197120. lajstromszámú szabadalom • Eljárás elektronikus hőforrások hőelvonásának növelésére
3 19. 120 4 anyaggal is befuttatott felületére helyezzük és rögzítő csavarokkal a hőfelvevő elem felületéhez szorítjuk úgy, hogy a megolvadt felesleges alacsony olvadáspontú forraszanyag a két felület közül kinyomódjék és az elektronikus hőforrás hőleadó fe lületének oldalán felfusson, majd a felesleges alacsony olvadáspontű forraszanyagot eltávolítjuk és a hőíeivevő elemet az elektronikus hőforrással együtt szobahőmérsékletre hűlni hagyjuk. A találmány szerinti eljárással készített kötéseknél a mérések a hőellenállás 6—17%-os csökkenését mutatták a szokványos szilikonpaszfás hőközvetítő réteg alkalmazásával szemben. A nagyobb mértékű hőellenállás-csökkenés a viszonylag kis érintkezési felületű elektronikai hőforrások esetén volt tapasztalható. A találmány szerinti eljárás egy foganatosítás! módját ábrák alapján ismertetjük. Az 1. ábra a korábban már említett hőellenállások elektromos helyettesítő képét, a 2. ábra a találmány szerinti eljárással felforrasztott 7 elektionikus hőforrás és az 1 hőfelvevő elem között kialakuló rétegszerkezetet, a 3. ábra az előbbi rétegszerkezet felépítését más típusú 7 elektronikus hőforrás esetén, a 4. ábra pedig az említett rétegszerkezet felépítését más típusú 1 hőfelvevő elem esetén mutatja. A találmány szerinti eljárás az alábbi lépésekből áll: a) A 7 elektronikus hőforrás aranyozott, illetve nikkelezett hűtőfelületét 2%-os ezüsttartalmú 5 forraszanyaggal be kell futtatni (az ezüsttartalom megakadályozza az arany beolvadását a forraszanyagba) 2., 3. és 4. ábra. b) A 7 elektronikus hőforrás 6 hőleadó felületét az a) pontban leírt ónozás után alacsony olvadáspontú 150—210 ‘C közötti, pl. kadmiumtartalmú 4 forraszanyaggal be kell futtatni (2. és 3. ábra). A célszerűen megválasztott alacsony olvadáspontú 4 forraszanyag következtében a bevonási, illetve rétegfelviteli eljárások nem jelentenek veszélyt a 7 elektronikus hőforrás hőérzékeny belső szerkezetére. A technológia további lépései az. 1 hőfelvevő elem anyagától függenek. Az 1 hőfelvevő elem ugyancsak fémből készül és anyaga célszerűen vörösréz vagy alumínium. Vörösréz. í hőfel vevő elem esetén a forraszthatóság biztosítására pácolást és/vagy fémbevonatot — célszerűen ezüstöt, ónt, dn-ólom ötvözetet — kell alkalmazni. Aluminium 1 hőfelvevó elem alkalmazását az alumínium viszonylag jó hővezető képessége és alacsony sűrűsége indokolja. Az alumínium közismerten rossz forraszthatósága következtében összetett eljárást kell alkalmazni, amelynek lépései: — felületi oxidréteg eltávolítása; — felület aktiválása: — jó! tapadó idegen 2 fémréteg — célszerűen nikkel vagy ezüst — leválasztása árammentes eljárással; — 3 forrasztható bevonat leválasztása a 2 fémrétegre kémiai vagy elektrokémiai eljárással, célszerűen ez a réteg ón lehet. Esetlegesen más alapanyagból készült 1 hőfelvevő elem a forraszthat óvá tétel technológiáját az alapanyagnak megfelelően kell kidolgozni. Továbbiakban a technológiai lépések azonosak bármely 1 hőfelvevő elem esetén. c) A forrasztásra előkészített felületű 7 elektronikus hőforrást elhelyezzük az 1 hőfelvevő elem felületének ugyancsak forrasztható módon előkészített részére. cl) A két elemet egymáshoz képest rögzítjük és összenyomó erőt fejtünk ki rá. e) A rendszer szabályozott felmelegítésével a két elem közötti 4 forraszanyagot megömlesztjük és összeforrasztjuk. A megömlesztés — összeforrasztás — műveletéhez célszerűen folyatószert alkalmazunk, ami javítja a nedvesítési viszonyokat és megóvja az oxidálódástól a felmelegedő felületeket közvetlenül a forrasztás helyén. A forraszrétegek inegömlésének pillanatában a kötést alkotó elemekre ható összeszorftó erőt meg kell növelni, annak érdekében, hogy a végső kötést alkotó forraszréteg minél vékonyabb és egyenletesebb legyen, a felesleges 4 alacsony olvadáspontú forraszanyag kinyomódjon és lehetőleg a 7 elektronikus hőforrás oldalfelületeit is nedvesítse, megnövelve ezzel a hőáramlás céljára rendelkezésre álló keresztmetszetet. Az eljárás során kialakuló rétegek a 2., 3. és 4. ábrán láthatók. A 4 alacsony olvadáspontú forraszanyag a 7 elektronikus hőforrás és az 1 hőfelvevő elem közötti jó hővezető réteget biztosítja. Az 5 forraszanyag ezüsttartalmú, a 7 elektronikus hőforrás 6 hőíeadó felületén levő aranyréteg beoldódásának megakadályozására, pl. Muliticore LMP. A. 6 hőleadó felület anyaga vörösréz aranyozva, vagy kerámiára gőzölögtetett aranyozott fémréteg. A 7 elektronikus hőforrás kerámiatokjának anyaga jó hővezető, jó elektromos szigetelő képességű (célszerűen BeO). Ez hordozza a hőtermelő elemet. Ez a hőellenállás-csökkenés befolyásolja az eszköz megbízhatósági faktorát. Az elvégzett számítások szerint ez a javulás kb. 1,5-szeres. További előny, hogy hosszú idejű használat esetén nem kel! a hőelienállás megváltozásával számolni, míg a szilikonpasztás megoldás alkalmazása esetén a kiszáradás miatt a félvezető kristály hőmérséklete állandóan emelkedik, ami az eszköz tönkremeneteléhez vezet. A találmány felhasználási területe elsősorban a nagy megbízhatóságú, nagy élettartamú nagyfrekvenciás adóberendezésekben van, valamint más elektromos berendezésekben, ahol nagy értékű félvezető vagy más elektromos alkatrészeket kell üzemeltetni (pl. iádió, tv, URH adóberendezések, orvosi kezelő és diagnosztikai berendezések sth.). ' Szabadalmi igénypontok i. Eljárás elektronikus hőforrások hőelvonásának növelésére, különösen nagy teljesítményű tranzisztorok foirasztásos kötésére, forrasztható be vonatta! ellátott hőfelvevő elemhez (1) a szerelési hő5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
