DE102008006536B4 - Cooling system for power semiconductors arranged on a carrier board - Google Patents

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Abstract

Kühlsystem für auf einer Trägerplatine (10) angeordnete Leistungshalbleiter (11), insbesondere für mit LED's bestückte Trägerplatinen, mit einem mit der Platinenrückseite wärmeleitend verbundenen Kühlkörper (4),
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kühlkörper (4) mehrteilig ausgebildet ist und aus einem an der Platinenrückseite anliegenden ersten Teilkühlkörper (1) und zumindest einem bezüglich des ersten Teilkühlkörpers (1) beabstandeten zweiten Teilkühlkörper (2) besteht,
dass der erste Teilkühlkörper (1) als mit durchgehenden Ausnehmungen (6) versehener Flachkörper ausgebildet ist
und der zweite Teilkühlkörper (2) Ansätze (5) aufweist, die sich berührungsfrei durch die Ausnehmungen (6) des ersten Teilkühlkörpers (1) erstrecken und wärmeleitend mit der Platinenrückseite verbunden sind, und
dass die Kontaktbereiche (7) zwischen den Teilkühlkörpern (1, 2) und der Platinenrückseite in Abhängigkeit von den Positionen der Leistungshalbleiter (11) auf der Platine (10) gewählt sind.
Cooling system for power semiconductors (11) arranged on a carrier board (10), in particular for carrier boards equipped with LEDs, with a heat sink (4) connected in a heat-conducting manner to the board rear side,
characterized,
the heat sink (4) has a multipart design and consists of a first partial heat sink (1) resting against the rear of the printed circuit board and at least one second partial heat sink (2) spaced from the first partial heat sink (1),
the first partial cooling body (1) is designed as a flat body provided with continuous recesses (6)
and the second partial heat sink (2) has lugs (5) which extend without contact through the recesses (6) of the first partial heat sink (1) and are connected in a heat-conducting manner with the back side of the sink, and
in that the contact regions (7) between the partial cooling bodies (1, 2) and the back of the printed circuit board are selected as a function of the positions of the power semiconductors (11) on the printed circuit board (10).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem für auf einer Trägerplatine angeordnete Leistungshalbleiter, insbesondere für mit LED's bestückte Trägerplatinen, mit einem mit der Platinenrückseite wärmeleitend verbundenen Kühlkörper.The The present invention relates to a cooling system for on a carrier board arranged power semiconductors, in particular for equipped with LED's carrier boards, with a with the back of the board thermally conductive connected heat sink.

Es ist bekannt, dass Leistungshalbleiter im Betrieb mit relativ hohen Verlustleistungen behaftet sind, d. h. Wärme erzeugen, die abgeführt werden muss. Diese Wärmeabführung erfolgt üblicherweise über wärmeleitende Trägerplatten und insbesondere auch diesen zugeordnete Kühlkörper.It It is known that power semiconductors in operation with relatively high Loss carry-forwards, d. H. Generate heat that must be dissipated. This heat dissipation usually takes place via heat-conducting carrier plates and in particular also associated with this heat sink.

Besonders ausgeprägt wird das Problem der Abführung der entstehenden Verlustwärme dann, wenn eine Mehrzahl von Leistungshalbleitern relativ dicht gepackt auf einer Trägerfläche angebracht werden muss, wie dies beispielsweise der Fall ist, wenn eine Mehrzahl von leistungsstarken LED's zur Spot- oder Raumbeleuchtung in möglichst dichter Packung auf einer Platine vorgesehen ist.Especially pronounced becomes the problem of exhaustion the resulting heat loss when a plurality of power semiconductors are relatively dense packed on a support surface must be, as is the case for example, if a plurality from powerful LED's for spot or room lighting in as tight a package as possible a board is provided.

Ein Kühlsystem der eingangs angegebenen Art ist aus der US 2007/0 062 032 A1 , der EP 1 498 013 B1 sowie der DE 42 18 419 C2 bekannt. Diese bekannten Kühlsysteme sind einteilig ausgebildet und zumindest zum Teil mit die Kühlfläche vergrößernden Rippen versehen.A cooling system of the type specified is from the US 2007/0 062 032 A1 , of the EP 1 498 013 B1 as well as the DE 42 18 419 C2 known. These known cooling systems are integrally formed and at least partially provided with the cooling surface enlarging ribs.

Mehrteilig ausgebildete Kühlsysteme sind bekannt aus der US 6 538 892 B2 , der US 5 567 986 A sowie aus JP 2007-207 779 A (Abstract). Diese mehrteiligen Kühlsysteme bestehen dabei aus auf Abstand gehaltenen plattenförmigen oder mit Vertiefungen und Erhöhungen versehenen flächigen Elementen, die aufeinandergeschichtet sind.Multi-part cooling systems are known from the US Pat. No. 6,538,892 B2 , of the US 5 567 986 A as well as out JP 2007-207 779 A (Abstract). These multi-part cooling systems consist of spaced-apart plate-shaped or provided with depressions and elevations flat elements that are stacked.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einerseits besonders wirksames und andererseits besonders kompakt aufgebautes Kühlsystem für auf einer Trägerplatine angeordnete Leistungshalbleiter zu schaffen, das eine gezielte Anpassung der Wärmeableitung an die jeweilige Anordnung der Leistungshalbleiter ermöglicht und dabei dennoch kostengünstig gefertigt werden kann.task The present invention is, on the one hand, particularly effective and on the other hand, particularly compact cooling system for on a carrier board arranged power semiconductors to create a targeted adaptation the heat dissipation allows the respective arrangement of power semiconductors and yet cost-effective can be made.

Gelöst wird diese Aufgabe im Wesentlichen dadurch, dass der Kühlkörper mehrteilig ausgebildet ist und aus einem an der Platinenrückseite anliegenden ersten Teilkühlkörper und zumindest einem bezüglich des ersten Teilkühlkörpers beabstandeten zweiten Teilkühlkörper besteht, dass der erste Teilkühlkörper als mit durchgehenden Ausnehmungen versehener Flachkörper ausgebildet ist und der zweite Teilkühlkörper Ansätze aufweist, die sich berührungsfrei durch die Ausnehmungen des ersten Teilkühlkörpers erstrecken und wärmeleitend mit der Platinenrückseite verbunden sind, und dass die Kontaktbereiche zwischen den Teilkühlkörpern und der Platinenrückseite in Abhängigkeit von den Positionen der Leistungshalbleiter auf der Platine gewählt sind.Is solved This task essentially by the fact that the heat sink in several parts is formed and from a voltage applied to the back of the circuit board first Partial heat sink and at least one respect the second partial heat sink spaced second Partial heat sink exists, that the first part heat sink as formed with continuous recesses provided flat body and the second partial heat sink has approaches, the contactless extend through the recesses of the first partial heat sink and heat-conducting with the back of the board are connected, and that the contact areas between the heat sinks and the back of the board dependent on are selected from the positions of the power semiconductors on the board.

Durch die gezielte Zusammenfassung mehrerer Teilkühlkörper zu einem hinsichtlich der erhaltenen Wärmeableitpfade ineinander verschachtelten Kühlkörper wird es möglich, eine auf die einzelnen Leistungshalbleiter bezogen optimale Wärmeabfuhr zu erreichen. Die mit den bevorzugt in ihrer Grundstruktur plattenförmig gestalteten und mit die Oberflächen vergrößernden Mitteln versehenen Teilkühlkörpern einteilig ausgebildeten Ansätze oder Dome erstrecken sich jeweils durch gegenseitig ausgerichtete Ausnehmungen in den ihnen platinenseitig vorgeordneten Teilkühlkörpern und sind mit ihrem freien Ende luftspaltfrei und wärmeleitend mit einem unterhalb eines Leistungshalbleiters gelegenen Bereich der Platinenunterseite verbunden.By the targeted summary of several partial heat sink to a respect the resulting heat dissipation paths nested heat sink is it is possible an optimal heat dissipation related to the individual power semiconductors to reach. The plate-shaped with the preferred in their basic structure and with the surfaces magnifying Means provided partial heat sinks in one piece trained approaches or domes each extend through mutually aligned recesses in the platinum side upstream subcooling bodies and are with their free End air gap-free and heat-conducting with an area located below a power semiconductor connected to the bottom of the board.

Die Ansätze oder Dome besitzen bevorzugt zylindrische Form, aber es sind je nach Anwendungsfall bzw. Einsatzzweck auch Ansätze von anderer Querschnittsform möglich, wenn dadurch die Wärmeableitung verbessert werden kann.The approaches or domes preferably have cylindrical shape, but they are ever according to application or purpose also approaches of different cross-sectional shape possible, if by the heat dissipation can be improved.

Es ist möglich, zwischen den bevorzugt jeweils gleichen gegenseitigen Abstand aufweisenden Teilkühlkörpern Distanzelemente aus Kunststoffmaterial anzuordnen und diese auch zur gegenseitigen Fixierung der Teilkühlkörper zu verwenden.It is possible, between the preferably each same mutual distance having partial heat sink spacers to arrange plastic material and this also for mutual fixation the partial heat sink too use.

Bevorzugt ist es jedoch, die Teilkühlkörper direkt an der Trägerplatine zu haltern und beispielsweise mit der Trägerplatine zu verschrauben. Auf diese Weise wird eine besonders hohe Gesamtfestigkeit von Trägerplatine und Kühlsystem erhalten.Prefers However, it is the partial heat sink directly on the carrier board to support and to screw for example with the carrier board. In this way, a particularly high overall strength of carrier board and cooling system receive.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kühlsystems in Form eines speziellen mehrteiligen Kühlkörpers ermöglicht es, die Kühlverteilung über die Position der Ansätze an den Teilkühlkörpern definiert vorzugeben und der jeweiligen Anordnung der Leistungshalbleiter auf der zugehörigen Trägerplatine Rechnung zu tragen. Insbesondere ist es dabei auch möglich, zu berücksichtigen, dass die Wärmeleitung über die längeren Ansätze oder Dome sich von der Wärmeleitung über kürzere Ansätze oder Dome unterscheidet. Nach dem Prinzip der Erfindung können nicht nur auf einer vollflächigen Platine angeordnete Leistungshalbleiter, sondern auch Leistungshalbleiter gekühlt werden, die auf einer ringförmigen oder streifenförmigen Platine angebracht sind.The inventive design of the cooling system in the form of a special multi-part heat sink allows the cooling distribution over the Position of the approaches defined at the partial heat sinks pretend and the respective arrangement of power semiconductors on the associated carrier board Take into account. In particular, it is also possible to consider, that the heat conduction over the longer approaches or dome itself from the heat conduction over shorter approaches or dome different. According to the principle of the invention can not only arranged on a full-surface board Power semiconductors, but also power semiconductors are cooled, on an annular or strip-shaped Board are attached.

Die in ihrer Grundstruktur bevorzugt plattenförmigen, mit Ansätzen oder Domen versehenen Teilkühlkörper sind ein- oder beidseitig mit ihre Oberfläche vergrößernden Mitteln, wie zum Beispiel Rippen, stift- oder lappenförmigen Ansätzen, Vertiefungen und dergleichen, versehen.The in their basic structure preferably plate-shaped, with approaches or Domen provided partial heat sink are one or both sides with their surface magnifying agents, such as Ribs, pin-shaped or flap-shaped approaches, Wells and the like, provided.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden bei der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in der Zeichnung zeigt:Further advantageous features of the invention are specified in the subclaims and in the following description of the embodiment explained with reference to the drawing; in the drawing shows:

1 eine schematische Teilschnittdarstellung eines Kühlsystems nach der Erfindung in Verbindung mit einer mit LED's bestückten Platine, 1 1 is a schematic partial sectional view of a cooling system according to the invention in conjunction with a board equipped with LEDs,

2 eine Teil-Draufsicht der Anordnung nach 1, in die die Schnittebene der 1 eingezeichnet ist, 2 a partial top view of the arrangement 1 into which the sectional plane of the 1 is drawn,

3 eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung der Kühlverteilung bei Anwendung von zwei Teilkühlkörpern, und 3 a schematic diagram for explaining the cooling distribution when using two Teilkühlkörpern, and

4 eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung der Kühlverteilung bei Anwendung von drei Teilkühlkörpern. 4 a schematic diagram for explaining the cooling distribution when using three Teilkühlkörpern.

Die schematische Schnittdarstellung nach 1 zeigt eine Trägerplatine 10 mit einer Mehrzahl von auf der Platinenoberseite angeordneten Leistungshalbleitern 11, insbesondere Hochleistungs-LED's.The schematic sectional view according to 1 shows a carrier board 10 with a plurality of power semiconductors arranged on the upper side of the board 11 , especially high power LEDs.

Die Unterseite der Trägerplatine 10 besteht üblicherweise aus einer Aluminiumplatte, welche durch beim Betrieb der Leistungshalbleiter entstehende Verlustwärme erhitzt wird. An dieser Platinenrückseite liegt der eine ebene Oberfläche aufweisende, mit dem allgemeinen Bezugszeichen 4 gekennzeichnete Kühlkörper luftspaltfrei an, wobei zur Ankopplung des Kühlkörpers beispielsweise eine Aluminiumoxidpaste verwendet wird, so dass zwischen dem Kühlkörper 4 und der Platinenrückseite Kontaktbereiche 7 von hoher Wärmeleitfähigkeit entstehen.The underside of the carrier board 10 usually consists of an aluminum plate, which is heated by generated during operation of the power semiconductors heat loss. On this back side of the board is the one having a flat surface, with the general reference numerals 4 characterized heatsink free of air gap, wherein for coupling the heat sink, for example, an alumina paste is used, so that between the heat sink 4 and the back of the board contact areas 7 arise from high thermal conductivity.

Der Kühlkörper 4 ist mehrteilig aufgebaut und umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel einen plattenförmig gestalteten und unmittelbar an der Platinenrückseite anliegenden ersten Teilkühlkörper 1, der Ausnehmungen 6 aufweist.The heat sink 4 is constructed in several parts and includes in the illustrated embodiment, a plate-shaped and immediately adjacent to the back of the circuit board part heat sink 1 , the recesses 6 having.

Beabstandet zum ersten Teilkühlkörper 1 ist ein zweiter Teilkühlkörper 2 vorgesehen, der sich durch die Ausnehmungen 6 im ersten Teilkühlkörper 1 erstreckende Ansätze 5 besitzt, die in gleicher Weise wie der erste Teilkühlkörper 1 luftspaltfrei und gut wärmeleitend an der Platinenrückseite anliegen.Spaced to the first partial heat sink 1 is a second partial heat sink 2 provided through the recesses 6 in the first partial heat sink 1 extending approaches 5 owns, in the same way as the first partial heat sink 1 air gap free and good heat-conducting abut the back of the board.

Auf den zweiten Teilkühlkörper 2 folgt wiederum beabstandet zu diesem ein dritter Teilkühlkörper 3, der analog dem Teilkühlkörper 2 ausgebildet ist, jedoch versetzt zu den Ansätzen oder Domen des zweiten Teilkühlkörpers 2 etwas längere Ansätze oder Dome 5 aufweist, die sich durch gegenseitig ausgerichtete Ausnehmungen 6 im zweiten Teilkühlkörper 2 und im ersten Teilkühlkörper 1 bis zur Platinenrückseite erstrecken.On the second partial heat sink 2 in turn follows a third Teilkühlkörper spaced from this 3 , the analog of the partial heat sink 2 is formed, but offset to the lugs or domes of the second partial heat sink 2 slightly longer approaches or dome 5 characterized by mutually aligned recesses 6 in the second partial heat sink 2 and in the first partial heat sink 1 extend to the back of the board.

In der Zeichnung nicht dargestellt sind die die jeweilige Oberfläche der Teilkühlkörper 1, 2, 3 vergrößernden Mitteln, wie beispielsweise Vertiefungen, Rippen, Ansätze und dergleichen.Not shown in the drawing which are the respective surface of the partial heat sink 1 . 2 . 3 magnifying means, such as depressions, ribs, lugs and the like.

Es ist je nach Einsatzgebiet des erfindungsgemäßen Kühlsystems möglich, mehr als drei Teilkühlkörper zu verwenden, die über ihre jeweils zueinander versetzten Ansätze 5 ineinander verschachtelt sind und den Gesamtkühlkörper bilden.Depending on the field of application of the cooling system according to the invention, it is possible to use more than three partial heat sinks, which via their mutually offset approaches 5 nested inside each other and form the total heat sink.

Es ist möglich, die einzelnen Teilkühlkörper über Distanzelemente so miteinander zu verbinden, dass ein eine ebene Auflagefläche hoher Genauigkeit aufweisender Gesamtkühlkörper erhalten wird, der dann luftspaltfrei und gut wärmeleitend mit der zugehörigen Platine zu verbinden ist.It is possible, the individual partial heat sink via spacer elements to connect with each other so that a flat bearing surface higher Accuracy containing total heat sink obtained is then free of air gap and good thermal conductivity with the associated board to connect.

Bevorzugt wird aber die jeweilige Platine selbst als Trägerelement für die einzelnen Teilkühlkörper und damit auch für den gesamten Kühlkörper verwendet. Dazu werden die Teilkühlkörper 1, 2, 3 mit der Platine 10 an den Kontaktbereichen 7 verbunden, insbesondere verschraubt, so dass sich durch diese Direktverschraubung eine Einheit hoher Gesamtfestigkeit ergibt und auf diese Weise im Falle der Verwendung von LED's praktisch ein kompaktes Leuchtmittel entsteht.Preferably, however, the respective board itself is used as a carrier element for the individual partial heat sink and thus also for the entire heat sink. These are the partial heat sink 1 . 2 . 3 with the board 10 at the contact areas 7 connected, in particular screwed, so that this unit results in a unit of high overall strength and in this way, in the case of the use of LEDs practically creates a compact bulb.

Die Draufsicht nach 2, bei der es sich ebenso wie im Falle der 1 um eine vergrößerte Darstellung handelt, zeigt einen Teilbereich der Platine 10 mit darauf angeordneten LED's 11, denen jeweils – strichliert gezeigt – ein definierter Kontaktbereich 7 zugeordnet ist. Mit dem Bezugszeichen 6 ist in dieser Darstellung der Spalt gekennzeichnet, der durch das Eingreifen eines Ansatzes 5 in eine Ausnehmung 6 entsteht.The top view 2 in which it is just as in the case of 1 is an enlarged view shows a portion of the board 10 with LED's arranged on it 11 , each of which - shown in broken lines - a defined contact area 7 assigned. With the reference number 6 In this illustration, the gap is characterized by the intervention of a lug 5 in a recess 6 arises.

Wie bereits erläutert, wird gemäß der Erfindung vorzugsweise jedem Leistungshalbleiter 11 ein individueller Wärmeableitweg zugeordnet, und diese Wärmeableitwege entsprechen der Kontaktflächenverteilung an der Platine 10. Diese Verteilung muss insbesondere dann, wenn sich auch technische Bauteile auf der Platinenfläche befinden, nicht gleichförmig sein, aber es wird stets angestrebt, eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Wärmeableitung zu erzielen.As already explained, according to the invention, preferably each power semiconductor 11 associated with an individual Wärmeableitweg, and these Wärmeableitwege correspond to the contact surface distribution on the board 10 , This distribution must not be uniform, especially when there are also technical components on the board surface, but it is always desirable to achieve the most uniform possible distribution of heat dissipation.

3 zeigt eine mögliche Kühlverteilung bei Anwendung von zwei Kühlkörpern, wobei die dem ersten Teilkühlkörper 1 zugeordneten Kontaktflächen bzw. Wärmeableitwege mit „1” und die dem zweiten Teilkühlkörper zugeordneten Kontaktflächen oder Wärmeableitwege mit „2” gekennzeichnet sind. In diesem Falle ist ersichtlich eine regelmäßige und abwechselnde Verteilung von Ableitwegen zum ersten Teilkühlkörper und zum zweiten Teilkühlkörper vorgesehen. 3 shows a possible cooling distribution when using two heat sinks, wherein the first part of the heat sink 1 associated contact surfaces or Wärmeableitwege with "1" and the second part of the heat sink associated contact surfaces or Wärmeableitwege are marked with "2". In this case you can see a regular and off changing distribution of discharge paths to the first part of the heat sink and the second partial heat sink provided.

4 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung der Anordnung der Wärmeableitwege bzw. der Kühlverteilung bei Anwendung von drei Teilkühlkörpern. 4 shows a representation for explaining the arrangement of the heat dissipation paths or the cooling distribution when using three partial heat sinks.

Diese Anordnung eignet sich beispielsweise für eine Leuchte mit Hochleistungs-LED's, bei der im Mittelbereich der Platine vier LED's in Form eines Vierecks angeordnet sind, während die übrigen LED's gleichmäßig um diese Innengruppierung verteilt angeordnet sind. Durch die Anordnung der Wärmeableitwege wird auch den im Vergleich zu dem zweiten Teilkühlkörper 2 etwas längeren Ansätzen 5 des dritten Teilkühlkörpers 3 Rechnung getragen, denn die Wärmeleitung dieser längeren Ansätze oder Dome 5 ist etwas geringer als die Wärmeleitung entsprechend kürzerer Ansätze 5.This arrangement is suitable, for example, for a luminaire with high-power LEDs, in which four LEDs are arranged in the form of a quadrangle in the central region of the board, while the remaining LEDs are distributed uniformly around this Innengruppierung. The arrangement of the heat dissipation is also compared to the second partial heat sink 2 slightly longer approaches 5 of the third partial heat sink 3 Accounted for, because the heat conduction of these longer approaches or dome 5 is slightly lower than the heat conduction corresponding to shorter approaches 5 ,

Für alle Ausführungsformen der Erfindung gilt, dass ein Kühlsystem vorliegt, das jeweils optimal an die jeweilige Kühlaufgabe anpassbar ist, hohe Wirksamkeit besitzt und sehr kompakt gestaltet werden kann.For all embodiments The invention is that a cooling system is present, which is optimally adaptable to the respective cooling task, high efficiency owns and can be made very compact.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
erster Teilkühlkörperfirst Part heatsink
22
zweiter Teilkühlkörpersecond Part heatsink
33
dritter Teilkühlkörperthird Part heatsink
44
mehrteiliger Kühlkörpermultipart heatsink
55
Ansätzeapproaches
66
Durchbrechungenperforations
77
Kontaktbereichcontact area
88th
Kühlverteilung bei zwei Kühlkörperncooling distribution with two heat sinks
99
Kühlverteilung bei drei Kühlkörperncooling distribution at three heat sinks
1010
Trägerplatinecarrier board
1111
Leistungshalbleiter (LED)Power semiconductor (LED)
1212
Schnittebenecutting plane

Claims (12)

Kühlsystem für auf einer Trägerplatine (10) angeordnete Leistungshalbleiter (11), insbesondere für mit LED's bestückte Trägerplatinen, mit einem mit der Platinenrückseite wärmeleitend verbundenen Kühlkörper (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (4) mehrteilig ausgebildet ist und aus einem an der Platinenrückseite anliegenden ersten Teilkühlkörper (1) und zumindest einem bezüglich des ersten Teilkühlkörpers (1) beabstandeten zweiten Teilkühlkörper (2) besteht, dass der erste Teilkühlkörper (1) als mit durchgehenden Ausnehmungen (6) versehener Flachkörper ausgebildet ist und der zweite Teilkühlkörper (2) Ansätze (5) aufweist, die sich berührungsfrei durch die Ausnehmungen (6) des ersten Teilkühlkörpers (1) erstrecken und wärmeleitend mit der Platinenrückseite verbunden sind, und dass die Kontaktbereiche (7) zwischen den Teilkühlkörpern (1, 2) und der Platinenrückseite in Abhängigkeit von den Positionen der Leistungshalbleiter (11) auf der Platine (10) gewählt sind.Cooling system for on a carrier board ( 10 ) arranged power semiconductors ( 11 ), in particular for LED-equipped carrier boards, with a heat-conducting connected to the back of the board heat sink ( 4 ), characterized in that the heat sink ( 4 ) is formed in several parts and from a voltage applied to the back of the circuit first part heat sink ( 1 ) and at least one with respect to the first partial heat sink ( 1 ) spaced second partial heat sink ( 2 ) that the first partial heat sink ( 1 ) as with continuous recesses ( 6 ) provided flat body is formed and the second partial heat sink ( 2 ) Approaches ( 5 ), which contact without contact through the recesses ( 6 ) of the first partial heat sink ( 1 ) and are thermally conductively connected to the back of the board, and that the contact areas ( 7 ) between the partial heat sinks ( 1 . 2 ) and the back side of the board as a function of the positions of the power semiconductors ( 11 ) on the board ( 10 ) are selected. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der auf den ersten Teilkühlkörper (1) folgende weitere Teilkühlkörper (2, 3) Ansätze (5) aufweist, die sich berührungsfrei durch gegenseitig ausgerichtete Ausnehmungen (6) in den ihnen platinenseitig vorgeordneten Teilkühlkörpern (1, 2) erstrecken und mit der Platinenrückseite wärmeleitend verbunden sind.Cooling system according to claim 1, characterized in that each of the on the first partial heat sink ( 1 ) the following further partial heat sinks ( 2 . 3 ) Approaches ( 5 ), which contact each other by mutually aligned recesses ( 6 ) in the subcooling bodies upstream of them ( 1 . 2 ) extend and are thermally conductively connected to the back of the board. Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkühlkörper (1, 2, 3) als im Wesentlichen ebene, insbesondere metallische Platten ausgebildet sind und dass die sich senkrecht zur Plattenebene erstreckenden Ansätze (5) an die Platten angeformt sind.Cooling system according to claim 1 or 2, characterized in that the partial cooling body ( 1 . 2 . 3 ) are formed as essentially flat, in particular metallic plates, and in that the projections extending perpendicular to the plane of the plate ( 5 ) are integrally formed on the plates. Kühlsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansätze (5) zumindest im Wesentlichen zylindrische Form besitzen.Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that the lugs ( 5 ) have at least substantially cylindrical shape. Kühlsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittesfläche der Ansätze (5) größer ist als die Querschnittsfläche der ihnen auf der Platine (10) zugeordnete Leistungshalbleiter (11).Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that the cross-sectional area of the projections ( 5 ) is greater than the cross-sectional area of them on the board ( 10 ) associated power semiconductors ( 11 ), Kühlsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkühlkörper (1, 2, 3) über insbesondere aus Kunststoffmaterial bestehende Distanzelemente miteinander verbunden sind.Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that the partial heat sinks ( 1 . 2 . 3 ) are connected to each other in particular made of plastic material spacer elements. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkühlkörper (1, 2, 3) an der Trägerplatine (10) gehaltert sind.Cooling system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the partial heat sink ( 1 . 2 . 3 ) on the carrier board ( 10 ) are held. Kühlsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die auf den ersten Teilkühlkörper (1) folgenden weiteren Teilkühlkörper (2, 3) über ihre Ansätze (5) mit der Trägerplatine (10) tragend verbunden, insbesondere verschraubt sind.Cooling system according to claim 7, characterized in that at least on the first partial heat sink ( 1 ) following further part heat sink ( 2 . 3 ) about their approaches ( 5 ) with the carrier board ( 10 ) are connected, in particular screwed. Kühlsystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbereiche (7) zwischen den verschiedenen Teilkühlkörpern (1, 2, 3) und der Platinenrückseite gleichmäßig über die mit Leistungshalbleitern (11) ebenfalls gleichmäßig bestückte Fläche verteilt sind.Cooling system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the contact areas ( 7 ) between the different part heat sinks ( 1 . 2 . 3 ) and the back of the board evenly over those with power semiconductors ( 11 ) are also uniformly equipped surface distributed. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von mehr als zwei Teilkühlkörpern (1, 2, 3) jeweils einem Teilkühlkörper zugeordnete Kontaktbereiche (7) zumindest paarweise nebeneinander angeordnet sind.Cooling system according to one of claims 1 to 9, characterized in that when using more than two partial heat sinks ( 1 . 2 . 3 ) each assigned to a partial heat sink contact areas ( 7 ) are arranged side by side at least in pairs. Kühlsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatine (10) ringförmig ausgebildet ist.Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier board ( 10 ) is annular. Kühlsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder plattenförmige Teilkühlkörper (1, 2, 3) ein- oder beidseitig mit die Oberfläche vergrößernden Mitteln versehen ist.Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that each plate-shaped partial heat sink ( 1 . 2 . 3 ) is provided on one or both sides with the surface enlarging means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5567986A (en) * 1993-06-04 1996-10-22 Diamond Electric Mfg. Co., Ltd. Heat sink
DE4218419C2 (en) * 1992-06-04 2001-10-11 Philips Corp Intellectual Pty Printed circuit board with a plate-shaped metal core
US6538892B2 (en) * 2001-05-02 2003-03-25 Graftech Inc. Radial finned heat sink
US20070062032A1 (en) * 2005-09-22 2007-03-22 American Superlite, Inc. Led lighting with integrated heat sink and process for manufacturing same
JP2007207779A (en) * 2006-01-30 2007-08-16 Sharp Corp Heat sink, electronic apparatus, and tuner device
EP1498013B1 (en) * 2002-03-21 2007-12-12 General Electric Company Flexible interconnect structures for electrical devices and light sources incorporating the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4218419C2 (en) * 1992-06-04 2001-10-11 Philips Corp Intellectual Pty Printed circuit board with a plate-shaped metal core
US5567986A (en) * 1993-06-04 1996-10-22 Diamond Electric Mfg. Co., Ltd. Heat sink
US6538892B2 (en) * 2001-05-02 2003-03-25 Graftech Inc. Radial finned heat sink
EP1498013B1 (en) * 2002-03-21 2007-12-12 General Electric Company Flexible interconnect structures for electrical devices and light sources incorporating the same
US20070062032A1 (en) * 2005-09-22 2007-03-22 American Superlite, Inc. Led lighting with integrated heat sink and process for manufacturing same
JP2007207779A (en) * 2006-01-30 2007-08-16 Sharp Corp Heat sink, electronic apparatus, and tuner device

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