BE1030757B1

BE1030757B1 - Technology for dissipating heat from an electrical circuit

Info

Publication number: BE1030757B1
Application number: BE20226060A
Authority: BE
Inventors: Frank Best
Original assignee: Phoenix Contact Gmbh & Co
Priority date: 2022-08-05
Filing date: 2022-12-21
Publication date: 2024-03-04
Also published as: BE1030757A1; DE102022134396A1

Abstract

Eine Technik zum Abführen von Wärme einer elektrischen Schaltung wird beschreiben. Gemäß einem Aspekt umfasst eine Vorrichtung (100) einen Kühlkörper (110) und mindestens ein Wärmetransportmodul (120). Der Kühlkörper (110) weist eine Kühlkörperbasis (114) und mehrere sich von der Kühlkörperbasis erstreckende Kühlrippen (112) zur Abgabe von Wärme auf. Jedes Wärmetransportmodul (120) ist an einem ersten Ende (122) mittels Presspassung (130) und/oder metallischen Stoffschlusses an einer Fügestelle des Kühlkörpers (110) mechanisch und wärmeleitend mit dem Kühlkörper (110) verbunden oder verbindbar. Jedes Wärmetransportmodul (120) weist an einem vom ersten Ende (122) beabstandeten zweiten Ende (124) des Wärmetransportmoduls (120) eine Kontaktfläche (144) auf, die dazu ausgebildet ist, mindestens eine Wärmeabgabestelle (142) der elektrischen Schaltung zur Aufnahme der Wärme der elektrischen Schaltung zu kontaktieren.A technique for removing heat from an electrical circuit will be described. According to one aspect, a device (100) comprises a heat sink (110) and at least one heat transport module (120). The heat sink (110) has a heat sink base (114) and a plurality of cooling fins (112) extending from the heat sink base for dissipating heat. Each heat transport module (120) is or can be connected to the heat sink (110) in a mechanical and thermally conductive manner at a first end (122) by means of a press fit (130) and/or metallic material connection at a joint on the heat sink (110). Each heat transport module (120) has a contact surface (144) at a second end (124) of the heat transport module (120) spaced from the first end (122), which is designed to provide at least one heat release point (142) of the electrical circuit for absorbing the heat to contact the electrical circuit.

Description

Technik zum Abführen von Wärme einer elektrischen SchaltungTechnology for dissipating heat from an electrical circuit

Die vorliegende Erfindung betrifft die Wärmeabfuhr elektrischer, beispielsweise elektronischer, Schaltungen. Insbesondere sind, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Vorrichtung zum Abführen von Wärme, ein Teilesatz einer oder mehrerer solcher Vorrichtungen, ein Ensemble verschiedener Vorrichtungen und einThe present invention relates to the heat dissipation of electrical, for example electronic, circuits. In particular, but not limited to, a device for dissipating heat, a set of parts of one or more such devices, an ensemble of various devices and a

Herstellungsverfahren der Vorrichtung offenbart.Manufacturing method of the device disclosed.

Elektrische Schaltungen umfassen Wärmequellen, die an Wärmeabgabestelle überElectrical circuits include heat sources that are dissipated at the heat dissipation point

Wärmesenken entwärmt werden müssen, um die langfristige und zuverlässigeHeat sinks need to be cooled down to be long-term and reliable

Funktion der elektrischen Schaltung sicherzustellen. Die Wärme muss meist indirekt über einen Wärmepfad mit thermischen Kontakten zu einem Kühlkörper abgeführt, da die leistungsstärksten Wärmequellen, wie Leistungstransistoren und Prozessoren, über die elektrische Schaltung räumlich verteilt angeordnet sind. Deshalb müssen dieTo ensure the functioning of the electrical circuit. The heat usually has to be dissipated indirectly via a heat path with thermal contacts to a heat sink, since the most powerful heat sources, such as power transistors and processors, are spatially distributed across the electrical circuit. That's why they have to

Wärmepfade an die jeweilige elektrische Schaltung angepasst sein.Heat paths must be adapted to the respective electrical circuit.

Um diese Flexibilität zu erreichen, umfassen herkömmliche Wärmepfade sogenannte "Heatspreader", welche die Funktion der individuellen Wärmeleitung zwischen derIn order to achieve this flexibility, conventional heat paths include so-called "heat spreaders", which perform the function of individual heat conduction between the

Wärmeabgabestelle der elektrischen Schaltung und dem Kühlkörper haben.Have heat release point of the electrical circuit and the heat sink.

Insbesondere dienen die "Heatspreader" auch als Abstandshalter (fachsprachlich: "Spacer") zwischen einer Leiterplatte der elektrischen Schaltung und dem Kühlkörper für die Bauhöhe weiterer Bauteile der elektrischen Schaltung.In particular, the “heat spreaders” also serve as spacers (in technical terms: “spacers”) between a printed circuit board of the electrical circuit and the heat sink for the overall height of other components of the electrical circuit.

Die thermische und mechanische Anbindung der herkömmlichen "Heatspreader" an den Kühlkörper ist jedoch mit Nachteilen verbunden. So werden die "Heatspreader" herkömmlicherweise über ein Gehäuse oder durch Verschraubungen mit demHowever, the thermal and mechanical connection of the conventional “heat spreaders” to the heat sink is associated with disadvantages. The “heat spreaders” are conventionally installed via a housing or through screw connections to the

Kühlkörper verbunden. Solche thermischen Kontaktstellen verschlechtern dieHeatsink connected. Such thermal contact points worsen the

Wärmeleitung. Auch der Einsatz einer plastischen und wärmeleitenden Masse, die fachsprachlich als "Thermal Interface Material" (TIM) bezeichnet wird, an denHeat conduction. The use of a plastic and heat-conducting material, which is technically referred to as “Thermal Interface Material” (TIM), is also possible

Kontaktstellen kann die Wärmeleitungseffizienz nicht auf das Niveau eines homogenen (d.h. integralen) Gussstücks heben.Contact points cannot raise the heat conduction efficiency to the level of a homogeneous (i.e. integral) casting.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Technik zum Abführen vonThe invention is therefore based on the object of developing a technology for removing

Wärme einer elektrischen Schaltung anzugeben, die es ermöglicht, gleicheTo indicate heat of an electrical circuit that makes it possible to do the same

Kühlkörper für verschiedene elektrische Schaltung einzusetzen und dabei eine gleiche oder vergleichbare Wärmeleitungseffizienz zu erreichen, wie bei einem auf die jeweilige elektrische Schaltung angepassten Kühlkörper.Use heat sinks for different electrical circuits and thereby achieve the same or comparable heat conduction efficiency as with a heat sink adapted to the respective electrical circuit.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen jedes der unabhängigen Ansprüche gelöst.The task is solved with the features of each of the independent claims.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Appropriate refinements and advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung, die wahlweise miteinander kombinierbar sind, sind im Folgenden unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren offenbart.Embodiments of the invention, which can optionally be combined with one another, are disclosed below with partial reference to the figures.

Insbesondere sind Merkmale, die im Kontext der Vorrichtung genannt sind, auch entsprechend im Verfahren realisierbar, beispielsweise durch einen Schritt desIn particular, features that are mentioned in the context of the device can also be implemented accordingly in the method, for example by a step of

Bereitstellens des entsprechenden Merkmals oder durch einen Schritt desProviding the corresponding feature or through a step of

Ausführens einer Funktion der Vorrichtung. Ferner kann die Vorrichtung jedes imExecuting a function of the device. Furthermore, the device can be any

Kontext des Verfahrens genannte Merkmal umfassen und kann dazu ausgebildet sein, einen jeden im Kontext des Verfahrens genannten Schritt auszuführen.Include features mentioned in the context of the method and can be designed to carry out each step mentioned in the context of the method.

Ein erster Aspekt betrifft eine Vorrichtung zum Abführen von Wärme einer elektrischen Schaltung. Die Vorrichtung umfasst einen Kühlkörper. Der Kühlkörper weist eine Kühlkörperbasis und mehrere sich von der Kühlkörperbasis erstreckendeA first aspect relates to a device for dissipating heat from an electrical circuit. The device includes a heat sink. The heat sink includes a heat sink base and a plurality of heat sink bases extending from the heat sink base

Kühlrippen zur Abgabe von Wärme auf. Die Vorrichtung umfasst ferner mindestens ein Wärmetransportmodul. Das mindestens eine Wärmetransportmodul ist jeweils an einem ersten Ende des Wärmetransportmoduls mittels Presspassung und/oder metallischen Stoffschlusses an einer Fügestelle des Kühlkörpers mechanisch und wärmeleitend mit dem Kühlkörper verbunden oder verbindbar. Ferner weist das mindestens eine Wärmetransportmodul jeweils an einem vom ersten Ende beabstandeten zweiten Ende des Wärmetransportmoduls eine Kontaktfläche auf, die dazu ausgebildet ist, mindestens eine Wärmeabgabestelle der elektrischenCooling fins to release heat. The device further comprises at least one heat transport module. The at least one heat transport module is mechanically and thermally conductively connected or connectable to the heat sink at a first end of the heat transport module by means of a press fit and/or metallic material connection at a joint of the heat sink. Furthermore, the at least one heat transport module has a contact surface at a second end of the heat transport module spaced from the first end, which is designed to provide at least one heat release point of the electrical

Schaltung zur Aufnahme der Wärme der elektrischen Schaltung zu kontaktieren.Contact circuit to absorb the heat of the electrical circuit.

Die Technik ermöglicht, ausgehend von einem (beispielsweise generischen)The technology makes it possible, starting from a (for example generic)

Kühlkörper, eine an die elektrische Schaltung angepasste Vorrichtung zum Abführen der Wärme. Ausführungsbeispiele der Vorrichtung können die Wärme der elektrischen Schaltung über das an die mindestens eine Wärmeabgabestelle der elektrischen Schaltung angepasste mindestens eine Wärmetransportmodul am zweiten Ende aufnehmen. Dabei können das mindestens eine Wärmetransportmodul und/oder der Kühlkörper, insbesondere dessen Kühlkörperbasis, auch der Verteilung der Wärme (Wärmespreizung) dienen.Heat sink, a device adapted to the electrical circuit to dissipate heat. Embodiments of the device can absorb the heat of the electrical circuit via the at least one heat transport module at the second end, which is adapted to the at least one heat release point of the electrical circuit. The at least one heat transport module and/or the heat sink, in particular its heat sink base, can also serve to distribute the heat (heat spreading).

Die elektrische Schaltung kann miteinander elektrisch verschaltete (beispielsweise elektronische) Bauteile umfassen. Die Bauteile können in einem oder mehrerenThe electrical circuit can include electrically interconnected (e.g. electronic) components. The components can be in one or more

Modulen oder auf einem oder mehreren Schaltungsträgern angeordnet sein. DieModules or be arranged on one or more circuit carriers. The

Bauteile können lineare Bauteile (beispielsweise Widerstände, Kapazitäten oderComponents can be linear components (e.g. resistances, capacitances or

Induktivitäten) und nicht-lineare Bauteile (beispielsweise Transistoren) umfassen, einschließlich elektromechanischer Bauteile (beispielsweise Relais oderInductors) and non-linear components (e.g. transistors), including electromechanical components (e.g. relays or

Magnetventile).solenoid valves).

In jedem Ausführungsbeispiel kann die Presspassung und/oder der metallischeIn each embodiment, the press fit and/or the metallic

Stoffschluss eine thermische (nämlich wärmeleitende) und mechanische Verbindung zum Kühlkörper ermöglichen. Dabei kann die wärmeleitende Verbindung aufgrund des metallischen Stoffschlusses integral-einstückig sein oder nach der Presspassung so wirkungsvoll sein, wie wenn Kühlkörper und Wärmetransportmodul integral- einstückig wären. Das heißt die Vorrichtung kann bezüglich des Wärmetransfers vergleichbar mit einer aus einem Block hergestellten Vorrichtung sein. Gleichfalls ist die Herstellung modular für eine einfache Variantenbildung. Beispielsweise können durch die Presspassung und/oder den metallischen Stoffschluss Flächen am erstenMaterial connection enables a thermal (namely heat-conducting) and mechanical connection to the heat sink. Due to the metallic material connection, the heat-conducting connection can be integrally made in one piece or, after the press fit, it can be as effective as if the heat sink and heat transport module were integrally made in one piece. That is, the device can be comparable to a device made from a block in terms of heat transfer. The production is also modular for easy variant creation. For example, the press fit and/or the metallic material connection can create surfaces on the first

Ende, die mit dem Kühlkörper in Kontakt stehen, einen Wärmeleitwiderstand aufweisen, der im Wesentlichen einem integral-einstückigen Bauteil entspricht.End, which are in contact with the heat sink, have a thermal conductivity that essentially corresponds to an integral, one-piece component.

Ein Presspassungsprofil (auch: erstes Profil der Presspassung) am ersten Ende desA press fit profile (also: first press fit profile) at the first end of the

Wärmetransportmoduls kann auskragende Flächen und transversale Flächen umfassen. Die auskragenden Flächen können konvexe und/oder longitudinalHeat transport module can include cantilevered surfaces and transversal surfaces. The projecting surfaces can be convex and/or longitudinal

Flächen sein und/oder sich in Verlängerung der Strecke vom zweiten Ende zum ersten Ende (d.h. einer Längsrichtung des Wärmetransportmoduls) erstrecken.Be surfaces and / or extend in an extension of the distance from the second end to the first end (i.e. a longitudinal direction of the heat transport module).

Die transversalen Flächen können Flächen neben und/oder zwischen den auskragenden Flächen sein und/oder sich quer (beispielsweise senkrecht) zurThe transversal surfaces can be surfaces next to and/or between the cantilevered surfaces and/or transverse (for example perpendicular) to the

Längsrichtung erstrecken.Extend longitudinally.

Der Kühlkörper kann an der Fügestelle ein Presspassungsprofil (auch: zweites Profil der Presspassung) aufweisen, das zum ersten Profil komplementär ist, beispielsweise eine für eine Presspassung wenigstens abschnittsweise aufeinander abgestimmte und/oder korrespondierende Formgebung. Beispielsweise kann das zweite Profil auskragende Flächen und transversale Flächen aufweisen, die zu den auskragenden Flächen beziehungsweise den transversalen Flächen des erstenThe heat sink can have a press-fit profile (also: second profile of the press fit) at the joint, which is complementary to the first profile, for example a shape that is at least partially coordinated and/or corresponding for a press fit. For example, the second profile may have cantilevered surfaces and transverse surfaces that correspond to the cantilevered surfaces and the transverse surfaces of the first

Profils komplementär sind.Profiles are complementary.

Durch die Presspassung kann die Wärme sowohl über die auskragenden Flächen als auch die transversalen Flächen an den Kühlkörper abgegeben werden. Alternativ oder ergänzend können durch den metallischen Stoffschluss die auskragendenThe press fit allows the heat to be transferred to the heat sink via both the cantilevered surfaces and the transverse surfaces. Alternatively or additionally, the cantilevered ones can be made using the metallic material connection

Flächen und/oder die transversalen Flächen als Grenzflächen zwischenSurfaces and/or the transversal surfaces as interfaces between

Wärmetransportmodul und Kühlkörper aufgehoben werden. In jedemHeat transport module and heat sink are kept. In each

Ausführungsbeispiel kann als grundlegende Wirkung derEmbodiment can be used as a basic effect

Wärmeübergangswiderstände zwischen den Kontaktflächen minimiert sein, was durch den (beispielsweise durch die Presspassung indizierten) metallischenHeat transfer resistance between the contact surfaces must be minimized, which is due to the metallic (for example indicated by the press fit).

Stoffschluss gelingt oder durch die Presspassung zumindest im Wesentlichen einemMaterial connection is achieved or at least essentially one due to the press fit

Stoffschluss gleich kommt.Material connection comes immediately.

Die an der Kontaktfläche aufgenommene und/oder die an den Kühlrippen abgeführteThe one absorbed at the contact surface and/or the one dissipated at the cooling fins

Wärme (genauer: die Wärmemenge) kann ein Teil (beispielsweise ein Bruchteil) der von der elektrischen Schaltung erzeugten Wärme (d.h. der Wärmemenge) sein.Heat (more precisely: the amount of heat) can be a part (e.g. a fraction) of the heat generated by the electrical circuit (i.e. the amount of heat).

Die Kühlrippen können (beispielsweise dünnwandige) Lamellen umfassen oder (zumindest einige von ihnen) als solche gestaltet sein.The cooling fins can comprise (for example thin-walled) fins or (at least some of them) can be designed as such.

Das Wärmetransportmodul kann ein Wärmeverteiler sein. Dieser kann dementsprechend fachsprachlich als "Heatspreader", "Heatspreader-Modu!", "modularer Heatspreader" oder als "modulare Heatspreader-Spacer-Kombination" bezeichnet werden. Die mindestens eine Wärmeabgabestelle kann mindestens einThe heat transport module can be a heat spreader. Accordingly, this can be referred to technically as a “heatspreader”, “heatspreader mode!”, “modular heatspreader” or as a “modular heatspreader-spacer combination”. The at least one heat delivery point can be at least one

Wärmezentrum (fachsprachlich: "Hotspot”) der elektrischen Schaltung umfassen.Heat center (technically: “hotspot”) of the electrical circuit.

Die mindestens eine Wärmeabgabestelle der elektrischen Schaltung kann eineThe at least one heat release point of the electrical circuit can be one

Wärmeabgabestelle eines elektronischen Bauteils (beispielsweise einesHeat release point of an electronic component (for example a

Leistungstransistors, eines integrierten Schaltkreis oder eines Prozessors) umfassen.Power transistor, an integrated circuit or a processor).

Alternativ oder ergänzend kann die mindestens eine Wärmeabgabestelle der elektrischen Schaltung eine Wärmesammelstelle auf einem Schaltungsträger (beispielsweise auf einer Leiterplatte) umfassen. Die Wärmesammelstelle kann (beispielsweise über Kupferflächen oder Leiterbahnen der elektrischen Schaltung) die Wärme mehrerer Bauteile der elektrischen Schaltung abführen.Alternatively or additionally, the at least one heat release point of the electrical circuit can comprise a heat collection point on a circuit carrier (for example on a printed circuit board). The heat collection point can dissipate the heat of several components of the electrical circuit (for example via copper surfaces or conductor tracks of the electrical circuit).

Die Presspassung kann ein Presssitz (auch: Verpressung oder Pressfit) sein.The press fit can be a press fit (also: compression or press fit).

Alternativ oder ergänzend kann die Presspassung eine ÜbermaRpassung sein, beispielsweise gefügt im durch Wärmeausdehnung temporär geweiteten Zustand eines äußeren (konkaven) Presspassungsprofils. Alternativ oder ergänzend kann dieAlternatively or additionally, the press fit can be an oversize fit, for example joined in the state of an outer (concave) press fit profile that is temporarily expanded due to thermal expansion. Alternatively or additionally, the

Presspassung durch Nachpressen gefügt sein, beispielsweise durch Nachpressen eines metallischen Füllmaterials, das vorzugsweise mit dem Material desPress fit can be joined by re-pressing, for example by re-pressing a metallic filling material, which is preferably with the material of the

Wärmetransportmoduls und/oder des Kühlkörpers übereinstimmt.Heat transport module and / or the heat sink matches.

Der metallische Stoffschluss kann ein Stoffschluss zwischen Metallen 5 (beispielsweise einem ersten Metall des Wärmetransportmoduls und dem erstenThe metallic material connection can be a material connection between metals 5 (for example a first metal of the heat transport module and the first

Metall oder einem zweiten Metall des Kühlkörpers) oder Legierungen sein. Alternativ oder ergänzend kann der metallische Stoffschluss unter Verzicht vonMetal or a second metal of the heat sink) or alloys. Alternatively or additionally, the metallic material connection can be achieved without

Zusatzwerkstoffen an der Fügestelle bereitgestellt sein.Additional materials must be provided at the joint.

Das zweite Ende kann auch als warmes Ende und das erste Ende dementsprechend als kaltes oder kühles Ende bezeichnet werden. Alternativ oder ergänzend kann das erste Ende als freies Ende oder Fügeende bezeichnet werden.The second end can also be referred to as the warm end and the first end as the cold or cool end. Alternatively or additionally, the first end can be referred to as a free end or joining end.

In jedem Ausführungsbeispiel kann die Fügestelle (beispielsweise eines des mindestens einen Wärmetransportmoduls) an der Kühlkörperbasis oder an einer derIn each exemplary embodiment, the joint (for example one of the at least one heat transport module) can be on the heat sink base or on one of the

Kühlrippen angeordnet sein.Cooling fins can be arranged.

Die Anordnung mindestens einer Fügestelle an der Kühlkörperbasis kann eine kompakte Kombination der elektrischen Schaltung und der Vorrichtung ermöglichen, beispielsweise indem Bauteile der elektrischen Schaltung zwischen den Kühlrippen (beispielsweise an den benachbarten Kühlrippen anliegend oder im Zwischenraum freistehend) angeordnet sind.The arrangement of at least one joint on the heat sink base can enable a compact combination of the electrical circuit and the device, for example by arranging components of the electrical circuit between the cooling fins (for example adjacent to the adjacent cooling fins or free-standing in the gap).

Alternativ oder ergänzend kann die Anordnung mindestens einer Fügestelle an einer der Kühlrippen eine Länge des Wärmepfads über das Wärmetransportmodul zwischen der Kontaktfläche und der Fügestelle reduzieren (beispielsweise imAlternatively or additionally, the arrangement of at least one joint on one of the cooling fins can reduce a length of the heat path via the heat transport module between the contact surface and the joint (for example in

Vergleich zu einer Fügestelle an der Kühlkörperbasis). Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn die Wärmeabgabestelle (beispielsweise eine Wärmequelle) der elektrischen Schaltung in unmittelbarer Nachbarschaft zu einer Kühlrippe Ist.Comparison to a joint on the heat sink base). This can be advantageous, for example, if the heat release point (for example a heat source) of the electrical circuit is in the immediate vicinity of a cooling fin.

Alternativ oder ergänzend kann vorteilhafterweise die Kühlrippe mit Fügestelle dieAlternatively or additionally, the cooling fin with the joint can advantageously be used

Wärme an die Umgebung abgeben, ohne Umweg über die Kühlkôrperbasis.Release heat to the surroundings without going through the heat sink base.

Alternativ oder ergänzend kann die Anordnung mindestens einer Fügestelle an einerAlternatively or additionally, the arrangement of at least one joint on one

Außenseite einer der äußeren Kühlrippen des Kühlkörpers ein Bauteil (oder mehrereOutside one of the outer cooling fins of the heat sink a component (or several

Bauteile) der elektrischen Schaltung mit dem Kühlkörper thermisch verbinden, beispielsweise selbst wenn das Bauteil neben dem Kühlkörper angeordnet ist, d.h. nicht von der Kühlfläche oder der Kühlkörperbasis überdeckt ist. Dadurch kann die elektrische Schaltung (beispielsweise ein Schaltungsträger der elektrischenThermally connect components) of the electrical circuit to the heat sink, for example even if the component is arranged next to the heat sink, i.e. is not covered by the cooling surface or the heat sink base. This allows the electrical circuit (for example a circuit carrier of the electrical

Schaltung) großflächiger als der Kühlkörper (beispielsweise als die Kühlkörperbasis) sein.Circuit) can be larger than the heat sink (for example than the heat sink base).

Durch die modulare Kombination des Kühlkörpers mit dem mindestens einenThrough the modular combination of the heat sink with at least one

Wärmetransportmodul können gleiche Kühlkörper für verschiedene elektrischeHeat transport module can use same heat sinks for different electrical

Schaltungen angepasst sein. Dabei kann die Presspassung und/oder der metallischeCircuits must be adapted. The press fit and/or the metallic

Stoffschluss eine mechanische und thermische Verbindung zwischen demMaterial bond is a mechanical and thermal connection between the

Wärmetransportmodul und dem Kühlkörper erreichen, die gleich oder vergleichbar mit einer integral-einstückigen Vorrichtung ist (beispielsweise im Vergleich zu einer durch Ur- oder Umformprozesse hergestellten Vorrichtung, die aus einem originär einstückig Grundkörper erstellt wurde). Durch das Fügen (d.h. die Presspassung und/oder den metallischen Stoffschluss) ist dieser Zustand erreichbar.Achieve heat transport module and the heat sink, which is the same or comparable to an integral, one-piece device (for example in comparison to a device manufactured by primary or forming processes, which was created from an originally one-piece base body). This state can be achieved through joining (i.e. the press fit and/or the metallic material connection).

Das Fügen (d.h. die Presspassung und/oder der metallische Stoffschluss) des mindestens einen Wärmetransportmoduls am Kühlkörper ermöglicht eine einfache, kostengünstige, individuell platzierbare und robuste thermische Anbindung (z.B. dieThe joining (i.e. the press fit and/or the metallic material connection) of the at least one heat transport module on the heat sink enables a simple, cost-effective, individually placeable and robust thermal connection (e.g. the

Funktion einer thermischen Brücke) der kontaktierten Wärmeabgabestelle und/oder schafft Bauraum für Bauteile zwischen Kühlkörperbasis und Schaltungsträger (z.B. die Funktion eines Abstandshalters), ohne die Effizienz der Wärmeleitung signifikant zu beeinträchtigen im Vergleich mit einem individuell angepassten und aus einemFunction of a thermal bridge) of the contacted heat release point and/or creates installation space for components between the heat sink base and the circuit carrier (e.g. the function of a spacer) without significantly impairing the efficiency of heat conduction in comparison with an individually adapted and made of one

Stück gefrästen Kühlkörper.Piece of milled heat sink.

Dieselben oder weitere Ausführungsbeispiele der Vorrichtung ermöglichen eineThe same or further embodiments of the device enable one

Bestückung von Bauelementen auf dem Schaltungsträger zwischenAssembly of components on the circuit carrier between

Schaltungsträger und Kühlkörperbasis (fachsprachlich auch: "Heat Sink Base") und/oder eine thermische Kontaktierung sogar außerhalb der Kühlkörperbasis.Circuit carrier and heat sink base (technically also: “Heat Sink Base”) and/or thermal contact even outside the heat sink base.

Letzteres ermöglicht einen effizienten Schaltungsplan der elektrischen Schaltung, beispielsweise ein effizientes Layout des Schaltungsträgers (beispielsweise derThe latter enables an efficient circuit diagram of the electrical circuit, for example an efficient layout of the circuit carrier (for example the

Leiterplatte). Erstgenannte Ausführungsbeispiele können eine Bestückung voncircuit board). The first-mentioned exemplary embodiments can have an assembly of

Bauelementen (auch: Bauteilen) unterhalb des Kühlkörpers (fachsprachlich auch: "Heat-Sink") ermöglichen, welche höher aufbauen als die über dasAllow components (also: components) below the heat sink (technically also: "heat sink"), which are higher than those above

Wärmetransportmodul anzuschließende Wärmeabgabestelle (fachsprachlich auch: "Heatspot" oder "Hotspot"). Das heißt der Kühlkörper beziehungsweise dessenHeat transfer point to be connected to the heat transport module (technically also: “heatspot” or “hotspot”). That means the heat sink or its

Kühlbasis überdeckt das Bauelement dabei, welches dem Kühlkörper zugewandt orientiert ist.The cooling base covers the component, which is oriented towards the heat sink.

Somit kann die mindestens eine Fügestelle für Einbaulagen unterhalb desThis means that the at least one joint for installation positions below the

Kühlkörpers an der Kühlkörperbasis vorteilhaft nutzbar sein und/oder (insbesondere vorteilhaft beim im vorstehenden Absatz zweitgenannten Ausführungsbeispiel) an den Kühlrippen ausgebildet sein, beispielsweise für eine seitliche oder frontaleHeat sink on the heat sink base can be advantageously used and / or (particularly advantageous in the second embodiment mentioned in the previous paragraph) be formed on the cooling fins, for example for a side or frontal

Kontaktierungsrichtung. Somit können Ausführungsbeispiele eine thermischeContact direction. Thus, exemplary embodiments can have a thermal

Anbindung einer seitlich außerhalb des Kühlkörpers liegenden Wärmeabgabestelle der elektrischen Schaltung an den Kühlkörper ermöglichen.Enable connection of a heat release point of the electrical circuit located laterally outside of the heat sink to the heat sink.

Zahlreiche geometrische Varianten sind für Profile der Presspassung möglich.Numerous geometric variants are possible for press-fit profiles.

Beispielhafte Prinzipien des Fügens sind die Presspassung (insbesondereExamples of joining principles are press fit (in particular

Übermaßpassung) und/oder das Nachpressen von Material beim oder nach demOversize fit) and/or the re-pressing of material during or after

Fügen.Put.

Durch die Presspassung und/oder den metallischen Stoffschluss ist kein thermischesDue to the press fit and/or the metallic material connection there is no thermal

Schnittstellenmaterial (fachsprachlich: "Thermal Interface Material”, kurz TIM) im thermischen Kontaktpfad erforderlich. Dadurch sind die Materialkosten derInterface material (technically: “Thermal Interface Material”, TIM for short) is required in the thermal contact path. This means that the material costs are reduced

Vorrichtung geringer und es entfallen Applizierungskosten.The device is smaller and there are no application costs.

Die Presspassung bzw. der metallische Stoffschluss können den thermischenThe press fit or the metallic material connection can reduce the thermal

Widerstand im thermischen Pfad reduzieren.Reduce resistance in the thermal path.

Aufgrund der effizienten Wärmeabführung kann die Vorrichtung zu einer längerenDue to the efficient heat dissipation, the device can last for a longer period of time

Standzeit (beispielsweise Funktionsdauer) der Bauteile der elektrischen Schaltung beitragen.Contribute to the service life (e.g. functional life) of the components of the electrical circuit.

Ausführungsbeispiele der Vorrichtung können durch die mechanisch robusteEmbodiments of the device can be characterized by the mechanically robust

Verbindung (beispielsweise eine Verbindung, deren mechanische Belastungsgrenze durch das Wärmetransportmodul selbst und nicht durch das Fügen bestimmt ist)Connection (for example a connection whose mechanical load limit is determined by the heat transport module itself and not by the joining)

Fehlerquellen bei der Montage eliminieren, wie beispielsweise lose thermischeEliminate sources of error during assembly, such as loose thermal

Kontakte.Contacts.

Indem die Vorrichtung als Baugruppe montierbar ist, entfallen separateSince the device can be assembled as an assembly, separate ones are no longer necessary

Fügeelemente, wodurch sich die Montage vereinfacht, Material eingespart wird und geringere Applizierungskosten (beispielsweise TIM nur an den Kontaktflächen der zweiten Enden) anfallen. Zusätzliche Halterungen in einem Gehäuse zurJoining elements, which simplifies assembly, saves material and reduces application costs (for example TIM only on the contact surfaces of the second ends). Additional brackets in a housing for

Positionierung loser Abstandshalter (Spacer) und loser Wärmeverteiler (Heatspreader) können entfallen, wodurch die den Platzbedarf im Gehäuse reduziert.Positioning of loose spacers and loose heat spreaders can be eliminated, which reduces the space required in the housing.

Ausführungsbeispiele der Vorrichtung können aufgrund der Presspassung bzw. des metallischen Stoffschlusses mechanisch robust, einfach und individuell platzierbar sein.Embodiments of the device can be mechanically robust, simple and individually placeable due to the press fit or the metallic material connection.

Die Montage ist weniger fehleranfällig. Fügekonturen (d.h. Fügegeometrien undAssembly is less error-prone. Joining contours (i.e. joining geometries and

Presspassungsprofile) können im Zuge eines vorstufigen Urform- und/oder Trenn-Press-fit profiles) can be used in the course of a preliminary molding and/or separation process.

Fertigungsverfahrens erstellt werden und sind somit quasi aufwandsneutral. Ferner sind diese Elemente (beispielsweise im Gegensatz zu einer Schraubverbindung) unverlierbar an dem Kühlkörper gehalten.Manufacturing processes are created and are therefore virtually cost-neutral. Furthermore, these elements are captively held on the heat sink (for example, in contrast to a screw connection).

Die Presspassung (d.h. der Pressfit) kann als Fügetechnik dienen, um die funktionelle Kombination aus Heatspreader und Spacer mit dem Kühlkörper mechanisch zuverlässig und thermisch effizient in einer kompakten Baugröße zu einer Baugruppe zu verbinden, insbesondere ohne dass weitere Zusatzstoffe-/mittel zur Verbindung notwendig sind.The press fit (i.e. the press fit) can serve as a joining technique to connect the functional combination of heat spreader and spacer to the heat sink in a mechanically reliable and thermally efficient manner in a compact size to form an assembly, in particular without the need for further additives/agents for the connection .

Die Vorrichtung kann ferner ein Gehäuse umfassen, in dem die elektrische Schaltung angeordnet ist. Die Kühlrippen des Kühlkörpers können außerhalb des Gehäuses freiliegen. Alternativ oder ergänzend kann das mindestens eineThe device can further comprise a housing in which the electrical circuit is arranged. The heatsink cooling fins may be exposed outside the case. Alternatively or additionally, at least one can do this

Wärmetransportmodul wenigstens abschnittsweise oder vollständig innerhalb desHeat transport module at least partially or completely within the

Gehäuses angeordnet sein.Housing be arranged.

Der Kühlkörper kann eine Außenwand des Gehäuses bilden. Alternativ oder ergänzend kann das Wärmetransportmodul die Wärme der elektrischen Schaltung aus einem für kühlende oder zirkulierende Luft unzugänglichen Bereich desThe heat sink can form an outer wall of the housing. Alternatively or additionally, the heat transport module can transport the heat of the electrical circuit from an area of the circuit that is inaccessible to cooling or circulating air

Gehäuses der elektrischen Schaltung zum Kühlkörper transportieren. Beispielsweise kann das mindestens eine Wärmetransportmodul keine Kühlrippen (beispielsweiseTransport the housing of the electrical circuit to the heat sink. For example, the at least one heat transport module cannot have cooling fins (for example

Lamellen) umfassen und/oder optimiert sein für den Wärmetransport von derSlats) include and/or be optimized for the heat transport from the

Wärmequelle zum Kühlkörper, womit es schnell die Wärme weiter transportiert und vorzugsweise kühlrippenfrei ausgestaltet ist. Alternativ oder ergänzend kann dasHeat source to the heat sink, so that it quickly transports the heat and is preferably designed without cooling fins. Alternatively or additionally this can be done

Wärmetransportmodul eine aktive oder passive Wärmebrücke sein.Heat transport module can be an active or passive thermal bridge.

Die Presspassung kann (zumindest abschnittsweise, insbesondere partiell oder punktuell) den metallischen Stoffschluss aufweisen. Der Stoffschluss kann durchThe press fit can (at least in sections, in particular partially or at points) have the metallic material connection. The material connection can through

KaltverschweiBen, FlieBpressen und/oder Reibung bei der Presspassung bewirkt sein.Cold welding, extrusion and/or friction may be caused in the press fit.

Die Presspassung zwischen dem Wärmetransportmodul und dem Kühlkörper kann durch eine transversale Translationsbewegung (Transversalbewegung) gefügt werden. Beispielsweise können die transversalen Flächen bei der Presspassung durch Scherkräfte und/oder die Transversalbewegung oberflächlich fließen oder aufschmelzen. Alternativ oder ergänzend kann die Presspassung zwischen demThe press fit between the heat transport module and the heat sink can be joined by a transverse translational movement (transverse movement). For example, during a press fit, the transverse surfaces can flow or melt superficially due to shear forces and/or the transverse movement. Alternatively or additionally, the press fit between the

Wärmetransportmodul und dem Kühlkörper durch eine longitudinaleHeat transport module and the heat sink through a longitudinal

Translationsbewegung (Longitudinalbewegung) gefügt werden. Beispielsweise können die longitudinalen Flächen bei der Presspassung durch Scherkräfte und/oder die Longitudinalbewegung oberflächlich fließen oder aufschmelzen. In beiden Fällen kann so am ersten Ende zumindest abschnittsweise der metallische Stoffschluss zwischen dem Wärmetransportmodul und dem Kühlkörper hergestellt sein.Translational movement (longitudinal movement) can be added. For example, during a press fit, the longitudinal surfaces can flow or melt superficially due to shear forces and/or the longitudinal movement. In both cases, the metallic material bond between the heat transport module and the heat sink can be produced at least in sections at the first end.

Der metallische Stoffschluss kann eine Schweifverbindung zwischen einem Metall des Wärmetransportmoduls und einem Metall des Kühlkörpers sein. Das Metall desThe metallic material connection can be a tail connection between a metal of the heat transport module and a metal of the heat sink. The metal of the

Wärmetransportmoduls und das Metall des Kühlkôrpers können gleich sein.Heat transport module and the metal of the heat sink can be the same.

Alternativ oder ergänzend kann der metallische Stoffschluss eine Legierung desAlternatively or additionally, the metallic bond can be an alloy of the

Metalls des Wärmetransportmoduls und das Metalls des Kühlkôrpers sein.The metal of the heat transport module and the metal of the heat sink.

Beispielsweise umfasst der metallische Stoffschluss keine vom Metall desFor example, the metallic bond does not include any of the metal

Wärmetransportmoduls und vom Metall des Kühlkôrpers verschiedene dritteHeat transport module and third parties different from the metal of the heat sink

Komponente. Vorteilhafterweise kann das Fügen unter Verzicht auf jeglichesComponent. Advantageously, the joining can be done without any

Hilfsmaterial und/oder ohne Zufuhr zusätzlicher Energie (s.u. LichtbogenschweiBen) ausgeführt werden.Auxiliary material and/or without the supply of additional energy (see arc welding below).

Der metallische Stoffschluss kann eine LichtbogenschweilBverbindung umfassen. Der metallische Stoffschluss (d.h. die LichtbogenschweiBverbindung) kann durchThe metallic material connection can include an arc welding connection. The metallic material connection (i.e. the arc weld connection) can through

ElektrodenschweifBen (d.h. LichtbogenschweiBen) hergestellt sein.Electrode tails (i.e. arc welding) can be made.

Das Wärmetransportmodul kann am ersten Ende ohne Formschluss und/oder flach auf der (beispielsweise ebenfalls flachen) Fügestelle durch Lichtbogenschweifsen aufgeschweift sein.The heat transport module can be flared at the first end without positive locking and/or flat on the (for example also flat) joint by means of arc tails.

Alternativ oder ergänzend kann während des Verpressens ein Strom zur Erwärmung zwischen dem Kühlkôrper und dem Wärmetransportmodul angelegt sein, so dass das erste Ende des Wärmetransportmoduls durch Gesenkschmieden oderAlternatively or additionally, a current for heating can be applied between the heat sink and the heat transport module during pressing, so that the first end of the heat transport module is formed by drop forging or

FlieBpressen in eine Ausnehmung (beispielsweise als Gesenk an der Fügestelle) desExtrusion into a recess (for example as a die at the joint) of the

Kühlkôrpers fließt. Durch die Erwärmung (beispielsweise durch Aufschmelzen)Cooling body flows. By heating (for example by melting)

und/oder das Gesenkschmieden oder FlieRßpressen können bei einer herkömmlichenand/or drop forging or extrusion can be done with a conventional one

Presspassung verbliebene Lufteinschlüsse beseitigt werden.Air pockets remaining in the press fit must be eliminated.

Die Presspassung kann mittels induktiver Erwärmung des ersten Endes den metallischen Stoffschluss aufweisen. Beispielsweise kann vor, während oder nach der Presspassung ein Induktor (beispielsweise eine wassergekühlte Induktionsspule) um das Wärmetransportmodul (beispielsweise in der Längsrichtung) gelegt sein zur induktiven Erwärmung des ersten Endes des Wärmetransportmoduls.The press fit can have the metallic material connection by means of inductive heating of the first end. For example, before, during or after the press fit, an inductor (for example a water-cooled induction coil) can be placed around the heat transport module (for example in the longitudinal direction) for inductive heating of the first end of the heat transport module.

Durch diesen Energieeintrag — oder allein durch das Fließpressen — können makroskopische oder mikroskopische Lufteinschlüsse zwischen demThrough this energy input - or simply through extrusion - macroscopic or microscopic air pockets can be formed between the

Wärmetransportmodul und dem Kühlkörper aufgeschmolzen werden. Die wärmeleitende Verbindung zwischen dem Wärmetransportmodul und demHeat transport module and the heat sink are melted. The heat-conducting connection between the heat transport module and the

Kühlkörper kann lückenlos und homogen sein.Heat sink can be gapless and homogeneous.

Die Fügestelle kann zwei benachbarte Kühlrippen umfassen. Die Presspassung kann einen Reibschluss und/oder den metallischen Stoffschluss zwischen demThe joint can include two adjacent cooling fins. The press fit can provide a frictional connection and/or the metallic material connection between the

Wärmetransportmodul und wenigstens einer der Kühlrippen (oder zwischen den zwei benachbarten Kühlrippen) des Kühlkörpers umfassen. Beispielsweise kann dieHeat transport module and at least one of the cooling fins (or between the two adjacent cooling fins) of the heat sink. For example, the

Presspassung durch ein Übermaß des Wärmetransportmoduls am ersten Ende imPress fit due to an oversize of the heat transport module at the first end

Vergleich zu einem Abstand zwischen den benachbarten Kühlrippen bewirkt sein.Compared to a distance between the adjacent cooling fins.

Das Wärmetransportmodul kann zwischen die zwei benachbarten Kühlrippen eingepresst sein. Das Einpressen (Eindrücken) kann längs oder quer ausgeführt werden.The heat transport module can be pressed between the two adjacent cooling fins. Pressing in (pressing in) can be carried out lengthwise or crosswise.

Alternativ oder ergänzend kann eine Kontur der Kühlrippen die Oberfläche desAlternatively or additionally, a contour of the cooling fins can shape the surface of the

Kühlkörpers im Vergleich zu einer ebenen Oberfläche vergrößern zumIncrease the size of the heat sink compared to a flat surface

Wärmeaustausch mit der Umgebung. Diese Kontur der Kühlrippen kann zugleich einHeat exchange with the environment. This contour of the cooling fins can also be a

Presspassungsprofil (auch: zweites Profil der Presspassung) als (potentielle)Press fit profile (also: second profile of the press fit) as (potential)

Fügestelle für die Presspassung sein.Be a joint for the press fit.

Alternativ oder ergänzend können die Kühlrippen ein Presspassungsprofil (d.h. das zum ersten Profil komplementäre zweite Profil der Presspassung) sein. DasAlternatively or additionally, the cooling fins can be a press-fit profile (i.e. the second profile of the press fit that is complementary to the first profile). The

Presspassungsprofil kann dort, wo kein Wärmetransportmodul mittels Presspassung mit dem Kühlkörper verbunden (d.h. gefügt) ist, die Oberfläche des Kühlkörpers vergrößern zum Wärmeaustausch mit der Umgebung (d.h. als Kühlrippen desWhere no heat transport module is press-fitted to the heat sink (i.e. joined), a press-fit profile can increase the surface area of the heat sink for heat exchange with the environment (i.e. as cooling fins of the

Kühlkörpers fungieren). Dort wo ein Wärmetransportmodul mittels der Presspassung mit dem Kühlkörper verbunden (d.h. gefügt) ist, kann das Presspassungsprofil dieact as a heat sink). Where a heat transport module is connected (i.e. joined) to the heat sink by means of the press fit, the press fit profile can

Presspassung mit dem Wärmetransportmodul ermöglichen.Enable press fit with the heat transport module.

Das mindestens eine Wärmetransportmodul kann jeweils am ersten Ende ein erstesThe at least one heat transport module can each have a first at the first end

Profil der Presspassung aufweisen. Der Kühlkörper kann an der jeweiligenHave a press fit profile. The heat sink can be attached to the respective

Fügestelle ein (beispielsweise abschnittsweise) zum ersten Profil komplementäres zweites Profil aufweisen. Beispielsweise kann der Kühlkörper eine oder mehrere weitere Fügestellen mit dem zweiten Profil aufweisen, so dass bei der Herstellung die Variantenbildung ermöglicht ist.The joint has a second profile that is complementary (for example in sections) to the first profile. For example, the heat sink can have one or more additional joints with the second profile, so that variants can be created during production.

Die eine oder mehreren weiteren Fügestellen können ungefügt sein. Das heißt derThe one or more additional joints can be unjoined. That's what it means

Kühlkörper kann (beispielsweise bei der Herstellung vor der Presspassung) einenHeat sink can have one (for example during manufacture before press fitting).

Überschuss an Fügestellen aufweisen. Der Kühlkörper kann bei der Herstellung derHave excess joints. The heat sink can be used in the manufacture of the

Vorrichtung mehrere Fügestellen mit dem zweiten Profil aufweisen, so dass angepasst an die elektrische Schaltung (beispielsweise Geometrie, Position und/oderThe device has several joints with the second profile, so that it is adapted to the electrical circuit (for example geometry, position and/or

Anzahl der mindestens einen Wärmeabgabestelle der elektrischen Schaltung) jeweils eines des mindestens einen Wärmetransportmoduls mit einer der mehrereNumber of at least one heat release point of the electrical circuit) each one of the at least one heat transport module with one of the several

Fügestellen verbunden ist.joints is connected.

Das erste Profil und das zweite Profil können in der Presspassung lückenlos ineinandergreifen oder ineinander fließen. Durch die lückenfreie oder lückenarmeThe first profile and the second profile can mesh seamlessly or flow into one another in the press fit. Through the gap-free or few gaps

Verbindung ist eine Steigerung der Wärmeübergangseffizienz ermöglicht, beispielsweise gegenüber der konventionellen thermischen Verbindung mittels TIM.Connection enables an increase in heat transfer efficiency, for example compared to the conventional thermal connection using TIM.

Die Verbindungspartner der Presspassung können vollflächig und lückenlos ineinandergreifen oder ineinander fließen (beispielsweise für den metallischenThe connection partners of the press fit can mesh or flow into one another over the entire surface and without gaps (for example for the metallic

Stoffschluss).material connection).

Beispielsweise sind das erste Profil und das zweite Profil Formen derart miteinander korrespondierend gestaltet, dass das erste Profil wenigstens abschnittsweise nach dem Fügen in dem zweiten Profil aufgenommen ist. Das zweite Profil ist insbesondere eine Ausnehmung in dem Kühlkörper, mit dem Vorteil, dass damit dieFor example, the first profile and the second profile shapes are designed to correspond to one another in such a way that the first profile is accommodated in the second profile at least in sections after joining. The second profile is in particular a recess in the heat sink, with the advantage that the

Fläche zur Anordnung unbeeinträchtigt ist. Optional stimmt ein Volumen (beispielsweise ein Materialvolumen) des ersten Profils mit einem Volumen (beispielsweise einem Hohlraumvolumen) des zweiten Profils übereinstimmen oder ist geringfügig größer als das Volumen des zweiten Profils, um durch plastischeArea for arrangement is unimpaired. Optionally, a volume (e.g. a material volume) of the first profile matches a volume (e.g. a cavity volume) of the second profile or is slightly larger than the volume of the second profile in order to be plastic

Verformung (beispielsweise FlieBpressen) bei der Presspassung die Bildung vonDeformation (for example extrusion) during the press fit the formation of

Lufteinschlüsse an der Verbindung zwischen dem Kühlkörper und demAir pockets at the connection between the heatsink and the

Wärmetransportmodul auszuschließen. Dadurch kann ein Wärmeleitwiderstand reduziert werden.To exclude heat transport module. This allows thermal conduction resistance to be reduced.

Das zweite Ende kann dem ersten Ende gegenüberliegen bei zumindest einem des mindestens einen Wärmetransportmoduls. Alternativ oder ergänzend kann sich zumindest ein Wärmetransportmodul des mindestens einen Wärmetransportmoduls vom zweiten Ende entlang einer Längsrichtung zum ersten Ende erstrecken und/oder quer (vorzugsweise senkrecht) zur Fläche des ersten Endes angeordnet sein. Zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende kann seitlich zurThe second end may be opposite the first end in at least one of the at least one heat transport module. Alternatively or additionally, at least one heat transport module of the at least one heat transport module can extend from the second end along a longitudinal direction to the first end and/or be arranged transversely (preferably perpendicular) to the surface of the first end. Between the first end and the second end can be used laterally

Längsrichtung (beispielsweise parallel zur Längsrichtung) eine weitere Kontaktfläche angeordnet sein. Alternativ oder ergänzend kann das mindestens eineA further contact surface may be arranged in the longitudinal direction (for example parallel to the longitudinal direction). Alternatively or additionally, at least one can do this

Wärmetransportmodul jeweils mehrere Kontaktflächen zur Aufnahme der Wärme aufweisen.Heat transport module each have several contact surfaces to absorb the heat.

Beispielsweise kann eine erste Kontaktfläche am in der Längsrichtung dem erstenFor example, a first contact surface can be on the first in the longitudinal direction

Ende gegenüberliegenden zweiten Ende angeordnet und/oder quer, insbesondere senkrecht, zur Längsrichtung sein. Alternativ oder ergänzend kann eine zweiteEnd opposite second end and / or be arranged transversely, in particular perpendicular, to the longitudinal direction. Alternatively or additionally, a second one can be used

Kontaktfläche seitlich (d.h. lateral) versetzt zur Längsrichtung und/oder parallel zurContact surface laterally (i.e. laterally) offset from the longitudinal direction and/or parallel to the

Längsrichtung sein.Be longitudinal.

Der Kühlkörper kann unabhängig von der elektrischen Schaltung ausgebildet sein.The heat sink can be designed independently of the electrical circuit.

Alternativ oder ergänzend kann das mindestens eine Wärmetransportmodul abhängig von einer Topographie der mindestens einen Wärmeabgabestelle der elektrischen Schaltung mit dem Kühlkörper verbunden und/oder geformt sein.Alternatively or additionally, the at least one heat transport module can be connected and/or shaped to the heat sink depending on a topography of the at least one heat release point of the electrical circuit.

Der (beispielsweise generische) Kühlkörper kann über das mindestens eineThe (for example generic) heat sink can have at least one

Wärmetransportmodul (beispielsweise in modularer Bauweise) an die Topographie der mindestens einen Wärmeabgabestelle der elektrischen Schaltung angepasst sein. Der Kühlkörper kann dadurch trotz der wärmeleitenden Anbindung von der elektrischen Schaltung dazu beabstandet sein, um eine Kollision auszuschließen.Heat transport module (for example in a modular design) can be adapted to the topography of the at least one heat release point of the electrical circuit. The heat sink can thereby be spaced from the electrical circuit despite the heat-conducting connection in order to exclude a collision.

Alternativ oder ergänzend kann das mindestens eine Wärmetransportmodul durch eine Form (beispielsweise am zweiten Ende) und/oder eine Länge (z.B. in derAlternatively or additionally, the at least one heat transport module can have a shape (for example at the second end) and/or a length (for example in the

Längsrichtung) des mindestens einen Wärmetransportmodules (beispielsweise auf dem Schaltungsträger) verteilte und/oder unterschiedlich ausgerichteteLongitudinal direction) of the at least one heat transport module (for example on the circuit carrier) distributed and / or differently aligned

Wärmeabgabestellen zur Aufnahme der Wärme der elektrischen Schaltung kontaktieren.Contact heat release points to absorb the heat from the electrical circuit.

Die Vorrichtung kann eine Vielzahl der Wärmetransportmodule umfassen. DieThe device can include a plurality of heat transport modules. The

Wärmetransportmodule können sich jeweils vom Kühlkörper mit unterschiedlichenHeat transport modules can each have different heat sinks

Längen zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende (beispielsweise zueinander parallel) erstrecken. Die unterschiedlichen Längen können einerLengths between the first end and the second end (e.g. parallel to each other) extend. The different lengths can be one

Topographie der Wärmeabgabestellen der elektrischen Schaltung (beispielsweise der Bauhöhen von Bauteilen der elektrischen Schaltung auf dem Schaltungsträger) entsprechen. Die unterschiedlichen Längen können komplementär zu einerTopography of the heat release points of the electrical circuit (for example the heights of components of the electrical circuit on the circuit carrier). The different lengths can complement one another

Topographie der mindestens einen Wärmeabgabestelle der elektrischen Schaltung sein. Alternativ oder ergänzend können die unterschiedlichen Längen den Abständen von der Kühlkörperbasis zur jeweiligen Wärmeabgabefläche entsprechen.Topography of the at least one heat release point of the electrical circuit. Alternatively or additionally, the different lengths can correspond to the distances from the heat sink base to the respective heat emission surface.

Durch die Form und/oder Länge der Wärmetransportmodule können verteilte und/oder unterschiedlich ausgerichtete Wärmeabgabestellen zur Aufnahme derDue to the shape and/or length of the heat transport modules, distributed and/or differently oriented heat release points can be used to accommodate the heat transfer modules

Wärme der elektrischen Schaltung kontaktiert oder kontaktierbar sein.Heat of the electrical circuit can be contacted or contacted.

Der Kühlkörper kann Aluminium oder Kupfer oder eine Legierung (beispielsweise mitThe heat sink can be aluminum or copper or an alloy (for example with

Aluminium und Kupfer) umfassen. Alternativ oder ergänzend kann das mindestens eine Wärmetransportmodul Kupfer oder Aluminium oder eine Legierung (beispielsweise mit Aluminium und Kupfer) umfassen.aluminum and copper). Alternatively or additionally, the at least one heat transport module can comprise copper or aluminum or an alloy (for example with aluminum and copper).

Durch die große Wärmeleitfähigkeit von Kupfer können unterschiedlich langeDue to the high thermal conductivity of copper, they can last for different lengths

Wärmeleitungswege bis zum Kühlkörper thermisch ausgeglichen sein. Durch die geringe Dichte von Aluminium kann ein Gesamtgewicht der Vorrichtung gering sein.Heat conduction paths to the heat sink must be thermally balanced. Due to the low density of aluminum, the overall weight of the device can be low.

Zwischen dem Schaltungsträger (beispielsweise der Leiterplatte) und derBetween the circuit carrier (for example the circuit board) and the

Kühlkörperbasis des Kühlkörpers und/oder neben dem mindestens einenHeat sink base of the heat sink and/or next to the at least one

Wärmetransportmodul kann ein Bauteil auf dem Schaltungsträger (beispielsweise auf der Leiterplatte) angeordnet sein, welches in Richtung des Kühlkörpers höher aufbaut als die über das Wärmetransportmodul kontaktierte Wärmeabgabestelle.Heat transport module, a component can be arranged on the circuit carrier (for example on the circuit board), which is higher in the direction of the heat sink than the heat release point contacted via the heat transport module.

Beispielsweise kann ein über das Wärmetransportmodul thermisch angeschlossenesFor example, a thermally connected via the heat transport module

Bauteil kleiner sein als das zwischen der Kühlkörperbasis und dem Schaltungsträger und/oder neben dem mindestens einen Wärmetransportmodul auf demComponent be smaller than that between the heat sink base and the circuit carrier and / or next to the at least one heat transport module on the

Schaltungsträger angeordnete (d.h. bestückte) Bauteil.Circuit carrier arranged (i.e. populated) component.

In jedem Ausführungsbeispiels ist vorzugsweise der Schaltungsträger (beispielsweise die Leiterplatte) parallel zur Kühlkörperbasis ausgerichtet, wenn oder nachdem der Kühlkörper daran angeordnet ist.In each exemplary embodiment, the circuit carrier (e.g. the circuit board) is preferably aligned parallel to the heat sink base when or after the heat sink is arranged thereon.

Der Kühlkörper und/oder das mindestens eine Wärmetransportmodul können mit einem Fluid gefüllt sein. Beispielsweise kann das mindestens eineThe heat sink and/or the at least one heat transport module can be filled with a fluid. For example, at least one can

Wärmetransportmodul ein parallel zum Wärmestrom oder einer Längsrichtung desHeat transport module parallel to the heat flow or a longitudinal direction of the

Wärmetransportmoduls vom zweiten Ende zum ersten Ende ausgerichtetesHeat transport module aligned from the second end to the first end

Wärmerohr umfassen. Beispielsweise können ein Siedepunkt eines im Wärmerohr hermetisch eingeschlossenen Arbeitsmediums auf die Temperatur am ersten Ende und ein Kondensationspunkt des Arbeitsmediums auf die Temperatur am zweitenInclude heat pipe. For example, a boiling point of a working medium hermetically sealed in the heat pipe can be set to the temperature at the first end and a condensation point of the working medium can be set to the temperature at the second

Ende des Wärmetransportmoduls angepasst sein.Be adapted to the end of the heat transport module.

Durch das Wärmerohr kann der gesamte Wärmeleitwiderstand des Verbunds ausThe entire thermal conductivity of the composite can be determined through the heat pipe

Wärmetransportmodul und Kühlkörper weiter reduziert werden. Beispielsweise kann der gesamte Wärmeleitwiderstand kleiner als bei einem integral-einstückigen Bauteil mit der entsprechenden kombinierten Form des Wärmetransportmoduls und desHeat transport module and heat sink can be further reduced. For example, the total heat conduction resistance can be smaller than in an integral, one-piece component with the corresponding combined shape of the heat transport module and the

Kühlkörpers sein.Be a heat sink.

Das Arbeitsmedium kann ein Kältemittel sein. Alternativ oder ergänzend kann zurThe working medium can be a refrigerant. Alternatively or in addition to

Minimierung des Wärmeleitwiderstands ein Stoff des Arbeitsmediums und/oder einMinimization of the thermal conduction resistance a substance of the working medium and/or a

Druck des Arbeitsmediums so gewählt sein, dass die Siedetemperatur desThe pressure of the working medium must be chosen so that the boiling temperature of the

Arbeitsmediums am zweiten Ende nur knapp über und/oder am ersten Ende nur knapp unter der Siedetemperatur des Arbeitsmediums ist.Working medium at the second end is just above and / or at the first end just below the boiling temperature of the working medium.

Als ein Ausführungsbeispiel des Wärmerohrs kann das Wärmetransportmodul am ersten Ende eine Bohrung entlang der Längsrichtung aufweisen, welche mit demAs an exemplary embodiment of the heat pipe, the heat transport module can have a hole along the longitudinal direction at the first end, which is connected to the

Arbeitsmedium befüllt und durch die Presspassung gasdicht verschlossen ist.Working medium is filled and sealed gas-tight by the press fit.

Ein zweiter Aspekt der Technik betrifft ein System, das eine elektrische Schaltung (beispielsweise einen Schaltungsträger mit der elektrischen Schaltung) und eineA second aspect of the technology relates to a system that has an electrical circuit (for example a circuit carrier with the electrical circuit) and a

Vorrichtung zum Abführen von Wärme der elektrischen Schaltung gemäß dem erstenDevice for dissipating heat from the electrical circuit according to the first

Aspekt umfasst. Die Kontaktfläche (oder Kontaktflächen) des mindestens einenaspect includes. The contact area (or areas) of the at least one

Wärmetransportmoduls kann (oder können) die mindestens eine Wärmeabgabestelle der elektrischen Schaltung zur Aufnahme der Wärme der elektrischen Schaltung kontaktieren.Heat transport module can (or can) contact the at least one heat release point of the electrical circuit to absorb the heat of the electrical circuit.

In jedem Aspekt kann der Schaltungsträger mit der elektrischen Schaltung ein sogenanntes "System on a Module" (SOM-Board) sein.In every aspect, the circuit carrier with the electrical circuit can be a so-called “system on a module” (SOM board).

Das System kann jedes im Zusammenhang mit dem Vorrichtungsaspekt genanntesThe system can be any of those mentioned in connection with the device aspect

Merkmal aufweisen. Beispielsweise kann das mindestens einehave characteristic. For example, at least one can

Wärmetransportmodul angepasst sein an eine Topographie der mindestens einenHeat transport module be adapted to a topography of at least one

Wärmeabgabestelle der elektrischen Schaltung.Heat release point of the electrical circuit.

Ein dritter Aspekt der Technik betrifft ein Ensemble von Vorrichtungen zum Abführen von Wärme einer elektrischen Schaltung gemäß dem ersten Aspekt, wobei dieA third aspect of the technique relates to an ensemble of devices for dissipating heat from an electrical circuit according to the first aspect, wherein the

Vorrichtungen des Ensembles den gleichen Kühlkörper aufweisen und sich darin unterscheiden, dass das mindestens eine Wärmetransportmodule an verschiedenenDevices in the ensemble have the same heat sink and differ in that the at least one heat transport module is on different ones

Fügestellen des Kühlkörpers mechanisch und wärmeleitend mit dem Kühlkörper verbunden ist und/oder dass das mindestens eine Wärmetransportmodule unterschiedliche Längen zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende aufweist.Joints of the heat sink are mechanically and thermally conductively connected to the heat sink and/or that the at least one heat transport module has different lengths between the first end and the second end.

Vorteilhafterweise kann der gleiche Kühlkörper für verschiedene elektrischeAdvantageously, the same heat sink can be used for different electrical

Schaltungen verwendet werden.Circuits are used.

Ein vierter Aspekt der Technik betrifft einen Teilesatz für eine Vorrichtung zumA fourth aspect of the technology relates to a set of parts for a device for

Abführen von Wärme einer elektrischen Schaltung gemäß dem ersten Aspekt oder für ein Ensemble gemäß dem dritten Aspekt. Der Teilesatz umfasst einen oder mehrere gleiche Kühlkörper, der bzw. die eine Kühlkörperbasis und mehrere sich von der Kühlkörperbasis erstreckende Kühlrippen zur Abgabe von Wärme aufweist bzw. aufweisen. Ferner umfasst der Teilesatz eine Vielzahl von Wärmetransportmodulen, die jeweils an einem ersten Ende des Wärmetransportmoduls mittels Presspassung und/oder metallischen Stoffschlusses an einer Fügestelle des Kühlkörpers mechanisch und wärmeleitend mit dem Kühlkörper verbindbar sind, und die jeweils an einem vom ersten Ende beabstandeten zweiten Ende des Wärmetransportmoduls eine Kontaktfläche aufweisen, die dazu ausgebildet ist, mindestens eineDissipating heat from an electrical circuit according to the first aspect or for an ensemble according to the third aspect. The set of parts includes one or more identical heat sinks, which has or have a heat sink base and a plurality of cooling fins extending from the heat sink base for dissipating heat. Furthermore, the set of parts comprises a plurality of heat transport modules, each of which can be mechanically and thermally conductively connected to the heat sink at a first end of the heat transport module by means of a press fit and/or metallic material connection at a joint of the heat sink, and each of which can be connected to the heat sink at a second end spaced apart from the first end Heat transport module have a contact surface that is designed to have at least one

Wärmeabgabestelle der elektrischen Schaltung zur Aufnahme der Wärme der elektrischen Schaltung zu kontaktieren, wobei die Vielzahl vonTo contact the heat release point of the electrical circuit to absorb the heat of the electrical circuit, the plurality of

Wärmetransportmodulen unterschiedliche Längen zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende aufweist.Heat transport modules have different lengths between the first end and the second end.

Vorteilhafterweise kann der Teilesatz einen modularen Aufbau der Vorrichtung angepasst an die elektrische Schaltungen ermöglichen.Advantageously, the set of parts can enable a modular structure of the device adapted to the electrical circuits.

Ein fünfter Aspekt der Technik betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Abführen von Wärme einer elektrischen Schaltung. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Bereitstellens eines Kühlkörpers, der eine Kühlkörperbasis und mehrere sich von der Kühlkörperbasis erstreckende Kühlrippen zur Abgabe vonA fifth aspect of the technology relates to a method for producing a device for dissipating heat from an electrical circuit. The method includes a step of providing a heat sink that includes a heat sink base and a plurality of cooling fins extending from the heat sink base for dispensing

Wärme aufweist.Has heat.

Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Pressfügens und/oder metallstoffschlüssigen Fügens mindestens eines Wärmetransportmoduls jeweils mit einem ersten Ende des Wärmetransportmoduls an einer Fügestelle des Kühlkörpers zur mechanischen und wärmeleitenden Verbindung mit dem Kühlkörper.The method further comprises a step of press-joining and/or metal-material joining of at least one heat transport module, each with a first end of the heat transport module at a joint of the heat sink for mechanical and heat-conducting connection to the heat sink.

Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Kontaktierens des mindestens einenThe method further comprises a step of contacting the at least one

Wärmetransportmoduls jeweils mit einer an einem vom ersten Ende beabstandeten zweiten Ende des Wärmetransportmoduls angeordneten Kontaktfläche an mindestens einer Wärmeabgabestelle der elektrischen Schaltung zur Aufnahme derHeat transport module each with a contact surface arranged on a second end of the heat transport module spaced from the first end on at least one heat release point of the electrical circuit for receiving the

Wärme der elektrischen Schaltung.Heat of the electrical circuit.

Der Schritt des Pressfügens bedeutet das Herstellen einer Presspassung. Alternativ oder ergänzend bedeutet das metallstoffschlüssige Fügen das Herstellen eines metallischen Stoffschlusses. Vorzugsweise wird das metallstoffschlüssige Fügen durch Kaltverschweißen ohne zusätzliches Einbringen von Prozesswärme ausgeführt.The step of press joining means creating a press fit. Alternatively or additionally, metal-to-material joining means creating a metallic material connection. The metal-to-metal joining is preferably carried out by cold welding without additional input of process heat.

Der Kühlkörper kann eine Vielzahl von Fügestellen aufweisen. Das Fügen (d.h. dasThe heat sink can have a variety of joints. The joining (i.e. that

Pressfügen und/oder das metallstoffschlüssige Fügen) kann ein Auswählen derPress joining and/or metal-to-metal joining) can involve selecting the

Fügestelle aus der Vielzahl von Fügestellen abhängig von (beispielsweise derJoint from the multitude of joints depending on (for example the

Topographie) der elektrischen Schaltung umfassen.Topography) of the electrical circuit.

Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Einkürzens, optional des Fräsens, des mindestens einen Wärmetransportmoduls jeweils am zweiten Ende abhängig von der elektrischen Schaltung umfassen. Beispielsweise wird das Einkürzen nach demThe method can further include a step of shortening, optionally milling, the at least one heat transport module at the second end depending on the electrical circuit. For example, shortening is done after

Fügen (d.h. nach dem Pressfügen und/oder nach dem metallstoffschlüssigen Fügen) _ ausgeführt.Joining (i.e. after press joining and/or after metal-material joining) _ carried out.

Beispielsweise kann eine Vielzahl von Wärmetransportmodulen (nach dem Fügen der Vielzahl von Wärmetransportmodulen mit dem Kühlkörper) in einem Vorgang (beispielsweise in einem Fräsvorgang) abhängig von (beispielsweise derFor example, a plurality of heat transport modules (after joining the plurality of heat transport modules to the heat sink) in one process (for example in a milling process) depending on (for example the

Topographie) der elektrischen Schaltung eingekürzt werden.Topography) of the electrical circuit can be shortened.

Ein Vorteil des Einkürzens ist eine genaue Abstimmung der Maße gegenüber einem vorherigen Anpassen, wodurch eine höhere Maßgenauigkeit erzielbar ist. Durch die während des Vorgangs bereits bestehende mechanische Verbindung derOne advantage of shortening is that the dimensions are precisely coordinated compared to previous adjustment, which means that greater dimensional accuracy can be achieved. Due to the mechanical connection that already exists during the process

Wärmetransportmodule über den Kühlkörper können die Wärmetransportmodule präzise entsprechend (beispielsweise der Topographie) der Wärmeabgabestellen der elektrischen Schaltung eingekürzt werden.Heat transport modules via the heat sink can be shortened precisely according to (for example the topography) of the heat release points of the electrical circuit.

Das Bereitstellen des Kühlkörpers kann ein Extrudieren (beispielsweiseProviding the heat sink may involve extrusion (for example

Strangpressen) des Kühlkörpers umfassen, beispielsweise einschließlich derExtrusion) of the heat sink include, for example including

Kühlkörperbasis und der Kühlrippen und/oder einschließlich der einen oder mehrerenHeat sink base and the cooling fins and/or including the one or more

Fügestellen (d.h. des zweiten Profils).Joints (i.e. the second profile).

Das Verfahren kann ferner ein Bereitstellen (beispielsweise ein Extrudieren, vorzugsweise Strangpressen) des mindestens einen Wärmetransportmoduls umfassen, beispielsweise einschließlich des ersten Profils am ersten Ende zurThe method may further comprise providing (for example extruding, preferably extrusion) the at least one heat transport module, for example including the first profile at the first end

Presspassung und/oder einschließlich der Kontaktfläche am zweiten Ende, die dazu ausgebildet ist, eine Wärmeabgabestelle der elektrischen Schaltung zur Aufnahme der Wärme der elektrischen Schaltung zu kontaktieren.Press fit and/or including the contact surface at the second end, which is designed to contact a heat release point of the electrical circuit for receiving the heat of the electrical circuit.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen, die wahlweise miteinander kombinierbar sind, näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings using preferred embodiments that can optionally be combined with one another.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines herkömmlichen Kühlkörpers gemäß einem Referenzbeispiel;1 is a schematic sectional view of a conventional heat sink according to a reference example;

Fig.2 eine schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung zum Abführen vonFig.2 is a schematic sectional view of a device for discharging

Wärme einer elektrischen Schaltung gemäß einem erstenHeat of an electrical circuit according to a first

Ausführungsbeispiel;embodiment;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht, mit Blickrichtung parallel der Kühlrippen, einer Vorrichtung zum Abführen von Wärme einer elektrischen Schaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;3 shows a schematic side view, looking parallel to the cooling fins, of a device for dissipating heat from an electrical circuit according to a second exemplary embodiment;

Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung, mit Blickrichtung senkrecht derFig. 4 is a schematic sectional view, looking perpendicular to the direction

Kühlrippen, der Vorrichtung zum Abführen von Wärme einer elektrischenCooling fins, the device for dissipating heat from an electrical

Schaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;Circuit according to the second exemplary embodiment;

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht, mit Blickrichtung parallel der Kühlrippen, einer Vorrichtung zum Abführen von Wärme einer elektrischen Schaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;5 is a schematic side view, looking in the direction parallel to the cooling fins, of a device for dissipating heat from an electrical circuit according to a third exemplary embodiment;

Fig. 6 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Beispiels einerFig. 6 is a schematic sectional view of a first example

Presspassung, die in jedem Ausführungsbeispiel einsetzbar ist;Press fit that can be used in any embodiment;

Fig. 7 eine schematische Schnittdarstellung eines dritten Beispiels einerFig. 7 is a schematic sectional view of a third example

Fig.8 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zumFig.8 is a schematic perspective view of a device for

Abführen von Wärme einer elektrischen Schaltung gemäß einem viertenDissipating heat from an electrical circuit according to a fourth

Ausführungsbeispiel;embodiment;

Fig. 9 eine schematisches Flussdiagram eines Herstellungsverfahrens einesFig. 9 is a schematic flow diagram of a manufacturing process

Ausführungsbeispiels der Vorrichtung; undEmbodiment of the device; and

Fig. 10 A-C schematische Darstellungen eines fünften Beispiels einerFig. 10 A-C schematic representations of a fifth example

Presspassung, die in jedem Ausführungsbeispiel einsetzbar ist, in verschiedenen Stadien eines Pressfügens mittels einesPress fit, which can be used in any exemplary embodiment, in various stages of a press fit by means of a

Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Herstellungsprozesses, das auf weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßenEmbodiment of a manufacturing process according to the invention, which refers to further embodiments of a manufacturing process according to the invention

Herstellungsprozesses einsetzbar ist.Manufacturing process can be used.

Hierin sind in verschiedenen Ausführungsformen gezeigte oder beschriebeneVarious embodiments are shown or described herein

Merkmale mit gleichen Bezugszeichen austauschbar.Features with the same reference numbers are interchangeable.

Fig. 1 zeigt ein Referenzbeispiel. Durch die thermische Anbindung eines Bauteils 14 an eine Basis 12 eines Kühlkörpers 11 ist der Abstand zwischen Leiterplatte 13 undFig. 1 shows a reference example. Due to the thermal connection of a component 14 to a base 12 of a heat sink 11, the distance between the circuit board 13 and

Basis 12 festgelegt. Dies schließt aus, dass ein weiteres Bauteil 14 mit größererBase 12 set. This excludes the possibility of another component 14 with a larger size

Bauhöhe unter dem Kühlkörper auf der Leiterplatte 13 untergebracht werden kann.Overall height can be accommodated under the heat sink on the circuit board 13.

Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der allgemein mit Bezugszeichen 100 bezeichneten Vorrichtung zum Abführen vonFig. 2 shows a schematic sectional view of a first exemplary embodiment of the device for discharging, generally designated by reference numeral 100

Wärme einer elektrischen (beispielsweise elektronischen) Schaltung.Heat of an electrical (e.g. electronic) circuit.

Die Vorrichtung 100 umfasst einen Kühlkörper 110 mit eine Kühlkörperbasis 114 und mehrere sich von der Kühlkörperbasis erstreckenden Kühlrippen 112 zur Abgabe vonThe device 100 includes a heat sink 110 with a heat sink base 114 and a plurality of cooling fins 112 extending from the heat sink base for dispensing

Wärme.Warmth.

Ferner umfasst die Vorrichtung 100 mindestens ein Wärmetransportmodul 120.Furthermore, the device 100 includes at least one heat transport module 120.

Jedes Wärmetransportmodul 120 ist jeweils an einem ersten Ende 122 desEach heat transport module 120 is at a first end 122 of the

Wärmetransportmoduls 120 mittels Presspassung 130 und/oder metallischenHeat transport module 120 by means of a press fit 130 and/or metallic

Stoffschlusses an einer Fügestelle des Kühlkörpers 110 mechanisch und wärmeleitend mit dem Kühlkörper 110 verbunden. Jedes Wärmetransportmodul 120 weist jeweils an einem vom ersten Ende 122 beabstandeten zweiten Ende 124 desMaterial connection at a joint of the heat sink 110 is mechanically and thermally conductively connected to the heat sink 110. Each heat transport module 120 has a second end 124 spaced apart from the first end 122

Wärmetransportmoduls 120 eine Kontaktfläche 144 auf, die dazu ausgebildet ist, mindestens eine Wärmeabgabestelle 142 der elektrischen Schaltung zur Aufnahme der Wärme der elektrischen Schaltung zu kontaktieren.Heat transport module 120 has a contact surface 144, which is designed to contact at least one heat release point 142 of the electrical circuit to absorb the heat of the electrical circuit.

Durch die Presspassung 130 und/oder den metallischen Stoffschlusses kann einThe press fit 130 and/or the metallic material connection can result in a

Wärmestrom in der Richtung 126 so effizient fließen, wie wenn dasHeat flow in the direction 126 flow as efficiently as if that

Wärmetransportmodul 120 und der Kühlkörpers 110 integral-einstückig (beispielsweiße ein Metallgussteil oder aus einem Werkstück gefräst) wäre.Heat transport module 120 and the heat sink 110 would be integral in one piece (for example, a metal casting or milled from a workpiece).

Im Gegensatz zur in Fig. 1 gezeigten direkten thermischen Anbindung ermöglichenIn contrast to the direct thermal connection shown in Fig. 1

Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 die kombinierte Funktion als Heatspreader und Spacer, d.h. als thermische Abstandsüberbrückung, falls die Wärmeabgabestelle 142 der elektrischen Schaltung flacher ist als weitere Bauelemente auf einemEmbodiment of the device 100 has the combined function as a heat spreader and spacer, i.e. as a thermal distance bridging if the heat release point 142 of the electrical circuit is flatter than other components on one

Schaltungsträger 140 (beispielsweise einer Leiterplatte 140) der elektrischenCircuit carrier 140 (for example a circuit board 140) of the electrical

Schaltung unterhalb der des Kühlkôrpers.Circuit below that of the heat sink.

Zwischen der Leiterplatte 140 und der Kühlkörperbasis 114 des Kühlkörpers 110 und/oder neben dem mindestens einen Wärmetransportmodul 120 ist ein Bauteil 146 auf der Leiterplatte 140 angeordnet ist, welches in der Richtung 126 zum Kühlkörper 110 höher aufbaut als die jeweils über ein Wärmetransportmodul 120 kontaktierteBetween the circuit board 140 and the heat sink base 114 of the heat sink 110 and/or next to the at least one heat transport module 120, a component 146 is arranged on the circuit board 140, which is higher in the direction 126 to the heat sink 110 than the one contacted via a heat transport module 120

Wärmeabgabestelle 142 oder Wärmeabgabestellen 142.Heat release point 142 or heat release points 142.

Die Modularität der Vorrichtung 100, d.h. die Verwendung eines Kühlkörpers 110 für verschiedene elektrische Schaltungen mit verschiedenen Wärmeabgabestelle 142, besteht aufgrund der Wahlfreiheit (beispielsweise hinsichtlich Fügestelle und Form des mindestens einen Wärmetransportmoduls) beim Fügen des Kühlkörpers 110 mit dem Wärmetransportmodul 120 oder den mehreren Wärmetransportmodulen 120.The modularity of the device 100, i.e. the use of a heat sink 110 for different electrical circuits with different heat release points 142, exists due to the freedom of choice (for example with regard to the joint and shape of the at least one heat transport module) when joining the heat sink 110 with the heat transport module 120 or the multiple heat transport modules 120 .

Diese Modularität wird ohne separate Fügeelemente (wie Schraub- und/oder Feder-This modularity is achieved without separate joining elements (such as screw and/or spring

Verbindungen) erreicht, welche herkömmlicherweise zusätzliche Montageschritte erfordern und den Wärmeleitwiderstand vergrößern, da verschraubte oder federbelastete Kontaktflächen auf eine molekularen Eben nur abschnittsweise inConnections) are achieved, which conventionally require additional assembly steps and increase the thermal conduction resistance, since screwed or spring-loaded contact surfaces are only partially in place on a molecular level

Kontakt stehen zur Wärmeleitung.Make contact with heat conduction.

Fig. 3 zeigt eine schematische Seitenansicht (mit Blickrichtung parallel derFig. 3 shows a schematic side view (looking parallel to the

Kühlrippen 112) einer Vorrichtung 100 zum Abführen von Wärme einer elektrischenCooling fins 112) of a device 100 for dissipating heat from an electrical

Schaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.Circuit according to a second exemplary embodiment.

Durch die Wärmetransportmodule 120 kann die elektrische Schaltung zwei zueinander parallele Leiterplatten 140 umfassen. Beispielsweise ermöglichen dieThrough the heat transport modules 120, the electrical circuit can include two circuit boards 140 that are parallel to each other. For example, they enable

Wärmetransportmodule 120, dass die elektrische Schaltung einer räumlichenHeat transport modules 120 that the electrical circuit of a spatial

Struktur mit mehreren Ebenen aufweist. Eine (obere) erste Leiterplatte 140 umfasstStructure with multiple levels. An (upper) first circuit board 140 includes

Bauteile 148, die in herkömmlicher Weise direkt die Kühlkörperbasis 114 kontaktieren. Eine (untere) zweite Leiterplatte 140 umfasst Bauteile, die alsComponents 148 that directly contact the heat sink base 114 in a conventional manner. A (lower) second circuit board 140 includes components that are as

Wärmeabgabestelle 142 über mindestens ein Wärmetransportmodul 120 an denHeat release point 142 via at least one heat transport module 120 to the

Kühlkörper 110 thermisch gekoppelt sind.Heat sinks 110 are thermally coupled.

Fig. 4 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels der Fig. 3 entlang der Schnittlinie A-A. Optional kann die zweite Leiterplatte 140 mindestens einFig. 4 shows schematically a sectional view of the exemplary embodiment of Fig. 3 along the section line AA. Optionally, the second circuit board 140 can have at least one

Bauteil 146 umfassen, das im durch die Wärmetransportmodule 120 geschaffenenComponent 146 include that created by the heat transport modules 120

Raum angeordnete ist. Beispielsweise ist die zweite Leiterplatte 140 größer als die erste Leiterplatte 140. Das Bauteil 146 ist auf der zweiten Leiterplatte 140 außerhalb der ersten Leiterplatte angeordnet und erstreckt über die Ebene der ersten Platine 140 hinaus.Space is arranged. For example, the second circuit board 140 is larger than the first circuit board 140. The component 146 is arranged on the second circuit board 140 outside the first circuit board and extends beyond the plane of the first circuit board 140.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist dasIn the exemplary embodiments described above, this is

Wärmetransportmodul 120 bzw. sind die Wärmetransportmodule 120 an dieHeat transport module 120 or are the heat transport modules 120 to the

Kühlkörperbasis 114 gefügt zur thermischen Kontaktierung der Wärmeabgabestellen 142 von Bauteilen unterhalb der Kühlkörperbasis 114 und/oder zwischen denHeat sink base 114 joined for thermally contacting the heat release points 142 of components below the heat sink base 114 and/or between them

Kühlrippen 112.Cooling fins 112.

Bei einem in Fig. 5 schematisch gezeigten dritten Ausführungsbeispiel derIn a third exemplary embodiment shown schematically in FIG. 5

Vorrichtung 100 ist mindestens ein Wärmetransportmodul 120 an eine randständigeDevice 100 is at least one heat transport module 120 on an edge

Kühlrippe 112 gefügt zur thermischen Kontaktierung von Wärmeabgabestellen 142 (d.h. Bauteilen), die seitlich neben dem Kühlkörper 110 auf der Leiterplatte 140 angeordnet sind.Cooling fin 112 joined for thermal contacting of heat release points 142 (i.e. components), which are arranged laterally next to the heat sink 110 on the circuit board 140.

Diese seitliche Ankopplung von Bauteilen an eine Kühlrippe 112 ist mit jeder der vorstehend beschriebenen Ankopplungen von Bauteilen an die Kühlkörperbasis 114 kombinierbar.This lateral coupling of components to a cooling fin 112 can be combined with any of the couplings of components to the heat sink base 114 described above.

Alternativ oder ergänzend können, wie im Kontext des dritten Ausführungsbeispiels in Fig. 5 schematisch gezeigt, mehrere Wärmeabgabestellen 142 (z.B. mehrereAlternatively or additionally, as shown schematically in the context of the third exemplary embodiment in FIG. 5, several heat release points 142 (e.g. several

Bauteil) der elektrischen Schaltung an ein Wärmetransportmodul 120 angekoppelt sein.Component) of the electrical circuit can be coupled to a heat transport module 120.

Das erste Ende 122 und das zweite Ende 124 liegen in Längsrichtung 126 desThe first end 122 and the second end 124 lie in the longitudinal direction 126 of the

Wärmetransportmoduls 120 gegenüber. Bei zumindest einem Wärmetransportmodul 120 ist seitlich zur Längsrichtung 126 eine weitere Kontaktfläche 144 (beispielsweise parallel zur Längsrichtung 126) angeordnet ist.Heat transport module 120 opposite. In the case of at least one heat transport module 120, a further contact surface 144 is arranged laterally to the longitudinal direction 126 (for example parallel to the longitudinal direction 126).

So kann eine erste Kontaktfläche 144 (beispielsweise senkrecht zur Längsrichtung 126) am in der Längsrichtung 126 dem ersten Ende 122 gegenüberliegenden zweiten Ende 124 des Wärmetransportmoduls 120 angeordnet sein. Zusätzlich kann eine zweite Kontaktfläche 144 (beispielsweise parallel zur Längsrichtung) seitlich (d.h. lateral) versetzt zur Längsrichtung 126 am Wärmetransportmodul 120 angeordnet sein.A first contact surface 144 (for example perpendicular to the longitudinal direction 126) can be arranged on the second end 124 of the heat transport module 120, which is opposite the first end 122 in the longitudinal direction 126. In addition, a second contact surface 144 (for example parallel to the longitudinal direction) can be arranged laterally (i.e. laterally) offset from the longitudinal direction 126 on the heat transport module 120.

Die Fign. 6 und 7 zeigen schematische Schnittdarstellungen von Beispielen derThe figures 6 and 7 show schematic sectional views of examples of the

Presspassung, die in jedem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 einsetzbar sind. Die linke Bildhälfte zeigt den Zustand vor dem Fügen und die rechte Bildhälfte den gefügten Zustand von Kühlkörper 110 und Wärmetransportmodul 120.Press fit that can be used in any embodiment of the device 100. The left half of the picture shows the state before joining and the right half of the picture shows the joined state of heat sink 110 and heat transport module 120.

Das erste Ende des Wärmetransportmoduls 120 weist ein erstes Profil derThe first end of the heat transport module 120 has a first profile

Presspassung auf. Die Fügestelle des Kühlkörpers 110 weist ein komplementäres zweites Profil der Presspassung auf. Während in den gezeigten Beispielen das erstePress fit. The joint of the heat sink 110 has a complementary second profile of the press fit. While in the examples shown the first

Profil konvex und das zweite Profil konkave sind, können in jedemProfile is convex and the second profile is concave, can be used in any

Ausführungsbeispiel die ersten und zweiten Profile auch vertauscht sein.In the exemplary embodiment, the first and second profiles can also be swapped.

Jedes Beispiel umfasst transversale Flächen am ersten Ende desEach example includes transverse surfaces at the first end of the

Wärmetransportmoduls 120, die senkrecht zur Längsrichtung ist (welche die vertikaleHeat transport module 120, which is perpendicular to the longitudinal direction (which is the vertical

Richtung in der Darstellungsebene ist).direction in the representation plane).

Das in Fig. 6 gezeigte erste Beispiel des ersten Profils umfasst V-förmige longitudinale Flächen. Das Fügen kann eine Transversalbewegung senkrecht zurThe first example of the first profile shown in Figure 6 includes V-shaped longitudinal surfaces. The joining can involve a transverse movement perpendicular to the

Längsrichtung umfassen, bei der das erste Profil in das zweite Profile seitlich gesteckt wird und entlang des Kühlkörpers 110 zu gewünschten Fügestelle bewegt wird.Include longitudinal direction, in which the first profile is inserted laterally into the second profile and is moved along the heat sink 110 to the desired joint.

Optional kann dabei auftretende Reibungswärme die Flächen erwärmen oder sogar aufschmelzen, wodurch abschnittsweise der metallische Stoffschluss entsteht.Optionally, the frictional heat that occurs can heat or even melt the surfaces, which creates a metallic bond in sections.

Alternativ oder ergänzend kann, bei jedem Ausführungsbeispiel und/oder jederAlternatively or additionally, in each embodiment and/or each

Profilform, nach bereits erfolgter formschlüssiger und/oder reibschlüssiger Fügung, das erste Ende am Wärmetransportmodul 120 und/oder die Fügestelle amProfile shape, after positive and/or frictional joining, the first end on the heat transport module 120 and/or the joint on

Kühlkörper 110 induktiv erwärmt werden. Durch Anlassen, d.h. das Erwärmen auf eine Anlasstemperatur (beispielsweise von mindestens 500 Grad Celsius), kann einHeat sink 110 is heated inductively. By tempering, i.e. heating to a tempering temperature (for example of at least 500 degrees Celsius), a

Kriechen (d.h. eine viskoelastische oder plastische Verformung) des metallischenCreep (i.e. a viscoelastic or plastic deformation) of the metallic

Wärmetransportmoduls 120 am ersten Ende und/oder des Kühlkörpers 110 an derHeat transport module 120 at the first end and/or the heat sink 110 at the

Fügestelle bewirkt oder beschleunigt werden, so dass die effektive Austauschfläche für die Wärmeleitung auf molekularer Ebene erheblich vergrößert wird oderJoint can be effected or accelerated, so that the effective exchange surface for heat conduction at the molecular level is significantly increased or

Lufteinschlüsse reduziert oder eliminiert werden.Air pockets can be reduced or eliminated.

Kühlkörper 110 induktiv aufgeschmolzen werden für den metallischen Stoffschluss.Heat sinks 110 are inductively melted for metallic material bonding.

Das in Fig. 8 gezeigte zweite Beispiel des ersten Profils umfasst Rechteckprofile als longitudinale Flächen. Das Fügen kann eine Longitudinalbewegung in derThe second example of the first profile shown in FIG. 8 comprises rectangular profiles as longitudinal surfaces. Joining can involve a longitudinal movement in the

Längsrichtung umfassen. Die Profile können (beispielsweise durch unterschiedlich breite und/oder unterschiedlich tiefe Rechteckprofile) gegen ein lateral versetztes fügen gesichert sein.Include longitudinal direction. The profiles can be secured against laterally offset joining (for example by rectangular profiles of different widths and/or different depths).

Fig. 8 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung der Vorrichtung 100 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, bei dem die Kühlrippen 112 zudem als8 shows a schematic perspective view of the device 100 according to a fourth exemplary embodiment, in which the cooling fins 112 also act as

Presspassungsprofil (d.h. als das Kühlkörper-seitige "zweite" Profil derPress-fit profile (i.e. as the heatsink-side "second" profile of the

Presspassung) fungieren. Dadurch ist die Fügestelle in einer großen Fläche despress fit). This means that the joint is in a large area

Kühlkörpers 110 (beispielsweise auf dem Raster der Kühlrippen 112) frei wählbare.Heat sink 110 (for example on the grid of cooling fins 112) can be freely selected.

Dort wo kein Wärmetransportmodul 120 gefügt ist, fungieren die Kühlrippen 112 weiterhin zur Abgabe der Wärme an die Umgebung.Where no heat transport module 120 is joined, the cooling fins 112 continue to function to release heat to the environment.

Fig. 9 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens 1100 zur9 shows a schematic flowchart of a method 1100 for

Herstellung einer Vorrichtung (beispielsweise einem Ausführungsbeispiel der hierin offenbarten Vorrichtung 100) zum Abführen von Wärme einer elektrischen Schaltung.Manufacture a device (e.g., an embodiment of the device 100 disclosed herein) for dissipating heat from an electrical circuit.

In einem Schritt 1102 wird ein Kühlkörper 110 bereitstellt, der eine Kühlkörperbasis 114 und mehrere sich von der Kühlkörperbasis erstreckende Kühlrippen 112 zurIn a step 1102, a heat sink 110 is provided, which has a heat sink base 114 and a plurality of cooling fins 112 extending from the heat sink base

Abgabe von Wärme aufweist.Release of heat.

In einem Schritt 1104 wird durch Pressfügen und/oder metallstoffschlüssiges Fügen mindestens eines Wärmetransportmoduls 120 jeweils mit einem ersten Ende 122 des Wärmetransportmoduls 120 an einer Fügestelle des Kühlkörpers 110 eine mechanische und wärmeleitende Verbindung mit dem Kühlkörper 110 hergestellt.In a step 1104, a mechanical and heat-conducting connection to the heat sink 110 is established by press joining and/or metal-material joining of at least one heat transport module 120, each with a first end 122 of the heat transport module 120 at a joint of the heat sink 110.

In einem Schritt 1106 kontaktiert das mindestens einen Wärmetransportmoduls 120 jeweils mit einer an einem vom ersten Ende 122 beabstandeten zweiten Ende 124 des Wärmetransportmoduls 120 angeordneten Kontaktfläche 144 mindestens eineIn a step 1106, the at least one heat transport module 120 contacts at least one contact surface 144 arranged on a second end 124 of the heat transport module 120 that is spaced from the first end 122

Wärmeabgabestelle 142 der elektrischen Schaltung zur Aufnahme der Wärme der elektrischen Schaltung.Heat release point 142 of the electrical circuit for absorbing the heat of the electrical circuit.

Das Verfahren kann einen jeden vorstehend im Kontext der Vorrichtung 100 beschriebenen Schritt umfassen. Beispielsweise kann das metallstoffschlüssigeThe method may include any step described above in the context of the device 100. For example, the metal-material bonding

Fügen das LichtbogenschweiBen umfassen. Alternativ oder ergänzend zumJoining includes arc welding. Alternatively or in addition to

Pressfügen kann das metallstoffschlüssige Fügen durch das induktive Erwärmen realisiert werden.Press joining, metal-to-material joining can be achieved using inductive heating.

Fügestelle aus der Vielzahl von Fügestellen angepasst an die Topographie der elektrischen Schaltung umfassen.Join from the multitude of joints adapted to the topography of the electrical circuit.

Vorzugsweise nach dem Schritt des Fügens 1104 und/oder vor dem Schritt desPreferably after the joining step 1104 and/or before the step of

Kontaktierens 1106 kann das Verfahren 1100 ferner einen Schritt des Einkürzen, beispielsweise durch Fräsen, des mindestens einen Wärmetransportmoduls 120 umfassen. Dadurch kann am zweiten Ende 124 des jeweiligenContacting 1106, the method 1100 may further include a step of shortening, for example by milling, the at least one heat transport module 120. This allows at the second end 124 of each

Wärmetransportmoduls 120 die Kontaktfläche 144 für den thermischen Kontakt mit der jeweiligen Wärmeabgabestelle 142 entsprechend der Position und/oderHeat transport module 120 the contact surface 144 for thermal contact with the respective heat release point 142 according to the position and / or

Ausrichtung Wärmeabgabestelle 142 hergestellt werden.Alignment of heat release point 142 can be produced.

Beispielsweise kann eine Vielzahl von Wärmetransportmodulen 120 nach demFor example, a variety of heat transport modules 120 according to the

Fügen der Vielzahl von Wärmetransportmodulen 120 in einem Vorgang entsprechend der Topographie der elektrischen Schaltung gefräst werden. Durch die während des Vorgangs bereits bestehende mechanische Verbindung derJoining the plurality of heat transport modules 120 are milled in one process according to the topography of the electrical circuit. Due to the mechanical connection that already exists during the process

Wärmetransportmodule 120 über den Kühlkörper 110 können dieHeat transport modules 120 via the heat sink 110 can

Wärmetransportmodule 120 präzise an das Höhenprofil der Wärmeabgabestellen der elektrischen Schaltung angepasst werden.Heat transport modules 120 can be precisely adapted to the height profile of the heat release points of the electrical circuit.

Das Bereitstellen 1102 des Kühlkörpers 110 kann ein Extrudieren (beispielsweiseProviding 1102 the heat sink 110 may involve extrusion (for example

Kühlkörperbasis 114 und der Kühlrippen 112 und/oder einschließlich der einen oder mehreren Fügestellen (d.h. des zweiten Profils).Heat sink base 114 and the cooling fins 112 and/or including the one or more joints (i.e. the second profile).

Das Verfahren 1100 kann ferner ein Bereitstellen (beispielsweise ein Extrudieren, vorzugsweise Strangpressen) des mindestens einen Wärmetransportmoduls 120 umfassen, beispielsweise einschließlich des ersten Profils am ersten Ende 122 zurThe method 1100 may further comprise providing (for example extruding, preferably extrusion) the at least one heat transport module 120, for example including the first profile at the first end 122

Presspassung und/oder einschließlich der Kontaktfläche 144 am zweiten Ende 124, die dazu ausgebildet ist, eine Wärmeabgabestelle 142 der elektrischen Schaltung zurPress fit and/or including the contact surface 144 at the second end 124, which is designed to provide a heat release point 142 of the electrical circuit

Aufnahme der Wärme der elektrischen Schaltung zu kontaktieren.Absorbing the heat of the electrical circuit to contact.

Fig. 10 A-C zeigen schematische Darstellungen eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer nicht maßstabsgetreuen Darstellung, wobei verschiedenen Stadien eines Pressfügens dargestellt sind, anhand dessen auch ein eine weiteres Ausführungsbeispiels eines Herstellungsprozesses verdeutlicht ist.10 A-C show schematic representations of a further exemplary embodiment of a device according to the invention in a representation not true to scale, with various stages of a press joining being shown, which also illustrates a further exemplary embodiment of a manufacturing process.

Fig. 10 A zeigt in schematischer Darstellungsweise ein erstes Stadium einesFig. 10 A shows a first stage in a schematic representation

Pressfügens von der Kühlkörperbasis 114 des Kühlkörpers 110 eines weiterenPress joining from the heat sink base 114 of the heat sink 110 of another

Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, der abschnittsweise in einem Querschnitt dargestellt ist, mit dem Wärmetransportmodul 120. DieEmbodiment of a device 10 according to the invention, which is shown in sections in a cross section, with the heat transport module 120. The

Bezugszeichen sind in den Darstellungen der Fig. 10 A-C zur besseren Übersicht teilweise stellvertretend an einer Darstellung eingetragen.In the representations of FIGS. 10 A-C, reference symbols are partly entered as representative of one representation for a better overview.

Das Wärmetransportmodul 120 in diesem ersten Stadium beabstandet zurThe heat transport module 120 in this first stage is spaced apart from the

Kühlkörperbasis 114 und an einer für die Presspassung 130 (in Fig. 10 D mit einemHeat sink base 114 and on a press fit 130 (in Fig. 10 D with a

Bezugszeichen verdeutlicht) vorgesehenen Fügestelle 150 ausgerichtet.Reference numerals make it clear) the joint 150 provided is aligned.

Das erste freie Ende 122 des Wärmetransportmoduls 120 ist vor dessen Einfügen in eine dafür vorgesehene Fügestelle 150 derart eingerichtet und ausgebildet, dass sich das erste freie Ende 122 beim Einfügen in die Fügestelle 150 wenigstens abschnittsweise elastisch-plastisch, insbesondere plastisch, zur Realisierung derBefore it is inserted into a joint 150 intended for this purpose, the first free end 122 of the heat transport module 120 is set up and designed in such a way that the first free end 122 is at least partially elastic-plastic, in particular plastic, when inserted into the joint 150, in order to realize the

Presspassung 130 umformt.Press fit 130 formed.

Damit ist erreicht, dass das freie Ende 122 im Wesentlich die Querschnittsform 151 der Fügestelle 150 annähernd annimmt und diese für den thermischen Kontakt lückenarm bzw. lückenfrei füllt, wie dies anhand der Figuren Fig. 10 B und Fig. 10 C verdeutlicht ist. Damit ist eine für den thermischen Kontakt hohlraumarme bzw. holraumfreie Presspassung 130 realisierbar, wodurch der thermische Kontakt zwischen Kühlkörper 110 und Wärmetransportmodul 120 optimierbar bzw. optimiert ist.This ensures that the free end 122 essentially approximately assumes the cross-sectional shape 151 of the joint 150 and fills it with few or no gaps for thermal contact, as is illustrated in FIGS. 10 B and 10 C. This makes it possible to achieve a press fit 130 with few voids or without voids for the thermal contact, whereby the thermal contact between the heat sink 110 and the heat transport module 120 can be optimized or optimized.

In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die elastisch-plastische bzw. plastischeIn this exemplary embodiment, the elastic-plastic or plastic process takes place

Verformung insbesondere an dem freien Ende 122 des Wärmetransportmoduls 120.Deformation in particular at the free end 122 of the heat transport module 120.

Dazu weist das vor dessen Einfügen in die Fügestelle 150 freie Ende 122 einenFor this purpose, the end 122 which is free before it is inserted into the joint 150 has one

Querschnitt 152 mit einer Querschnittskontur 154 auf, die in diesemCross section 152 with a cross section contour 154 which is in this

Ausführungsbeispiel in Längsrichtung 126 eine Anordnung von nebeneinander angeordneten Vorsprünge 156 und Senken 158 (in Fig, 12 A/B jeweils mit einem einheitlichen Bezugszeichen versehen) aufweist. Aufgrund derEmbodiment in the longitudinal direction 126 has an arrangement of juxtaposed projections 156 and depressions 158 (each provided with a uniform reference number in FIG. 12 A / B). Due to the

Querschnittsdarstellung ist die Darstellung planar. Die Vorsprünge 156 und Senken 158 haben aber in diesem Ausführungsbeispiel auch eine Erstreckung in dieCross-sectional representation is planar. In this exemplary embodiment, the projections 156 and depressions 158 also extend into the

Blattebene hinein, so dass z.B. die durch die jeweilige Senke 158 eine nutenförmigeSheet plane into it, so that, for example, the groove-shaped through the respective depression 158

Erstreckung aufweist. Analoges gilt für den jeweiligen Vorsprung 156 im Sinne einer stegförmigen Erstreckung.has extension. The same applies to the respective projection 156 in the sense of a web-shaped extension.

Diese (156,158) sind derart in Längsrichtung 126 benachbart zueinander angeordnet, dass beim Einfügen durch die vorgenannte Verformung der Vorsprung 156 und die dazu in Längsrichtung 126 benachbarte Senke 158 sich bei der vorgenannten Verformung einander annähern und sich der Vorsprung 156 unterThese (156,158) are arranged adjacent to one another in the longitudinal direction 126 in such a way that when inserted due to the aforementioned deformation, the projection 156 and the depression 158 adjacent to it in the longitudinal direction 126 approach each other during the aforementioned deformation and the projection 156 is underneath

Bewirkung einer Füllung der Senke 158 umformt, wodurch sich der Querschnitt 152 des freien Endes 122 des Wärmetransportmoduls 120 der Querschnittsform 151 derEffecting a filling of the depression 158, whereby the cross section 152 of the free end 122 of the heat transport module 120 changes to the cross section shape 151 of the

Fügestelle 150 annähernd angleicht, wie dies anhand der Darstellungen der Fig. 10Joint 150 is approximately equal, as shown in the illustrations in FIG. 10

B/C zu entnehmen ist.B/C can be seen.

Darauf ist die Erfindung allerdings nicht beschränkt. Die Vorsprünge 156 und Senken 158 können auch oder nur an der Fügestelle 150 des Kühlkörpers 110 ausgebildet sein, so dass diese die Querschnittsform 151 der Fügestelle 150 des Kühlkörpers 110 und/oder des freien Ende 122 des Wärmetransportmoduls 120 prägen können.However, the invention is not limited to this. The projections 156 and depressions 158 can also or only be formed at the joint 150 of the heat sink 110, so that they can shape the cross-sectional shape 151 of the joint 150 of the heat sink 110 and / or the free end 122 of the heat transport module 120.

Damit entsteht erfindungsgemäß unter anderem der Vorteil, dass die Spannungen in den Bauteilen beim Einfügen zur Realisierung der gewünschten Presspassung 130 nicht zu einer ungewünschten Bauteilschwächung, z.B. durch Spannungsrissbildung, führen. Ferner können die Presskräfte auf ein Minimum reduziert werden.According to the invention, this creates the advantage, among other things, that the stresses in the components when inserted to achieve the desired press fit 130 do not lead to an undesired weakening of the component, for example due to stress cracking. Furthermore, the pressing forces can be reduced to a minimum.

Fig. 10 B zeigt in schematischer Darstellungsweise ein Zwischenstadium, in der das freie Ende 122 des Wärmetransportmoduls 120 teilweise in der Fügestelle 150 desFig. 10 B shows a schematic representation of an intermediate stage in which the free end 122 of the heat transport module 120 is partially in the joint 150 of the

Kühlkörpers 110 eingeführt ist.Heat sink 110 is introduced.

Fig. 10 C zeigt in schematischer Darstellungsweise ein finales Stadium, in dem das freie Ende 122 des Wärmetransportmoduls 120 in der Fügestelle 150 zurFig. 10 C shows a schematic representation of a final stage in which the free end 122 of the heat transport module 120 in the joint 150

Realisierung der gewünschten Presspassung 130 eingeführt ist. Erfindungsgemäß können für das Verbinden von Wärmetransportmodul 120 und der Kühlkörper miteinander eine Mehrzahl von Fügestellen 150 bzw. freie Ende 122 desRealization of the desired press fit 130 is introduced. According to the invention, a plurality of joints 150 or free ends 122 of the heat sink can be used to connect the heat transport module 120 and the heat sink to one another

Wärmetransportmoduls 120 vorgesehen sein, die unterschiedlichen Formungen aufweisen können und daher nicht einer einheitlichen Formgebung folgen müssen.Heat transport module 120 can be provided, which can have different shapes and therefore does not have to follow a uniform shape.

So können beispielsweise die Fügestellen eine unterschiedliche Tiefe aufweisen.For example, the joints can have different depths.

Ferner ist es möglich, dass die Formungen umgekehrt werden, so dass in dem freieFurthermore, it is possible for the shapes to be reversed so that in the free

Ende 122 des Wärmetransportmoduls 120 auch Sacklöscher gebildet sein können.Bag extinguishers can also be formed at the end 122 of the heat transport module 120.

Des Weiteren ist es möglich, die Formungen auch abwechselnd unterschiedlich zu gestalten, so dass eine Erhebung einer Ausnehmung folgt. Des Weiteren können dieFurthermore, it is possible to alternately design the shapes differently, so that an elevation follows a recess. Furthermore, they can

Erhebungen und Ausnehmungen in einer Abfolge benachbart zu zueinander z.B. an dem freien Ende 122 des Wärmetransportmoduls 120 und korrespondierend dazu am dem Kühlkörper 110 gebildet sein.Elevations and recesses can be formed in a sequence adjacent to one another, for example on the free end 122 of the heat transport module 120 and correspondingly on the heat sink 110.

Erfindungsgemäß kann ein Wärmetransportmodul 120 bzw. der Kühlkörper 110 mit seinen entsprechenden Formungen (insbesondere ein freies Ende 122 desAccording to the invention, a heat transport module 120 or the heat sink 110 with its corresponding shapes (in particular a free end 122 of the

Wärmetransportmoduls 120 wie auch die Kühlkörperbasis 114 des Kühlkörpers 110 bzw. der Kühlkörper als solches) für eine Presspassung bzw. für einHeat transport module 120 as well as the heat sink base 114 of the heat sink 110 or the heat sink as such) for a press fit or for a

Pressfügen/Pressverbund durch verschiedene Herstellungsverfahren, insbesonderePress joining/press bonding through various manufacturing processes, in particular

Urformverfahren, beispielsweise Extrudieren bzw. Gießen, wie auchOriginal molding processes, for example extrusion or casting, as well

Umformverfahren, wie beispielsweise und insbesondere Strangpressen, herstellgestellt werden.Forming processes, such as and in particular extrusion, can be produced.

Obwohl die Erfindung in Bezug auf exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist für Fachkundige ersichtlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können. Ferner können viele Modifikationen vorgenommen werden, um dieAlthough the invention has been described with reference to exemplary embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes may be made and equivalents substituted. Furthermore, many modifications can be made to the

Vorrichtung oder das Wärmetransportmodul an ein Gehäuse oder die elektrischeDevice or the heat transport module to a housing or the electrical

Schaltung gemäß der Lehre der Erfindung anzupassen. Folglich ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alleAdapt circuit according to the teaching of the invention. Accordingly, the invention is not limited to the disclosed embodiments, but includes all of them

Ausführungsbeispiele, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen.Embodiments that fall within the scope of the appended claims.

Bezugszeichenliste 10 Herkömmliche Vorrichtung 11 Kühlkörper der herkömmlichen Vorrichtung 12 Basis der herkömmlichen Vorrichtung 13 Leiterplatte der herkömmlichen Vorrichtung 14 Bauteil auf der Leiterplatte der herkömmlichen Vorrichtung 15 Im Fall der herkömmlichen Vorrichtung nicht bestückbares Bauteil 100 Vorrichtung zur Kühlung einer elektrischen Schaltung 110 Kühlkörper 112 Kühlrippen des Kühlkörpers, beispielsweise Lamellen 114 Kühlkörperbasis des Kühlkörpers 120 Wärmetransportmodul, beispielsweise Wärmeverteiler oder Wärmebrücke 122 Erstes Ende des Wärmetransportmoduls 124 Zweites Ende des Wärmetransportmoduls 126 Längsrichtung 130 Presspassung zur thermischen und mechanischen Verbindung zwischen Kühlkörper und Wärmetransportmodul 140 Schaltungsträger, beispielsweise Leiterplatte, der elektrischen Schaltung 142 Über Wärmetransportmodul angebundene Wärmeabgabestelle, beispielsweise Bauteil der elektrischen Schaltung oder Wärmesammelstelle auf des Schaltungsträgers 144 Kontaktfläche für thermischen Kontakt, beispielsweise über Wärmeleitpaste, fachsprachlich auch: "Thermal Interface Material” (TIM) 146 In durch Wärmetransportmodul geschaffenem Raum angeordnetes Bauteil 148 Mit dem Kühlkörper direkt verbundenes Bauteil 150 Fügestelle an der Kühlkörperbasis 151 Querschnittsform der Fügestelle 152 Querschnitt des ersten Endes des Wärmetransportmoduls 154 Querschnittskontur des ersten Endes des Wärmetransportmoduls 156 Vorsprung am ersten Ende des Wärmetransportmoduls 158 Senke am ersten Ende des WärmetransportmodulsReference numeral list 10 Conventional device 11 Heat sink of the conventional device 12 Base of the conventional device 13 Circuit board of the conventional device 14 Component on the circuit board of the conventional device 15 Component that cannot be fitted in the case of the conventional device 100 Device for cooling an electrical circuit 110 Heat sink 112 Cooling fins of the heat sink, for example fins 114 Heat sink base of the heat sink 120 Heat transport module, for example heat distributor or heat bridge 122 First end of the heat transport module 124 Second end of the heat transport module 126 Longitudinal direction 130 Press fit for the thermal and mechanical connection between the heat sink and heat transport module 140 Circuit carrier, for example printed circuit board, of the electrical circuit 142 Heat delivery point connected via heat transport module , for example component of the electrical circuit or heat collection point on the circuit carrier 144 Contact surface for thermal contact, for example via thermal paste, technically also: “Thermal Interface Material” (TIM) 146 Component arranged in the space created by the heat transport module 148 Component directly connected to the heat sink 150 Joint at the heat sink base 151 cross-sectional shape of the joint 152 cross-section of the first end of the heat transport module 154 cross-sectional contour of the first end of the heat transport module 156 projection at the first end of the heat transport module 158 depression at the first end of the heat transport module

Claims

Patent claims

1. A device (100) for dissipating heat from an electrical circuit, comprising: a heat sink (110) having a heat sink base (114) and a plurality of cooling fins (112) extending from the heat sink base for dissipating heat; and at least one heat transport module (120), each of which is mechanically and thermally conductively connected to the heat sink (110) at a first end (122) of the heat transport module (120) by means of a press fit (130) and/or metallic material connection at a joint of the heat sink (110). or can be connected, and which has a contact surface (144) at a second end (124) of the heat transport module (120) spaced from the first end (122), which is designed to provide at least one heat release point (142) of the electrical circuit for receiving the Heat to contact the electrical circuit.

2. Device (100) according to claim 1, further comprising: a housing in which the electrical circuit is arranged, the cooling fins (112) of the heat sink (110) being exposed outside the housing and / or the at least one heat transport module (120) in sections or is arranged completely within the housing.

3. Device (100) according to claim 1 or 2, wherein the press fit has the metallic material connection at least in sections; and/or wherein the metallic material connection comprises an arc welded connection; and/or wherein the press fit has the metallic material connection by means of inductive heating of the first end.

4. Device (100) according to one of claims 1 to 3, wherein the joint comprises one of the cooling fins (112) or two adjacent cooling fins (112), and / or wherein the press fit is a frictional fit and / or the metallic material connection between the heat transport module ( 120) and at least one of the cooling fins (112), optionally between the two adjacent cooling fins (112), of the heat sink (110).

5. Device (100) according to one of claims 1 to 4, wherein the at least one heat transport module (120) has a first profile of the press fit (130) at the first end (122), and the heat sink (110) at the respective joint has a second profile that is at least partially complementary to the first profile, optionally wherein the heat sink (110) has one or more further joints with the second profile, and / or wherein the first profile and the second profile engage or flow into one another in the press fit, optionally into one another without gaps grasp or flow into one another.

6. Device (100) according to one of claims 1 to 5, wherein the second end (124) is opposite the first end (122) in at least one of the at least one heat transport module (120), and / or at least one heat transport module (120 ) of the at least one heat transport module (120) extends from the second end (124) along a longitudinal direction (126) to the first end (122) and between the first end (122) and the second end (124) laterally to the longitudinal direction (126), optionally parallel to the longitudinal direction (126), one or more further contact surfaces (144) for absorbing the heat is or are arranged, and/or wherein the at least one heat transport module (120) each has a plurality of contact surfaces (144) for absorbing the heat,

7. Device (100) according to one of claims 1 to 6, wherein the heat sink (110) is designed independently of the electrical circuit, and / or wherein the at least one heat transport module (120) depends on a topography of the at least one heat release point (142) the electrical circuit is connected and/or shaped to the heat sink (110).

8. Device (100) according to one of claims 1 to 7, wherein the device (100) comprises a plurality of the heat transport modules (120), each of which extends from the heat sink (110) with different lengths between the first end (122) and the second End (124), optionally parallel to each other, preferably wherein the different lengths are complementary to a topography of the at least one heat release point (142) of the electrical circuit and / or the different lengths correspond to the distances from the heat sink base to the respective heat release surface.

9. Device (100) according to one of claims 1 to 8, wherein the heat sink (110) has aluminum, copper and / or an alloy at least in sections, and / or wherein the at least one heat transport module (120) copper, aluminum and / or a Alloy has at least sections.

10. Device (100) according to one of claims 1 to 9, wherein between the electrical circuit and the heat sink base (114) of the heat sink (110) and / or next to the at least one heat transport module (120) a component (146) on a circuit carrier ( 140), optionally arranged on a circuit board (140), which is higher in the direction (126) of the heat sink (110) than the heat release point (142) contacted via the heat transport module (120).

11. Device (100) according to one of claims 1 to 10, wherein the at least one heat transport module (120) is aligned parallel to the heat flow or a longitudinal direction (126) of the heat transport module (120) from the second end (124) to the first end (122). Heat pipe with fluid accommodated therein, optionally wherein a boiling point of a working medium hermetically enclosed in the heat pipe is adapted to the temperature at the first end (122) and a condensation point of the working medium is adapted to the temperature at the second end (124) of the heat transport module.

12. System, comprising: an electrical circuit, optionally a circuit carrier with the electrical circuit; and a device (100) for dissipating heat from the electrical circuit according to one of claims 1 to 11, wherein the contact surface (144) of the at least one heat transport module (120) has the at least one heat release point (142) of the electrical circuit for absorbing the heat of the electrical Circuit contacted, optionally wherein the at least one heat transport module (120) is adapted to a topography of the at least one heat release point (142) of the electrical circuit.

13. Ensemble of devices (100) for dissipating heat from an electrical circuit according to one of claims 1 to 11, wherein the devices (100) of the ensemble have the same heat sink (110) and differ in that the at least one heat transport module (120 ) is mechanically and thermally conductively connected to the heat sink (110) at different joints of the heat sink (110) and/or that the at least one heat transport module (120) has different lengths between the first end (122) and the second end (124).

14. Set of parts for a device (100) for dissipating heat from an electrical circuit, comprising: one or more identical heat sinks (110), each of which has a heat sink base (114) and a plurality of cooling fins (112) extending from the heat sink base for dispensing of heat has or have; and a plurality of heat transport modules (120), each at a first end (122) of the heat transport module (120) by means of a press fit (130) and/or metallic material connection at a joint of the heat sink (110) in a mechanical and thermally conductive manner with the heat sink (110). can be connected, and each of which has a contact surface (144) at a second end (124) of the heat transport module (120) spaced from the first end (122), which is designed to provide at least one heat release point (142) of the electrical circuit for absorbing the heat to contact the electrical circuit, wherein the plurality of heat transport modules (120) have different lengths between the first end (122) and the second end (124).

15. Method (1100) for producing a device (100) for dissipating heat from an electrical circuit, comprising: providing (1102) a heat sink (110) which has a heat sink base (114) and a plurality of cooling fins (112) extending from the heat sink base. to give off heat; Press joining (1104) and/or metal-material joining of at least one heat transport module (120), each with a first end (122) of the heat transport module (120) at a joint of the heat sink (110) for mechanical and heat-conducting connection to the heat sink (110); and contacting (1106) the at least one heat transport module (120) with a contact surface (144) arranged on a second end (124) of the heat transport module (120) spaced from the first end (122) at at least one heat release point (142) of the electrical circuit Absorbing the heat of the electrical circuit, optionally further comprising: shortening, optionally milling, the at least one heat transport module (120) at the second end (124) depending on the electrical circuit.