-
Die
Erfindung betrifft eine elektronische Schaltungsanordnung aufweisend
einen mit Bauteilen, u. a. Leistungsbauteilen, bestückten Schaltungsträger und
eine Wärmesenke
zur Ableitung der von den Bauteilen erzeugten Verlustwärme sowie
eine Wärmesenke
für derartige
Schaltungsanordnungen.
-
Bedingt
durch den stetig ansteigenden Einsatz von elektromotorischen Lösungen nimmt
die Leistung einzelner Baugruppen immer mehr zu. Hinzu kommt noch
dass im Elektronikbereich, insbesondere im Automotivebereich, immer
kleiner werdende Applikationen entwickelt werden, weshalb die Packungsdichte
der einzelnen Baugruppen immer mehr ansteigt. Dies führt zwangsläufig zum
Entstehen hoher Verlustleistungen in Form von Verlustwärme, die eine
erhöhte
Temperaturbelastung der einzelnen Bauteile zur Folge hat. Aus diesem
Grund ist es notwendig, Wärmesenken
vorzusehen, mittels denen die Verlustwärme von den Baugruppen bzw.
den einzelnen Bauteilen effektiv abgeführt wird.
-
Es
ist beispielsweise bekannt, elektronische Schaltungsanordnungen
mit Peltier-Elementen (nicht dargestellt) oder Wärmerohrsystemen (5)
als Wärmesenken
zu kombinieren. Eine derartige elektronische Schaltungsanordnung 100 weist
einen in einem Schaltungsgehäuse 101 angeordneten
plattenförmigen
Schaltungsträger 102 mit
einer horizontalen Plattenoberseite 103 und einer dazu
parallelen Plattenunterseite 104 auf. Auf der Plattenoberseite 103 sind
elektronische Bauteile 105 befestigt und elektrisch und
thermisch leitend angebunden.
-
Durch
den Schaltungsträger 102 werden
die elektrischen Verbindungen zwischen den einzelnen Bauteilen 105 hergestellt.
Bei den elektronischen Bauteilen 105 handelt es sich beispielsweise
um gehäuste
oder ungehäuste,
bedrahtete (nicht dargestellt) oder oberflächenmontierte (5)
Bauteile 105, insbesondere IC's (Integrierte Schaltkreise) oder Transistoren
oder Leistungshalbleiter oder elektrolytische Kondensatoren.
-
Nach
einer ersten bekannten Ausführungsform
(5) ist an der Plattenunterseite 104 eine Wärmeableitplatte 106 vorgesehen
und an dieser direkt befestigt. Die Wärmeableitplatte 106 ist
in einer Richtung senkrecht zur Plattenunterseite 104 fluchtend
zu dem Bauteil 105 angeordnet und ist mit einer horizontalen
Wärmeleitplattenunterseite 108 innenseitig
an einer ebenfalls horizontalen Gehäusebodenplatte 109 des
Schaltungsgehäuses 108 befestigt.
Die horizontale Erstreckung der Wärmeableitplatte 106 entspricht
zudem zweckmäßigerweise
der horizontalen Erstreckung des Bauteils 105. Des Weiteren
weist die Wärmeableitplatte 106 einen
innen liegenden, horizontalen Kanal 110 auf, der einendig geschlossen
ist und andernendig an einer Wärmeleitplattenseite 107 in
ein Wärmeableitrohr 111 mündet. Das
Wärmeableitrohr 111 weist
einen s-förmigen Verlauf
mit einem senkrechten Rückfluss-
und Dampfaufsteigbereich 112 und einem sich daran anschließenden,
horizontal verlaufenden Kondensierungsbereich 113 auf,
der außenseitig
zweckmäßigerweise
mit wärmeableitenden
Kühlrippen 115 versehen
ist und am Rohrende geschlossen ist. Der Kondensierungbereich 113 ist
zudem außerhalb
des Schaltungsgehäuses 101 angeordnet
und das Wärmeableitrohr 106 dazu
durch eine in einer Gehäuseseitenwandung 114 des
Schaltungsgehäuses 101 vorgesehene Öffnung 116 nach
außen
aus dem Schaltungsgehäuse 101 raus
geführt.
Das Wärmeableitrohr 111 und
der Kanal 110 sind mit Kühlmittel befüllt.
-
Die
Ableitung der vom Bauteil 105 im Betrieb erzeugten Verlustwärme erfolgt
nun über
den Schaltungsträger 102 auf
die Wärmeableitplatte 106.
Dadurch wird das sich im Kanal 110 befindliche flüssige Kühlmittel
erwärmt
und verdampft. Der entstandene Kühlmitteldampf
steigt aufgrund des Dampfdruckes durch den Rückfluss- und Dampfaufsteigbereich 112 nach
oben in den Kondensierungsbereich 113 auf. In dem von der
Umgebung gekühlten
Kondensierungsbereich 113 erfolgt die Kondensation des
Kühlmittel und
das dadurch abgekühlte,
verflüssigte
Kühlmittel fließt aufgrund
der Schwerkraft durch den senkrechten Rückfluss- und Dampfaufsteigbereich 112 wieder nach
unten in den Kanal 110 zurück. Dieser Kühlkreislauf
läuft kontinuierlich
ab.
-
Nach
einer weiteren bekannten Ausführungsform
(nicht dargestellt) ist die Wärmeableitplatte 106 direkt
auf einer Bauteilgehäuseoberseite 116 des
gehäusten
Bauteils 105 befestigt, so dass die Ableitung der Verlustwärme direkt
vom Bauteil 105 auf die Wärmeableitplatte 106 erfolgt.
-
Derartige
elektronische Schaltungsanordnungen haben sich bewährt. Allerdings
ist beispielsweise die sicherheitsrelevante dichte Durchführung des
Wärmeleitrohres
durch das Gehäuse
der Schaltungsanordnung problematisch und der gesamte Aufbau relativ
aufwendig und die Schaltungsanordnungen somit kostenintensiv in
der Herstellung. Zudem ist die Leistung und Funktion des Wärmerohrsystems
nicht unabhängig
von der Lage der Schaltungsanordnung im Betrieb. Bei Einbau einer
derartigen Schaltungsanordnung in einem Fahrzeug weist die gesamte
Schaltungsanordnung und insbesondere der Kondensierungsbereich beispielsweise
bei Bergauf- und abfahrt eine zur horizontalen geneigte Einbaulage
auf, so dass das im Kondensierungsbereich kondensierte Kühlmittel
gegen die Schwerkraft nach oben in den Kühlmittel Rückfluss- und Dampfaufsteigbereich
zurück
fließen
muss und sich deshalb im Kondensierungsbereich sammelt, und erst zurück fließt, wenn
der Kondensierungsbereich überfüllt ist.
Dies verschlechtert die Kühlleistung
erheblich und kann damit zur Überhitzung
und Schädigung
der Bauteile führen.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer elektronischen
Schaltungsanordnung aufweisend einen mit Bauteilen, u. a. Leistungsbauteilen,
bestückten
Schaltungsträger
und zumindest eine Wärmesenke
zur Ableitung der von den Bauteilen erzeugten Verlustleistung, die
einfach und kostengünstig
herstellbar ist, und die eine effektive Ableitung der Verlustleistung
lageunabhängig
gewährleistet.
-
Weitere
Aufgabe ist die Bereitstellung einer Wärmesenke zur Ableitung der
im Betrieb von derartigen Schaltungsanordnungen erzeugten Verlustleistung,
die einfach und kostengünstig
herstellbar ist und lageunabhängig
einsetzbar ist.
-
Diese
Aufgaben werden mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 17 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beispielhaft
näher erläutert. Es
zeigen:
-
1:
Schematisch einen Schnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
senkrecht zur Erstreckung eines Schaltungsträgers der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung
-
2:
Schematisch einen Schnitt durch einen Teil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
senkrecht zur Erstreckung eines Schaltungsträgers der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung
-
3:
Schematisch einen Schnitt durch einen Teil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
senkrecht zur Erstreckung eines Schaltungsträgers der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung
-
4:
Eine geschnittene schematische Ansicht einer Wärmesenke der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
mit Verlustwärme
erzeugendem Bauteil
-
5:
Schematisch einen Schnitt durch einen Teil einer Schaltungsanordnung
nach dem Stand der Technik senkrecht zur Erstreckung eines Schaltungsträgers der
Schaltungsanordnung
-
Die
erfindungsgemäße elektronische
Schaltungsanordnung 1 weist einen Schaltungsträger 2, an
dem Schaltungsträger 2 befestigte
elektronische Bauteile 3, u. a. Leistungsbauteile, und
eine Wärmesenke 4 auf,
die zur Ableitung der von den Bauteilen 3 erzeugten Verlustwärme von
der Schaltungsanordnung 1 dient (1–3).
Zudem weist die Schaltungsanordnung 1 zweckmäßigerweise
ein Schaltungsgehäuse 5 auf,
innerhalb dem der Schaltungsträger 2 und
die Wärmesenke 4 angeordnet
sind.
-
Der
Schaltungsträger 2 ist
vorzugsweise plattenförmig
ausgebildet und weist eine, vorzugsweise ebene und horizontale,
Trägerplattenoberseite 6 und
eine dazu parallele Trägerplattenunterseite 7 auf.
Der Schaltungsträger 2 besteht
je nach Anwendungszweck vorzugsweise aus mit Epoxidharz getränkten Glasfasermatten
(FR4 oder FR5) oder aus Teflon oder Keramik oder DCB (Direct Bonded
Copper) oder einer flexiblen Leiterplatte, z. B. einer mit einem
Isolator, insbesondere einer Acrylfolie, isolierten Kupferfolie.
Zudem weist der Schaltungsträger 2 auf der
Trägerplattenoberseite 6 und/oder
der Trägerlattenunterseite 7 Leiterbahnen
z. B. in Form von Metallisierungen oder mittels Dickschichttechnik
aufgebrachte Leiterbahnen auf (nicht dargestellt), die die Bauteile 3 elektrisch
miteinander verbinden. Zudem sind auf der Plattenoberseite 6 und/oder
der Plattenunterseite 7 Kontaktierungsstellen, insbesondere Lötpads und/oder
Bondpads und/oder Klebepads und/oder Presspads und/oder Sinterpads
und/oder Schweißpads
vorgesehen (nicht dargestellt), die zur elektrisch leitenden und
mechanischen Anbindung der Bauteile 3 an den Schaltungsträger 2 dienen.
Der Aufbau eines derartigen Schaltungsträgers 2 ist im Übrigen an
sich bekannt.
-
Bei
den Bauteilen 3 handelt es sich vorzugsweise um IC's (Integrierte Schaltkreise)
und/oder Transistoren und/oder elektrolytische Kondensatoren und/oder
Leistungshalbleiter. Die Bauteile 3 sind zudem in an sich
bekannter Weise als bedrahtete Bauteile (nicht dargestellt) und/oder
als oberflächenmontierte
Bauteile (SMD = Surface Mounted Devices) (1–3)
ausgeführt.
Des Weiteren sind die Bauteile 3 ungehäust (nicht dargestellt) oder
gehäust mit
einem die Bauteile 3 umgebendenden Bauteilgehäuse 9 vorzugsweise
aus Kunststoff ausgeführt.
Die dargestellten SMD-Bauteile 3 sind mittels aus dem Bauteilgehäuse 9 herausragenden
Anschlussbeinen 8 in an sich bekannter Weise mit dem Schaltungsträger 2 löttechnisch
verbunden. Das Bauteilgehäuse 9 weist
zudem eine zur Trägerplattenoberseite 6 parallele
Bauteilgehäuseunterseite 10 auf,
die auf der Trägerplattenoberseite 6 flächig aufliegt,
wobei wenn notwendig, zum Ausgleichen von Unebenheiten und zur besseren
Wärmeleitung
vorzugsweise zwischen Trägerplattenoberseite 6 und
Bauteilgehäuseunterseite 10 an
sich bekannte Wärmeleit paste
oder ein Wärmeleitpad
(Folie) verwendet werden kann (nicht dargestellt). Dadurch steht
das Bauteil 3 über
das Bauteilgehäuse 9 thermisch
leitend mit dem Schaltungsträger 2 in
Verbindung. Außerdem
weist das Bauteilgehäuse 9 zweckmäßigerweise
eine zum Bauteilgehäuseboden 10 parallele
Bauteilgehäuseoberseite 11 auf.
-
Die
erfindungsgemäße Wärmesenke 4 weist einen
dreidimensionalen Wärmeableitkörper 14 auf, der
vorzugsweise im Wesentlichen quaderförmig und zweckmäßigerweise
plattenförmig
ausgebildet ist. Der Wärmeableitkörper 14 (4)
weist eine gas- und
fluiddichte Hülle
bzw. Ummantelung 12 und einen von der Ummantelung 12 gas-
und fluiddicht umschlossenen, offene kapillare Poren, insbesondere Mikroporen,
aufweisenden Kern 13 auf. Dabei besteht die Ummantelung 12 vorzugsweise
aus Metall, insbesondere Aluminium und/oder Kupfer und/oder Siliziumkarbid,
oder aus Kunststoff, insbesondere PA (Polyamid) und/oder PBT (Polybutylenterephtalat). Der
Kern 13 besteht vorzugsweise aus Metallschaum und/oder
aus festem Polyurethan-Schaumstoff. Zudem weist der Kern 13 zweckmäßigerweise
eine Porengröße > 45 ppi (pores per
inch), insbesondere von 60–90
ppi, auf. Insbesondere weist der Kern 13 eine dreidimensional
vernetzte Stege auf, die mit dem inneren Aufbau eines Knochens vergleichbar
sind, auf und die einzelnen Poren weisen eine der Kugelform angenäherte Form
auf. Der Kern 13 kann aber auch Kanäle oder Öffnungen mit einer anderen,
unregelmäßigen Raumform
aufweisen. Er muss lediglich kapillare Öffnungen aufweisen, also Öffnungen,
die aufgrund ihrer Form und Größe Kapillarkräfte aufweisen.
-
Des
Weiteren ist der Wärmeableitkörper 14 mit
einem Kühlmittel
befüllt,
dass in den Poren des Kerns 13 aufgenommen ist und in diesen
aufgrund von Kapillarkräften
gehalten wird. Die Form und Größe der Poren
muss also so beschaffen sein, dass das Kühlmittel beim Befüllen aufgrund
der Kapillarkräfte in
die Poren hineingezogen wird und danach in den Poren gehalten wird
und der Kern somit eine Schwammwirkung hat.
-
Nach
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung (1) ist der plattenförmige Wärmeableitkörper 14 mit
einer sich zweckmäßigerweise
horizontal erstreckenden, ebenen, Ableitkörperoberseite 15 an
der Trägerplattenunterseite 7 angeordnet
und an dieser mittels Kleben und/oder Schrauben und/oder Schweißen und/oder
Schnappen bzw. Verrasten befestigt. Dadurch, dass die Ableitkörperoberseite 15 mit
der Trägerplattenunterseite 7 flächig in
Berührung ist,
steht der Schaltungsträger 2 mit
dem Wärmeableitkörper 14,
also der Wärmesenke 4 thermisch
leitend in Verbindung. Die Ableitkörperoberseite 15 bildet
also eine Wärmeaufnahmefläche 21 des
Wärmeableitkörpers 14.
Zudem stellt der Wärmeableitkörper 14 nach
der ersten Ausführungsform
eine Gehäusebodenwandung 16 des
Schaltungsgehäuses 5 dar, so
dass eine der Ableitkörperoberseite 15 gegenüberliegende
Ableitkörperunterseite 17 außenseitig
in Bezug zum Schaltungsgehäuse 5 angeordnet
ist und mit der Umgebung thermisch in Verbindung steht. Die Ableitkörperunterseite 17 wird
also durch die Umgebung gekühlt
und bildet eine Wärmeabgabefläche 20 des
Wärmeableitkörpers 14.
Von der Ableitkörperunterseite 17 ist
also Wärme
an die Umgebung abgebbar und somit von dem Wärmeableitkörper 14 abgeführt werden.
Vorzugsweise weist der Wärmeableitkörper 14 dazu
an der Ableitkörperunterseite 17 angeordnete
Kühlrippen 18 und/oder
Kühldome
(z. B. rund oder rechteckig oder vieleckig) auf, die die Wärmeabfuhrleistung
erhöhen.
-
Die
Ableitung der vom Bauteil 3 im Betrieb erzeugten Verlustwärme erfolgt
nun vom Bauteilgehäuse 9 über den
Bauteilgehäuseboden 10 und
die Trägerplattenoberseite 6 auf
den Schaltungsträger 2 und
von diesem über
die Trägerplattenunterseite 7 auf
die Ableitkörperoberseite 15.
Dadurch wird das sich in den zur Ableitkörperoberseite 15 benachbarten
Poren gehaltene Kühlmittel
aufgeheizt und bei Erreichen des Siedepunktes verdampft. Aufgrund
des Dampfdruckes wird das dampfförmige
Kühlmittel
von der Ableitkörperoberseite 15 weg
durch die Poren durch in Richtung zur gekühlten Ableitkörperunterseite 17 transportiert,
wo es wieder kondensiert und durch die Kondensation Wärme abgibt
an die Umgebung. Das gekühlte,
kondensierte, wieder verflüssigte
Kühlmittel
wird durch das kontinuierlich von der Ableitkörperoberseite 15 ankommende
dampfförmige
Kühlmittel
zunächst
durch die Poren durch zur Seite verdrängt und anschließend wieder
zurück
zur Ableitkörperoberseite 15 gedrängt, wo
es wiederum verdampft. Dadurch, dass das Kühlmittel kontinuierlich den
beschriebenen Kreislauf durchläuft,
wird eine effektive Wärmeableitung
von der Schaltungsanordnung und Abgabe der Wärme an die Umgebung gewährleistet.
-
Um
die Funktion der erfindungsgemäßen Wärmesenke 4 zu
gewährleisten,
muss ein ausreichender Füllstand
des Kühlmittels
vorhanden sein, damit das Kühlmittel
zum Durchströmen
des Wärmeableitkörpers 14 im
Kreislauf gezwungen wird, aber dennoch genug Raum zum Verdampfen
des Kühlmittels
vorhanden ist. Insbesondere ist der Wärmeableitkörper 14 zu 10 bis
90%, bevorzugt zu 70 bis 80% mit Kühlmittel befüllt.
-
Nach
einer weiteren Ausführungsform (2)
der Erfindung bildet der Wärmeableitkörper 14 nicht
die gesamte sondern nur einen Teil der Gehäusebodenwandung 16 des
Schaltungsgehäuses 5. Der
Wärmeableitkörper 14 ist
dann in vertikaler Richtung gesehen fluchtend zum Bauteil 3 angeordnet und
hat in horizontaler Richtung zweckmäßigerweise im Wesentlichen
die gleiche Erstreckung wie das Bauteil 3. Zudem ist der
Wärmeableitkörper 14 von der
Gehäusebodenwandung 16 seitlich
umschlossen, so dass in diesem Fall die seitliche Ummantelung 12 des Wärmeableitkörpers 14 von
der angrenzenden Gehäusebodenwandung 16 gebildet
wird, die den Wärmeableitkörper 14 seitlich
gasdicht und fluiddicht umschließt. Zudem kann auch die Ummantelung 12 im
Bereich der Ableitkörperoberseite 15 entfallen
und der Wärmeableitkörper 14 mit
der Trägerplattenunterseite 7 gas-
und fluiddicht verbunden sein. Lediglich an der Ableitkörperunterseite 17 muss dann
eine Abdeckplatte oder dergleichen vorgesehen sein. Die Verbindung
von der Wärmesenke 4 mit der
Gehäusebodenwandung 16 bzw.
dem Schaltungsträger 2 erfolgt
dann z. B. mittels Kleben oder unter Verwendung von geeigneten Dichtmaterialien, z.
B. Metalldichtungen oder Elastomerdichtungen.
-
Nach
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung (3) ist der Wärmeableitkörper 14 mit der Ableitkörperunterseite 17 auf
der Bauteilgehäuseoberseite 11 angeordnet
und an dieser mittels Kleben und/oder Löten und/oder Schweißen befestigt. Die
Ableitkörperunterseite 17 ist
mit der Trägerplattenunterseite 7 flächig in
Berührung
und bildet die Wärmeaufnahmefläche 21.
Das Bauteilgehäuse 9 steht so
mit dem Wärmeableitkörper 14,
also mit der Wärmesenke 4,
direkt thermisch leitend in Verbindung. Zudem stellt der Wärmeableitkörper 14 nach
dieser Ausführungsform
eine Gehäusedeckenwandung 19 des
Schaltungsgehäuses 5 dar,
so dass die der Ableitkörperunterseite 17 gegenüberliegende
Ableitkörperoberseite 15 außenseitig
in Bezug zum Schaltungsgehäuse 5 angeordnet
ist und mit der Umgebung an diese Wärme abgebend thermisch in Verbindung
steht und die Wärmeableitfläche 20 bildet.
Die Ableitkörperoberseite 15 wird
also durch die Umgebung gekühlt.
Bei dieser Ausführungsform
wird die vom Bauteil 3 erzeugte Verlustwärme über die
Bauteilgehäuseoberseite 11 an
die Ableitkörperunterseite 17 geleitet
und mittels der Wärmesenke 4 auf
oben beschriebene Weise gekühlt.
-
Nach
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung bildet der Wärmeableitkörper 14 in
analoger Weise wie bei der Gehäusebodenwandung 16 nicht
die gesamte, sondern nur einen Teil der Gehäusedeckenwandung 18 des
Schaltungsgehäuses 5. Der
Wärmeableitkörper 14 ist
dann in vertikaler Richtung gesehen fluchtend zum Bauteil 3 angeordnet und
hat in horizontaler Richtung zweckmäßigerweise im Wesentlichen
die gleiche Erstreckung wie das Bauteil 3. Zudem ist der
Wärmeableitkörper 14 von der
Gehäusedeckenwandung 18 seitlich
umschlossen, so dass die seitliche Ummantelung 12 des Wärmeableitkörpers 14 von
der angrenzenden Gehäusedeckenwandung 18 gebildet
wird, die den Wärmeableitkörper 14 seitlich
gasdicht und fluiddicht umschließt.
-
Selbstverständlich liegt
es auch im Rahmen der Erfindung mehrere Wärmesenken 4, z. B.
für jedes
Bauteil 3 eine Wärmesenke 4 vorzusehen
und diese in die Gehäusebodenwandung 18 und/oder
in die Gehäusedeckenwandung 16 zu
integrieren. Zudem können
sowohl die Gehäusebodenwandung 18 als
auch die Gehäusedeckenwandung 16 oder
das gesamte Gehäuse 5 als
Wärmeableitkörper 14 ausgeführt sein.
Dabei kommt es lediglich darauf an, dass der Wärmeableitkörper 14 mit seiner
Wärmeaufnahmefläche 20 mit
dem Bauteilgehäuse 9 bzw. dem
Schaltungsträger 2 thermisch
leitend, insbesondere flächig,
in Verbindung steht und mit der Wärmeableitfläche 21 mit der Umgebung
thermisch leitend in Verbindung steht und an diese Wärme abgeben kann.
Des Weiteren ist es auch möglich,
auch auf der Trägerplattenunterseite 7 Bauteile 3 vorzusehen.
-
Außerdem kann
der dreidimensionale Wärmeableitkörper 14 jede
geeignete dreidimensionale Raumform aufweisen. Es muss nur der Kreislauf
des Kühlmittels
von der Wärmeaufnahmefläche 21 zur Wärmeableitfläche 20 und
wieder zurück
unter Abgabe von Wärme
an die Umgebung und zweckmäßigerweise
unter Wechsel des Aggregatzustandes von flüssig zu dampfförmig und
wieder zu flüssig
gewährleistet
sein.
-
Bei
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
ist insbesondere von Vorteil, dass die Entwärmung mittels der Wärmesenke
lageunabhängig ist.
Denn aufgrund der offenporigen Struktur des Kerns und der damit
verbundenen Kapillarkräfte
der kapillaren Öffnungen
und des richtigen Füllstandes wird
sicher gestellt, dass, auch wenn die Wärmeaufnahmefläche die
Ableitkörperoberseite
darstellt oder irgendeine von 0° verschiedene
Neigung zur Horizontalen hat, ausreichend Kühlmittel in die zur Wärmeaufnahmefläche benachbarten
kapillaren Öffnungen
eingesaugt wird und in diesen gehalten wird. Dies ist insbesondere
für den
Einsatz von Schaltungsanordnungen im Automotivebereich extrem wichtig.
Zudem erfolgt eine gleichmäßige Verteilung der
Wärme in
dem plattenförmigen
Wärmeableitkörper, was
punktuelle Erwärmungen
vermeidet.
-
Zudem
ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
sehr einfach aufgebaut und somit einfach und kostengünstig herstellbar.
Denn die erfindungsgemäße Wärmesenke
ist ein in sich abgeschlossenes System, das keine externen Anschlüsse oder
Energiezufuhr benötigt,
die aus dem Schaltungsgehäuse
heraus geführt
werden müssten.
Es findet ein in sich geschlossener Kühlmittelkreislauf innerhalb
der Wärmesenke
statt. Die Integration der Wärmesenke
in das Schaltungsgehäuse
ist zudem besonders einfach und zudem Platz sparend.
-
Außerdem steht
aufgrund der Porenstruktur eine sehr große Fläche für den Wärmeaustausch zur Verfügung. Des
Weiteren kann wie bereits oben erläutert die Ummantelung wegfallen,
wenn der Wärmeableitkörper durch
andere geeignete Mittel gas- und
fluiddicht nach außen
abgeschlossen ist.
-
Zudem
liegt es im Rahmen der Erfindung anstelle des bei Raumtemperatur
flüssigen
Kühlmittels auch
bei Raumtemperatur wachsartige oder gelartige Kühlmittel zu verwenden, die
unter hohen Temperaturen verdampfen.