CC BY
39216
технологии
оборудование
Система крепления MAX Сіір
Дмитрий ЖИЛЬЦОВ
В процессе создания проекта силового оборудования разработчику нужно не только выполнить расчет рассеивания тепла, решить проблему компоновки платы устройства, но и предусмотреть технологичность процесса сборки, ремонтопригодность оборудования и соответствие современным требованиям и материалам, эстетичность его внешнего вида.
Традиционно, самый распространенный метод крепежа полупроводника к радиатору — с помощью заклепок или винтов. Этот подход гарантирует очень высокий уровень надежности и типично хорошую тепловую проводимость. Такой метод крепления повсеместно применяется в промышленности. Но настоящий прогресс в технологии крепежа достигнут при креплении клипсой (рис. 1).
Рис. 1. Крепеж клипсой
Этот метод крепежа теперь не только предлагает ту же самую (или улучшенную) работу по сравнению с винтовым соединением, но и в большей мере несет другие технические и производственные выгодные решения. Недавний выпуск устройств, где традиционный винтовой крепеж был устранен, чтобы улучшить функциональные возможности изделия, показал, что в ближайшем будущем нет другой альтернативы, кроме использования клипсы.
Как это работает: нижнее ребро алюминиевого профиля представляет собой площадку крепления клипсы, а ребро над этой площадкой имеет выступ, за который зафиксирована клипса (рис. 2).
Клипсы сделаны из стали со специальным никелевым покрытием. Для различных компонентов предусмотрены клипсы разных размеров и конфигураций. Для более или менее сильной фиксации разработаны клипсы той или иной толщины (рис. 3).
Экономическая и производственная выгода от использования клипсы очевидна: возможен простой и быстрый автоматизированный или ручной монтаж и надежная
установка, что исключает проблемы, иногда связанные с контролем осевого положения винтов (рис. 4).
Ведь в этом случае мы имеем всего один элемент крепежа компонента к радиатору, а также профиль со специальной фрезеровкой в месте крепления к плате (рис. 5).
Для производств большого объема используется автоматизированная линия крепежа, состоящая из нужных зажимных приспособлений, например в виде конвейера, по которому идет подача определенного количества компонентов. Расстояние между ними соответствует компоновке платы. Далее устройство для определения местонахождения компонентов и крепежа клипсы фиксирует нужное положение компонентов относительно профиля, и быстродействующий пневматический станок запрессовывает линию компонентов вдоль всего профиля соответствующей длины (рис. 6). Для каждого устройства можно использовать свою программу подачи, меняя только интервал и количество компонентов.
Давление распределяется равномерно
-?ЦДШ
Рис. 4. Принцип работы
Рис. 5. Система МАХ Сіір
КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 4 ’2008
Использование клипсы упрощает обслуживание оборудования в процессе эксплуатации, поскольку значительно облегчается его демонтаж и повторная сборка, чем при использовании заклепок или винтов.
Монтаж с помощью клипсы гарантирует, что при этом, в значительной степени, гомогенная сила распределена по всей поверхности корпуса и давление происходит в центр компонента, поскольку это область, которая типично рассеивает большинство энергии. Таким образом, можно исключить проблему монтажа, когда при установке компонент наклоняется из-за неосевого давления винта (рис. 7) — типичная ситуация в случаях, когда компонент установлен на некоторой резиновой или другой защитной изоляции.
Такая проектировка с присущей клипсе упругостью обладает значительным тепловым гистерезисом, а также максимизирует надежность, гарантируя очень низкое давление на компоненте по всей площади весь срок его службы. Клипса обеспечивает постоянное давление в течение долгого времени. Такой тип монтажа исключает проблемы, связанные с винтами, которые ослабевают в результате вибрации. Наконец при использовании материала, поверхность которого со временем под компонентом становится тоньше, клипса может следовать за этим движением, способствуя сохранению устойчивого и равномерного давления на компонент.
Благодаря простому демонтажу, изолирующую подложку для гальванической развязки при необходимости можно всегда легко и быстро заменить. При этом крепеж остается вполне надежен, а устройство выглядит современно и эстетично (рис. 8).
Очевидно, что современным разработкам будут необходимы:
Рис. 8. Внешний вид устройства
• высокая эластичность;
• простота монтажа в процессе изготовления;
• простота демонтажа и последующей сборки в течение всего срока службы.
В большинстве случаев они должны проявлять высокое сопротивление коррозии и обеспечивать правильное равномерное давление на компонент, в зависимости от материала поверхности.
Сейчас есть возможность крепления корпусов электронных компонентов непосредственно в алюминиевый профиль (рис. 9).
Профиль может быть анодированным (и иметь различные цвета) и не анодированным. На рисунке приводены типы корпусов, для которых разработан профиль (рис. 10).
Данная технология крепежа вполне соответствует современной тенденции к умень-
Рис. 7. Крепеж полупроводника к радиатору с помощью заклепок или винтов
Рис. 9. Алюминиевый профиль специальной формы
Рис. 10. Типы корпусов
шению массо-габаритных показателей аппаратуры, что позволяет сократить расстояние между компонентами вблизи радиаторов из-за отсутствия механической сборки.
Система MAX Clip запатентована в Европе, Северной Америке и Азии: The MAX Clip System Advantages U.S. Patent # 5.991.151. ■
КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 4 '2008
www.kit-e.ru
