DE10157240B4 - Heat sink and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

Kühlkörper für insbesondere elektronische Bauelemente, mit einer Grundplatte (1), die an einer Seite mit einer Anzahl von Nuten (2) bzw. Längsrillen mit einer kleinsten vorbestimmbaren Breite (b) versehen ist, und voneinander beabstandeten Kühlrippen (3), deren Sockelbereiche (S) unter Bildung von wärmeübertragenden Kontaktflächen mit Nutenwänden (4) in den Nuten (2) festliegen, wobei die Kühlrippenoberfläche (7) im Sockelbereich (S) mit zur Oberfläche (11) der Grundplatte (1) im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Ausformungen (6) versehen ist, wobei die kleinste Breite (d) der Kühlrippe (3) im Sockelbereich (S) kleiner und die grö(S) größer ist als die kleinste vorbestimmbare Breite (b) der Nut (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (2) ebene Nutenwände (4) und eine von der Oberfläche (11) der Grundplatte (1) bis zum Sockelgrund (5) der Nut (2) gleichbleibende kleinste vorbestimmbare Breite (b) aufweisen.Heat sink for electronic components in particular, with a base plate (1) which is provided on one side with a number of grooves (2) or longitudinal grooves with a smallest predeterminable width (b), and spaced-apart cooling fins (3) whose base areas ( S) are fixed in the grooves (2) with the formation of heat-transferring contact surfaces with groove walls (4), the cooling fin surface (7) in the base region (S) with the formations (6) running essentially parallel to one another to the surface (11) of the base plate (1) ) is provided, the smallest width (d) of the cooling fin (3) in the base region (S) being smaller and the size (S) larger than the smallest predetermined width (b) of the groove (2), characterized in that the grooves (2) flat groove walls (4) and a minimum predetermined width (b) which is constant from the surface (11) of the base plate (1) to the base base (5) of the groove (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkörper für insbesondere elektronische Bauelemente nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kühlkörpers nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 7, wie aus der JP 11-074 429 A bekannt.The present invention relates to a heat sink for particular electronic components according to the preamble of claim 1 and a method for producing such a heat sink according to the preamble of claim 7, as shown in JP 11-074 429 A known.

Ähnliche Kühlkörper sind ebenfalls bereits bekannt ( EP 0 696 160 A2 ; EP 0 789 396 A2 ; EP 0 795 905 A2 ; DE 296 02 367 U1 ; DE 43 14 663 A1 ) und werden dadurch hergestellt, daß zunächst der insbesondere zur Bestückung mit den elektrischen oder elektronischen Bauelementen dienende Basisteil bzw. die auf beispielsweise Transistoren und Thyristoren aufzubringende Grundplatte stranggepresst oder gefräst und mit Längsnuten versehen wird, worauf im Querschnitt U-förmige oder mäanderförmige oder einzelne plattenförmige Kühlrippen in die Längsnuten eingelötet oder mittels zwischen die Längsnuten einbringbare Verformungswerkzeuge eingepresst werden, um hierdurch eine gute wärmeleitfähige Kontaktierung zwischen Grundplatte und Kühlrippen zu bilden um im elektronischen Bauteil entstandene Wärme schnell über die Grundplatte und über die freiliegenden Oberflächen der Kühlrippen abführen zu können.Similar heatsinks are also already known ( EP 0 696 160 A2 ; EP 0 789 396 A2 ; EP 0 795 905 A2 ; DE 296 02 367 U1 ; DE 43 14 663 A1 ) And are prepared by first of all the extruded serving for example with the electrical or electronic components base part or applied to, for example, transistors and thyristors base plate is extruded or milled and provided with longitudinal grooves, which in cross-section U-shaped or meandering or single plate-shaped Cooling ribs are soldered into the longitudinal grooves or pressed by means insertable between the longitudinal grooves deformation tools to thereby form a good thermally conductive contact between the base plate and cooling fins to dissipate heat generated in the electronic component quickly on the base plate and on the exposed surfaces of the cooling fins can.

Dabei ist es auch bekannt ( US 5 038 858 A und 5 771 966 A ), plattenförmige Kühlrippen in Längsnuten von plattenförmigen Basisteilen einzupressen. Um die Kontaktierung an den Fußenden im Sockelbereich der Kühlrippen zu erleichtern sind die Längsnuten in der Grundplatte im Querschnitt schwalbenschwanzförmig oder hakenförmig ausgebildet.It is also known ( US 5 038 858 A and 5,771,966 A ) to press plate-shaped cooling fins in longitudinal grooves of plate-shaped base parts. In order to facilitate the contact at the foot ends in the base region of the cooling fins, the longitudinal grooves in the base plate in cross-section dovetail-shaped or hook-shaped.

Weiterhin ist es bekannt ( WO 87/02443 A1 ), plattenförmige oder im Querschnitt U-förmige Kühlrippen am Fußende an die Oberfläche eines als Grundplatte dienenden Plattenkörpers anzuschweißen.Furthermore, it is known ( WO 87/02443 A1 ), plate-shaped or cross-sectionally U-shaped cooling fins to be welded at the foot to the surface of serving as a base plate body.

Weiterhin ist es bekannt ( DE 35 18 310 C2 ; DE 43 14 663 A1 ), den Sockelbereich der Kühlrippen mit wellenförmigen Ausformungen zu versehen, die längs der Kühlrippe und parallel zum Nutengrund des Basisteils verlaufen und so eine Kontaktierung mit den Nutenwänden beim späteren Verformen der Nutenwände hin zur Kühlrippe verbessern.Furthermore, it is known ( DE 35 18 310 C2 ; DE 43 14 663 A1 ), the base region of the cooling ribs to be provided with wave-shaped formations which extend along the cooling rib and parallel to the groove bottom of the base part and thus improve contact with the Nutenwänden later deforming the Nutenwände towards the cooling fin.

Schließlich ist es auch bekannt ( DE 25 02 472 C2 ), die Kühlrippen mit im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Grundplatte verlaufenden Ausformungen zu versehen, die sich beim Einpressen der Kühlrippen in die Grundplatte entsprechend verformen. Eine senkrecht zur Oberfläche der Grundplatte verlaufende Ausformung schränkt jedoch die Möglichkeiten der Ausbildung der Kühlrippe oberhalb des Sockelbereichs und somit die Gestaltungsmöglichkeiten der Kühleigenschaften einer solchen Kühlrippe ein.Finally, it is also known ( DE 25 02 472 C2 ), to provide the cooling fins with extending substantially perpendicular to the surface of the base plate formations that deform accordingly when pressing the cooling fins in the base plate. However, a perpendicular to the surface of the base plate extending formation limits the possibilities of forming the cooling fin above the base area and thus the design possibilities of the cooling properties of such a fin.

Die Druckschrift JP 11-074429 A offenbart einen Kühlkörper, der Nuten umfasst. Die Nutenwände dieses Kühlkörpers weisen Ausnehmungen auf (siehe 2 und 10). Dabei passen die überstehenden Fassungen der Kühlrippen genau in die Ausnehmungen der Nuten.The publication JP 11-074429 A discloses a heat sink comprising grooves. The groove walls of this heat sink have recesses (see 2 and 10 ). The protruding sockets of the cooling fins fit exactly into the recesses of the grooves.

Die Druckschrift EP 0 789 396 A2 offenbart einen Kühlkörper mit Nuten (22) sowie Kühlrippen (26) mit Kupplungssockel (28), wobei die Nutenwände eben sind. Der Kühlkörper dieser Druckschrift besitzt zusätzliche keilförmige Nuten (24). Die zusätzlichen Nuten (24) dienen als Hilfsnuten zur zeitweiligen Aufnahme eines Werkzeugs, mit dem zunächst der obere Bereich der Nut (22) in Richtung des Kupplungssockels (28) verformt wird. Mit zunehmender Eindringtiefe des Werkzeugs in die Hilfsnut (24) baut sich eine Vertikalkraft auf,. die den Kupplungssockel (28) auf den Nutgrund (34) drückt. Des Weiteren zeigt 2, dass der Kupplungssockel (28) kleinere Maße aufweist als die dazugehörige Nut (22).The publication EP 0 789 396 A2 discloses a heat sink with grooves ( 22 ) as well as cooling fins ( 26 ) with coupling base ( 28 ), wherein the groove walls are flat. The heat sink of this document has additional wedge-shaped grooves ( 24 ). The additional grooves ( 24 ) serve as auxiliary grooves for temporarily receiving a tool with which initially the upper portion of the groove ( 22 ) in the direction of the coupling socket ( 28 ) is deformed. With increasing depth of penetration of the tool in the auxiliary groove ( 24 ) builds up a vertical force ,. the the coupling base ( 28 ) on the bottom of the groove ( 34 ) presses. Further shows 2 in that the coupling base ( 28 ) has smaller dimensions than the corresponding groove ( 22 ).

Die Druckschrift DE 296 02 367 U1 offenbart einen Kühlkörper, der zwei verschiedene Arten von Nuten aufweist (vgl. 4). Die erste Nutenart (24) besitzt eine aufgeweitete Struktur während die zweite Nutenart (22) ebene Wände (27) aufweist. Die entsprechende Beschreibung offenbart, dass die ebene Nut (22) 5.7 mm breit ist und die Kühlrippe (30), die in die Nut (22) eingesetzt wird, eine Breite von 5.5 mm hat.The publication DE 296 02 367 U1 discloses a heat sink having two different types of grooves (see FIG. 4 ). The first kind of groove ( 24 ) has a widened structure during the second Nutenart ( 22 ) flat walls ( 27 ) having. The corresponding description discloses that the plane groove ( 22 ) Is 5.7 mm wide and the cooling fin ( 30 ), which are in the groove ( 22 ), has a width of 5.5 mm.

Die Druckschrift DE 25 02 472 C2 offenbart einen Kühlkörper, bei dem die Nutwände Ausnehmungen aufweisen, d. h. die Nuten sind nicht eben.The publication DE 25 02 472 C2 discloses a heat sink in which the groove walls have recesses, ie the grooves are not flat.

Grundsätzlich ist bei der Herstellung derartiger Kühlkörper darauf zu achten, daß, wenn möglich, die Gestaltung der Kühlrippe als solches unabhängig vom Sockelbereich der Kühlrippe durchführbar ist, da die Anforderungen an den Sockelbereich hinsichtlich Kontaktierung und Wärmeleitfähigkeit andere sind als die Anforderungen an die Kühlrippe selbst, die eine gute Luftzirkulation und eine grosse Oberfläche bei kleinen Abmessungen gewährleisten muß. Es hat sich gezeigt, daß alle vorbeschriebenen Maßnahmen die Herstellung solcher Kühlkörper erschweren und verhältnismäßig hohe Kosten verursachen.Basically, care must be taken in the production of such heatsink that, if possible, the design of the fin as such independently of the base region of the fin is feasible, since the requirements for the base area in terms of contact and thermal conductivity are other than the requirements of the fin itself, which must ensure a good air circulation and a large surface with small dimensions. It has been found that all the measures described above make it difficult to produce such heat sinks and cause relatively high costs.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines Kühlkörpers der eingangs genannten Gattung zu vereinfachen, ohne daß die Stabilität der Kühlrippen und die Wärmeableiteigenschaften des Kühlkörpers beeinträchtigt werden, wobei gleichzeitig eine Gestaltungsunabhängigkeit des Sockelbereichs der Kühlrippe von dem über der Oberfläche der Grundplatte hinausstehenden Teil der Kühlrippe erreicht werden soll.The invention is therefore based on the object to simplify the production of a heat sink of the type mentioned, without the stability of the cooling fins and the heat dissipation properties of the heat sink are impaired, at the same time a design independence of the base region of the cooling fin of the above the surface of the base plate protruding part of the fin should be achieved.

Die Erfindung ist in den Patentansprüchen 1 und 7 gekennzeichnet. Die Unteransprüche beanspruchen besonders bevorzugte Ausbildungen der Erfindung.The invention is characterized in claims 1 and 7. The subclaims claim particularly preferred embodiments of the invention.

Der Kühlkörper nach der Erfindung ist mit einer Grundplatte ausgestattet, die an einer Seite mit einer Anzahl von Nuten bzw. Längsrillen mit einer kleinsten vorbestimmbaren Breite versehen ist. In diesen Nuten liegen voneinander beabstandete Kühlrippen fest, indem deren Sockelbereiche unter Bildung von wärmeübertragenden Kontaktflächen mit Nutenwänden der Nuten in Verbindung stehen. Die Kühlrippenoberfläche im Sockelbereich der Kühlrippe ist dabei mit zur Oberfläche der Grundplatte im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Ausformungen versehen. Diese Ausformungen sind derart gestaltet, daß die kleinste. Breite der Kühlrippe im Sockelbereich kleiner und die größte Breite der Kühlrippe im Sockelbereich grösser ist als die kleinste vorbestimmbare Breite der Nut der Grundplatte. Mit anderen Worten sind die Ausformungen im Sockelbereich der Kühlrippe längs verlaufend und parallel zum Nutengrund der Nut derart mit Bergen und Tälern versehen, daß diese jeweils gegenläufig zur Mittelachse der Kühlrippe geformt sind und zwischen Tälern jeweils die kleinste Breite der Kühlrippe im Sockelbereich und zwischen Bergen jeweils die grösste Breite der Kühlrippe im Sockelbereich besteht.The heat sink according to the invention is provided with a base plate which is provided on one side with a number of grooves or longitudinal grooves with a smallest pre-definable width. In these grooves spaced-apart cooling fins are fixed by their base portions are to form heat-transferring contact surfaces with groove walls of the grooves in combination. The cooling fin surface in the base region of the cooling rib is provided with to the surface of the base plate substantially parallel to each other extending formations. These formations are designed such that the smallest. Width of the cooling fin in the base area smaller and the largest width of the cooling fin in the base area is greater than the smallest predeterminable width of the groove of the base plate. In other words, the formations in the base region of the cooling rib are longitudinally and parallel to the groove bottom of the groove provided with mountains and valleys that they are each formed in opposite directions to the central axis of the fin and between valleys respectively the smallest width of the fin in the base area and between mountains respectively The largest width of the cooling fin in the base area consists.

Gemäß der Erfindung weisen die Nuten ebene Nutenwände und eine von der Oberfläche der Grundplatte bis zum Sockelgrund der Nut hin gleichbleibende kleinste vorbestimmbare Breite auf. Die Nuten stellen somit rechteckförmige ggf. leicht konisch zum Nutengrund hin enger werdende jedoch mit ebenen Nutenwänden versehene U-förmige Rillen dar, in welche die ausgeformten Kühlrippen mit Übermaß eingepresst werden können.According to the invention, the grooves have planar groove walls and one of the surface of the base plate to the base of the groove towards even smallest predeterminable width. The grooves thus represent rectangular U-shaped grooves, which may be slightly conical towards the bottom of the groove, but which are provided with flat groove walls, into which the molded cooling ribs can be pressed in excess.

Mit Vorteil sind die Ausformungen im Sockelbereich der Kühlrippen wellenförmig mit Tälern und Bergen gestaltet. Diese Ausformungen können beliebig gestaltet werden, solange die grösste Breite der Kühlrippe grösser ist als die kleinste vorbestimmbare Breite der Nut. Insbesondere eignen sich sägezahnartige, rechteckförmige oder halbkreisförmige Ausformungen, wobei zur Erleichterung der Herstellung der halbkreisförmigen Ausformungen diese mit einem vorbestimmbaren Krümmungsradius ausgestaltet sein können.Advantageously, the formations in the base area of the cooling fins are wave-shaped with valleys and mountains. These formations can be designed as desired, as long as the largest width of the cooling fin is greater than the smallest pre-definable width of the groove. In particular, sawtooth-like, rectangular or semicircular formations are suitable, wherein to facilitate the production of the semicircular formations they can be configured with a predeterminable radius of curvature.

Mit Vorteil ist die Kühlrippe auf den dem Sockelgrund der Nut zugewandten Seiten endseitig mit zwei Keilflächen ausgestattet, deren Ebenen einen ersten spitzen Winkel zueinander einschließen. Diese Keilflächen sind beispielsweise durch ein Anphasen der Kanten am dem Sockelgrund der Nut zugewandten Ende des Sockelbereichs der Kühlrippe herstellbar. Diese Keilflächen erleichtern ein Einführen der Kühlrippe in die Nut, wobei die endseitige Breite der Kühlrippe mit Vorteil kleiner ist als die kleinste vorbestimmbare Breite der Nut.Advantageously, the cooling rib is provided on the side facing the base of the groove side ends with two wedge surfaces whose planes include a first acute angle to each other. These wedge surfaces can be produced, for example, by starting the edges on the base of the groove facing the end of the base region of the cooling fin. These wedge surfaces facilitate insertion of the cooling rib into the groove, wherein the end width of the cooling rib is advantageously smaller than the smallest predeterminable width of the groove.

Desweiteren ist die Nut bzw. Längsrille der Grundplatte mit zur Oberfläche der Grundplatte hin geneigten Trichterflächen ausgestattet, deren Ebenen einen zweiten spitzen Winkel zur Mittelachse der Kühlrippe aufweisen. Mit Hilfe dieser Trichterflächen lässt sich ebenfalls ein Einbringen der Kühlrippen in die Nut erleichtern.Furthermore, the groove or longitudinal groove of the base plate is provided with the surface of the base plate inclined towards funnel surfaces whose planes have a second acute angle to the central axis of the cooling fin. With the aid of these funnel surfaces, it is likewise possible to facilitate the introduction of the cooling ribs into the groove.

Mit Vorteil bestehen die Kühlrippen im Vergleich zur Grundplatte aus demselben oder einem weicheren Material, das sich beim Einpressvorgang der Kühlrippe in die Nut der Grundplatte verformt. Ein für diesen Kühlkörper bevorzugtes Material sind Aluminiumlegierungen, wie beispielsweise AlMgSiO5.Advantageously, the cooling fins compared to the base plate of the same or a softer material that deforms during the press-fitting process of the cooling fin in the groove of the base plate. A preferred material for this heat sink are aluminum alloys such as AlMgSiO 5 .

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers der vorgenannten Art werden die Kühlrippen in die Nuten der Grundplatte eingepresst. Da die kleinste Breite der Kühlrippe im Sockelbereich kleiner und die grösste Breite der Kühlrippe im Sockelbereich grösser gewählt wird als die kleinste vorbestimmbare Breite der Nut kann sich entsprechendes Material der Berge der Ausformungen im Sockelbereich der Kühlrippe in entsprechende Täler der Ausformungen verschieben, sowie zum Teil in das Material der Nutenwände eindringen, so daß sich eine kraftschlüssige, wärmeleitoptimierte und quasi irreversible Verbindung ergibt. Je nach Druck und verwendeter „Überbreite” der Ausformungen im Sockelbereich der Kühlrippen ist auch eine Kaltverschweissung der Materialien der Kühlrippen und der Nutenwände möglich, die einen optimalen Wärmeleitkoeffizienten aufweist.In the inventive method for producing a heat sink of the aforementioned type, the cooling fins are pressed into the grooves of the base plate. Since the smallest width of the fin in the base area smaller and the largest width of the fin in the base area is chosen larger than the smallest pre-determinable width of the groove corresponding material of the mountains of the formations in the base region of the fin can move into corresponding valleys of the formations, and partly in penetrate the material of the groove walls, so that there is a non-positive, heat-optimized and virtually irreversible connection. Depending on the pressure and "over-width" of the formations used in the base region of the cooling fins, it is also possible to cold-weld the materials of the cooling fins and the groove walls, which has an optimum coefficient of thermal conductivity.

Wahlweise kann beim Einpressen der Kühlrippen in die Nut auch zusätzlich Wärme zugeführt werden, um den Einpressvorgang zu verbessern.Optionally, additional heat can be supplied during the pressing of the cooling fins in the groove to improve the press-fitting process.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:An advantageous embodiment of the present invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Showing:

1 eine schematische Schnittdarstellung durch den Sockelbereich der Grundplatte und der Kühlrippen des erfindungsgemäßen Kühlkörpers. 1 a schematic sectional view through the base region of the base plate and the cooling fins of the heat sink according to the invention.

1 zeigt die schematische Schnittdarstellung des Sockelbereichs S des erfindungsgemäßen Kühlkörpers mit Kühlrippen 3, Grundplatte 1 und in Nuten 2 der Grundplatte 1 bereits eingesetzte Sockelenden 3b der Kühlrippen 3. In 1 sind die Ausformungen 6 der Kühlrippen 3 mit Tälern 6a und Bergen 6b schematisch dargestellt, wobei die Verformungen der Berge 6b beim Einpressen der Kühlrippen 3 in die Nuten 2 nicht dargestellt sind. Nach dem Einpressvorgang sind die Berge 6b der Ausformungen 6 der Sockelenden 3b der Kühlrippen 3, jedenfalls teilweise in Richtung der Täler 6a der Ausformungen 6 hin verschoben. Auch wird die Nutenwand 4 durch den Einpressvorgang verformt. 1 shows the schematic sectional view of the base region S of the heat sink according to the invention with cooling fins 3 , Base plate 1 and in grooves 2 the base plate 1 already used base ends 3b the cooling fins 3 , In 1 are the formations 6 the cooling fins 3 with valleys 6a and mountains 6b shown schematically, with the deformations of the mountains 6b when pressing in the cooling fins 3 into the grooves 2 are not shown. After the press-in process are the mountains 6b the formations 6 the base ends 3b the cooling fins 3 at least partly in the direction of the valleys 6a the formations 6 postponed. Also, the groove wall 4 deformed by the press-fitting.

Die Kühlrippen 3 werden beim Einpressvorgang mit Vorteil bis zum Sockelgrund 5 der Nuten 4 hin vorgeschoben. Zur Erleichterung des Einpressvorganges sind die zum Sockelgrund 5 hin gerichteten Enden der Sockelenden 3b der Kühlrippen 3 mit zur Mittelachse A hin geneigten Keilflächen 9 versehen, deren Ebenen einen ersten Winkel α zueinander einschließen. Ebenso sind die Nuten 4 an der Oberfläche 11 der Grundplatte 1 „angephast”, d. h. weisen zur Mittelachse A hin geneigte Trichterflächen 10 auf, die ein Einschieben der Kühlrippen 3 beim Einpressvorgang erleichtern. Die Trichterflächen 10 und die Keilflächen 9 zentrieren zu Beginn des Einpressvorgangs die Kühlrippe 3 in der. Nut 4 und ermöglichen die Anwendung eines hohen Anpressdrucks von 10 kN bis 100 kN (1–10 t), insbesondere etwa 50 kN.The cooling fins 3 be with the press-in process with advantage to the base of the base 5 the grooves 4 advanced. To facilitate the Einpressvorganges are the bottom of the base 5 directed ends of the base ends 3b the cooling fins 3 with inclined to the central axis A inclined wedge surfaces 9 provided whose planes include a first angle α to each other. Likewise, the grooves 4 on the surface 11 the base plate 1 "Bevelled", ie have the center axis A inclined towards funnel surfaces 10 on, which is an insertion of the cooling fins 3 facilitate the pressing process. The funnel surfaces 10 and the wedge surfaces 9 center the cooling rib at the beginning of the pressing process 3 in the. groove 4 and allow the application of a high contact pressure of 10 kN to 100 kN (1-10 t), in particular about 50 kN.

Die Ausformungen 6 des Sockelbereichs S der Kühlrippen 3 weisen Berge 6b und Täler 6a derart auf, daß sich eine kleinste Breite d zwischen entsprechenden Tälern 6a und eine grösste Breite D zwischen entsprechenden Bergen 6b der Ausformungen 6 ergibt. Die grösste Breite D ist grösser als die Nutenbreite b der Nut 4.The formations 6 the base region S of the cooling fins 3 show mountains 6b and valleys 6a such that there is a smallest width d between corresponding valleys 6a and a largest latitude D between corresponding mountains 6b the formations 6 results. The largest width D is greater than the groove width b of the groove 4 ,

Der erste Winkel α der Keilflächen 9 der Kühlrippe 3 beträgt mit Vorteil etwa 60°. Ein in 1 dargestellter dritter Winkel γ zwischen zwei Hängen benachbarter Berge 6b der Ausformungen 6 beträgt ebenfalls mit Vorteil etwa 60°. Dies ermöglicht eine zuverlässige Verformung der für die Kühlrippen 3 bevorzugten Aluminiumlegierung.The first angle α of the wedge surfaces 9 the cooling fin 3 is about 60 ° with advantage. An in 1 represented third angle γ between two slopes of adjacent mountains 6b the formations 6 is also about 60 ° with advantage. This allows a reliable deformation of the cooling fins 3 preferred aluminum alloy.

Claims (10)

Kühlkörper für insbesondere elektronische Bauelemente, mit einer Grundplatte (1), die an einer Seite mit einer Anzahl von Nuten (2) bzw. Längsrillen mit einer kleinsten vorbestimmbaren Breite (b) versehen ist, und voneinander beabstandeten Kühlrippen (3), deren Sockelbereiche (S) unter Bildung von wärmeübertragenden Kontaktflächen mit Nutenwänden (4) in den Nuten (2) festliegen, wobei die Kühlrippenoberfläche (7) im Sockelbereich (S) mit zur Oberfläche (11) der Grundplatte (1) im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Ausformungen (6) versehen ist, wobei die kleinste Breite (d) der Kühlrippe (3) im Sockelbereich (S) kleiner und die größte Breite (D) der Kühlrippe (3) im Sockenbereich (S) größer ist als die kleinste vorbestimmbare Breite (b) der Nut (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (2) ebene Nutenwände (4) und eine von der Oberfläche (11) der Grundplatte (1) bis zum Sockelgrund (5) der Nut (2) gleichbleibende kleinste vorbestimmbare Breite (b) aufweisen.Heat sink for in particular electronic components, with a base plate ( 1 ) on one side with a number of grooves ( 2 ) is provided with a smallest predeterminable width (b), and spaced-apart cooling fins ( 3 ), whose base regions (S) to form heat-transferring contact surfaces with groove walls ( 4 ) in the grooves ( 2 ), wherein the cooling fin surface ( 7 ) in the base area (S) with the surface ( 11 ) of the base plate ( 1 ) substantially parallel to each other formations ( 6 ), wherein the smallest width (d) of the cooling rib ( 3 ) in the base region (S) smaller and the largest width (D) of the cooling fin ( 3 ) in the sock region (S) is greater than the smallest predeterminable width (b) of the groove ( 2 ), characterized in that the grooves ( 2 ) plane groove walls ( 4 ) and one from the surface ( 11 ) of the base plate ( 1 ) to the base ( 5 ) of the groove ( 2 ) have the same smallest predeterminable width (b). Kühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformungen (6) im Sockelbereich der Kühlrippen (3) wellenförmig mit Tälern (6a) und Bergen (6b) gestaltet sind.Heat sink according to claim 1, characterized in that the formations ( 6 ) in the base region of the cooling fins ( 3 ) undulating with valleys ( 6a ) and mountains ( 6b ) are designed. Kühlkörper nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformungen (6) im Sockelbereich der Kühlrippen (3) sägezahnartig, rechteckförmig oder halbkreisförmig mit einem vorbestimmbaren Krümmungsradius (R) gestaltet sind.Heat sink according to claim 1 or claim 2, characterized in that the formations ( 6 ) in the base region of the cooling fins ( 3 ) are sawtooth, rectangular or semicircular with a predeterminable radius of curvature (R) are designed. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippe (3) auf den dem Sockelgrund (5) der Nut (2) zugewandten Seiten endseitig zwei Keilflächen (9) aufweist, deren Ebenen einen ersten spitzen Winkel (α) zueinander einschließen.Heat sink according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling rib ( 3 ) on the base ( 5 ) of the groove ( 2 ) facing sides of two wedge surfaces ( 9 ), whose planes include a first acute angle (α) to each other. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (2) bzw. Längsrillen zur Oberfläche (11) der Grundplatte (1) hin geneigte Trichterflächen (10) aufweisen, deren Ebenen einen zweiten spitzen Winkel (β/2) zur Mittelachse (A) der Kühlrippe (3) aufweisen.Heat sink according to one of the preceding claims, characterized in that the grooves ( 2 ) or longitudinal grooves to the surface ( 11 ) of the base plate ( 1 ) inclined funnel surfaces ( 10 ) whose planes have a second acute angle (β / 2) to the central axis (A) of the cooling fin ( 3 ) exhibit. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (3) im Vergleich zur Grundplatte (1) aus demselben oder einem weicheren Material, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, bsp. E-AlMgSi, AlMgSi, Al99,5 bestehen.Heat sink according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling fins ( 3 ) compared to the base plate ( 1 ) made of the same or a softer material, in particular of an aluminum alloy, eg. E-AlMgSi, AlMgSi, Al 99.5 exist. Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers für insbesondere elektronische Bauelemente, wobei Kühlrippen (3) in eine Grundplatte (1), die an einer Seite mit einer Anzahl von Nuten (2) bzw. Längsrillen mit einer kleinsten vorbestimmbaren Breite (b) versehen ist, derart voneinander beabstandet eingebracht werden, dass die Sockelbreite (S) der Kühlrippen (3) unter Bildung von wärmeübertragenden Kontaktflächen mit Nutenwänden (4) in den Nuten (2) festliegen, und wobei die Kühlrippenoberfläche (7) im Sockelbereich (S) mit zur Oberfläche (11) der Grundplatte (1) im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Ausformungen (6) versehen ist, wobei die kleinste Breite (d) der Kühlrippe (3) im Sockelbereich (S) kleiner und die größte Breite (D) der Kühlrippe (3) im Sockelbereich (S) größer gewählt werden als die kleinste vorbestimmbare Breite (b) der Nut (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (2) ebene Nutenwände (4) und eine von der Oberfläche (11) der Grundplatte (1) bis zum Sockelgrund (5) der Nut (2) gleichbleibende kleinste vorbestimmbare Breite (b) aufweisen, und dass die Kühlrippen (3) in die Nuten (2) bzw. Längsrillen der Grundplatte (1) eingepresst werden.Method for producing a heat sink for in particular electronic components, wherein cooling fins ( 3 ) in a base plate ( 1 ) on one side with a number of grooves ( 2 ) and longitudinal grooves having a smallest predeterminable width (b) is provided, are introduced from one another such that the base width (S) of the cooling fins ( 3 ) with formation of heat-transferring contact surfaces with groove walls ( 4 ) in the grooves ( 2 ), and wherein the cooling fin surface ( 7 ) in the base area (S) with the surface ( 11 ) of the base plate ( 1 ) substantially parallel to each other formations ( 6 ), wherein the smallest width (d) of the cooling rib ( 3 ) in the base region (S) smaller and the largest width (D) of the cooling fin ( 3 ) in the base region (S) be greater than the smallest predetermined width (b) of the groove ( 2 ), characterized in that the grooves ( 2 ) plane groove walls ( 4 ) and one from the surface ( 11 ) of the base plate ( 1 ) until Base ground ( 5 ) of the groove ( 2 ) have the same smallest predeterminable width (b), and that the cooling fins ( 3 ) into the grooves ( 2 ) or longitudinal grooves of the base plate ( 1 ) are pressed. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kühlrippen (3) im Sockelbereich (5) beim Einpressen verformen.Method according to claim 7, characterized in that the cooling fins ( 3 ) in the base area ( 5 ) deform during pressing. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich Berge (6b) der Ausformungen (6) der Kühlrippen (3) beim Einpressen der Kühlrippen (3) in die Nuten (2) derart verformen, dass eine Kaltverschweißung des Materials der Kühlrippe (3) und der Nutenwand (4) stattfindet.Method according to claim 8, characterized in that mountains ( 6b ) of the formations ( 6 ) of the cooling fins ( 3 ) when pressing in the cooling fins ( 3 ) into the grooves ( 2 ) such that a cold welding of the material of the cooling rib ( 3 ) and the groove wall ( 4 ) takes place. Verfahren nach einem der Ansprüche 7–9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einpressen der Kühlrippen (3) in die Nut (2) Wärme zugeführt wird.Method according to one of claims 7-9, characterized in that during the pressing of the cooling fins ( 3 ) into the groove ( 2 ) Heat is supplied.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10200019B4 (en) * 2002-01-02 2006-07-06 Alcan Technology & Management Ag Heat sink for semiconductor devices, method for its production and tool for carrying out the method
DE102014110615A1 (en) * 2014-07-28 2016-01-28 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Diaphragm seal and pressure sensor with diaphragm seal
EP3624184A1 (en) * 2018-09-12 2020-03-18 Siemens Aktiengesellschaft Power module unit, method for producing a power module unit, power supply and frequency converter

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2132139A1 (en) * 1971-06-29 1973-01-25 Merkur Gmbh Metallwerk COLD-WELDED CONNECTION FOR RECTANGULAR PROFILE CONNECTING PARTS, ESPECIALLY MADE OF ALUMINUM
DE2502472C2 (en) * 1975-01-22 1982-09-02 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Heat sink for thyristors
DE29602212U1 (en) * 1996-02-09 1996-05-02 Alusuisse-Lonza Services AG, Neuhausen am Rheinfall Heat sink for semiconductor components or the like. Facilities
EP0789396A2 (en) * 1996-01-31 1997-08-13 Alusuisse Technology & Management AG (Alusuisse Technology & Management SA) (Alusuisse Technology & Management Ltd.) Cooling member for semi-conductor components or the same
JPH1174429A (en) * 1997-06-27 1999-03-16 Showa Alum Corp Heat radiation device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2132139A1 (en) * 1971-06-29 1973-01-25 Merkur Gmbh Metallwerk COLD-WELDED CONNECTION FOR RECTANGULAR PROFILE CONNECTING PARTS, ESPECIALLY MADE OF ALUMINUM
DE2502472C2 (en) * 1975-01-22 1982-09-02 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Heat sink for thyristors
EP0789396A2 (en) * 1996-01-31 1997-08-13 Alusuisse Technology & Management AG (Alusuisse Technology & Management SA) (Alusuisse Technology & Management Ltd.) Cooling member for semi-conductor components or the same
DE29602212U1 (en) * 1996-02-09 1996-05-02 Alusuisse-Lonza Services AG, Neuhausen am Rheinfall Heat sink for semiconductor components or the like. Facilities
JPH1174429A (en) * 1997-06-27 1999-03-16 Showa Alum Corp Heat radiation device

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