CH422165A

CH422165A - Semiconductor converter elements which are used in a cooling device

Info

Publication number: CH422165A
Application number: CH1401264A
Authority: CH
Inventors: Tarjan Dipl Ing Endre
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1964-10-29
Filing date: 1964-10-29
Publication date: 1966-10-15

Description

  

      Halbleiterstromrichterelemente,    welche in einer     Kühleinrichtung    eingesetzt sind    Die Erfindung betrifft     Halbleiterstromrichterele-          mente,    welche     in    einer Kühleinrichtung eingesetzt  sind.  



       Halbleiterstromrichterelemente    werden bekannt  lich bei hohen Strömen gekühlt. Zu diesem Zwecke  sind sie in eine     Kühleinrichtung    eingesetzt, welche  beispielsweise mit Rippen versehen ist, an denen ein  Kühlmittel     vorbeiströmt.    Die Wärme wird nun in er  ster Linie an der Halbleiterscheibe selbst erzeugt und  muss möglichst rasch abgeleitet werden können.

   Die  Halbleiterscheibe selbst ist in ein Gehäuse eingesetzt  und     dieses    Gehäuse     wiederum        ist    erst mit     der        Kühl-          einrichtung        verbunden.    Es     sind,also    mindestens zwei  Übergänge erforderlich bis zu dem Element, das  durch das     Kühlmittel    bestrichen wird. Der Übergang  von einem Teil dieser Anordnung zu einem anderen  erhöht den Wärmewiderstand wesentlich, wodurch  die Belastbarkeit des Halbleiterelementes     vermindert     wird.

   Bisher ist man so vorgegangen; dass diese       Übergänge    durch flaches Aufeinanderlegen gebildet  werden. Hierdurch ist aber der Übergangswiderstand  verhältnismässig hoch, da in der Regel     eine    völlige       Berührung    der Fläche nicht erreicht werden kann,  sondern durch nicht vermeidliche, wenn auch noch so  feine     Rauhigkeiten    die tatsächlich in     Berührung    ste  hende Oberfläche nur einen geringen Prozentsatz der  Gesamtfläche ausmacht. Hierdurch wird der Wärme  widerstand unnötigerweise erhöht und die Kühlung       erschwert.     



  Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird erfin  dungsgemäss vorgeschlagen, dass an der     Verbin-          dungsstelle        zwischen    der     Kühleinrichtung        und    dem,  das Halbleiterelement enthaltenden Gehäuse einer  seits und dem Gehäuse und dem Halbleiterelement  andererseits     Rillen    vorgesehen sind, mit welchen die  genannten Teile     ineinandergreifen.       Beispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den       Fig.    1 und 2 dargestellt.

   In der     Fig.    1 ist der obere  Teil der     Aufriss    und der untere Teil der Grundriss  eines     Halbleiterstromrichterelementes.    Beispielsweise  ist der     Übergang    von dem Gehäuse zur Kühleinrich  tung dargestellt. Beides ist nur angedeutet.

   Das Ge  häuse 1     besitzt        Erhebungen    2, welche     in:    Rillen 3  der Kühleinrichtung 4 eingreifen.     Hierdurch    wird er  reicht, dass     einmal    die Gesamtfläche durch die     Ril-          lenform    erhöht wird und zweitens die Berührung  nicht nur in einzelnen Punkten, sondern in jeder Rille  vorhanden ist, so dass eine wesentliche Verringerung  des     Wärmeübergangswiderstandes    erreicht werden  kann.

   Wie der Grundriss in der     Fig.    1 zeigt, können  die     Rillen    parallel zueinander liegen oder, wie     Fig.    2  zeigt, können sie auch kreisförmig angeordnet sein,  was eine Herstellung auf einer Drehbank ermöglicht.



      Semiconductor converter elements which are used in a cooling device The invention relates to semiconductor converter elements which are used in a cooling device.



       Semiconductor converter elements are known Lich cooled at high currents. For this purpose, they are inserted into a cooling device which is provided with ribs, for example, through which a coolant flows. The heat is now primarily generated on the semiconductor wafer itself and must be able to be dissipated as quickly as possible.

   The semiconductor wafer itself is inserted into a housing, and this housing, in turn, is only connected to the cooling device. At least two transitions are required up to the element that is coated by the coolant. The transition from one part of this arrangement to another increases the thermal resistance significantly, as a result of which the load-bearing capacity of the semiconductor element is reduced.

   So far this has been done; that these transitions are formed by laying them flat on top of one another. As a result, however, the contact resistance is relatively high, since as a rule complete contact with the surface cannot be achieved, but rather the surface that is actually in contact only makes up a small percentage of the total area due to unavoidable, no matter how fine roughness. This unnecessarily increases the heat resistance and makes cooling more difficult.



  In order to avoid this disadvantage, it is proposed according to the invention that grooves be provided at the connection point between the cooling device and the housing containing the semiconductor element on the one hand and the housing and the semiconductor element on the other hand, with which the named parts interlock. Examples of the subject matter of the invention are shown in FIGS.

   In FIG. 1, the upper part is the elevation and the lower part is the plan of a semiconductor power converter element. For example, the transition from the housing to the Kühleinrich device is shown. Both are only hinted at.

   The Ge housing 1 has elevations 2 which engage in grooves 3 of the cooling device 4. It is thereby achieved that, on the one hand, the total area is increased by the groove shape and, on the other hand, the contact is not only present in individual points but in every groove, so that a significant reduction in the heat transfer resistance can be achieved.

   As the plan view in FIG. 1 shows, the grooves can be parallel to one another or, as FIG. 2 shows, they can also be arranged in a circle, which enables production on a lathe.

Claims

PATENT CLAIM Semiconductor converter elements which are used in a cooling device, characterized in that grooves are provided at the junction between the cooling device and the housing containing the semiconductor element on the one hand and the housing and the semiconductor element on the other, with which the named parts interlock. SUBClaims 1. Semiconductor converter elements according to patent claim, characterized in that the grooves are straight.

2. Semiconductor converter elements according to patent claim, characterized in that the grooves are arranged in a circle.