DE102006030598A1 - Vorrichtung mit einem Modul und einer Kühlvorrichtung sowie Verfahren zur Verbindung einer Kühlvorrichtung und eines Moduls - Google Patents

Vorrichtung mit einem Modul und einer Kühlvorrichtung sowie Verfahren zur Verbindung einer Kühlvorrichtung und eines Moduls Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Modul (22) und einer Kühlvorrichtung (23) sowie ein Verfahren zur Verbindung einer Kühlvorrichtung (23) und eines Moduls (22) miteinander. Die Vorrichtung weist eine Leiterplatte (21), ein mit der Leiterplatte (21) elektrisch verbundenes, wenigstens ein elektrotechnisches Bauelement umfassendes Modul (22) und eine mit dem Modul (22) wärmeleitend verbundene Kühlvorrichtung (23) auf. Die Kühlvorrichtung (23) ist auf der der Leiterplatte (21) abgewandten Seite des Moduls (22) an dem Modul (22) mit wenigstens einem Befestigungsmittel (39, 40) angeordnet. Das Befestigungsmittel (39, 40) zur Verbindung des Moduls (22) und der Kühlvorrichtung (23) miteinander ist von der der Leiterplatte (21) abgewandten Seite des Moduls (22) her betätigbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, aufweisend eine Leiterplatte, ein mit der Leiterplatte elektrisch verbundenes, wenigstens ein elektrotechnisches Bauteil umfassendes Modul und eine mit dem Modul wärmeleitend verbundene Kühlvorrichtung, die auf der der Leiterplatte abgewandten Seite des Moduls an dem Modul mit wenigstens einem Befestigungsmittel angeordnet ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Verbindung einer Kühlvorrichtung und eines wenigstens ein elektrotechnisches Bauelement umfassenden Moduls, das auf seiner einer Leiterplatte zugewandten Seite mit der Leiterplatte elektrisch verbunden ist.
  • Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art weist als elektrotechnisches Bauelement beispielsweise ein Leistungshalbleiterbauelement auf, bei dessen Betrieb eine nicht zu vernachlässigende, das Modul erwärmende Verlustleistung auftritt, so dass zur Vermeidung von Beschädigungen das das Leistungshalbleiterbauelement aufweisende Modul, insbesondere das Leistungshalbleiterbauelement an sich gekühlt werden sollte. Das Modul wird daher in der Regel mit einem Kühlkörper versehen.
  • Ein Aufbau einer solchen Vorrichtung nach dem Stand der Technik ist exemplarisch in 1 in einer teilweise geschnittenen Darstellung gezeigt. Der Aufbau umfasst eine Leiterplatte 1, an der ein Halbleitermodul 2 angeordnet ist. Das Halbleitermodul 2 umfasst wenigstens ein in der 1 nicht dargestelltes Leistungshalbleiterbauelement. Das Halbleitermodul 2 weist beispielsweise ein aus Kunststoff ausgebildetes Gehäuse auf, in dem das Leistungshalbleiterbauelement auf einem Substrat angeordnet ist und das mit mehreren Anschlusspins 4 versehen ist, die zur elektrischen Verbindung des Halbleiter moduls 2 und der Leiterplatte 1 mit entsprechenden Anschlussstellen auf der Leiterplatte 1 verlötet sind. Wie bereits erwähnt, erzeugt das Leistungshalbleiterbauelement des Halbleitermoduls 2 im Betrieb eine nicht vernachlässigbare Verlustleitung, so dass es zu einer Erwärmung im Betrieb des Halbleitermoduls 2 kommt. Um Beschädigungen insbesondere des Leistungshalbleiterbauelementes des Halbleitermoduls 2 zu vermeiden, muss daher die im Betrieb auftretende Verlustwärme von dem Halbleitermodul 2 abgeleitet werden. Aus diesem Grund ist das Halbleitermodul 2 auf seiner der Leiterplatte 1 abgewandten Seite mit einer metallischen Bodenplatte 5 versehen, auf der ein Kühlkörper 3 angeordnet ist. Die Befestigung des Kühlkörpers 3 auf dem Halbleitermodul 2 erfolgt in der Regel mittels Schrauben 6, 7. Das Halbleitermodul 2 weist hierzu in seinem Gehäuse in der Regel metallische Buchsen 8, 9 auf, um eine gute Übertragung der Kraft von den Schrauben auf die metallische Bodenplatte 5 zu gewährleisten. Der Schaft einer Schraube 6, 7 kann dabei durch eine metallische Buchse 8, 9 geführt werden. Der Kühlkörper 3 ist mit entsprechenden Gewindelöchern 10, 11 versehen, in die die Schrauben 6, 7 zur Befestigung des Kühlkörpers 3 auf dem Halbleitermodul 2 eingedreht werden können. Nach dem Eindrehen der Schrauben 6, 7 liegen die Schraubenköpfe in der Regel auf den metallischen Buchsen 8, 9 auf.
  • Die Reihenfolge des Aufbaus der Vorrichtung ist derart, dass zunächst die Anschlusspins 4 des Halbleitermoduls 2 mit den entsprechenden Anschlussstellen der Leiterplatte 1 verlötet werden. Nach der Verbindung des Halbleitermoduls 2 mit der Leiterplatte 1 ist der Kühlkörper 3 auf dem Halbleitermodul 2 anzubringen. Hierzu sind in der Leiterplatte 1 Öffnungen 12, 13 vorgesehen, durch die die Schrauben 6, 7 gänzlich geführt werden. Die Schrauben 6, 7 werden schließlich mit ihren Schäften durch die Buchsen 8, 9 geführt und in die Gewindelöcher 10, 11 zur Befestigung des Kühlkörpers 3 auf dem Halbleitermodul 2 eingeschraubt. Auf diese Weise kann das Halb leitermodul 2 noch nach der Verbindung mit der Leiterplatte 1 mit dem Kühlkörper 4 versehen werden.
  • Nachteilig an diesem Aufbau und diesem Vorgehen ist jedoch, dass für die Verbindung des Halbleitermoduls 2 mit dem Kühlkörper 4 verhältnismäßig große Öffnungen 12, 13 in der Leiterplatte 1 vorgesehen sein müssen, um mit einem Schraubendreher die Verschraubung von Halbleitermodul 2 und Kühlkörper 4 bewerkstelligen zu können. Der für die Öffnungen 12, 13 benötigte Raum steht demnach auf der Leiterplatte 1 nicht mehr für die Realisierung von Leiterbahnen oder für die Anordnung von Bauelementen zur Verfügung.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart anzugeben, dass die Verbindung von Modul und Kühlvorrichtung vereinfacht ist.
  • Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 17. Die Vorrichtung weist eine Leiterplatte, ein mit der Leiterplatte elektrisch verbundenes, wenigstens ein elektrotechnisches Bauelement umfassendes Modul und eine mit dem Modul wärmeleitend verbundene Kühlvorrichtung auf, die auf der der Leiterplatte abgewandten Seite des Moduls an dem Modul mit wenigstens einem Befestigungsmittel angeordnet ist, wobei das Befestigungsmittel von der der Leiterplatte abgewandten Seite des Moduls her betätigbar ist. Es wird demnach vorgeschlagen, die Kühlvorrichtung und das Modul von der der Leiterplatte abgewandten Seite des Moduls her, also von der Rückseite der Kühlvorrichtung her miteinander zu verbinden. Demnach ist es nicht mehr notwendig die Leiterplatte mit Öffnungen bzw. entsprechenden Aussparungen zu versehen, um das Modul und den Kühlkörper von der dem Modul abgewandten Seite der Leiterplatte her mit Schrauben miteinander verbinden zu können. Auf der Leiterplatte steht somit mehr Raum für die Anordnung von Leiterbahnen oder auch für die Anordndung von Bauelementen zur Verfügung. Wenn dabei die Rede davon ist, dass das Befestigungsmittel von der der Leiterplatte abgewandten Seite des Moduls her betätigbar ist, so ist unter einer Betätigung des Befestigungsmittels allgemein die Handhabung des Betätigungsmittels zu verstehen, was die Befestigung des Befestigungsmittels zum Verbinden der Kühlvorrichtung und des Moduls miteinander, aber auch das Lösen des Befestigungsmittels und somit das Trennen der Kühlvorrichtung und des Moduls einschließen kann. Die Befestigung muss dabei nicht notwendigerweise wieder zerstörungsfrei oder beschädigungsfrei lösbar sein. Das Befestigungsmittel kann also beispielsweise auch ein Niet sein. Die Betätigung des Befestigungsmittels kann dabei auch den Gebrauch von Hilfsmitteln zur Befestigung oder zum Lösen des Befestigungsmittels umfassen.
  • Varianten der Erfindung sehen vor, dass die Leiterplatte ein so genanntes Printed Circuit Board (PCB) und das elektrotechnische Bauelement ein Halbleiterbauelement, vorzugsweise ein Leistungshalbleiterbauelement sind. Bei dem Leistungshalbleiterbauelement kann es sich beispielsweise um einen Isolated Gate Bipolar Transistor (IGBT) oder einen MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) handeln. Das Modul kann dabei auch mehrere Halbleiterbauelemente, insbesondere mehrere Leistungshalbleiterbauelemente aufweisen.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist die Kühlvorrichtung wenigstens eine Öffnung oder Durchgangsöffnung für das Befestigungsmittel auf. Die Durchgangsöffnung kann beispielsweise in Form einer Durchgangsbohrung ausgeführt sein. Das Befestigungsmittel kann demnach wenigstens teilweise durch die Durchgangsöffnung der Kühlvorrichtung geführt werden.
  • Weitere Varianten der Erfindung sehen vor, dass das Modul wenigstens eine Befestigungsöffnung zur Fixierung des Befestigungsmittels aufweist, wobei die Befestigungsöffnung vorzugsweise mit einem Gewinde versehen ist.
  • Nach einer weiteren Variante der Erfindung, nach der das Befestigungsmittel eine Schraube ist, können demnach die Kühlvorrichtung und das Modul miteinander verschraubt werden. Um den Aufbau der Vorrichtung möglichst einfach zu halten, weist vorzugsweise nur die Befestigungsöffnung des Moduls ein Gewinde auf, während die Durchgangsöffnung der Kühlvorrichtung als reine Durchgangsbohrung zur Durchführung der Schraube ausgeführt ist. Die Kühlvorrichtung kann dabei mehrere Durchgangsbohrungen und das Modul mehrere Befestigungsöffnungen mit Gewinde zur Befestigung der Kühlvorrichtung und des Moduls miteinander aufweisen. Eine Durchgangsbohrung ist vorzugsweise jeweils einer Befestigungsöffnung mit Gewinde zugeordnet. Die Befestigungsöffnung des Moduls kann im Übrigen ebenfalls eine Durchgangsöffnung, beispielsweise eine Durchgangsbohrung mit Gewinde sein. Bei der Befestigungsöffnung des Moduls kann es sich aber auch nur um ein Sackloch handeln, welches im Falle einer Schraubenverbindung mit einem Gewinde versehen ist.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Durchgangsöffnung der Kühlvorrichtung derart ausgebildet, dass das Befestigungsmittel darin versenkbar ist. Vorzugsweise ist die Durchgangsöffnung der Kühlvorrichtung nach einer Variante der Erfindung dabei derart ausgestaltet, dass sie eine Anlagefläche für das Befestigungsmittel aufweist. Geht man beispielsweise von einer Schraube als Befestigungsmittel aus, so weist die Durchgangsöffnung also eine Anlagefläche und zwar für eine definierte Anlage eines Schraubenkopfes auf. Die Erzeugung der Anlagefläche kann dabei derart bewerkstelligt werden, dass die Durchgangsöffnung zwei Bereiche mit verschiedenen Durchmessern aufweist. Der an das Modul angrenzende Bereich der Durchgangsöffnung weist einen kleineren Durchmesser auf und dient bevorzugt zur Aufnahme eines Schaftes einer Schraube. Der dem Modul abgewandte Bereich der Durchgangsöffnung weist einen größeren Durchmesser auf und dient bevorzugt zur Aufnahme eines Schraubenkopfes, der auf der Anlagefläche de finiert aufliegt, die sich durch die beiden Bereiche der Durchgangsöffnung mit verschiedenem Durchmesser ergibt. Die Anlagefläche muss dabei nicht notwendigerweise eben sein, sondern kann auch beispielsweise konisch verlaufen. Die Gestaltung der Anlagefläche hängt im Wesentlichen vom dem verwendeten Befestigungsmittel, insbesondere vom Typ der verwendeten Schraube ab. Es kann also durchaus ausreichend sein, die Durchgangsöffnung der Kühlvorrichtung nur insoweit anzusenken, dass ein Schraubenkopf darin vorzugsweise vollkommen aufgenommen wird und nicht über die Oberfläche der Kühlvorrichtung hinausragt.
  • Nach Varianten der Erfindung handelt es sich bei der Kühlvorrichtung vorzugsweise um einen Kühlkörper, der auf seiner dem Modul abgewandten Seite mit Kühlrippen versehen sein kann oder aber auf seiner dem Modul abgewandten Seite eben ausgeführt ist. Insbesondere bei Kühlkörpern, die auf ihrer dem Modul abgewandten Seite plan ausgeführt sind, ist es erwünscht, dass kein Teil des Befestigungsmittels über die plane Oberfläche des Kühlkörpers hinausragt, da es sich bei dieser Form der Kühlung um die so genannte „cold plate" handelt, bei der die plane Oberfläche des Kühlkörpers dazu vorgesehen ist, an einer anderen planen Gegenfläche zur Kühlung angelegt zu werden. D. h., es können bereits bestehende Kühlvorrichtungen oder Systeme zur Kühlung des Moduls unter Zwischenschaltung des Kühlkörpers verwendet werden.
  • Weitere Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, dass das Modul ein Gehäuse aufweist, welches vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet ist und auf seiner der Kühlvorrichtung zugewandten Seite zwecks besserer Ableitung der Verlustwärme eine metallische Bodenplatte aufweist. Bevorzugt ist das Gehäuse des Moduls mit wenigstens einer Buchse aus Metall versehen, in die das Gewinde eingearbeitet ist. Wenn also als Befestigungsmittel eine Schraube vorgesehen ist, dann wird diese nach Durchführung durch die Durchgangsöffnung der Kühlvorrichtung in das Gewinde der metallischen Buchse des Kunst stoffgehäuses des Moduls zur Befestigung des Moduls und der Kühlvorrichtung miteinander von der der Leiterplatte abgewandten Seite des Moduls her eingeschraubt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der beigefügten schematischen Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
  • 1 in einer teilweise geschnittenen Darstellung eine Vorrichtung mit einer Leiterplatte, einem Halbleitermodul und einer Kühlvorrichtung nach dem Stand der Technik und
  • 2 in einer teilweise geschnittenen Darstellung eine Vorrichtung mit einer Leiterplatte, einem Halbleitermodul und einer Kühlvorrichtung nach der Erfindung.
  • In der 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt, welche eine Leiterplatte 21, ein wenigstens ein elektrotechnisches Bauelement umfassendes Modul 22 und eine Kühlvorrichtung 23 aufweist.
  • Das Modul 22 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels wenigstens ein Halbleiterbauelement, vorzugsweise ein Leistungshalbleiterbauelement beispielsweise in Form eines IGBTs oder eines MOSFETs. Das Modul 22, im Folgenden als Halbleitermodul 22 bezeichnet, kann aber auch mehr als ein Halbleiterbauelement bzw. Leistungshalbleiterbauelement enthalten. Das Leistungshalbleiterbauelement ist in in 2 nicht explizit dargestellter Weise auf einem Substrat angeordnet. Das Halbleitermodul 22 umfasst ein mit dem Bezugszeichen 24 versehenes Gehäuse, welches aus Kunststoff ausgebildet ist. Das mit dem Leistungshalbleiterbauelement versehene Substrat ist in dem Gehäuse 24 angeordnet. Von dem Substrat sind in nicht explizit dargestellter Weise im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrere Anschlusspins 26 aus dem Gehäuse 24 nach außen geführt, so das diese auf der der Leiterplatte 21 zugewandten Seite des Halbleitermoduls 22 aus dem Gehäuse 24 des Halbleitermoduls 22 herausragen. Die Anschlusspins 26 auf der der Leiterplatte 21 zugewandten Seite des Halbleitermoduls 22 sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit entsprechenden Anschlussstellen der Leiterplatte 21 verlötet. Die Anschlusspins 26 können aber auch in die Anschlussstellen der Leiterplatte 21 eingepresst sein oder anderweitig mit den Anschlussstellen der Leiterplatte elektrisch verbunden sein. Bei der Leiterplatte 21 handelt es sich im Übrigen bevorzugt um ein so genanntes Printed Circuit Board (PCB).
  • Auf seiner der Kühlvorrichtung 23 zugewandten Seite ist das Gehäuse 24 des Halbleitermoduls 22 mit einer Bodenplatte 25 aus einem Metall, vorzugsweise Aluminium oder Kupfer versehen, um einen möglichst guten Wärmeübergang von dem Halbleitermodul 22 zu der Kühlvorrichtung 23 zu erhalten.
  • Auf seiner der Kühlvorrichtung 23 zugewandten Seite weist das Halbleitermodul 22 im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels zwei flanschartige Fortsätze 27, 28 auf, in denen im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels jeweils eine metallische, rohrförmige Buchse 29, 30 angeordnet ist. Die Buchsen 29, 30 sind fest mit dem Halbleitermodul 22 bzw. dem Gehäuse 24 des Halbleitermoduls 22 verbunden. Jede der beiden Buchsen 29, 30 ist jeweils mit einem Gewinde 31, 32 versehen. Das Halbleitermodul 22 weist also mit den rohrförmigen Buchsen 29, 30 im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels zwei Befestigungsöffnungen auf, bei denen es sich vorliegend um mit jeweils einem Gewinde 31, 32 versehene Durchgangsöffnungen handelt.
  • Bei der Kühlvorrichtung 23 handelt es sich im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels um einen Kühlkörper 23, der im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels auf seiner dem Halbleitermodul 22 abgewandten Seite mit einer ebenen Oberfläche 33 ausgeführt ist. Auf diese Weise kann der Kühlkörper 23 mit einer anderen Kühlvorrichtung beispielsweise in einer elektrotechnischen Anlage oder in einem Gerät zur Anlage gebracht werden, so dass das Halbleitermodul 22 unter Zwischenschaltung des Kühlkörpers 23 mit einer bestehenden Kühleinrichtung gekühlt werden kann („cold plate").
  • Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Kühlkörper 23, wie in 2 mit gestrichelten Linien angedeutet, mit Kühlrippen 34 zu versehen, so dass dieser unabhängig von einer anderen Kühleinrichtung also quasi „stand alone" zur Kühlung des Halbleitermoduls 22 eingesetzt wird.
  • Der vorzugsweise aus Aluminium ausgebildete Kühlkörper 23 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels zwei im Wesentlichen gleichartige Durchgangsöffnungen 35, 36 auf, die vorliegend als Durchgangsbohrungen realisiert sind. Sowohl die Durchgangsbohrung 35 als auch die Durchgangsbohrung 36 weist zwei Bereiche mit verschiedenem Öffnungsdurchmesser auf. Auf der dem Halbleitermodul 22 zugewandten Seite sind die Durchgangsbohrungen 35, 36 im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels etwa bis zu Hälfte der Dicke D des Kühlkörpers 23 mit kleinerem Durchmesser ausgeführt, als auf der dem Halbleitermodul 22 abgewandten Seite des Kühlkörpers 23. Dies kann durch ein so genanntes Aufbohren erreicht werden. Durch die beiden Bereiche mit unterschiedlichem Öffnungsdurchmesser der Durchgangsbohrungen 35, 36 ergibt sich im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels etwa in der Mitte des Kühlkörpers 23 jeweils eine ringförmige Anlagefläche 37, 38.
  • Beim Aufbau der Vorrichtung der 2 wird derart vorgegangen, dass zunächst das Halbleitermodul 22 und die Leiterplatte 21 elektrisch miteinander verbunden werden. Hierzu werden, wie bereits erwähnt, bevorzugt die Anschlusspins 26 des Halbleitermoduls 22 mit entsprechenden Anschlussstellen der Leiterplatte 21 verlötet.
  • Anschließend können aufgrund der beschriebenen Ausgestaltung des Halbleitermoduls 22 sowie des Kühlkörpers 23 das Halblei termodul 22 und der Kühlkörper 23 auf vorteilhafte Weise von der der Leitplatte 21 abgewandten Seite des Halbleitermoduls 22 her miteinander wärmeleitend verbunden bzw. befestigt werden. Hierzu wird im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Schaft einer Schraube 39 durch die Durchgangsbohrung 35 geführt und in das Gewinde 31 der metallischen Buchse 29 des Gehäuses 24 des Halbleitermoduls 22 eingeschraubt. Der Kopf der Schraube 39 kommt dabei an der Anlagefläche 37 zur Anlage und ist somit versenkt, d. h. dieser ragt nicht über die plane Oberfläche 33 des Kühlkörpers 23 hinaus. In gleicher Weise wird der Schaft einer Schraube 40 durch die Durchgangsbohrung 36 des Kühlkörpers 23 geführt und in das Gewinde 32 der metallischen Buchse 30 des Gehäuses 24 des Halbleitermoduls 22 eingeschraubt. Der Kopf der Schraube 40 kommt dabei an der Anlagefläche 38 zur Anlage.
  • Es wird also deutlich, dass durch die erfindungsgemäße Lösung der Kühlkörper 23 von der der Leiterplatte 21 abgewandten Seite des Halbleitermoduls 22 her, also von der Rückseite des Kühlkörpers 23 her mit dem Halbleitermodul 22 verbunden werden kann und somit Öffnungen in der Leiterplatte 21 zur Herstellung der Verbindung zwischen Halbleitermodul 22 und Kühlkörper 23 nicht notwendig sind.
  • Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ragen die Schrauben 39, 40 über die Buchsen 29, 30 hinaus. Dies muss jedoch nicht notwendigerweise der Fall sein. Die Buchsen 29, 30 können vielmehr auch derart ausgebildet sein, dass sie nur ein mit einem Gewinde versehenes Sackloch aufweisen. In diesem Fall ragen die Schrauben 39, 40 nicht über die flanschartigen Abschnitte 27, 28 des Gehäuses 24 hinaus.
  • Des Weiteren können die Durchgangsöffnungen 35, 36 andersartig ausgestaltet sein. Beispielsweise müssen die Anlageflächen 37, 38 nicht so tief in den Kühlkörper 23 eindringen und plan ausgeführt sein. Es besteht auch die Möglichkeit, die Durchgangsbohrungen 35, 36 einfach nur anzusenken bzw. anzu fasen und Schrauben mit Schraubenköpfen zu verwenden, die in diesen Senken bzw. Anfasungen versenkt werden können, damit diese nicht über die Oberfläche 33 des Kühlkörpers 23 hinausragen.
  • Des Weiteren ist es nicht zwingend notwendig als Befestigungsmittel Schrauben zu verwenden. Vielmehr können auch beispielsweise Klammern oder auch Niete oder andere geeignete Befestigungsmittel verwendet werden, um das Halbleitermodul 22 und den Kühlkörper 23 von der der Leiterplatte 21 abgewandten Seite des Halbleitermoduls 22 her miteinander wärmeleitend zu verbinden. Je nach Anwendungsfall kann es sich dabei um eine lösbare Verbindung (z. B. Schraubenverbindung, Klammerverbindung) oder um eine nicht zerstörungsfrei bzw. beschädigungsfrei lösbare Verbindung (z. B. Nietverbindung) handeln.
  • Bei der Vorrichtung handelt es sich im Übrigen bevorzugt um einen Frequenzumrichter.

Claims (32)

  1. Vorrichtung aufweisend eine Leiterplatte (21), ein mit der Leiterplatte (21) elektrisch verbundenes, wenigstens ein elektrotechnisches Bauelement umfassendes Modul (22) und eine mit dem Modul (22) wärmeleitend verbundene Kühlvorrichtung (23), die auf der der Leiterplatte (21) abgewandten Seite des Moduls (22) an dem Modul (22) mit wenigstens einem Befestigungsmittel (39, 40) angeordnet ist, wobei das Befestigungsmittel (39, 40) von der der Leiterplatte (21) abgewandten Seite des Moduls (22) her betätigbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Leiterplatte (21) ein Printed Circuit Board (PCB) ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das elektrotechnische Bauelement ein Halbleiterbauelement ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das elektrotechnische Bauelement ein Leistungshalbleiterbauelement ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Kühlvorrichtung (23) wenigstens eine Öffnung oder Durchgangsöffnung (35, 36) für das Befestigungsmittel (39, 40) aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das Modul (22) wenigstens eine Befestigungsöffnung (29, 30) zur Fixierung des Befestigungsmittels (39, 40) aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Befestigungsöffnung (29, 30) ein Gewinde (31, 32) aufweist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der das Befestigungsmittel eine Schraube (39, 40) ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei der die Durchgangsöffnung (35, 36) der Kühlvorrichtung (23) derart ausgebildet ist, dass das Befestigungsmittel (39, 40) darin versenkbar ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Durchgangsöffnung (35, 36) der Kühlvorrichtung (23) derart ausgestaltet ist, dass sie eine Anlagefläche (37, 38) für das Befestigungsmittel (39, 40) aufweist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Kühlvorrichtung ein Kühlkörper (23) ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der die Kühlvorrichtung (23) auf der dem Modul (22) abgewandten Seite Kühlrippen (34) aufweist oder eben (33) ausgeführt ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der das Modul (22) ein Gehäuse (24) aufweist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der das Gehäuse (24) aus einem Kunststoff ausgebildet ist und eine Bodenplatte (25) aus einem Metall aufweist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, bei der das Gehäuse (24) wenigstens eine Buchse (29, 30) aus Metall aufweist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Buchse (29, 30) mit einem Gewinde (31, 32) versehen ist.
  17. Verfahren zur Verbindung einer Kühlvorrichtung (23) und eines wenigstens ein elektrotechnisches Bauelement umfassenden Moduls (22) miteinander, das auf seiner einer Leiterplatte (21) zugewandten Seite mit der Leiterplatte (21) elektrisch verbunden ist, bei dem eine wärmeleitende Verbindung zwischen der Kühlvorrichtung (23) und der der Leiterplatte (21) abgewandten Seite des Moduls (22) mit einem Befesti gungsmittel (39, 40) erfolgt, welches von der der Leiterplatte (21) abgewandten Seite des Moduls (22) her betätigt wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Leiterplatte (21) ein Printed Circuit Board (PCB) ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, bei dem das elektrotechnische Bauelement ein Halbleiterbauelement ist.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem das elektrotechnische Bauelement ein Leistungshalbleiterbauelement ist.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, bei dem die Kühlvorrichtung (23) wenigstens eine Öffnung oder Durchgangsöffnung (35, 36) für das Befestigungsmittel (39, 40) aufweist.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, bei dem das Modul (22) wenigstens eine Befestigungsöffnung (29, 30) zur Fixierung des Befestigungsmittels (39, 40) aufweist.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Befestigungsöffnung (29, 30) ein Gewinde (31, 32) aufweist.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, bei dem das Befestigungsmittel eine Schraube (39, 40) ist.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, bei dem die Durchgangsöffnung (35, 36) der Kühlvorrichtung (23) derart ausgebildet ist, dass das Befestigungsmittel (39, 40) darin versenkbar ist.
  26. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Durchgangsöffnung (35, 36) der Kühlvorrichtung (23) derart ausgestaltet ist, dass sie eine Anlagefläche (37, 38) für das Befestigungsmittel (39, 40) aufweist.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 26, bei dem die Kühlvorrichtung ein Kühlkörper (23) ist.
  28. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 27, bei dem die Kühlvorrichtung (23) auf der dem Modul (22) abgewandten Seite Kühlrippen (34) aufweist oder eben (33) ausgeführt ist.
  29. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 28, bei dem das Modul (22) ein Gehäuse (24) aufweist.
  30. Verfahren nach Anspruch 29, bei dem das Gehäuse (24) aus einem Kunststoff ausgebildet ist und eine Bodenplatte (25) aus einem Metall aufweist.
  31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, bei dem das Gehäuse (24) wenigstens eine Buchse (29, 30) aus Metall aufweist.
  32. Verfahren nach Anspruch 31, bei dem die Buchse (29, 30) mit einem Gewinde (31, 32) versehen ist.
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