DE102011002419B4 - Befestigungsanordnung für eine Wärmesenke - Google Patents

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Abstract

Befestigungsanordnung für eine Wärmesenke, wobei die Befestigungsanordnung Folgendes aufweist: eine Befestigungsfläche, welche auf der Wärmesenke definiert ist; ein wärmeleitendes Haftmittel, welches auf der Befestigungsfläche angeordnet ist; und ein Substrat, welches an der Befestigungsfläche über das wärmeleitende Haftmittel angebracht ist, wobei das wärmeleitende Haftmittel eine Diskontinuität definiert, welche in einem Delaminationsweg des wärmeleitenden Haftmittels angeordnet ist, wobei das wärmeleitende Haftmittel zwei Segmente aufweist, wobei eines der Segmente das andere der Segmente umgibt, um ein inneres Segment und ein äußeres Segment zu bilden, und wobei das innere Segment und äußere Segment durch die Diskontinuität getrennt sind.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Das technische Gebiet betrifft im Allgemeinen eine Befestigungsanordnung und genauer eine Befestigungsanordnung zum Anbringen von Elementen an einer Wärmesenke.
  • HINTERGRUND
  • Wärmesenken werden in einer großen Vielzahl an Anwendungen verwendet, um Wärme von einem Körper, einer Maschine und/oder einem elektrischen Bauteil abzuführen, welcher/welche/welches während dem Betrieb heiß wird und ausfallen kann, wenn eine bestimmte Temperatur überschritten wird. Ein Leistungselektronikmodul, welches zum Umwandeln von Leistung von einer Fahrzeugbatterie zu einem Elektromotor in einem elektrischen Hybridfahrzeug verwendet wird, ist ein Beispiel eines Körpers, einer Maschine und/oder elektrischen Bauteils, welcher/welche/welches während normalem Betrieb heiß wird und gekühlt werden muss, um eine kontinuierliche, zuverlässige und/oder effiziente Leistung zu gewährleisten. Herkömmlich werden Wärmesenken verwendet, um Wärme von Leistungselektronikmodulen abzuleiten, um die Temperaturen derselben während normalem Betrieb auf annehmbaren Niveaus zu halten.
  • Ein beispielhaftes Leistungselektronikmodul ist im Querschnitt in der 1 veranschaulicht und enthält einen oder mehrere Halbleiter 20, welcher/welche mit einem Substrat 22 verbunden sind. Das Substrat 22 ist an einer Wärmesenke 24 über ein wärmeleitendes Haftmittel 26 (z. B. Lot) angebracht, welches auf einer Befestigungsfläche 28 der Wärmesenke 24 platziert ist. Die Wärmesenke 24 enthält mehrere Kanäle 30, durch welche ein Kühlmittel gepumpt wird. Die Kühlmittelströmung durch die Kanäle 30 verringert die Temperatur der Wärmesenke 24 und wiederum die Temperatur des Substrates 22 und der Halbleiter 20.
  • Da das Substrat 22 und die Wärmesenke 24 aus unterschiedlichen Materialien bestehen, werden dieselben im Allgemeinen unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Während eines Wärmewechsels (z. B. während des Normalbetriebs) kann dieser Unterschied der thermomechanischen Charakteristiken eine erhebliche Dehnung innerhalb des leitenden Haftmittels 26 und den Grenzflächen desselben zu der Wärmesenke 24 und dem Substrat 22 erzeugen. Mit der Zeit kann solch eine repetitive Dehnung zu einer Ermüdungsrissbildung und/oder Delamination des leitenden Haftmittels 26 führen.
  • 2, welche eine Draufsicht der Wärmesenke 24 und des wärmeleitenden Haftmittels 26 darstellt, veranschaulicht ein Frühstadium der Delamination des wärmeleitenden Haftmittels 26 von der Befestigungsfläche 28. Wie veranschaulicht, delaminieren zuerst die Ecken 32 des wärmeleitenden Haftmittels 26. Dies ist so, da die Ecken 32 von der Mitte des wärmeleitenden Haftmittels 26 am weitesten entfernt sind und folglich die größte Dehnungskraft erfahren, wenn sich das Substrat 22 und die Wärmesenke 24 mit unterschiedlichen Verhältnissen ausdehnen und zusammenziehen. Es wurde beobachtet, dass sich die Delamination, sobald sich die Ecken abgelöst haben, dann zur Mitte des wärmeleitenden Haftmittels 26 ausbreitet. Sobald die delaminierte Fläche des wärmeleitenden Haftmittels 26 ungefähr 16% des Gesamtflächeninhalts des wärmeleitenden Haftmittels 26 erreicht, besteht bei einigen Beispielen nicht länger eine ausreichende thermische Verbindung zwischen dem Substrat 22 und der Wärmesenke 24, um die Wärme vom Substrat 22 effektiv abzuleiten.
  • Folglich ist es wünschenswert die Zeitdauer zu verlängern, für welche eine Wärmesenke die Temperatur eines Bauteils effektiv steuern kann. Zusätzlich ist es wünschenswert die Delamination des wärmeleitenden Haftmittels 26 von solchen Wärmesenken zu verlangsamen. Andere erwünschte Merkmale und Charakteristiken werden zudem aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Ansprüchen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und dem vorangehenden technischen Gebiet und Hintergrund hervorgehen.
  • Die US 2004/0102023 A1 offenbart eine Halbleitervorrichtung, welche ein isolierendes keramisches Substrat mit einer quadratischen oder rechteckigen Form aufweist. Auf einer Oberfläche des Substrats ist ein Leitermuster aufgebracht. Mittels eines Lots wird das Substrat über das Leitermuster an einer Metallbasis befestigt. Um das Ausdehnen aufgrund von thermischer Spannungen entstehender Risse zu stoppen, ist die Leitungsstruktur im Bereich der Ecken des Substrats mit Schlitzen versehen.
  • Die US 7 527 090 B2 offenbart eine Wärmeabstrahlungsvorrichtung. Eine Oberfläche der Wärmeabstrahlungsvorrichtung ist mit mindestens zwei verschiedenen Metallen beschichtet, wobei alle der mindestens zwei verschiedenen Metallen ein thermisches Schnittstellenmaterial berühren, um eine Struktur zu erzeugen, welche für ein Bonden mit einem Lot sowie für ein Anhaften an ein Polymer effektiv ist. Die Struktur umfasst mindestens einen Kreis, ein Quadrat oder ein Rechteck und soll eine Delamination des Lots verhindern.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Verschiedene nicht einschränkende Ausführungsformen einer Befestigungsanordnung für eine Wärmesenke und ein Verfahren zum Herstellen der Befestigungsanordnung sind hierin offenbart. In einer ersten nicht einschränkenden Ausführungsform enthält die Befestigungsanordnung eine Befestigungsfläche, welche auf der Wärmesenke definiert ist, ist aber nicht darauf beschränkt. Ein wärmeleitendes Haftmittel ist auf der Befestigungsfläche angeordnet. Ein Substrat ist an der Befestigungsfläche mittels des wärmeleitenden Haftmittels angebracht. In dieser ersten nicht einschränkenden Ausführungsform definiert das wärmeleitende Haftmittel eine Diskontinuität, welche in einem Delaminationsweg des wärmeleitenden Haftmittels angeordnet ist.
  • In einer zweiten nicht einschränkenden Ausführungsform enthält eine Befestigungsanordnung für eine Wärmesenke eine Befestigungsfläche, welche auf der Wärmesenke definiert ist, ist aber nicht darauf beschränkt. Ein wärmeleitendes Haftmittel ist auf der Befestigungsfläche angeordnet. Das wärmeleitende Haftmittel bildet eine Vielzahl an Segmenten, wobei alle Segmente voneinander beabstandet sind. Eine Barriere ist zwischen jedem Segment der Vielzahl an Segmenten angeordnet. Ein Substrat ist an der Befestigungsfläche über das wärmeleitende Haftmittel angebracht.
  • In einer dritten nicht einschränkenden Ausführungsform ist ein Verfahren zum Anbringen eines Elements an einer Wärmesenke offenbart. Das Verfahren enthält die Schritte zum Positionieren einer Barriere auf einer Befestigungsfläche der Wärmesenke, zum Ablagern eines wärmeleitenden Haftmittels auf der Befestigungsfläche der Wärmesenke in einem Muster, welches ein erstes Segment, welches innerhalb der Barriere eingeschlossen ist, und ein zweites Segment bildet, welches außerhalb der Barriere angeordnet ist, und zum Anordnen eines Substrates angrenzend an das wärmeleitende Haftmittel, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Eine oder mehrere Ausführungsformen werden nachstehend in Verbindung mit den folgenden Figuren der Zeichnungen beschrieben werden, in welchen ähnliche Nummern ähnliche Elemente bezeichnen und
  • 1 eine Querschnittsansicht einer Befestigungsanordnung nach dem Stand der Technik ist, welche eine Wärmesenke mit einem elektrischen Bauteil verbindet;
  • 2 eine Draufsicht der in 1 gezeigten Wärmesenke ist, wobei das elektrische Bauteil entfernt wurde, um ein Delaminationsmuster der Befestigungsanordnung nach dem Stand der Technik zu zeigen; die 314 mehrere nicht einschränkende Ausführungsformen einer Befestigungsanordnung zum Anbringen eines Substrates an einer Wärmesenke nach der vorliegenden Offenbarung sind; und
  • 15 ein Blockdiagramm ist, welches ein Verfahren zum Anbringen eines Substrates an einer Wärmesenke nach der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgende detaillierte Beschreibung ist rein beispielhafter Art und soll die Anwendung und Verwendungen nicht beschränken. Zudem besteht keine Absicht durch eine zum Ausdruck gebrachte oder implizierte Theorie gebunden zu sein, welche in dem vorangehenden technischen Gebiet, dem Hintergrund, der kurzen Zusammenfassung oder der folgenden detaillierten Beschreibung aufgezeigt ist.
  • Es wurde beobachtet, dass die Dehnungskraft, welche zum Beginnen des Delaminationsprozesses des wärmeleitenden Haftmittels 26 von der Befestigungsfläche 28 benötigt wird, größer als die Kraft ist, welche zum Fortsetzen des Delaminationsprozesses erforderlich ist, sobald derselbe begonnen hat. Eine Weise den oben erörterten Delaminationsprozesses zu verlangsamen ist folglich den Delaminationsprozess zu unterbrechen während sich die Delamination des wärmeleitenden Haftmittels 26 nach innen zur Mitte desselben (der „Delaminationsweg”) ausbreitet.
  • Diese Unterbrechung kann durch das Ablagern des wärmeleitenden Haftmittels 26 auf die Befestigungsfläche 28 auf eine Weise, welche eine Diskontinuität oder einen Spalt in der Schicht des wärmeleitenden Haftmittels 26 entlang des Delaminationsweges erzeugt, erzielt werden. Während sich die Delamination des wärmeleitenden Haftmittels 26 entlang des Delaminationsweges ausbreitet, wird diese, wenn die Delamination die Diskontinuität erreicht, die Ausbreitung beenden und die Delamination des wärmeleitenden Haftmittels 26 muss auf der anderen Seite der Diskontinuität erneut beginnen. Da zum erneuten Beginnen des Delaminationsprozesses mehr Zyklen (Zeit) als die Zyklen (Zeit) erfordert werden, welche zum Ausbreiten des Delaminationsprozesses erfordert werden, wird das aufgetragene wärmeleitende Haftmittel 26 auf der anderen Seite der Diskontinuität einen größeren Widerstand gegenüber der Delamination als den Widerstand bieten, welchen es ohne Diskontinuität geboten hätte. Dieser erhöhte Widerstand verlangsamt den Delaminationsprozess, verlängert die Fähigkeit der Wärmesenke 24 dem elektrischen Bauteil Wärme zu entziehen und verlängert die Haltbarkeit des elektrischen Bauteils.
  • Das Positionieren einer Diskontinuität im Delaminationsweg kann auf verschiedene Weisen erzielt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Diskontinuität durch das Ablagern eines wärmeleitenden Haftmittels 26 auf eine Befestigungsfläche 28 in einem Muster erzeugt werden, welches die Diskontinuität durch Hinterlassen von bestimmten Flächen der Befestigungsfläche 28 ohne das wärmeleitende Haftmittel erzeugt. Beim Erzeugen der Diskontinuität auf diese Weise muss darauf Acht gegeben werden zu gewährleisten, dass die Diskontinuität ausreichend breit ist, um die Möglichkeit zu verhindern, dass die unterschiedlichen Segmente des wärmeleitenden Haftmittels 26 die Diskontinuität überbrücken, wenn Wärme zugeführt wird, um die Verbindung mit dem Substrat 22 zu bilden. An dieser Stelle wird sich das wärmeleitende Haftmittel 26 verflüssigen und fließen. Wenn die Diskontinuität ausreichend breit ist, wird das verflüssigte, wärmeleitende Haftmittel nicht fähig sein die Diskontinuität zu überbrücken.
  • In einer anderen Ausführungsform können eine oder mehrere Nuten in der Befestigungsfläche 28 in einem beliebigen Muster ausgebildet werden, welches den Delaminationsweg unterbricht. Wenn das wärmeleitende Haftmittel 26 auf die Befestigungsfläche 28 aufgedampft wird, wird dasselbe dann auf die anderen Abschnitte der Befestigungsfläche 28 als die Nut oder die Nuten abgelagert. Durch das Aufdampfen des wärmeleitenden Haftmittels 26 auf diese Weise wird/werden die Diskontinuität oder Diskontinuitäten mit der Nut oder den Nuten übereinstimmen. Wenn das wärmeleitende Haftmittel 26 während des Verbindungsprozesses erhitzt wird, wird jegliches verflüssigtes, wärmeleitendes Haftmittel, welches in Richtung der Diskontinuität fließt, in die Nut fallen, welche als Überlaufrinne wirkt.
  • In einer anderen Ausführungsform kann ein Metallband oder eine andere geeignete Barriere auf der Befestigungsfläche 28 angeordnet werden oder in derselben einstückig ausgebildet sein und zum Unterbrechen des Delaminationsweges positioniert sein. Das wärmeleitende Haftmittel 26 kann dann auf gegenüberliegenden Seiten des Metallbandes oder der Barriere abgelagert werden. Folglich stimmt das Metallband oder die Barriere mit der Diskontinuität überein und verhindert, dass das wärmeleitende Haftmittel 26 von einer Seite der Diskontinuität zur anderen Seite derselben überbrückt.
  • In einer anderen Ausführungsform kann eine Kombination eines Metallbandes und einer Nut verwendet werden. Beispielsweise kann eine oder mehrere Nuten in der Befestigungsfläche 28 definiert sein und eine entsprechende Anzahl an Metallbändern oder anderen Barrieren in die Nuten eingeführt werden. Das wärmeleitende Haftmittel 26 kann dann auf gegenüberliegenden Seiten der Kombination aus Nut und Metallband abgelagert werden und die Kombination aus Nut und Metallband wird als Barriere dienen, um zu verhindern, dass das wärmeleitende Haftmittel 26 die Diskontinuität überbrückt.
  • In noch einem anderen Beispiel kann ein thermisch nichtleitendes Haftmittel, wie beispielsweise ein Epoxidharz, auf die Befestigungsfläche 28 in einem Muster aufgedampft werden, welches den Delaminationsweg unterbricht. Das wärmeleitende Haftmittel 26 kann dann auf gegenüberliegenden Seiten des thermisch nichtleitenden Haftmittels abgelagert werden und dadurch blockiert werden, wenn dasselbe während des Verbindens des Substrates 22 mit der Wärmesenke 24 erhitzt wird.
  • Ein weiteres Verständnis der oben beschriebenen Befestigungsanordnung kann durch eine Durchsicht der Veranschaulichungen, welche die Anmeldung begleiten, zusammen mit einer Durchsicht der detaillierten Beschreibung erhalten werden, welche folgt.
  • In Bezug auf die 35 wird eine Befestigungsanordnung 33 (siehe 5) für eine Wärmesenke 24 veranschaulicht, bei welcher eine Nut als Barriere zur Unterstützung der Bildung einer Diskontinuität im wärmeleitenden Haftmittel 26 dient. Wie am besten in 3 gezeigt, enthält die Wärmesenke 24 eine Nut 34, welche in der Befestigungsfläche 28 definiert ist. Eine Nut 34 kann in der Befestigungsfläche 28 auf jede geeignete Weise, welche aus dem Stand der Technik bekannt ist, einschließlich durch Verwendung von Fräs- und Zerspanungstechniken und durch Verwendung des Kaltschmiedens definiert werden.
  • In der veranschaulichten Ausführungsform ist nur eine einzige Nut in der Befestigungsfläche 28 definiert. Wie veranschaulicht, weist die Nut 34 eine im Allgemeinen rechteckige Form mit abgerundeten Ecken auf. Diese Konfiguration imitiert das erwartete Muster der Delamination des wärmeleitenden Haftmittels 26 und folglich unterbricht die Nut 34 den Delaminationsweg. In anderen Ausführungsformen kann jede andere erwünschte Form oder Konfiguration eingesetzt werden.
  • In noch anderen Ausführungsformen können mehr als eine Nut in der Befestigungsfläche 28 definiert sein. In einer Ausführungsform können vier separate Nuten in der Befestigungsfläche 28 definiert sein, wobei jede derselben entlang dem Delaminationsweg von allen vier Ecken der Befestigungsfläche 28 positioniert sind. In einer anderen Ausführungsform können zwei oder mehrere konzentrische Nuten in der Befestigungsfläche 28 definiert sein, um mehrere Diskontinuitäten bereitzustellen.
  • Wie am besten in 4 zu sehen, wurde das wärmeleitende Haftmittel 26 auf die Befestigungsfläche 28 in einem Muster aufgedampft, welches bei Betrachtung der Wärmesenke 24 von oben eine Diskontinuität 36 in der Schicht des wärmeleitenden Haftmittels 26 an im Wesentlichen der gleichen Stelle wie die Nut 34 positioniert. Die Diskontinuität 36 dient zum Unterteilen der Schicht des wärmeleitenden Haftmittels 26 in zwei Segmente, einem inneren Segment 38 und einem äußeren Segment 40, welches das innere Segment 38 umgibt.
  • In Bezug auf 5 wird eine Querschnittansicht veranschaulicht, welche entlang der Linie 5-5 der 4 genommen wurde. In dieser Ansicht wurde das Substrat 22 hinzugefügt, um die Befestigungsanordnung zwischen der Wärmesenke 24 und dem Substrat 22 zu veranschaulichen. Wie gezeigt, enthält die Nut 34 etwas übergelaufenes wärmeleitendes Haftmittel 42. Dies ist so, da das wärmeleitende Haftmittel 26, wenn dasselbe während des Verbindungsverfahrens verflüssigt wird, in die Nut 34 fließt. In einigen Ausführungsformen kann es erwünscht sein, dass die Nut 34 eine Tiefe aufweist, welche zumindest gleich dem Doppelten der erwarteten Stärke der Schicht des wärmeleitenden Haftmittels 26 ist, um übergelaufenes wärmeleitendes Haftmittel aufzunehmen, welches von sowohl dem inneren Segment 38 als auch dem äußeren Segment 40 fließt. Durch das Aufnehmen des übergelaufenen wäremleitenden Haftmittels 42 trägt die Nut 34 dazu bei, die Diskontinuität 36 in der Schicht des wärmeleitenden Haftmittels 26 zu erhalten. Daher wird, da sich der Delaminationsprozess entlang dem Delaminationsweg ausbreitet, er folglich auf die Diskontinuität 36 stoßen und unterbrochen werden. Der Delaminationsprozess muss dann erneut mit dem inneren Segment 38 auf der anderen Seite der Diskontinuität 36 beginnen. Dieses Anhalten und erneute Beginnen des Delaminationsprozesses wird den Delaminationsprozess verlangsamen und die Fähigkeit der Wärmesenke 24 dem Substrat 22 Wärme zu entziehen verlängern.
  • In Bezug auf die 68 wird eine alternative Ausführungsform der Befestigungsanordnung 33 (siehe 8) veranschaulicht, welche ein Metallband 44 zum Erzeugen einer Diskontinuität 36 verwendet. Wie am besten in 6 zu sehen, ist das Metallband 44 auf der Befestigungsfläche 28 angeordnet. Das Metallband 44 kann jede erwünschte Form aufweisen. In der veranschaulichten Ausführungsform weist das Metallband 44 die Form eines Rechtecks mit abgerundeten Ecken auf, um das Delaminationsmuster zu imitieren. In anderen Ausführungsformen kann anstelle des Einsetzens eines einzelnen Metallbandes eine Vielzahl an Metallbandsegmenten in einem Muster angeordnet sein, welches den Delaminationsweg unterbricht. In noch anderen Ausführungsformen kann eine Vielzahl an konzentrisch angeordneten Metallbändern eingesetzt werden. In noch anderen Ausführungsformen können auch andere Arten an erhöhten Barrieren eingesetzt werden. Beispielsweise können topografische Merkmale einstückig in der Befestigungsfläche 28 geformt sein, um als Barriere zu dienen, welche die Diskontinuität 36 bildet und den Delaminationsprozess unterbricht.
  • Wie am besten in 7 gezeigt, wurde das wärmeleitende Haftmittel 26 auf die Befestigungsfläche 28 auf einer Fläche innerhalb des Metallbandes 44 und auch auf einer Fläche außerhalb des Metallbandes 44 abgelagert, und bildet folglich ein inneres Segment 38 und äußeres Segment 40. Das Metallband 44 dient zum Erzeugen einer Diskontinuität 36 zwischen dem inneren Segment 38 und dem äußeren Segment 40 und verhindert den Fluss des verflüssigten, wärmeleitenden Haftmittels 26 während des Verbindungsverfahrens.
  • In Bezug auf 8 wird eine Befestigungsanordnung 33 zwischen dem Substrat 22 und der Wärmesenke 24 veranschaulicht. Das Metallband 44 hat den Fluss des verflüssigten, wärmeleitenden Haftmittels 26 zwischen dem inneren Segment 38 und dem äußeren Segment 40 während des Prozesses des Verbindens des Substrates 22 mit der Wärmesenke 24 verhindert und folglich bleibt die Diskontinuität 36 intakt. Ein Vorteil des Verwendens des Metallbandes 44, um als Barriere im Delaminationsweg zu dienen, ist die Fähigkeit desselben, aufgrund der Wärmeleitfähigkeit desselben und dem direkten Kontakt mit dem Substrat 22 und der Wärmesenke 24, Wärme vom Substrat 22 abzuleiten.
  • In Bezug auf die 9 bis 11 wird eine andere Ausführungsform einer Befestigungsanordnung 33 (siehe 11) veranschaulicht, welche eine Kombination aus einer Nut 34 und einem Metallband 44 einsetzt. Wie am besten in 9 zu sehen, kann das Metallband 44, sobald die Nut 34 in der Befestigungsfläche 28 definiert ist, innerhalb der Nut 34 angeordnet werden. Diese Ausführungsform kann eine größere Steuerung beim Positionieren und Halten des Metallbandes 44 auf der Befestigungsfläche 28 liefern und auch ein robusteres Hindernis gegenüber dem Fluss des verflüssigten, wärmeleitenden Haftmittels liefern als geliefert wird, wenn entweder das Metallband 44 oder die Nut 34 alleine wirkt.
  • In Bezug auf die 1214 wird eine andere Ausführungsform einer Befestigungsanordnung 33 (siehe 14) veranschaulicht. Eine thermisch nicht leitende Haftmittelbarriere 46 wird veranschaulicht, welche auf der Befestigungsfläche 28 angeordnet ist. Die thermisch nichtleitende Haftmittelbarriere 46 kann jedes Haftmittel aufweisen, welches eine relativ geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, wie beispielsweise jegliche Art an Klebstoff oder Epoxidharz. In 12 ist die thermisch nichtleitende Haftmittelbarriere 46 als Rechteck mit abgerundeten Ecken konfiguriert, um das Muster der Delamination zu imitieren. In anderen Ausführungsformen kann das thermisch nichtleitende Haftmittel 46 jede andere geeignete Konfiguration aufweisen. In noch anderen Ausführungsformen kann das thermisch nichtleitende Haftmittel 46 auf die Befestigungsfläche 28 in einem Muster abgelagert werden, welches eine Vielzahl an Segmenten bildet, wobei jedes Segment den Delaminationsweg des wärmeleitenden Haftmittels 26 unterbricht.
  • In Bezug auf 13 wurde das wärmeleitende Haftmittel 26 auf die Befestigungsfläche 28 in einem Muster abgelagert, welches ein inneres Segment 38 und äußeres Segment 40 bildet, wobei die thermisch nichtleitende Haftmittelbarriere 46 zwischen den zwei Segmenten angeordnet ist. Auf diese Weise stimmt das Positionieren der thermisch nichtleitenden Haftmittelbarriere 46 mit der Diskontinuität 36 überein und wird dazu dienen den Fluss des wärmeleitenden Haftmittels 26 während des Verbindungsverfahrens zu verhindern.
  • In Bezug auf 14 wird eine Querschnittsansicht veranschaulicht, welche entlang der Linie 14-14 der 13 genommen wurde. 14 veranschaulicht die Befestigungsanordnung 33 zwischen dem Substrat 22 und der Wärmesenke 24. Wie veranschaulicht, verhinderte die thermisch nichtleitende Haftmittelbarriere 46 den Fluss des wärmeleitenden Haftmittels 26, um die Diskontinuität 36 während des Verfahrens des Verbindens des Substrates 22 mit der Wärmesenke 24 zu erhalten. Die veranschaulichte Konfiguration weist den Vorteil des Bereitstellens eines zusätzlichen Haftmittels zwischen dem Substrat 22 und der Wärmesenke 24 im Vergleich zu den zuvor erörterten Ausführungsformen auf. Das Vorsehen dieses zusätzlichen Haftmittels kann den Ablöseprozess weiter verlangsamen.
  • In Bezug auf 15 ist ein Blockdiagramm veranschaulicht, welches ein Verfahren zum Anbringen des Substrates 22 an der Wärmesenke 24 veranschaulicht. Bei Block 48 wird eine Barriere auf der Befestigungsfläche 28 der Wärmesenke 24 positioniert. Die Barriere kann jede der oben erörterten Formen annehmen sowie jede andere Barriere, welche geeignet ist, um zu verhindern, dass das verflüssigte, wärmeleitende Haftmittel 26 über die Diskontinuität 36 fließt. In einigen Ausführungsformen kann die Barriere die Form eines Rechtecks mit abgerundeten Ecken annehmen während die Barriere in anderen Ausführungsformen jede geeignete Konfiguration aufweisen kann.
  • Bei Block 50 wird das wärmeleitende Haftmittel 26 auf gegenüberliegenden Seiten der Barriere abgelagert. In eineigen Ausführungsformen, wie beispielsweise jene, in welchen die Barriere die Form eines Rechtecks mit abgerundeten Ecken annimmt, wird das wärmeleitende Haftmittel 26 das innere Segment 38 innerhalb der Barriere und das äußere Segment 40 bilden, welches die Barriere umgibt.
  • Beim Block 52 wird das Substrat 22 angrenzend an die Barriere und das wärmeleitende Haftmittel 26 positioniert. Das wärmeleitende Haftmittel 26 kann dann erhitzt werden, um zuzulassen, dass sich dasselbe verflüssigt und eine Verbindung mit dem Substrat 22 bildet.
  • Zwar wurde zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorangehenden detaillierten Beschreibung aufgezeigt, aber es sollte eingesehen werden, dass eine große Anzahl an Variationen besteht.

Claims (8)

  1. Befestigungsanordnung für eine Wärmesenke, wobei die Befestigungsanordnung Folgendes aufweist: eine Befestigungsfläche, welche auf der Wärmesenke definiert ist; ein wärmeleitendes Haftmittel, welches auf der Befestigungsfläche angeordnet ist; und ein Substrat, welches an der Befestigungsfläche über das wärmeleitende Haftmittel angebracht ist, wobei das wärmeleitende Haftmittel eine Diskontinuität definiert, welche in einem Delaminationsweg des wärmeleitenden Haftmittels angeordnet ist, wobei das wärmeleitende Haftmittel zwei Segmente aufweist, wobei eines der Segmente das andere der Segmente umgibt, um ein inneres Segment und ein äußeres Segment zu bilden, und wobei das innere Segment und äußere Segment durch die Diskontinuität getrennt sind.
  2. Befestigungsanordnung für eine Wärmesenke, wobei die Befestigungsanordnung Folgendes aufweist: eine Befestigungsfläche, welche auf der Wärmesenke definiert ist; ein wärmeleitendes Haftmittel, welches auf der Befestigungsfläche angeordnet ist, wobei das wärmeleitende Haftmittel eine Vielzahl an Segmenten aufweist, wobei alle Segmente voneinander beabstandet sind; eine Barriere, welche zwischen jedem Segment der Vielzahl an Segmenten angeordnet ist; wobei die Barriere die Vielzahl an Segmenten in ein inneres Segment und äußeres Segment derart unterteilt, dass das äußere Segment das innere Segment umgibt, und ein Substrat, welches an der Befestigungsfläche über das wärmeleitende Haftmittel angebracht ist, wobei die Barriere eine Nut aufweist, welche in der Befestigungsfläche oder dem Substrat definiert ist.
  3. Befestigungsanordnung nach Anspruch 2, wobei die Nut eine Nut ist, welche eine Tiefe aufweist, welche ungefähr gleich dem Doppelten einer Stärke des wärmeleitenden Haftmittels ist.
  4. Befestigungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Barriere ein thermisch nichtleitendes Haftmittel, ein Metallband und/oder eine Nut aufweist, welche in einer Oberfläche der Befestigungsfläche oder des Substrates definiert ist, und zudem ein Metallband aufweist, welches innerhalb der Nut angeordnet ist.
  5. Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Barriere ein Metallband aufweist und/oder wobei die Barriere eine Nut aufweist, welche in der Befestigungsfläche oder dem Substrat definiert ist.
  6. Befestigungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das wärmeleitende Haftmittel ein Lot aufweist.
  7. Verfahren zum Anbringen eines Elements an einer Wärmesenke, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Positionieren einer Barriere auf einer Befestigungsfläche der Wärmesenke; Ablagern eines wärmeleitenden Haftmittels auf der Befestigungsfläche der Wärmesenke in einem Muster, welches ein erstes Segment, welches innerhalb der Barriere eingeschlossen ist, und ein zweites Segment bildet, welches die Barriere umgibt; und Anordnen eines Substrates angrenzend an das wärmeleitende Haftmittel.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt zum Positionieren das Definieren einer Nut in der Befestigungsfläche und/oder das Platzieren eines Metallbandes auf der Befestigungsfläche aufweist.
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