0019

Rys. 6.20. Zmiana oporności cieplnej styku w zależności od nacisków i chropowatości powierzchni

Rys. 6.21. Zależność oporności cieplnej styku od nacisku

1 — tranzystor mocowany wkrętami na podkładce z miki, 2 — tranzystor mocowany wkrętami — bez podkładki, 3 — tranzystor mocowany własnym wyprowadzeniem śrubowym na podkładce z miki, 4 — j.w. bez podkładki

R_s = R_zr K_x K₂ K₃ [cm² °C/W]    (6-17)

gdzie:

Rzr — zredukowana oporność cieplna stykających się materiałów (rys. 6.16),

K_x — współczynnik uwzględniający wpływ chropowatości powierzchni stykających się materiałów (rys. 6.17),

K₂ — współczynnik uwzględniający wartość nacisku na powierzchnię styku (rys. 6.18),

K₃ — współczynnik uwzględniający gęstość śrub dociskających stykające się powierzchnie (rys. 6.19).

Zredukowana oporność cieplna stykających się metali jest funkcją stosunku granicy plastyczności bardziej miękkiego ze stykających się metali a [N/cm²] do zastępczej przewodności cieplnej obu stykających się metali ;.₂[W/cm°C]:

R,r = f ) [cm² °C/W]    (6-18)

\    ''•Z >

Zastępczą przewodność cieplną oblicza się z zależności:

_ X₂

^<8-^isi

Wpływ kształtu powierzchni na oporność cieplną styku

Chropowatość i dopasowanie kształtu stykających się powierzchni mają decydujący wpływ na oporność cieplną styku. Wpływają one na rzeczywistą wielkość powierzchni wymiany ciepła przez bezpośrednie przewodzenie i na grubość warstwy izolacyjnej. Powierzchnie płaskie i gładkie dają większą powierzchnię styku, a tym samym znacznie zmniejszają oporność cieplną styku. Wpływ chropowatości powierzchni na oporność cieplną przedstawia rys. 6.20.

Wpływ nacisku powierzchniowego na oporność cieplną styku

Pod wpływem nacisku następuje odkształcenie plastyczne mikronierówności na stykających się powierzchniach, co powoduje zbliżenie powierzchni (tablica 6.9), a w konsekwencji zmniejszenie szczeliny powietrznej oraz oporności cieplnej styku (rys. G.21). W najczęściej spotykanych w urządzeniach elektronicznych przypadkach wywierany nacisk spowodowany jest działaniem połączeń śrubowych i wyraża się zależnością:

n P

p = - [N/cm²]    (6-20)

F

6.1. WIADOMOŚCI PODSTAWOWE O WYMIANIE CIEPŁA W URZĄDZ. ELEKTRONICZ.    jg3