обычного радиатора с поправкой на материал. Проще всего транзистор припаять к медной пластине.

ledum
30.10.2014, 13:38
На работе в последнее время вместо термопасты применяем вот такой материал.. как на фото название к сожалению не скажу .. На ощупь чувствуется что он холодный даже через защитную плёнку, такое ощущение что рука прикасается к стальной пластине..
Обычно выбираем здесь http://www.digikey.com/product-search/en?pv677=27&pv677=42&pv677=30&pv677=31&pv677=29&FV=fff40012%2Cfff800 67&k=thermal+pad&mnonly=0&newproducts=0&ColumnSort=0&page=1&stock=1&quantity=0&ptm=0&fid=0&pageSize=100
Такое себе сравнение типо Номакона - в самом низу, меди и типичного графитового 50мкм пада, Но у нас задача другая - отобрать тепло от некоторых разновысотных микросхем на плоский теплоотвод над платой. Поэтому прокладка 2мм. Она, как резинка, - прогибается под высокими, достает до низких.

R3LDA
30.10.2014, 14:07
не всегда есть радиаторы где медный стержень диаметром около двух трех сантиметров идет насквозь радиатора от процессора к вентилятору а ребра алюминия расположены вокруг него.
Это больше вопрос экономии. Медь дороже алюминия, но является намного лучшим проводником тепла, поэтому применяют комбининацию медь,алюминий. Кроме того немаловажное значение имеет и более лёгкая обработка алюминия по сравнению с медью. Заготовка может представлять из себя алюминевую болванку круглого или прямоугольного сечения.., будующие рёбра получают на специальном строгальном станке, они нарезаются сразу по всей длине заготовки. После этого заготовка режется поперёк на отдельные радиаторы... Медные вставки, если таковые предусматриваются, запресовываются в обработанные для этой цели посадочные места..
Впрочем эта технология применяется здесь на западе, как это делали в Союзе я сказать не могу, в те времена был далёк от всех этих нюансов:)

UN7RX
30.10.2014, 14:23
Справедливо только в момент начала нагрева устройства, но тепло распространяется намного медленне чем ток, имеет место тепловая инерция... Основное назначение "толстой" медной пластины отобрать как можно больше тепла от фланца транзистора и передать его рёбрам радиатора.. достаточной площади.
Не только как можно больше, а как можно БЫСТРЕЕ. Именно большая теплопроводность меди позволяет эффективно передать тепло на большую площадь основного радиатора и избежать локального перегрева.


В вышеприведённых фотографиях медных радиаторов от CPU центральная часть выполнена также из массивной медной пластины толщиной 6мм, а рёбра выполнены из медных пластинок толщиной всего 0,4мм , но зато их там аж 45шт
Это скорее метод экономии меди . Подайте на такой радиатор тепло, а потом замерьте точечным термометром как это тепло распределяется по такому тонкому ребру. Вся высокая теплопередача меди сводится на нет слишком малым сечением и соответственно, высоким сопротивлением растеканию тепла, будет огромная разница между началом ребра и его верхом - и вовсе не из-за хорошего охлаждения. Лень было вытаскивать железо, но сфотографировал все же, как выглядит такой медно-дюралевый бутерброд в профессиональном УМ СВЧ диапазона:
185233 185234

Не думаю что эти проектировщики глупее производителей массового ширпотреба-радиаторов для бытовых CPU. Кстати, если присмотреться, то транзистор не просто смонтирован на медной пластине - он припаян к ней. А вот пластина на основной радиатор прикручена механически, причем, через какую то гибкую графитовую прокладку.

R3LDA
30.10.2014, 14:32
Это скорее метод экономии меди . Подайте на такой радиатор тепло, а потом замерьте точечным термометром как это тепло распределяется по такому тонкому ребру. Вся высокая теплопередача меди сводится на нет слишком малым сечением и соответственно,
Да вы правы, но вышеприведённые радиаторы расчитаны на работу совместно с вентилятором улучшающим отток нагретого воздуха. Без этого вентилятора радиатор можно рассматривать почти как "кусок" меди с габаритами равными размеру самого радиатора.., слишком частое расположение рёбер в результате они греют друг друга со всеми вытекающими. У меня кстати также валяется гдето профессиональный СВЧ передатчик "Нокия" видимо входивший когда то в систему сотовой связи.. Исполнение точно такое же как и в вашем.. Прозводители этой техники естественно не глупее тех кто производят Кулеры для CPU.. Но для эффективной теплоотдачи от алюминевых радиаторов их рёбра и выполняются с переменным сечением, сужение к концу ребра. Либо комбинация сужение рёбер и утолщение основной пластины как правило расположенной в точке наибольшей температуры.. Из старой советской электроники это хорошо видно если посмотреть сбоку на радиаторы силовых диодов или тиристоров..
Тут кстати у себя в тумбочке обнаружил радиатор от техники прошлых лет.. городил на нём когда то эквивалент нагрузки для тестирования импульсных БП. Думаю распустить его пополам и использовать для УМ зацениете годится?

UN7RX
30.10.2014, 14:45
df9fxk, Александр, я думаю что даже продув тут не меняет особо дела - все равно верхняя часть такого радиатора со сверхтонкими пластинами, просто бесполезна. Опять таки, лень снова лезть за фотоаппаратом :ржач:, но я могу показать в чем разница вот именно таких медных радиаторов с тонкими ребрами для ширпотреба и профессиональной аппаратуры, на некоторых платах современного оборудования с высоким тепловыделением их можно встретить на процессорах и т.д. Главная разница - в высоте ребер. На таких теплоотводах для профприменения вы никогда не увидите рекламно-заманчивую показуху в 5-8 см высотой, как на тех, что предназначены для бытовых компов. Максимум - 1.5см. Делать их выше просто бессмысленно, тепло выше просто не проходит при такой толщине. Разумеется, все это продувается неслабо.

Кстати, по поводу графитовой прокладки. Я посмотрел на таблицу которую предоставил ledum, это что, данный материал имеет теплопроводность выше чем медь?! Или о чем речь? Кстати, она не такая уж тонкая, около 0.5мм.

Евгений240
30.10.2014, 15:02
это что, данный материал имеет теплопроводность выше чем медьГрафит не анизотропен. То есть теплопроводность разная в разных направлениях. Кроме того, зависит оттого ,как расположены молекулы. И ещё меняется при изменении температуры. В худшем случае, теплопроводность на уровне меди. В лучшем - на порядок лучше. Но понятно, что там не просто графит. Его же как то надо держать в кучке. Но видимо параметры очень неплохи. Жаль, что графит не изолятор...

UN7RX
30.10.2014, 15:21
Жаль, что графит не изолятор...
Ну меня он интересует как неизоляционный термоинтерфейс. :smile:
Почитал сейчас в сети про него. Действительно, потрясающая теплопроводность, но специфичная - в одной плоскости, смотря как сориентирован. Судя по всему, эти прокладки рассчитаны на растекание вдоль плоскости. В принципе, то что нужно. Но есть еще момент - очень серьезная зависимость от степени сжатия, при недостаточной, будет туфта, а не теплопроводность... Кстати, при разборке, довольно сложно снять ее неповрежденной, прилипает. Но в принципе, снимал, без повреждений.

R3LDA
30.10.2014, 15:49
Главная разница - в высоте ребер. На таких теплоотводах для профприменения вы никогда не увидите рекламно-заманчивую показуху в 5-8 см высотой, как на тех, что предназначены для бытовых компов. Максимум - 1.5см. Делать их выше просто бессмысленно, тепло выше просто не проходит при такой толщине. Разумеется, все это продувается неслабо.
Роберт, истина скорее всего где то посередине. Еслиб по тонкой медной пластине тепло не проходило то можноб было провести к примеру такой опыт.., взять вышеуказанный радиатор голыми руками и нагревать его среднюю часть газовой горелкой.. Бьюсь об заклад через 2 минуты вы не удержите больше радиатор, он станет слишком горячим а значит через чур "тяжёлым". Если отломить от него одно тонкое ребро и повторить опыт боюсь медная пластинка упадёт на пол через несколько секунд..:smile: Что касается термопрокладок.. та которую приводил выше изолирующая, во всяком случае проверял её сопротивление мултиметром на пределе 200мом нечего не показала. Такими прокладками мы обеспечиваем теплоотвод от радиаторов импульсных БП лептопов и т.д. после того как переселяем их из пластиковых в металлические корпуса. Родные
радиаторы таких БП находятся под потенциалом 110-250в.. нечего нигде не замыкает..

Milldi
30.10.2014, 15:57
как это делали в Союзе я сказать не могу, в те времена был далёк от всех этих нюансов
хз... как в союзе но это был китайский кулер, я из него эту медяху выдерал точить одну детальку ввиду отсутствия заготовок пришлось пожертвовать кулером вроде для атлонов был кулер.
а парочка с запресованным медным диском тоже валяется в коробках. думаю напаять на них резисторы нагрузок.

tomcat
30.10.2014, 17:16
медная пластина просто позволяет быстрее распределить тепло на большую поверхность
вот пример:
http://vhfdx.at.ua/_fr/1/4220924.jpg
http://news.cqham.ru/articles/EB104_2_image005.jpg http://news.cqham.ru/articles/EB104_2_image027.jpg http://vhfdx.at.ua/_nw/6/33990142.jpg

ledum
31.10.2014, 10:34
Если честно сказать, мы пару лет используем эти графитовые прокладки, но по тактильным ощущениям (нет ощущения металлического листа) и по изучению даташитов прокладок из 240Вт/Км и 3.8Вт/Км в плане теплового сопротивления (практически одинакового при равной толщине) возникает когнитивный диссонанс, что нас слегка... скажем мягко, обманывают. Фантастическая теплопроводность имеет место быть в бесполезном практически направлении для теплового интерфейса - вдоль плоскости листа, а не перпендикулярно. Народ толку от красивых фоток. Нужны измерения. В свое время делали серийно 3кВт передатчики Свой-Чужой на восьмерках 2Т986А и четверке Б на раскачке. Конечно в пачке импульсов. Но импульсов там много. Без медных пластин обходились даже на +85 окружающей на прогоне. Но "микросхема" весила 3кГ. И больше всего по весу там было накопительной керамики.

UN7RX
31.10.2014, 13:34
Думаю,что все-таки спаять две пластины меди в одну толстую (по своему вопросу в 1 посте), будет правильным вариантом. В профессиональном оборудовании силовые элементы очень часто припаивают к теплоотводу, а не просто прижимают через пасты и прокладки. Раз уж используют термоинтерфейсы типа КПТ-8, то припой и подавно будет хорош, судя по таблице (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D2%E5%EF%EB%EE%EF%F 0%EE%E2%EE%E4%ED%EE% F1%F2%FC). Тем более что при спайке двух отполированных плоскостей под давлением, толщина припоя будет исчисляться микронами, что практически нивелирует его присутствие.

Milldi
31.10.2014, 13:40
можно и одну применить. все зависит от мощности и площадитепловыделени я.
на 150 Вт тепла на фланце 1*2см хватает 5мм пласины 4*10 см

UA3DPL
31.10.2014, 14:33
Думаю,что все-таки спаять две пластины меди в одну толстую (по своему вопросу в 1 посте), будет правильным вариантом. В профессиональном оборудовании силовые элементы очень часто припаивают к теплоотводу, а не просто прижимают через пасты и прокладки. Раз уж используют термоинтерфейсы типа КПТ-8, то припой и подавно будет хорош, судя по таблице (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D2%E5%EF%EB%EE%EF%F 0%EE%E2%EE%E4%ED%EE% F1%F2%FC). Тем более что при спайке двух отполированных плоскостей под давлением, толщина припоя будет исчисляться микронами, что практически нивелирует его присутствие.
Автор вопроса с чего начал на том и остановился. Я тоже соглашусь, что самый правильный вариант из всех рекомендаций это спайка плоскостей под давлением. Можно взять даже три и более пластинки.

R3LDA
31.10.2014, 14:40
что самый правильный вариант из всех рекомендаций это спайка плоскостей под давлением. Можно взять даже три и более пластинки.
Вы забываете что припой "течёт" с течением времени.. Кроме того в месте крепления транзисторов будет одно механическое напряжение в остальных другое, в результате под воздейтвием температур припой может местами треснуть и получится различное тепловое сопротивление.. Кроме всего прочего трудно получить и идеальную поверхность 2х пластин разве что их отфрезеровать обе с одной установки..

ledum
31.10.2014, 15:09
Идея понятна - хочется уменьшить одну из трех составляющих - тепловое сопротивление корпус-теплоотвод. Но разве можно вот так от балды говорить - две-три пластинки. Интересны цифры. Допустим корпус типа ТО-3 или эквивалентный в смысле не меньше. И какие транзисторы. Вот есть тепловое сопротивление кристалл-корпус транзистора. У широко известного в узких кругах ДМЕ-шного транзистора MRF1500 Q=0.1Градуса/Ватт. У наших импульсных транзисторов ВЧ и СВЧ 300Вт Q=1.5-2.5 градуса на Ватт. Далее самое интересное - переход на радиатор. Если напрямую прикрутить такой транзистор насухо на радиатор с основанием в где-то 10-15мм алюминия получится 1.5-3градуса на Ватт. С КТП-8 или Номаконом - 0.3-1 Градуса на Ватт. Если припаять или через хороший термал пад -0.05-0.2 градуса на Ватт. Далее идет сопротивление радиатор-среда, которое для данного конкретного радиатора от интерфейса практически не зависит, за исключением увеличения на некоторую площадь за счет торцов медных пластин. Интересно, кто-то мерял/считал улучшение и какое получается тепловое сопротивление? Для импульсного режима понятно - пластины будут работать тепловым редуктором, но для этого они должны быть достаточно велики.

R3PAS
31.10.2014, 15:20
"...вообще медная пластина просто позволяет быстрее распределить тепло на большую поверхность" (с)
Если есть возможность купить/приобрести медную пластину, то только с ней можно добиться хорошего теплоотвода на основной радиатор. Во всех профессиональных усилителях мощности (РВ/ТВ) именно так и сделано.
До 100 ватт, скорее всего можно обойтись и без меди...Выше, её применение обязательно.
Вот, сделал заготовки для усилителя мощности на 4-х 2П904, хотя скорее всего перейду на MRF186. :-P
185322 185323 185324
Вдобавесок, буду делать измерительную нагрузку, пока только заготовка:
185325
так что без меди, ну никак....:-P:-P:-P

Milldi
31.10.2014, 15:26
Вот, сделал заготовки для усилителя мощности на 4-х 2П904,
немного не правильно, не надо было фрейзеровать выемки под гайки, это снижает эффективность медного основания (несмотря на ее большую толщину она отводит тепло как такой же площади но чуть толще чем та часть что под транзистором) как следствие такая пластина по массе и толщине становится избыточной. лучше было бы нарезать резьбу в меди или делать выемку в том радиаторе к которому пластина прикрутится.
такие пластины ставят в 500-1000 Вт палетах на одном транзисторе.

ledum
31.10.2014, 15:28
Кхм, а серебряный проводок припаянный последовательно с резистором заставляет быстрее бегать электроны, уменьшая сопротивление резистора, потому что у него, серебра, сопротивление меньше, чем у медных выводов? Если просто сделать толще подошву радиатора из алюминия без паек и пластин - так же улучшится отвод тепла к радиаторным пластинам ибо не будет дополнительных потерь на плоскости перехода пары медь-алюминий. Весьма фиговенькой с точки зрения коррозии. Идут просто слова, без расчетов и обмеров. Или странная экономия на спичках.

UA5O
31.10.2014, 15:29
хотя скорее всего перейду на MRF186

904 не выкидывайте.

Milldi
31.10.2014, 15:46
Если просто сделать толще подошву радиатора из алюминия без паек и пластин - так же улучшится отвод тепла к радиаторным пластинам ибо не будет дополнительных потерь на плоскости перехода пары медь-алюминий.
но скорость отвода тепла от транзистора это не уменьшит. всегда есть разумный предел этой толщины после которого улучшить отвод тепла можно только увеличив основание тепловыделяющего элемента именно поэтому и используют медные пластины чтобы быстро распределить тепло на боьшую площадь. а когда этого не достаточно используют испарительны системы охлаждения например на основе термотрубок так как они позволяют увеличить скорость отвода тепла.

UA3DPL
31.10.2014, 15:53
Вы забываете что припой "течёт" с течением времени.. Кроме того в месте крепления транзисторов будет одно механическое напряжение в остальных другое, в результате под воздейтвием температур припой может местами треснуть и получится различное тепловое сопротивление.. Кроме всего прочего трудно получить и идеальную поверхность 2х пластин разве что их отфрезеровать обе с одной установки..

Если даже взять пос 61 то у него температура плавления 190 градусов, вряд ли автор допустит такой нагрев пластинки полупроводниковым прибором. Надежность самого полупроводника резко снижается, а это никому не нужно.

ledum
31.10.2014, 16:10
но скорость отвода тепла от транзистора это не уменьшит.
В том-то и дело, что на англоязычных компьютерных форумах образовалось две группировки - одна доказывает, что алюминиевый радиатор без внешних пластин - хорошо, вторая - плохо. И первые приводят данные измерений, что пластины уменьшают скорость именно из-за дополнительного последовательного сопротивления. Хотелось бы увидеть реальные данные более адекватных специалистов, чем людей, у которых в разы - это на 2-3%, а на порядок - это на 10% (кто знает, что такое ФИДО - меня поймет). А испарительные системы - нединамичны - у них сильные переколебательные процессы. Ну и гальванопары - уже говорил. Как конструктору мне не по себе, когда я вижу медь с алюминием вплотную. Хотя сами паяли мощные транзисторы УВЧ на алюминиевые сплавы. Но там были инертные газы внутри.

R3PAS
31.10.2014, 17:35
"немного не правильно, не надо было фрейзеровать выемки под гайки, это снижает эффективность медного основания (несмотря на ее большую толщину она отводит тепло как такой же площади но чуть толще чем та часть что под транзистором) как следствие такая пластина по массе и толщине становится избыточной. лучше было бы нарезать резьбу в меди или делать выемку в том радиаторе к которому пластина прикрутится.
такие пластины ставят в 500-1000 Вт палетах на одном транзисторе."
Может и неправильно, хотя толщины меди с большим запасом. Можно было бы и резьбу нарезать, но не получилось бы "удобного расположения" выводов транзисторов на радиаторе, вот и выфрезеровал для крепежа выемки...
Для Ledum:
во всех усилителях мощности ТВ передатчиков, или РВ передатчиков (в основном палетты по 1 кВт), в них во ВСЕХ используется 6-8 мм медная пластина, которая уже прикручена к общему аллюминиевому радиатору. Это как в импортных образцах, так и в отечественных. Видел не по наслышке, а реально разбирал и ремонтировал...:-P:-P:-P
не видел конструктива, где только обычный радиатор, обязательно в наличии медная пластина. Но это, скорее всего справедливо для больших мощностей рассеивания....для 100 ватт, так усложнять конструкцию медью не нужно, но и хуже не будет...:-P

AMBER
31.10.2014, 17:56
Мне кажется,что теплопроводность меди - не самое главное (хотя тоже важна).Из всех
доступных материалов (редкоземельные и искуственные,созданн ые на базе нанотехнологий
не рассматриваем), медь имеет самую высокую СКОРОСТЬ распостранения температурного
градиента.Как бы не в 4 раза выше, чем у алюминия,притом, что теплопроводность выше
менее, чем в 2 раза.Поэтому, единственная эадача такой медной подложки - как можно
быстрее отобрать тепло с сравнительно небольшого по площади фланца транзистора
(или ещё какого элемента) и быстро передать это тепло на гораздо большую площадь
алюминиевого радиатора.А всё остальное,там,теплов ое сопротивление медь-алюминий,
и т.п.-это вторично,главное - скорость отвода тепла.Тем более в любительских пере-
датчиках,где мощность,особенно в SSB и CW,постоянно меняется,и при этом так же
меняется и тепловыделение.
ЗЫ.Поэтому и в паяльниках применяют медные паяльные стержни - по причине высокой
скорости передачи тепла.Современные многослойные жала для паяльников хоть и не
обгорают,но паяют хуже,чем медные, хотя внутри у них,вроде,есть медь,но покрытие,
по видимому,тормозит теплопередачу.

RN3GP
31.10.2014, 18:05
Думаю,что все-таки спаять две пластины меди
Наверно треснет после охлаждения, в табличке коэффициент теплового расширения.

alexis
31.10.2014, 18:19
В том-то и дело, что на англоязычных компьютерных форумах образовалось две группировки - одна доказывает, что алюминиевый радиатор без внешних пластин - хорошо, вторая - плохо. И первые приводят данные измерений, что пластины уменьшают скорость именно из-за дополнительного последовательного сопротивления.
Ну неужели даже поверхностный бытовой взгляд на вещи неочевиден?
Если медная пластина занимает приличную площадь, то скорость нагрева крайних точек алюминиевого радиатора будет выше, так как скорость распространения тепловой энергии в меди много выше (температурный градиент будет распределён равномернее по площади медной пластины), нежели чем у алюминия и тепло доберется до крайних точек радиатора быстрее а значит и быстрее отведется в окр. среду. Тепловой переход на такой площади незначителен, тем более через пасту КПТ-8. В идеале же конечно лучше иметь медную пластину равной площади рабочей поверхности алюминиевого радиатора, но это неоправданно и дорого.

Паять транзистор к медной пластине не рекомендую ввиду плохой ремонтопригодности, что в наших делах немаловажно, лучше применить винтовое родное крепление через тонкую фольгу индия или свинца.

UN7RX
31.10.2014, 19:00
Мне кажется,что теплопроводность меди - не самое главное (хотя тоже важна).Из всех
доступных материалов (редкоземельные и искусственные, созданные на базе нанотехнологий
не рассматриваем), медь имеет самую высокую СКОРОСТЬ распространения температурного
градиента.
Разумеется, об этом еще в начале темы говорилось. Единственное назначение меди в данном случает - исключение локального перегрева, путем БЫСТРОГО отвода тепла из точки на большую площадь. И заменить ее в этой роли никакой сверхтолстый слой дюралюминия увы, не способен.
Помню, еще в детстве, читал научные-популярные книжицы, там доходчиво приводились примеры, почему чайные ложки делаются из стали - как раз по причине плохой теплопроводности. Алюминиевая ложка в чае нагревается заметно сильнее, медной невозможно было бы пользоваться уже через несколько секунд, а алмазная мгновенно обожгла бы руки. :smile:

Наверно треснет после охлаждения
Владимир, не могу сказать чтобы это обрадовало. :-( А ведь реально, разница приличная... Все-таки, альтернативы не вижу. Либо цельная толстая пластина, которой пока нет, зато есть достаточно 4-х миллиметровой.

Опа, а вот смотрите какой коэффициент теплового расширения не у олова, а у оловянно-свинцового припоя (http://temperatures.ru/pages/temperaturnyi_koeffi cient_lineinogo_rass hireniya)!


Паять транзистор к медной пластине не рекомендую ввиду плохой ремонтопригодности, что в наших делах немаловажно, лучше применить винтовое родное крепление через тонкую фольгу индия или свинца.
Я не думаю, что кто-то из радиолюбителей до такого дойдет. :smile: Это прерогатива только производителей, их проблемы ремонтопригодности в данном случае мало интересуют, ибо надежность с большим запасом делается.

Кстати, насчет гальванопары "медь-алюминий". Если внимательно посмотреть на те фото которые я выкладывал, то не сразу понятно где же там медная пластина. Это потому, что медная пластина - никелированная.

ledum
31.10.2014, 19:12
Кстати, насчет гальванопары "медь-алюминий". Если внимательно посмотреть на те фото которые я выкладывал, то не сразу понятно где же там медная пластина. Это потому, что медная пластина - никелированная.
Ну к чему я и веду. Просто копировать нормальные технологии, где производители могут присобачить медь к алюминию без теплового перехода - практически это одно тело металла и домашние условия, где можно так прикрепить, что со временем образуются окисные пленки. Наши соседи по предыдущему месту дислокации делали многокиловаттные преобразователи - после многих проб и ошибок (а они расчитывали структуры и потоки воздуха в софте, возможно в том же Ансисе - недаром он сегодня всплыл в памяти в другой ветке) пришли к тому, что в условиях халтурного производства мелкой серии наиболее оптимальными таки остаются цельные алюминиевые теплоотводы, недостатки которых легко компенсируются некоторым увеличением размера.

AMBER
31.10.2014, 19:26
Я не думаю, что кто-то из радиолюбителей до такого дойдет. Это прерогатива только производителей, их проблемы ремонтопригодности в данном случае мало интересуют, ибо надежность с большим запасом делается.
А чё,вон укависты сплошь и рядом паяют транзисторы на своих палеттах.Некоторые ещё
берегутся,паяют припоем ПОСК 50-18,а многие не заморачиваются и паяют ПОС-61.
И вроде нормально.Некоторые умудряются ещё и по нескольку раз перепаивать транзисторы
в процессе экспериментов и отладки и они остаются живы после всех издевательств.

R3PAS
31.10.2014, 19:29
Если маленько полирнуть поверхности, что даже дома не так и сложно, плюс слой термопасты, то все ок получится:
185335Как то так.
Фото найдено на просторах интернета, но концептуально именно так делается...

Евгений240
31.10.2014, 20:03
Кстати, насчет гальванопары "медь-алюминий". Если внимательно посмотреть на те фото которые я выкладывал, то не сразу понятно где же там медная пластина. Это потому, что медная пластина - никелированная.
Роберт, концевые присоединительные наконечники, на алюминиевые провода большого сечения (например 240 кв. мм), бывают для присоединения к алюминмевым шинам и к медным шинам. Разница в том, что для меди, напрессована медная пластинка в месте контакта. Работают на улице и под дождём и под снегом. Никаких признаков коррозии. Видимо запрессовка обеспечивает хороший контакт , без зазоров для проникновения влаги.

UN7RX
31.10.2014, 20:17
Видимо запрессовка обеспечивает хороший контакт , без зазоров для проникновения влаги.
Да я ж не спорю, просто обратил внимание на этот момент. Там несколько медных пластин для разных активных элементов, так вот они все никелированы (за исключением площадок под активный элемент.


А чё,вон укависты сплошь и рядом паяют транзисторы на своих палеттах.Некоторые ещё
берегутся,паяют припоем ПОСК 50-18,а многие не заморачиваются и паяют ПОС-61.
И вроде нормально.
Да флаг им в руки. Не знаю как недорогие транзисторы, но я припаивать что-то вроде MRF154, или BLF548XR точно не собираюсь.

alexis
31.10.2014, 20:45
А чё,вон укависты сплошь и рядом паяют транзисторы на своих палеттах.
...Ну у них своя одержимая религия, я с ними пообщался малость (правда потом забанили потому как религия не совпадает :-P). Они и зарабатывают только на то, чтобы палить, жечь, экспериментировать и т.д.
У меня же несколько иной принцип - деньги в железо должны быть вложены максимально эффективно.

R3LDA
31.10.2014, 21:54
Если даже взять пос 61 то у него температура плавления 190 градусов, вряд ли автор допустит такой нагрев пластинки полупроводниковым прибором.
Сразу видно что вы были не в ладах с "Прикладной механикой" если у вас электротехническое образование.., или с "Металловедением" если вы механик.. :smile: Мягкий припой (т.е. сплав на основе олова) "течёт" или ещё говорят "ползёт" даже при комнатной температуре. А уж тем более при температуре радиаторов.. в РА, там нагрев до 60-95 градусов является нормальной рабочей температурой.. Припой "Плывёт" означает что меняется его межкриссталлическая структура... и со временем соединение может совсем разрушится. По этой причине нельзя к примеру напрессовывать наконечники на облуженные провода.. Силовые провода перед припайкой к контакту должны предварительно продеты в специальное отверстие в контакте и как миниум загнуты, а уж потом пропаяны.. Пайка 2 или более медных пластин по всей поверхности радиатора это утопия. При острой необходимости паяется только центральная часть радиатора под фланец транзистора , а края пластин лучше вообще отогнуть в разные стороны, чтобы они не касались друг друга..

Milldi
31.10.2014, 22:12
Как конструктору мне не по себе, когда я вижу медь с алюминием вплотную.
ну не знаю я как энергетик к такому нормально отношусь. сколько в эксплуатации таких пар было все в порядке, главное чтоб условия были подходящие.

UA3DPL
01.11.2014, 22:16
Но разве можно вот так от балды говорить - две-три пластинки.
Не можно, а нужно и не от балды, а от практики . Так как, такие случаи имели место. Прямоугольные пластины складывали стопкой, выравнивали под прессом. С одной стороны сверлили отверстия под полупроводниковый прибор, другую сторону слегка распускали веером.Так, что не стоит изощряться в знании "глубокой теории", когда обсуждается чисто практический вопрос.

Добавлено через 9 минут(ы):

[QUOTE=df9fxk;1024808] Мягкий припой (т.е. сплав на основе олова) "течёт" или ещё говорят "ползёт" даже при комнатной температуре.

Ну и как? Детали вашего трансивера сверху до низу луженые и пропаянные никуда не уползли? Трансивер небось уже пришел в полную негодность от "течения" припоя.

[QUOTE=Milldi;1024816] ну не знаю я как энергетик к такому нормально отношусь. сколько в эксплуатации таких пар было все в порядке, главное чтоб условия были подходящие.
Конечно, будет все в порядке. А конструктору Ledum надо посмотреть радиатор кулера, где медь легко уживается с алюминием.

SafSerg
02.11.2014, 08:55
а почему не склепать пластины хотя бы вокруг где крепиться прибор теми же медными клепками

UA3DPL
02.11.2014, 11:19
а почему не склепать пластины хотя бы вокруг где крепиться прибор теми же медными клепками

Вполне возможно. Но нужно чтобы заклепки были с двух сторон под тай. И во вторых нужен хороший заводской пресс.
Задача автора совсем в другом. Ему надо увеличить поверхность подошвы, например транзистора IRLZ 44N, чтобы эффективно и быстро увести тепло от кристалла. Вот для этого и нужна хорошая теплопроводная пластинка из меди небольших размеров. Если эта пластинка из меди будет 50 на 50 мм, толщиною в 5 мм. То это в самый раз. Через указанный мною транзистор пропускался ток 10а, а сам он крепился на алюминиемую стенку шасси толщиной 3 мм. Теплоотвод был хороший, но рукой чувствовалось, что транзистор очень горячий, думаю , что не более 80 градусов. А если пропускать ток 20 а и более, то без меди не обойтись. Но это не значит что это должна быть большая или слишком толстая пластина. Применение пластинки 50 на 50 мм эквивалентно увеличению подошвы указанного транзистора примерно в 25 раз. Вот и считайте. А дальше пластинку уже обычным способом при помощи пасты можно закрепить либо на массивное шасси или на хороший обдуваемый радиатор. Я например для этих целей подобрал радиатор от кулера с очень массивной медной впрессовкой. На поверхности свободно размещаются два указанных транзистора.

ledum
02.11.2014, 14:03
Не можно, а нужно и не от балды, а от практики . Так как, такие случаи имели место. Прямоугольные пластины складывали стопкой, выравнивали под прессом. С одной стороны сверлили отверстия под полупроводниковый прибор, другую сторону слегка распускали веером.Так, что не стоит изощряться в знании "глубокой теории", когда обсуждается чисто практический вопрос.


Мне довелось практически сталкиваться мно-ого лет с
http://www.ri.kiev.ua/index.php?menu=221
http://www.ri.kiev.ua/index.php?menu=224 - но это фигня, там средняя никакая, хотя в серии импульсная была до 1.2кВт.
И почти всем, что здесь http://shimko.rostechn.ru/produce/ - я был ведущим серийного производства многих из этих изделий. Здесь уже средняя во многих местах была поболе - ибо там пачки импульсов. Это все L диапазон, правда. Но для тепла не имеет значения. Народ выкладывает фотки - я тоже на эл-хе выкладывал фотки аппаратуры Бендикс Кинг - далеко не последней в авионике - на мощных усилках под транзисторами есть только прокладки из тонкого плакированного чем-то буферным мягкого припоя.
И сейчас наши СДР (там просто очень много каналов) в объеме 20х30х20см выделяют до 500Вт мощности. Мы их серийно производим. И все это и считается, и практически проверяется, правда не мной. Вам бы хоть раз увидеть блок после полугода в Индии или Вьетнаме. И коррозия от постоянной влажности за 90%, и москиты, забивающие ребра радиаторов и сетки вентиляции 2см слоем. Или коррозию медь-алюминий, медь-сталь после сингапурских соляных туманов буквально за 3 месяца. Если Вы живете в тепличных условиях, не стоит думать, что у всех других это будет работать. На вопрос кто просчитывал по элементарной арифметике - ни одного ответа.

Milldi
02.11.2014, 14:27
Вам бы хоть раз увидеть блок после полугода в Индии или Вьетнаме.
А на кой нам Индия и Вьетнам? У нас сколько в стране РЛ живет в джунглях с 90+% влажности и москитами и сингапурскими соляными туманами?
Давайте тогда уж применим опыт из космической промышленности и ядерной энергетики.
Как говорится нафига козе баян.

На вопрос кто просчитывал по элементарной арифметике - ни одного ответа.
А зачем если есть практика, тем более на практике доказано что такой подход эффективен.
Тем более применяется в промышленных масштабах особенно на СВЧ где КПД транзисторов часто бывает в районе 30%, а там где ставят просто на алюминий те же элементы используют на 60% от номинальной мощности.
Выяснить количественно? И что нам это даст?
Для какого нибудь НИИ скорее да без расчетов никак, но ведь мы не НИИ чтобы делать все по их стандартам, иначе например ГК-71 только до 20МГц и только 125Вт.

Milldi
02.11.2014, 16:47
Количественны расчет примерный.
Припой имеет теплопроводность примерно в 50 раз выше пасты КТП-8 значит пайка дает эффект снижения теплового сопротивления перехода в 50 раз. и даже больше так как можно уменьшить зазор перехода из за текучести припоя в тех изделиях где нельзя сделать притирку.
Эффект от этого как от увеличения площади транзистора в 50раз при посадке на термопасту.
Медь имеет теплопроводность в 1,7 лучше алюминия и более для алюминиевых сплавов 2,2-3,4 раза что позволяет отвести от транзистора 1,7-3,4 раза тепла больше на туже площадь.
дальше идет тепловое сопротивление перехода медь-алюминий и даже если без термопасты оно в 2 раза выше чем с ней но вот площадь уже в этом месте в 10 раз больше (для медного основания 4*5см и транзистора 1*2см), что равнозначно уменьшению теплового сопротивления в 5-10 раз. относительно просто посадить транзистор на термопасту на алюминиевый теплоотвод.

ledum
02.11.2014, 20:21
Есть такое понятие ускоренные испытания. Если в Индии или Вьетнаме события происходят за полгода - как раз условия таких испытаний, то в наших условиях событие произойдет через два-три года, если оно может произойти. И намек был на то, что практики вообще-то за 30 лет серийного производства хватает. Ну и переход корпус транзистора-радиатор. Я Вам на цифрах дал - место перехода можно получить 0.02 (прокладки http://www.digikey.com/product-detail/en/A15727-00/926-1556-ND/2634234 - из 1 листа получается 100 прокладок, причем изолирующих - наши соседи их используют)-0.1 градуса на Ватт. Без меди. При суммарном сопротивлении кристалл - окружающая среда 0.5-1.5 градуса на Ватт Все эти рассуждения о слое припоя, прокладке меди, последовательно-параллельно (что победит?) с сопротивлениями корпус транзистора-теплоотвод являются простым гаданием и высказываниями пальцем в небо. Да, чисто медный радиатор эффективнее алюминиевого. А вот гибридный - фиг его знает. Особенно с течением времени. Ладно, завязываю. Ибо не специалист здесь. Хотя два года учил отвод тепла от кристаллов в сборке пп приборов.

UN7RX
02.11.2014, 20:45
Парни, давайте не будем переходить на повышенные тона, это не решает технических задач. :пиво:
По поводу пар "алюминий - медь", разумеется никто не сбрасывает со счетов плохую коррозионную совместимость, но как уже совершенно справедливо сказали, соляные туманы Сингапура к нашим настольным конструкциям имеют весьма отдаленное отношение. К тому же, TRX GSM Motorola чьи фото я выкладывал, с таким бутербродом, тоже не на кухонном столе клепали, отработали они не один десяток лет и никаких признаков коррозии там нет. Могу показать подобные переходы медь-алюминий в передатчиках Huawei, Ericsson, тоже никаких проблем. И проектировали их не дилетанты. Кстати, защитить от электрохимической коррозии в месте контакта несложно - КПТ-8 защищает в месте непосредственного контакта от любой влаги, ибо силикон, остальное покрыть нитролаком. Но это если у вас и вправду "соляной туман". :smile:

Что до заклепок то смысл в них нулевой - пластины и так будет многократно прижаты различными сквозными болтами.

Еще момент, выше говорилось о том что спаивать пластины бессмысленно, припой разрушится. У нас есть ИБП "Delta", выдает до 600А при 52В, этакие пара шкафов с AC/DC и DC/DC преобразователями. Силовые шины в нем из меди толщиной 10мм и шириной 8, местами 10см. Так вот в паре мест пересекающиеся шины наложены друг на друга, пропаяны и стянуты болтами. Ничего, отлично работает, одна из самых дорогих марок ИИП...

R3LDA
03.11.2014, 12:28
Ну и как? Детали вашего трансивера сверху до низу луженые и пропаянные никуда не уползли? Трансивер небось уже пришел в полную негодность от "течения" припоя.
В моих трансиверах и в промышленных и самодельных не используются паяные радиаторы.., по этому "никак"..:smile: Но вопрос темы затрагивает не только охлаждение радиолюбительской аппаратуры.., но и другой силовой электроники, БП и в промышленности транспорте и т.д. посему полезен практический опыт любого коллеги. Каков он у Вас я не знаю, но ваши предложения звучали не совсем корректно, поэтому я и написал замечание.. Если обиделись приношу свои извинения.. Что касается моего практического опыта мне лично пришлось монтировать и пропаивать около 400шт. DC-DC конвертеров фирмы "Vicor" для питания "зелёного" железа подверженного тряскам и перепадам температур, поэтому знаю абсолютно точно как делать нельзя..:smile::пиво :
Ладно много слов, мало дела.. на фотографии БП из тех, что прошли через мои руки.. Поясню на его примере чего делать.. нельзя Как видно на фотографии конвертеры фирмы "Vicor" это довольно внушительных размеров "таблетки" расчитанные на мощности до 600вт.. в данном случае это 50ваттный модуль таких в БП 2.. Конвертер имеет жёсткие выводы поэтому его нельзя паять к плате напрямую.. Для начала посадочное место под радиатор промазывается термопастой затем конвертер вместе с радиатором "намертво" притягивается к 6 резьбовым стойкам М4.. и только потом пропаиваются выводы. Понятно что если сначала припаять выводы, а потом притягивать радиатор к конвертеру механически будут нагружены сами выводы конвертера и кроме того создастся наряжение в самой пайке.. Каждому из присутствующих понятно, что это вредно и для выводов и для пайки... Ок забыли про этот конвертер и вернулись к спаяным 2м листам меди.. Принцип тот же, нужно сначала закрепить и затянуть силовые элементы, а уж потом паять... Как именно это сделать в любительских условиях остаётся под большим вопросом.. Кроме чисто технологических заморочек, слой припоя между 2мя листами меди будет выполнять роль "изолирующей прокладки".. Тепло от транзистора будет в большей степени распространяться по поверхности 1го листа меди и в меньшей через слой припоя ко 2му слою. Т.е. теряется сам смысл использования такого паяного "бутерброда", намного проще промазать обе пластины термопастой и скрепить их чисто механически

Milldi
03.11.2014, 13:07
Т.е. теряется сам смысл использования такого паяного "бутерброда", намного проще промазать обе пластины термопастой и скрепить их чисто механически
и получите термоизоляцию из пасты в 50 раз менее теплопроводную чем пайка, так как припой в 50 раз лучше проводит тепло чем термопаста. и какой же бутерброд после этого теряет смысл?

R3LDA
03.11.2014, 13:33
и получите термоизоляцию из пасты в 50 раз менее теплопроводную чем пайка, так как припой в 50 раз лучше проводит тепло чем термопаста. и какой же бутерброд после этого теряет смысл?
Задача термопасты обеспечить отбор и передачу тепла непосредственно под транзистором или модулем, при этом наносится тончайший слой пасты на пригнанные поверхности. В идеале она только заполняет неровности и "раковины"между поверхностями радиатора и модуля. Т.е. те места которые и так остались бы "пустыми", поэтому теплопроводность самой пасты не имеет решающего значения... С припоем дела намного хуже .., его теплопроводность почти в 4раза хуже меди, сцеплен он с медью большей поверхностью, значит будет больше тормозить передачу тепла.. кроме того будет "ломаться" и шов и "течь" сама структуря припоя..

Milldi
03.11.2014, 13:36
с припоем тоже самое, он также заполняет неровности, только вот в 50 раз эффективнее термопасты которая примерно в 2 раза эффективнее чем просто без термопасты сжать пластины.
при обычной обработке поверхностей как не старайся контакт будет в основном через термопасту. только полировка поверхностей до близкой к идеальной плоскости позволит убрать подавляющее большинство неровностей. обычная полировка всего лишь сравняет множество мелких неровностей в более крупные и плавные.

R3LDA
03.11.2014, 13:56
с припоем тоже самое, он также заполняет неровности, только вот в 50 раз эффективнее термопасты которая примерно в 2 раза эффективнее чем просто без термопасты сжать пластины.
при обычной обработке поверхностей как не старайся контакт будет в основном через термопасту.
Нет с припоем не то же самое, если он и заполняет неровности по аналогии с термопастой, то это происходит только когда он в жидком состоянии:)

Milldi
03.11.2014, 14:07
то это происходит только когда он в жидком состоянии
а вы что паяете твердым? ;)
Естественно он в жидком причем еще более текуч чем термопаста.
медные пластины ложатся на обычную электрическую плитку нагреваются до 230-260 градусов, залуживаются, вторая ложится сверху выравнивается, придавливается гнетом, излишки припоя выдавливаются, плитка выключается, все это медленно остывает.

R3LDA
03.11.2014, 14:34
а вы что паяете твердым?
Естественно он в жидком причем еще более текуч чем термопаста.
медные пластины ложатся на обычную электрическую плитку нагреваются до 230-260 градусов, залуживаются, вторая ложится сверху выравнивается, придавливается гнетом, излишки припоя выдавливаются, плитка выключается, все это медленно остывает.
Технология понятна и возможно пригодится для "приклеивания" медной таблички.. к памятному стенду, не несущих никаких нагрузок.:smile: Для радиаторов малопригодна.. прикрутите к такому бутерброду транзистор, в местах крепления тут же появится местное механическое напряжение, которое будет влиять на пайку.., структура припоя "поплывёт" плюс перепады температур довершат своё дело.. Жидкий припой это не термопаста и после остывания он ей тем более не остаётся. Наоборот он диффундирует в медную пластину и ухудшает отдачу тепла от неё окружающему воздуху.. Вообще говоря странно такие вещи писать гл.энергетику.. мы ведь с вами коллеги.., я тоже около12 лет отработал в этой должности.. Не находите что покрытие меди припоем и.., к примеру футеровка котла ДКВР-6,5-13ГМ приводят к схожему эффекту?:smile:

Milldi
03.11.2014, 15:21
в местах крепления тут же появится местное механическое напряжение, которое будет влиять на пайку.., структура припоя "поплывёт" плюс перепады температур довершат своё дело..
это с каким же усилием надо прикручивать транзистор? и какие перепады температур нужны?
Если очень быстро охладить этот бутерброд то да припой станет хрупким, но засчет массы пластин и плитки на которой греть охлаждение будет медленным и припой сохранит вязкость поэтому небольшие деформации ему не страшны. по крайней мере от нескольких десятков градусов, а несколько сотен уже плавление но тут уже транзистор не переживет.


Наоборот он диффундирует в медную пластину и ухудшает отдачу тепла от неё окружающему воздуху..
диффузия только укрепит соединение, и не повлияет на теплопередачу медной пластины так как слой диффузии будет исчесляться толщиной десятка атомов.
Лудится только место сложения пластин, полностью то пластины лудить не надо.


Вообще говоря странно такие вещи писать гл.энергетику.. мы ведь с вами коллеги.., я тоже около12 лет отработал в этой должности..
это уже в прошлом сейчас я просто техник группы регламента и ремонта авиаоборудования ТЭЧ. Но суть н в этом, дело в том что вы утрируете ситуацию да описанные вами
условия могут возникнуть но крутит надо не транзисторы а как минимум тиристоры Т-320 на родное крепление чтоб эта пластина изгибалась об сам тиристор и перепады темпратур надо создать резкие в сотню градусов хотя бы. Но на спае то разница температур составит единицы градусов, вязкость припоя погасит разницу температурного расширения.
Из практики СВЧ транзисторы припаянные на припой греются до 120 градусов причем сами понимаете что нагрев основания транзистора идет куда более быстрее чем спая двух пластин скажем грам по сто (маленькие пластины).

Не находите что покрытие меди припоем и.., к примеру футеровка котла ДКВР-6,5-13ГМ приводят к схожему эффекту?
не видел этих котлов поэтому не представляю о чем речь.

R3LDA
03.11.2014, 17:21
это с каким же усилием надо прикручивать транзистор? и какие перепады температур нужны?
Усилие затяжки должно быть максимально допустимым для применённых винтов.. Для определения усилия существуют специальные ГОСты и таблицы, применяется специальный инструмент с предустановкой усилия, не допускающий перетяжки и разрушения винтов, если мне не изменет склероз.., усилие затяжки должно составлять примерно 50-60% от предела текучести металла из которого изготовлены винты и гайки.. На приведённой выше фотографии БП с конвертерами от "Vicor" и невооружённым глазом видно, что для затяжки требуется 6 винтов М4, а не скажем 6 винтов М3.. У последних попросту "срежется" резьба если притягивать радиатор до требуемых норм..


диффузия только укрепит соединение, и не повлияет на теплопередачу медной пластины так как слой диффузии будет исчесляться толщиной десятка атомов.
Лудится только место сложения пластин, полностью то пластины лудить не надо.
Вы сами себе противоречите.. выше писали что совмещаются 2 полностью облуженные пластины.., т.е. зажимаются и нагреваются и затем медленно охлаждаются, теперь только что речь шла о месте сложения пластин..
Диффузия укрепит границы соединения припоя с обеими соединяемыми пластинами, но в середине паяного соединения останется чистый припой который будет "течь" при приложении неравномерной нагрузки.. Сам слой припоя по прежнему будет оставаться изолирующим слоем для меди т.е. в несколько раз ухудшать теплопроводность меди..



Но суть н в этом, дело в том что вы утрируете ситуацию да описанные вами
условия могут возникнуть но крутит надо не транзисторы а как минимум тиристоры Т-320 на родное креплени
Это если ударяться в "чистую" теорию.. На практике когда в ремонт приходят те же БП через пару лет эксплуатации, в месте крепежа и на радиаторах и на полуде печатных плат отчётливо видно, что металл попросту выдавлен и "уполз" со своего места. В свежеизготовленных БП этого эффекта нет.., он появляется со временем..

не видел этих котлов поэтому не представляю о чем речь.
Что это за котёл говорит само его название.. , но не в этом суть. Речь о том что если нагретую железяку (котёл) не защитить теплоизоляцией, она будет излучать слишком много тепла в стороны и бесполезно греть воздух и даже может "поджарить" обслуживающий персонал.., расположенный рядом..:smile: Радиатор наоборот должен обеспечивать как можно больший отвод тепла от устройства и любой материал с меньшей теплопроводностью будет выполнять роль такой своеобразной теплоизоляции..
п.с.
Тут внизу фотография специального ключа-отвёртки для затяжки винтов и гаек с определённым нормированным усилием и нечего я не утрирую, а называю вещи своими именями:пиво:

Milldi
03.11.2014, 17:52
Вы сами себе противоречите..
Да нет это разница в понимании, для меня естественное понимание что лудятся только спаиваемые поверхности в противном случае уточнение что лудится все полностью, в вашем понимании просто наоборот залуживается означает все полностью а то что только места пайки требует уточнения. :) это не противоречие а всего лишь разное мышление как со стаканом наполовину пуст или полон.

останется чистый припой который будет "течь" при приложении неравномерной нагрузки..
тем самым сведет к нулую вред от деформации, если был хрупким мог треснуть а так всего лишь деформируется.

Сам слой припоя по прежнему будет оставаться изолирующим слоем для меди т.е. в несколько раз ухудшать теплопроводность меди..
Да но будет в 50 раз лучше термопасты :) ибо она в этом месте будет себя вести также как и припой от деформаций перетекать плыть и т.п. Разница будет только в скорости.

R3LDA
03.11.2014, 18:03
Да но будет в 50 раз лучше термопасты ибо она в этом месте будет себя вести также как и припой от деформаций перетекать плыть и т.п.
Мы вроде уже установили что жидкая паста нанесённая тончайшим слоем заполняет только выбоины и раковины между радиатором и транзистором, при этом кратковременно уступает "мокрому" т.е. жидкому припою. В остальных случаях выигрывает и с большим плюсом.. Кроме того выше уже также говорилось о современных материалах с теплопроводностью мало уступающей металлу. При необходимости можно применить и их.. :) Спор собственно ни о чём, чтобы обеспечить лучший отвод тепла радиаторы должны обладать как можно большей поверхностью, а спаяв 2 пластины в одну как предполагал ТС мы мало выигрываем в площади, но имеем дополнительные технологические проблеммы..

Milldi
03.11.2014, 18:18
а спаяв 2 пластины в одну как предполагал ТС мы мало выигрываем в площади,
паяют не из за площади.


В остальных случаях выигрывает и с большим плюсом..
Тогда почему мощные транзисторы 150-300Вт тепла на фланце 1*2см выпускаются под пайку? Почему производители оборудования паяют их на медные пластины?
Как то нелогично получается если термопаста имеет больше полюсов, вам не кажется?

R3LDA
03.11.2014, 18:43
Тогда почему мощные транзисторы 150-300Вт тепла на фланце 1*2см выпускаются под пайку? Почему производители оборудования паяют их на медные пластины?
Вы забываете что мощные транзисторы не только паяются, но ещё и прикручиваются к пластине, спрашивается зачем если припой и так хорошо держит?:)

Как то нелогично получается если термопаста имеет больше полюсов, вам не кажется?
С точки зрения производителя оборудования да не совсем логично.., припаяли один раз насмерть и всё.. Это понятно если блок вышел из строя производитель может продать потребителю другой по более высокой цене и поиметь от этого ещё больше прибыли. С точки зрения ремонтника вполне себе всё логично, легче заменить неисправный транзистор или модуль.. смыв старую пасту с радиатора и нанеся свежую..




паяют не из за площади.
Я писал уже об этом выше..

UR5ZQV
03.11.2014, 22:07
Все эти "бутерброды" с домашним прессованием, или припаиванием под давлением, или пастами - ловля блох. Теплопередача радиатор - его поверхность - среда в домашних условиях решается некоторым увеличением габаритов (а может быть без уменьшения, в зависимости от имеемой у кого то дома технологий). Самое стремное это тепловое сопротивление "переход - корпус" (на который мы увы повлиять не можем), и "корпус-радиатор", а именно одно из его составляющих - малая площадь фланца транзистора. Можно попытаться несколько уменьшить тепловое сопротивление за счет использования "неприменяемых" площадей фланца (или даже корпуса, керамического, металлического или пластикового).

AlexanderT
03.11.2014, 22:18
Лудится только место сложения пластин, полностью то пластины лудить не надо.Термалтейк просто припаивает рёбра к подошве радиатора загнув край ребра на пару-тройку милиметров в виде буквы L

alexis69
03.11.2014, 23:35
Давно уже эти полностью медные радиаторы были... Сейчас если только у кого в остатке завалялись.
А вот современные кулеры с тепловыми трубками...
У них толстенькая медная подошва и очень частое оребрение с эффективным и тихим вентилятором.
100-150 тепловых Ватт снять с камня - не шутка. И мирится с воем турбовинтового двигателя пользователь PC не будет.
Для случаев попроще, наверное подойдет Интеловский кулер. Медная болвашка запресованная в алюминиевые ребра. И тоже относительно тихий венилятор.
А вот в качестве самой лучшей "термопасты" одно время предлагался галлий. Правда, стоила эта "паста" не дешево и схватывает - очень прочно.

tomcat
05.11.2014, 09:45
с жидкостным охлаждениемhttp://tn.new.fishki.net/26/upload/post/201411/05/1324456/3e6192f75fdda3a5d919 cb6d6377befe.jpghttp ://tn.new.fishki.net/26/upload/post/201411/05/1324456/1399815fd6fb929b02ef c6351c9e071f.jpg

Milldi
05.11.2014, 09:55
Это пожидкостнее будет.
http://www.youtube.com/watch?v=9doMWXZmHlc

а это еще и более эстетичное
http://www.youtube.com/watch?v=Y1WkdXvtEKY

Amir
11.02.2017, 12:25
Здравствуйте, коллеги!
Возвращаясь к теме. Какой же минимальной толщины должна быть медная пластина между транзистором и радиатором при рассеиваемых мощностях 300-400 Ватт? К примеру в конструкциях EB-104 - 10мм, хотя под самими транзисторами с учетом фрезерованной полосы думаю миллиметров 8-8,5. Где-то пишут о достаточности 5-6мм. Но 10 и 5 - "две большие разницы".
73!

RN4F
11.02.2017, 13:12
Какой же минимальной толщины должна быть медная пластина между транзистором и радиатором
Мне думается, толщину пластины брать в половину ширины фланца транзистора. Это - только IMHO и мой эмпирический вывод:roll:

Amir
11.02.2017, 14:26
Вот! Хоть какое-то обоснование! Пока даже возразить нечего. Я правильно понимаю, что у Вас эмпирический - это на основе Вашего практического опыта?
Значит для SD2933 надо как минимум 8мм.
73!

RN3GP
11.02.2017, 16:14
Нашел картинку, видимо из программы какой по расчету. http://pandia.ru/text/78/314/24389.php

Amir
11.02.2017, 20:07
Да, 3мм маловато, но 6мм будет уже кое-что. И еще, где бы найти инфу как работает пленка PGS?
У нее очень большая теплопроводность вдоль пленки (скажем при толщине 0,025мм - около 1500, да и поперек тоже не плохо - 15-20).
Как тепло разбежится по медной пластине с ней, если транзистор поставить на медь через эту пленку?
73!