CC BY
37
УДК 624.07:621.396
Шило Г. М.1, Сиротюк О. В.2, Савелло А. G.3, Лопатка Ю. А.4, Арeшкiн G. К.5, Гапоненко М. П.6
1Канд. техн. наук, доцент, Запо^зький науональний технiчний yHieepcumem, Украна, Email: shilo.gn@gmail.com
2Асистент, Запорiзький нацональний технчний yнiверситет, Украна 3Начальник сектора, «Хартрон-ЮКОМ», Запо^жжя, Украна 4Студентка, Запорiзький на^ональний технiчний yнiверситет, Украна Студент, Запорiзький науональний технчний yнiверситет, Украна 6Канд. техн. наук, доцент, Запорiзький науональний технiчний yнiверситет, Украна
ДОСЛ1ДЖЕННЯ МАСОГАБАРИТНИХ I ТЕПЛОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЕРМЕТИЧНИХ БЛОК1В РАД1ОЕЛЕКТРОННИХ АПАРАТ1В
Дослщжено залежнють об'ему, маси та масогабариту вщ юлькост плат i вщсташ ]шж ними у герметичних блоках радюелектронних апараив. Показано, що оптимiзацiя несучих конструкцш може зменшити масогабаритш показники у 1,5-3 рази порiвняно з одноплатною компоновкою. Аналiзуеться залежнiсть максимально! температури на кожнш платi вiд вiдстаней мiж платами. Найпрший тепловий режим спостерiгаеться при вщсташ мiж платами 2-5 мм. Моделювання теплових режимiв здiйснювалось програмними засобами шженерного аналiзу.
Ключовi слова: герметичш блоки, несучi конструкций компоновка, масогабаритш i тепловi характеристики, програмш засоби, iнженерний аналiз, оптимiзацiя.
ВСТУП
Проектування рад1оелектронних апарат1в ввдбувасть-ся з урахуванням потреб споживач1в у розширенш функ-цюнальних можливостей пристро1в 1 зменшенш !х габа-рипв та маси. Функцюнальш можливосгi забезпечуються на етап схемотехшчного проектування, коли визначаеть-ся перел1к електрорадюелеменпв 1, вщповщно, !х габарити та маса. Однак масогабаритш показники пристро1в мо-жуть значно перевищувати загальний об' ем та масу електрорадюелеменпв у зв'язку з необхвдтстю використання несучих конструкцш для розмщення електрорадюелеменпв та функцюнальних вузл1в [1, 2].
Формування масогабаритних показник1в несучих конструкцш вщбуваеться на еташ компоновки апаратури. На цьому еташ вибираються вщстат м1ж електрорадюе-лементами, розм1ри плат та вщсташ м1ж ними, розм1ри корпусних елеменпв та споаб захисту в1д зовшшшх вплив1в. Компоновка проводиться з урахуванням обме-жень на максимально допустиму температуру електро-радюелеменпв 1 попршення теплового режиму при змен-шет габарипв пристро!в [3, 4].
Особливо висош теплов1 навантаження виникають у герметичних блоках, яш часто використовуються у бор-товш радюелектроннш апаратур1 з жорсткими масога-баритними обмеженнями. Так1 блоки часто мають гер-метичну етажерну конструкцш з високими значениями коефщента заповнення блока 1 вщсутшстю сполучення зовшшнього 1 внутршнього теплоноспв. З точки зору обчислення теплових режим1в радюелектронт пристро! мають надзвичайно складну конструкцш. Внаслвдок цьо-го шформащя про розподш температури в блоках радюелектронних апарапв визначалась тшьки в процеа екс-периментальних дослвджень, що призводило до утворен-
ня неоптимальних конструкцш 1 збшьшенш термшв проектування радюелектронних апарат1в.
Можлив1сть виршення ц1е! проблеми з'явилась з по-явою програмних засоб1в 1нженерного анал1зу [5, 6]. Досввд застосування цих засоб1в показав, що вони е ефек-тивними для дослщження теплових режим1в радюелект-ронних апарат1в та !х оптишзацп [7-10]. Але одночасно-го дослщження масогабаритних 1 теплових характеристик радюелектронних апарапв не проводилось, що ускладнюе розробку методик 1 алгорштшв оптим1зацп несучих конструкцш.
Метою роботи е дослщження зв'язку масогабаритних показнишв 1 теплових режим1в герметичних блок1в етажерно! конструкци. Для виршення поставлено! задач необхщно:
- розробити спрощену конструкцш 1 теплову модель герметичного блока етажерно! конструкци ;
- дослвдити масогабаритш показники р1зних стратегий оптишзацп;
- дослвдити теплов1 характеристики герметичних блошв етажерно! конструкци.
Результати таких дослщжень можуть використовува-тися для вибору параметр1в несучих конструкцш за оп-тимальними масогабаритними показниками.
1 КОНСТРУКЦШ ГЕРМЕТИЧНОГО БЛОКА
Для визначення узагальнених властивостей процедур компоновки необхщно використовувати спрощеш конструкцп пристро!в, як1 мютять узагальнеш елементи. При анал1з1 масогабаритних показнишв спрощена конструк-щя блока не враховуе масу 1 габарити електрорадюелеменпв, з'еднувач1в 1 елеменпв об'емного монтажу. Габарити електрорадюелеменпв враховуються вщповщною
© Шило Г. М., Сиротюк О. В., Савелло А. е., Лопатка Ю. А., Арешкш е. К., Гапоненко М. П., 2013
1607-3274. Радюелектронжа, шформатика, управлiння. 2013. № 2
вщстанню м1ж друкованими платами. В конструкцп та-кож вщображено, що уа плати мають однаков1 розм1ри. Ц припущення враховуються у спрощенш конструкцп герметичного блока етажерно! конструкцп, показаного на рис. 1, де позначено: 1 - кришка корпусу; 2 - друко-ваш плати; 3 - стояки; 4 - основа корпусу.
Об'ем герметичного блока визначаеться стввщно-шенням:
V = ¿1 ¿2 Ьз,
(1)
де Ь, ¿2 1 Ьз - ширина, довжина 1 висота корпусу.
Розм1ри корпусу обчислюються через параметри елеменпв конструкцш з допомогою сшввщношень:
¿1 = ¡1 + 2а + 2ёк; ¿2 = ¡2 + 2Ь + 2ёк ; ¿3 = к + пАп + (п - 1)Ап + Нк,
(2)
де ¡1 1 ¡2 - довжина 1 ширина друковано! плати; а \ Ь -ввдстань плат ввд бокових спнок кришки корпусу; ак - тов-щина кришки корпусу; п - шльшсть друкованих плат; Но \ Нк - ввдстань плати ввд основи корпусу та верхньо! стшки кришки корпусу; Нп - ввдстань м1ж платами.
Площа поперечного перер1зу корпусу досягае мшмального значення при виконанш умов:
I = .\Sп ^ . ¡2 = . Ьп ^
'п , , , ; '2 Ь + ак
а + ак
(3)
де £п - площа плати.
Площа кожно! плати обчислюеться з урахуванням монтажно! площ1 уах електрорадюелеменпв, шлькосп плат, шлькосп стояк1в 1 !х площ1 поперечного перер1зу:
£
£п = —е + тБс, п
(4)
де £е - загальна монтажна площа, яку електрорадюеле-менти займають на уах платах; т - кшьюсть стояшв, на яких закршлюються плати; £с - площа поперечного пе-рер1зу стояка.
При обчисленш маси блока враховувались маса ос-нови 1 кришки корпусу, маса плат 1 стояшв:
тБ = то + тк + тп + тс,
(5)
Рис. 1. Спрощена конструкщя герметичного блока
де тБ- маса блока; то 1 тк, тп 1 тс - маса основи 1 кришки корпусу, плат 1 стояшв.
Доданки у сшввщношенш (5) обчислюються з допомогою вираз1в:
то =Ро (¿1 - 2ак )(12 - 2ак) • а0 ;
тк = РА[2(11 + ¿2 - ак)¿3 + (¿1 - 2ак)(12 - 2ак)];
тп = Рп ¡1 ¡2 ап ; тс = Рст [Но + (п -1)^ ]£с, (6)
де ро 1 рк, рп 1 рс - густина матер1алу основи 1 кришки корпусу, друкованих плат 1 стояшв; ао- товщина основи корпусу.
Сшвввдношення (1), (6) використовуються для обчис-лення масогабаритних показнишв герметичних блок1в етажерно! конструкцп.
2 ДОСЛДЖЕННЯ МАСОГАБАРИТНИХ ПОКАЗНИШВ
Масогабаритш показники блок1в радюелектронних апарапв ощнюються !х об'емом, масою та масогабари-том - добутком маси 1 об'ему блока. Останнш параметр е аналогом сшввщношення цша/яшсть, якщо вважати, що маса блока визначае його варпсть, а яшсть пристрою обернена до об'ему блока. Дослщження масогабаритних показнишв проводилось анал1зом масогабаритних характеристик блока, що утворюеться як залежшсть масогабаритних показнишв ввд шлькосп друкованих плат та вщсташ м1ж ними. У в1дпов1дносп 1з масогабаритними показниками утворюються характеристики: габаритна, несуча та масогабаритна.
Габаритш характеристики блока утворювались як ам'я графЫв залежносп об'ему корпусу (в лирах) в1д шлькосп друкованих плат. У зв'язку з великою к1льк1стю параметр1в у сшввщношеннях (1) та (6), анал1з масогаба-ритних характеристик проводиться з урахуванням дея-ких конструктивних обмежень. Обчислення проводиться при товщинах а к = ап= 2 мм, ао= 7 мм, дааметр стояка мав значення ас= 7 мм, а загальна площа уах електрорадюелеменпв - £е= 0,04 мм2. В1дстань плат в1д бокових стшок кришки корпусу вибиралась однаковою а = Ь= 5 мм. Однаковими також задавались ввдсгаш м1ж платами, а ввдсташ плат ввд основи та кришки корпусу не змшювались 1 дор1внювали Н0= 20 мм, Нк= 10 мм. Обчислеш при вказаних конструктивних обмеженнях габаритш характеристики герметичного блока етажерно! конст-рукцп показаш на рис. 2.
1з рис. 2 видно, що залежшсть об'ему блока в1д шлькосп плат мае мшмум при шлькосп плат п = 5 - 7. Пор1вняно з одноплатними блоками оптишзащя шлькосп плат дозволяе зменшити об'ем блока на 40-60 %. Опти-м1зашя можлива при будь-яшй ввдсгаш м1ж друковани-ми платами.
Несуч1 характеристики блока утворювалися як ам'я залежностей маси корпусу в1д шлькосп друкованих плат. Обчислеш з допомогою сшвввдношення (5) 1 (6) несуч1 характеристики герметичного блока надаються на рис. 3. При обчисленнях враховувалось, що стояк, кришка 1 основа корпусу виготовлялися з алюмшш густиною Р= 2700 кг/м3, а багатошаров1 друковаш плати мають гу-стину р= 1800 кг/м3.
1з рис. 3 видно, що збшьшення шлькосп плат е ефек-тивним заходом зменшення маси блока. Вибором шлькосп плат маса блока зменшуеться у 1,5-2,5 рази пор1вняно з одноплатним корпусом. Така ефектившсть обумовлена зменшенням площ1 основи корпусу, яка мае значну товщину для забезпечення мехашчно! мщносп конструкци 1 герметизаци з'еднувач1в. Екстремальш значення на несучих характеристиках спостер1гаються при менших значеннях шлькосп плат пор1вняно з габаритни-ми характеристиками.
V \
йп= 40мм
.V 30мм
20мм
\ 10мм
5мм
п
0 5 10 15
Рис. 2. Габаритш характеристики герметичного блока
Масогабаритш характеристики утворюються як ам 'я залежностей масогабариту (добуток маси та об' ему блока) в1д шлькосп друкованих плат. Обчислеш за допомогою сшввщношень (1)—(6) масогабаритш характеристики дослщжуваного блока показаш на рис. 4.
1з рис. 4 видно, що екстремальш значення шлькосп плат на масогабаритних характеристиках зменшуються 1 лежать в д1апазош в1д 3 до 5 друкованих плат. Значення оптимального масогабариту у 2-3 рази менше масога-бариту одноплатного корпусу.
Аналопчш габаритш, несуч1 1 масогабаритш характеристики мають герметичш блоки етажерно! конструкци 1з 1ншими параметрами основи, кришки корпусу, стояка 1 друковано! плати. Ц характеристики можуть викорис-товуватися при оптим1зацп компоновки блока для вибо-ру шлькосп друкованих плат. Виб1р ввдстаней м1ж платами проводиться з урахуванням теплових режишв блок1в. Для цього використовуються теплов1 характеристики радюелектронних пристро!в.
т /гл = 40мм
^^ЗОмм
""20 мм
п
5 10 15
Рис. 3. Несучi характеристики герметичного блока
тУ
\\ К = 40мм
30мм
XV 10мм
-5мы п
0 5 Ю 15
Рис. 4. Масогабаритш характеристики герметичного блока
3 ДОСЛДЖЕННЯ ТЕПЛОВИХ РЕЖИМЕ
Дослщження теплових режим1в проводилось про-грамними засобами 1нженерного анал1зу [5]. Для цього утворювалися теплов1 модел1, в яких використовувались припущення:
- в1дв1д тепла в1д блока у навколишне середовище вщбуваеться тшьки конвекщею та випром1нюванням у
ISSN 1607-3274. Радюелектронжа, шформатика, управлiння. 2013. № 2
помтряному простор1, в середин1 блока враховуеться також кондуктивний мехашзм передач! тепла;
- герметичний блок заповнюеться аргоном;
- розподш густини теплового потоку по поверхш дру-кованих плат задавався однаковим i р1вном1рним на уах платах;
- метал1защя багатошарових друкованих плат врахо-вувалася ашзотрошею коефщенпв теплопровадносп у акаальному та рад1альному напрямках, шш1 матер1али вважалися однорщними та 1зотропними;
- друковат плати, розташовувались у блощ горизонтально, що в1дпов1дае найпршому тепловому режиму.
Дослщження теплового режиму блошв проводилось при кшькосп плат n = 3. В процеа дослщжень задавалась температура навколишнього середовища tc = 50°С i ко-ефщент чорноти уах поверхонь е = 0,91. Коефщент теп-лопровадносп стояк1в, основи i кришки корпусу дор1в-нював Хк = 140Вт/мК. Багатошаров1 друковат плати мали коефщент теплопровщносп = 2(20)Вт/мК вщпо-вщно у акаальному та радальному напрямках. На кожнш друкованш плап розсшвалась потужшсть Р = 2Вт. Мо-делювання розпод1лу температур в герметичному блощ етажерно! конструкци проводилось в середовищ1 Solid Works за допомогою модуля Flow Simulation. Дослщжу-вався розподш температур на елементах конструкци блока при змш вщсташ м1ж друкованими платами.
В процеа дослщжень з'ясовано, що при зазначених потужностях перепад температури по поверхш блока не перевищуе 0,16°С. Основш перепади температури вини-кали м1ж поверхнею корпусу i навколиштм середовищем (до 14°С), а також по стояку (до 10°С). Максимальне зна-чення температури спостер1галось у центр1 середньо! дру-ковано! плати i досягало 72°С при вщсташ м1ж платами Ип = 5мм. Це значення температури може бути критич-ним для поверхш корпуав деяких елекгрорадюелеменпв.
За результатами дослщжень утворювались теплов1 характеристики герметичного блока, як ам'я залежнос-тей теплового опору плат вщ вщсташ м1ж платами:
t -1 г, 'ш 'с
R-ni =-
1.5
Рб
де Яш— тепловий опiр мiж центром /-то! плати i навко-лишнiм середовищем; /пг- - температура в цент^ /'-то! друковано! плати; р - загальна потужнiсть, що роза-юеться усiма платами блока.
Утворет тепловi характеристики герметичного блока iз зазначеними параметрами елеменпв конструкци надаються на рис. 5, де граф^ 1, 2 i 3 вiдповiдають нижнiй, середнiй i верхнiй платам.
Приведенi на рис. 5 тепловi характеристики показу-ють, що найбiльшi тепловi опори утворюються при вщсташ м1ж платами 2-5 мм. Поява цих екстремальних дмнок обумовлена фiзичними процесами поблизу поверхш твердого тша, де утворюеться шар нерухомого теплоносiя через який тепловий потiк в навколишне се-редовище передаеться теплопровiднiстю. Збiльшення
0.5
т hn = 40мм
_^30мм
п
и 5 10 15
Рис. 5. Теплов1 характеристики герметичного блока
вщсташ мiж платами утворюе умови для руху теплоно-сiя, появи конвективного теплопереносу i зменшення теплового опору. Цьому сприяе також збшьшення по-верхнi корпусу.
Дослiдження теплового режиму плат показало, що в герметичному корпуа найбшьш теплонавантаженою е середня плата iз тепловим опором Лп=3,66 К/Вт при вiдстанi м1ж платами Ип = 5 мм. Максимальне значення теплового опору нижньо! плати на 15 % нижче теплового опору середньо! плати, збшьшення вщсташ мiж платами суттево впливае на !х тепловий отр. При вiдстанi м1ж
платами Ип = 40 мм тепловий отр середньо! плати змен-шуеться до Яп=2,4 К/Вт, що вщповщае температурi у центрi середньо! плати /п = 64,4°С. Вщстаням мiж платами 2-5 мм вщповщае температура 72°С. Зазначенi теп-ловi режими задовольняють умовам експлуатацп бiльшостi електрорадiоелементiв при температурi навколишнього середовища /с = 50°С. Але збiльшення потуж-ностi може призвести до перевищення температури кор -пусiв електрорадiоелементiв над допустимими.
Тепловi характеристики можуть використовуватись при компоновщ i оптимiзацi! герметичних блошв етажерно! конструкцi! для визначення вщстаней м1ж друкованими платами. Застосовуються цi характеристики пiсля визначення кшькосп плат з допомогою габаритних, не-сучих чи масогабаритних характеристик в залежносп вщ стратегi! оптишзацд: мiнiмально! маси, мiнiмального об'ему чи масогабариту.
ВИСНОВКИ
Дослiдження стратегiй компоновки герметичних блошв етажерно! конструкци показало, що змша кшькосп друкованих плат дозволяе значно покращити масогаба-ритт показники блок1в. Збiльшення кiлькостi плат може зменшити цi показники у 1,5-3 рази в залежносп вщ стратеги компоновки. Для вибору кшькосп плат використо-вуються габаритт, несучi i масогабаритнi характеристики. В першому випадку вiдбуваеться оптишзацш об'ему блока. У другому i третьому випадках оптимiзуеться маса блока та його масогабарит - добуток маси на об' ем блока. Можна вважати, що масогабарит характеризуе стввщношення щна/яшсгь апаратури.
Дослвдження теплових характеристик герметичних блок1в показало, що найбшьш теплонавантаженими е елек-трорадюелементи розташоват на середтх платах герметичного блока. Теплов1 характеристики блок1в мають ек-стремальт дшянки при ввдстанях мгж платами 2-5 мм, що обумовлено ф1зичними процесами поблизу поверхт твердого тша, де утворюеться шар нерухомого теплонос1я, через який передаеться тепловий попк в навколишне се-редовище. Подальше зб1льшення цих вщстаней утворюе зони рухомого теплонойя, зб1льшуе поверхню корпуса 1 зменшуе перегр1в плат.
При щшьнш упаковщ плат у блощ температури кор-пуав елеменпв можуть перевищувати гранично допустим! значення. Збшьшення теплових потсшв можливо при збшьшент ввдсгаш м1ж платами, попршенш масогаба-ритних показнишв блок1в або використанш додаткових тепловщводав.
Утвореш теплов1 характеристики можуть використо-вуватись при компоновщ герметичних блошв етажерно! конструкцл для визначення вщстаней м1ж друкованими платами. Застосовуються щ характеристики тсля визначення шлькосп плат з допомогою габаритних, несучих чи масогабаритних характеристик в залежносп в1д стратег!! оптшшзаци.
СПИСОК Л1ТЕРАТУРИ
1. Лутченков, Л. С. Автоматизированное проектирование несущих конструкций радиоэлектронных средств. - М. : Радио и связь, 1991. - 204 с.
2. Овсищер, П. И. Несущие конструкции радиоэлектронной аппаратуры / П. И. Овсищер, Ю. В. Голованов. -М. : Радио и связь, 1988. - 232 с.
3. Дульнев, Г. Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. - М. : Высш. шк., 1984. - 247 с.
4. Цветков, Ф. Ф. Тепломассообмен : учебное пособие для вузов / Ф. Ф. Цветков, Б. А. Григорьев. - М. : Издательство МЭИ, 2005. - 550 с.
5. Алямовский, А. А. Инженерные расчеты в SolidWorks Simulation. - М. : ДМК Пресс, 2010. - 464 с.
6. Данилов, Ю. Практическое использование NX / Ю. Данилов, И. Артамонов. - М. : ДМК Пресс, 2011. - 332 с.
7. Верлань, А. Ф. Компьютерное моделирование процессов передачи тепла в перспективных базовых несущих конструкциях стоечного типа с тепловыми трубами/ А. Ф Вер-лань, И. О. Горошко, Ю. Е. Николаенко // Математические машины и системы. - 2008. - № 2. - С. 90-99.
8. Шило, Г. Н. Проектирование радиаторов с оптимальными массогабаритными параметрами / Г. Н. Шило, Е. В. Огре-нич, Н. П. Гапоненко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. - 2011. - № 1-2. - С. 30-33.
9. Оптимизация объема герметичных блоков радиоэлектронной аппаратуры / Н. П. Гапоненко, О. В. Сиротюк, Е. В. Огренич [та ш.] // Прикладная радиоэлектроника. -2012. - № 3. - С. 455-458.
10. Thermal modeling and analysis of a power device heat sinks / [Farcas C., Ciocan I., Petreus D., Palaghita N.] // IEEE 18th International Symposium for Design and Technology in Electronic Packaging (SIITME) 25-28 Oct. 2012. - 2012. -С.217-222.
Статгя надшшла до редакци 15.04.2013.
Шсля доробки 14.10.2013.
Шило Г. Н.1, Сротюк О. В.2, Савелло А. Е.3, Лопатка Ю. А.4, Арешкин Е. К.5, Гапоненко Н. П.6
1Канд. техн. наук, доцент, Запорожский национальный технический университет, Украина
2Ассистент, Запорожский национальный технический университет, Украина
'Начальник сектора, «Хартрон-ЮКОМ», Запорожье, Украина
4Студентка, Запорожский национальный технический университет, Украина
5Студент, Запорожский национальный технический университет, Украина
6Канд. техн. наук, доцент, Запорожский национальный технический университет, Украина
ИССЛЕДОВАНИЕ МАССОГАБАРИТНЫХ И ТЕПЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЕРМЕТИЧНЫХ БЛОКОВ РАДИО -ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРИ
Исследована зависимость объема, массы и масогабарита от количества плат и расстояния между ними в герметичных блоках радиоэлектронных аппаратов. Показано, что оптимизация несущих конструкций может уменьшить массогабаритные показатели в 1,5-3 раза по сравнению с одноплатной компоновкой. Анализируется зависимость максимальной температуры на каждой плате от расстояний между платами. Худший тепловой режим наблюдается при расстоянии между платами 2-5 мм. Моделирование тепловых режимов осуществлялось программными средствами инженерного анализа.
Ключевые слова: герметичные блоки, несущие конструкции, компоновка, массогабаритные и тепловые характеристики, программные средства, инженерный анализ, оптимизация.
Shilo G. M.1, Sirotuk O. V.2, Savello А. E.3, Lopatka J. A.4, Areshkin E. K.5, Gaponenko M. P.6
Philosophy Doctor, associate professor, Zaporizhian National Technical University, Ukraine
2Assistant of professor, Zaporizhian National Technical University, Ukraine
3Head of Department of Research and Production Enterprise Smc «Hartron-Ucom Ltd», Ukraine
4Student, Zaporizhian National Technical University, Ukraine
5Student, Zaporizhian National Technical University, Ukraine
6Doctor, associate professor, Zaporizhian National Technical University, Ukraine
RESEARCHING THE MASS, SIZE AND THERMAL CHARACTERISTICS OF ELECTRONIC DEVICE SEALED UNIT
The dependence of volume, mass and size on the number of boards and the distance between them in sealed unit of electronic devices is researched. Mass and size characteristics are calculated excluding the mass of electronic components, wiring harness and connectors. During packaging the total mounting of electronic components does not change. Dimensions of each board are included the rock areas and guard bend at the board boundaries. The square boards are used to reduce the volume.
ISSN 1607-3274. PagioeneKTpomKa, rn^opMaTHKa, ynpaBmHHA. 2013. № 2
Overall dimensions of the unit are given as the family of block volume dependencies on the number of boards if range of board-distances is equal from 5 to 40 mm. The minimum volume of the unit is provided from 5-7 boards. Then the volume is reduced by 1,52 times in comparison with one-board units. The mass of the block is reduced 1,5-3 times under the same conditions.
The dependence of maximal temperature on each board from distance between the boards is analyzed. The temperature mode is the worst if distances between the boards are from 2 to 5 mm.
The research of the mass, size and thermal characteristics has allowed to reduce design errors and to improve the quality of the electronic device design simultaneously.
Keywords: sealed units, supporting structures, layout, thermal characteristics, software, engineering analysis, optimization.
REFERENCES
1. Lutchenkov L. S. Avtomatizirovannoe proektirovanie nesushhix konstrukczij radioe'lektronny'x sredstv. Moscow, Radio i svyaz', 1991. - 204 s.
2. Ovsishher P. I., Golovanov Yu. V. Nesushhie konstrukczii radioe'lektronnoj apparatury'. Moscow, Radio i svyaz', 1988, 232 p.
3. Dul'nev G. N. Teplo- i massoobmen v radioe'lektronnoj apparature. Moscow, Vy'ssh. shk., 1984, 247 p.
4. Czvetkov F. F., Grigor'ev B. A. Teplomassoobmen: Uchebnoe posobie dlya vuzov. Moscow, Izdatel'stvo ME'I, 2005, 550 p.
5. Alyamovskij A. A. Inzhenerny'e raschety' v SolidWorks Simulation. Moscow, DMK Press, 2010, 464 p.
6. Danilov Yu., Artamonov I. Prakticheskoe ispol'zovanie NX. Moscow, DMK Press, 2011, 332 p.
7. Verlan' A. F., Goroshko I. O., Nikolaenko Yu. E. Komp'yuternoe modelirovanie proczessov peredachi tepla
10.
v perspektivny'x bazovy'x nesushhix konstrukcziyax stoechnogo tipa s teplovy'mi trubami, Matematicheskie mashiny' i sistemy', 2008, No. 2, pp. 90-99. Shilo G. M., Ogrenich E. V., Gaponenko M. P. Proektirovanie radiatorov s optimal'ny'mi massogabaritny'mi parametrami, Texnologiya i konstruirovanie v e'lektronnoj apparature, 2011, No. 1-2. pp 30-33.
Gaponenko M. P., Sirotyuk O. V., Ogrenich E. V., Lopatka J. A., Areshkin E. K. Optimizacziya ob''yoma germetichny'x blokov radioe'lektronnoj apparatury', Prikladnaya radioe'lektronika (Applied Radio Electronics), 2012. No. 3. pp. 455-458.
Farcas C., Ciocan I., Petreus D., Palaghita N. Thermal modeling and analysis of a power device heat sinks, IEEE 18th International Symposium for Design and Technology in Electronic Packaging (SIITME) 25-28 Oct. 2012, 2012, pp. 217-222.
8
9
