DE10163915A1

DE10163915A1 - Baugruppe mit mindestens einer elektronischen Komponente und mit zwei Formteilen

Info

Publication number: DE10163915A1
Application number: DE2001163915
Authority: DE
Inventors: Dietrich George; Edmund Schirmer
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2001-12-22
Filing date: 2001-12-22
Publication date: 2003-07-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe mit mindestens einer Wärme erzeugenden elektronischen Komponente und mit mindestens zwei Formteilen, die so miteinander verbunden sind, daß sie einen Hohlkörper für Kühlmittel bilden, wobei mindestens eine elektronische Baugruppe in dem von Kühlmittel durchströmten Hohlraum angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe mit mindestens einer elektronischen Komponente und mit zwei Formteilen.

Viele elektronische Komponenten erzeugen beim Betrieb so viel Wärme, daß sie zur Erhöhung der Lebensdauer und zur Bereitstellung konstanter Betriebsbedingungen gekühlt werden müssen. Dabei ist es sinnvoll die wärme erzeugenden Komponenten eines Systems zusammen mit einem Kühler zu einer Baugruppe zusammen zu fassen. Der Kühler kann dabei beispielsweise an einen Kühlmittelkreislauf angeschlossen sein.

Eine derartige elektronische Baugruppe mit ein Leistungsmodul zur Ansteuerung eines Elektromotors bildenden elektronischen Komponenten, die durch eine Kühleinheit gekühlt werden, ist beispielsweise aus der DE 196 45 636 C1 bekannt. Dabei ist das Leistungsmodul auf einer planaren Kühleinheit angeordnet, wobei die Kühleinheit an einen Kühlmittelkreislauf angeschlossen ist.

Der Nachteil dieser Baugruppe aus elektronischen Komponenten und einem Kühler ist, daß elektronische Komponenten mit einer besonders hohen Wärmeabgabe, wie beispielsweise ein Leistungswiderstand, keine besonders hohe Kühlleistung erfahren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Baugruppe mit mindestens einer elektronischen Komponente und mit zwei Formteilen anzugeben, bei der elektronische Komponenten mit hoher Wärmeabgabe eine besonders hohe Kühlleistung erfahren.

Zudem soll die elektronische Baugruppe einen sehr kompakten Aufbau aufweisen und einen geringen Bauraum einnehmen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale in den Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst. Demnach weist die Baugruppe zwei Formteile auf, die so zueinander angeordnet und miteinander verbunden sind, daß sie einen geschlossenen Hohlraum bilden. Dieser Hohlraum wird von Kühlmittel durchströmt, das über Kühlmittelanschlüsse in den Hohlraum gelangt. Dabei ist mindestens eine elektronische Komponente innerhalb des Hohlraumes angeordnet und wird direkt von dem Kühlmittel umströmt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß außerhalb des größeren Formteils weitere elektronische Baugruppen angeordnet sind.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß beide Formteile als eckige, ineinander passende Becher mit unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet sind. In dem Innenraum des kleineren becherförmigen Formteils ist mindestens eine weitere elektronische Komponente angeordnet. Dabei ist vorgesehen, daß zwei Kühlmittelanschlüsse an dem kleineren becherförmigen Formteil angeordnet sind.

Zur Abdichtung ist zwischen dem Formteil und der von Kühlmittel umspülten mindestens einen elektronischen Komponente eine Dichtung angeordnet.

Insbesondere wenn mehrere elektronische Komponenten innerhalb des von Kühlmittel durchströmten Raumes angeordnet sind ist es vorteilhaft, daß diese elektronischen Komponenten auf dem Formteil in einer Dichtmasse eingebettet sind, wobei mindestens eine Seite der elektronischen Komponenten mit dem Kühlmittel in Kontakt kommt.

Durch die beschriebene Baugruppe mit mindestens einer elektronischen Komponente und mit zwei einen Hohlraum bildenden Formteilen können durch die direkte Umspülung von Kühlmittel auch elektronische Komponenten mit einer hohen Wärmeabgabe wirkungsvoll gekühlt werden, wobei gleichbleibende Betriebsbedingungen und eine hohe Betriebsdauer gewährleistet werden. Dabei weist die elektronische Baugruppe einen sehr Kompakten Aufbau auf, aus dem ein geringer Raumbedarf resultiert.

Im folgenden ist eine Baugruppe mit mehreren elektronischen Komponenten und mit zwei becherförmigen, einen Hohlraum bildenden, rechteckigen Formteilen anhand von einem Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit einer Figur dargestellt und erläutert.
Es zeigt:
Figur eine schematische Darstellung der Baugruppe mit acht elektronischen Komponenten und mit zwei becherförmigen Formteilen.
In der Figur eine Baugruppe mit acht elektronischen Komponenten 3, 4, 5, die an einem Kühlkörper angeordnet sind, der aus zwei rechteckigen, eine unterschiedliche Höhe aufweisenden becherförmigen Formteilen besteht, die im Folgenden als erste Becher 1 und als zweiter Becher 2 bezeichnet werden. Die Baugruppe dient zur Kühlung elektronischer Komponenten 3, 4, 5, die in der Nähe heißer Bauteile eines Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
Der erste Becher 1 und der zweite Becher 2 weisen in einer Achse des Durchmessers einen sich nur in der Materialstärke unterscheidenden Durchmesser auf, und in der anderen Achse einen deutlich unterschiedlichen Durchmesser auf, so daß sie ineinander eingesetzt werden konnten. Durch den nur geringfügig unterschiedlichen Durchmesser klemmt der zweite Becher 2 über zwei Seiten im ersten Becher 1, wobei die Becher 1, 2 zusätzlich beispielsweise durch Löten miteinander verbunden sind. Dadurch entsteht zwischen dem ersten Becher 1 und dem zweiten Becher 2 ein U-förmiger Hohlraum. Dieser Hohlraum dient als Kanal für von Kühlmittel 7, daß dem Hohlraum über zwei Kühlmittelanschlüsse 6 zugeführt wird. Die Kühlmittelanschlüsse 6 sind beispielsweise an den Kühlmittelkreislauf des Kraftfahrzeuges angeschlossen.
Drei elektronische Komponenten 3, die eine besonders hohe Wärmeentwicklung aufweisen, und die besonders gut gekühlt werden müssen, sind innerhalb des vom Kühlmittel 7 durchströmten Hohlraumes angeordnet. Aufgrund der größeren Flächen . bietet es sich an die drei elektronischen Komponenten 3 wie abgebildet auf dem ersten Becher 1 anzuordnen.
Zur Abdichtung gegenüber dem Kühlmittel 7 sind diese drei elektronischen Komponenten 3 in eine Vergußmasse 8 eingebettet. Dabei sind auch die elektrischen Anschlüsse 10 dieser drei elektronischen Komponenten 3 bis an die Stellen, an denen die elektrischen Anschlüsse 10 der drei elektronischen Komponenten 3 aus dem ersten Becher 1 (oder dem zweiten Becher 2) herausgeführt werden, mit in die Vergußmasse 8 eingebettet. Zudem können in die Vergußmasse 8 auch die Kühlmittelanschlüsse 6 eingegossen sein.
Alternativ könnten die elektrischen Anschlüsse 10 der drei elektronischen Komponenten 3, die im von Kühlmittel 7 durchströmten Hohlraum angeordnet sind, durch den ersten Becher 1 hindurch geführt werden. Dabei müßten zwischen dem ersten Becher und den drei elektronischen Komponenten 3 Dichtungen 9 angeordnet sein, die beispielsweise als O-Ring ausgebildet sind, und die ein Austreten von Kühlmittel 7 vermeiden.
Zudem dient eine Dichtung 9 zwischen den Bechern 1, 2 und den elektronischen Komponenten 3, 4, 5 der elektrischen Isolation sowie der Vermeidung von elektrochemischen Reaktionen, wenn die Becher 1, 2 und die elektronische Komponenten 3, 4, 5 aus unterschiedlichen Metallen gefertigt sind. Dabei sollten die Dichtungen 9 eine schlechte elektrische Leitfähigkeit und gleichzeitig eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
Auf der Außenseite des ersten Bechers 1 sind zur Kühlung drei weitere elektronische Komponenten 4 angeordnet, die jeweils ebenfalls auf einer Dichtung 9 angeordnet sind, die der elektrischen und der elektrochemischen Isolation dient.
Zudem sind in dem Innenraum des zweiten Bechers 2 zwei weitere elektronische Komponenten 5 angeordnet, die ebenfalls besonders wirkungsvoll gekühlt werden. Diese zwei elektronischen Komponenten 5 sind zudem in besonderer Weise vor Umgebungswärme geschützt, die beispielsweise einwirkt, wenn die Baugruppe unmittelbar neben der Brennkraftmaschine der Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße Baugruppe werden die elektronischen Komponenten 3, 4, 5 wirkungsvoll gekühlt, wobei die Baugruppe einen sehr kompakten Aufbau aufweist, der einen nur geringen Bauraum benötigt.

Claims

1. Baugruppe mit mindestens einer elektronischen Komponente (3, 4, 5) und mit mindestens zwei Formteilen (1, 2), dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Formteile (1, 2) so miteinander verbunden sind, daß die mindestens zwei Formteile (1, 2) einen Anschlüsse (6) für Kühlmittel (7) aufweisenden, geschlossenen Hohlraum bilden, und daß mindestens eine elektronische Komponente (3) innerhalb des vom Kühlmittel (7) durchströmten Hohlraumes angeordnet ist.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der mindestens zwei Formteile (1, 2) weitere elektronische Baugruppen (4, 5) angeordnet sind.

3. Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den mindestens zwei Formteilen (1, 2) Kühlmittelanschlüsse (6) angeordnet sind.

4. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Formteile (1, 2) als zwei eckige Becher mit unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet sind, und daß in dem Innenraum des kleineren eckigen Bechers mindestens eine weitere elektronische Komponente (5) angeordnet ist.

5. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den mindestens zwei Formteilen (1, 2) und der mindestens einen elektronischen Komponente (3, 4, 5) eine Dichtung (9) angeordnet ist.

6. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine elektronische Komponente (3) in einer Vergußmasse (8) eingebettet ist.