DE102014216170B3 - electronic module - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Elektronikmodul (1) mit mindestens einem Leistungsbauelement (36) und einem Kühler (20), welcher einen Stiftkühlkörper (10) umfasst und das mindestens eine Leistungsbauelement (36) über den Stiftkühlkörper (10) und ein Kühlmedium (22) entwärmt, wobei das mindestens eine Leistungsbauelement (36) über eine elektrisch isolierende Verbindungsschicht (3) mit dem Stiftkühlkörper (10) verbunden ist. Erfindungsgemäß umfasst der Stiftkühlkörper (10) eine Grundplatte (12), welche über mindestens eine erste Dichtung (16) schwimmend am Kühler (20) gelagert ist.The invention relates to an electronic module (1) having at least one power component (36) and a cooler (20) which comprises a pin cooling body (10) and which heats the at least one power component (36) via the pin cooling body (10) and a cooling medium (22) wherein the at least one power component (36) is connected to the pin heat sink (10) via an electrically insulating connection layer (3). According to the invention, the pin cooling body (10) comprises a base plate (12), which is mounted floating on the cooler (20) via at least one first seal (16).
Description
Die Erfindung geht aus von einem Elektronikmodul nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.The invention relates to an electronic module according to the preamble of independent claim 1.
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Aus dem Stand der Technik sind Elektronikmodule bekannt, welche beispielsweise als Pulswechselrichter ausgeführt sind und mindestens ein Leistungsbauelement und einen Kühler aufweisen. Der Kühler umfasst beispielsweise einen Stiftkühlkörper, der auch als PinFin-Platte bezeichnet wird. Der Kühler entwärmt das mindestens eine Leistungsbauelement über den Stiftkühlkörper und ein Kühlmedium, wobei das mindestens eine Leistungsbauelement über eine elektrisch isolierende Verbindungsschicht mit dem Stiftkühlkörper verbunden ist. Bei den bekannten Pulswechselrichtern ist der Stiftkühlkörper über Schraubverbindungen und/oder Klebeverbindungen fest am Kühler befestigt. Dies kann bei Erwärmung des Systems durch die Wärmeausdehnung zu einer Stresseinkoppelung in die elektrisch isolierende Verbindungsschicht zwischen dem Leistungsbauelement und dem Stiftkühlkörper führen.Electronic modules are known from the prior art, which are designed for example as a pulse inverter and have at least one power device and a cooler. The cooler includes, for example, a pin heat sink, which is also referred to as a PinFin plate. The radiator warms the at least one power component via the pin cooling body and a cooling medium, wherein the at least one power component is connected to the pin cooling body via an electrically insulating connection layer. In the known pulse inverters, the pin heat sink is firmly attached to the radiator via screw connections and / or adhesive connections. When the system is heated by the thermal expansion, this can lead to a stress coupling into the electrically insulating connection layer between the power component and the pin heat sink.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Elektronikmodul mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass sich durch die schwimmende Lagerung der Grundplatte des Stiftkühlkörpers und damit verbundene mechanische Entkopplung der Stiftkühlkörper bei Erwärmung in allen Raumachsen ungehindert ausdehnen kann. Dadurch kann der Stress in der elektrisch isolierende Verbindungsschicht deutlich abgebaut werden.The electronic module according to the invention with the features of independent claim 1 has the advantage that can expand unhindered by the floating mounting of the base plate of the pin heat sink and associated mechanical decoupling of the pin heat sink when heated in all spatial axes. As a result, the stress in the electrically insulating connection layer can be significantly reduced.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Elektronikmodul zur Verfügung, welches mindestens ein Leistungsbauelement und einen Kühler umfasst. Der Kühler umfasst einen Stiftkühlkörper und entwärmt das mindestens eine Leistungsbauelement über den Stiftkühlkörper und ein Kühlmedium. Das mindestens eine Leistungsbauelement ist über eine elektrisch isolierende Verbindungsschicht mit dem Stiftkühlkörper verbunden. Erfindungsgemäß umfasst der Stiftkühlkörper eine Grundplatte, welche über mindestens eine erste Dichtung schwimmend am Kühler gelagert ist. Erfindungsgemäß ist die mindestens eine erste Dichtung in einer in den Kühler eingebrachten ersten Dichtungsnut angeordnet. Zudem ist erfindungsgemäß mindestens eine zweite Dichtung in einer in den Kühler eingebrachten zweiten Dichtungsnut angeordnet. Erfindungsgemäß überdeckt ein Deckel die zweite Dichtungsnut, wobei der Deckel mit dem Kühler verschraubt wird und mit einer vorgebbaren Kraft auf die mindestens eine zweite Dichtung drücken kann. Die Dichtungen ermöglichen in vorteilhafter Weise einen fluiddichten Abschluss des Hohlraums.Embodiments of the present invention provide an electronic module that includes at least one power device and a radiator. The radiator comprises a pin heat sink and the at least one power component is cooled over the pin heat sink and a cooling medium. The at least one power component is connected to the pin heat sink via an electrically insulating connection layer. According to the invention, the pin cooling body comprises a base plate, which is mounted floatingly on the cooler via at least one first seal. According to the invention, the at least one first seal is arranged in a first sealing groove introduced into the cooler. In addition, according to the invention, at least one second seal is arranged in a second sealing groove introduced into the cooler. According to the invention, a cover covers the second sealing groove, wherein the cover is screwed to the radiator and can press with a predeterminable force on the at least one second seal. The seals advantageously enable a fluid-tight closure of the cavity.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Elektronikmoduls möglich.The measures and refinements recited in the dependent claims advantageous improvements of the independent claim 1 electronic module are possible.
Besonders vorteilhaft ist, dass der Stiftkühlkörper so am Kühler gelagert werden kann, dass sich zwischen der Grundplatte und dem Kühler in jede Raumrichtung ein Spalt mit einer vorgegebenen Breite ausbildet. Diese Spalten ermöglichen die thermische Ausdehnung zwischen dem Stiftkühlkörper und dem Kühler, so dass sich der Stiftkühlkörper in allen Raumachsen ungehindert ausdehnen kann.It is particularly advantageous that the pin heat sink can be mounted on the radiator that forms a gap with a predetermined width between the base plate and the radiator in each direction in space. These columns allow the thermal expansion between the pin heat sink and the radiator, so that the pin heat sink can expand unhindered in all spatial axes.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Elektronikmoduls kann das Kühlmedium in einem Hohlraum geführt werden, welcher sich zwischen dem Stiftkühlkörper, dem Kühler und einem Deckel ausbildet. Hierbei kann die Grundplatte den Hohlraum nach oben abschließen und Kühlstifte können vom Grundkörper in den Hohlraum abstehen. Der Deckel kann den Hohlraum nach unten abschließen und der Kühler kann den Hohlraum seitlich abschließen.In an advantageous embodiment of the electronic module according to the invention, the cooling medium can be guided in a cavity which is located between the pin heat sink, the radiator and a Lid forms. Here, the base plate close the cavity up and cooling pins can protrude from the body into the cavity. The lid can close the cavity down and the radiator can close off the cavity laterally.
Die erste Dichtungsnut kann beispielsweise in eine Stufe des Kühlers eingebracht werden. Die Grundplatte kann so angeordnet werden, dass die Grundplatte die erste Dichtungsnut überdeckt.The first sealing groove can be introduced, for example, in a stage of the cooler. The base plate can be arranged so that the base plate covers the first sealing groove.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Elektronikmoduls kann der Kühler mit einem Halterahmen verschraubt werden, welcher mindestens ein Andrückelement aufweisen kann, welches so angeordnet werden kann, dass es den Stiftkühlkörper beim Verschrauben des Kühler mit dem Halterahmen mit einer vorgebbaren Kraft auf die mindestens eine erste Dichtung drückt.In a further advantageous embodiment of the electronic module according to the invention, the cooler can be screwed to a holding frame, which may have at least one pressing element, which can be arranged so that it is the pin heat sink when screwing the radiator with the holding frame with a predetermined force on the at least one first seal suppressed.
Die zweite Dichtungsnut kann ebenfalls in die Stufe des Kühlers eingebracht werden. Die erste Dichtungsnut und die zweite Dichtungsnut können an gegenüberliegenden Oberflächen in die Stufe des Kühlers eingebracht werden. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.The second sealing groove can also be introduced into the stage of the cooler. The first seal groove and the second seal groove may be placed on opposite surfaces in the stage of the radiator. An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description. In the drawings, like reference numerals designate components that perform the same or analog functions.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Wie aus
Wie aus
Das Kühlmedium
Wie aus
Wie aus
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verhindern durch die erfindungsgemäße schwimmende Lagerung des Stiftkühlkörpers am Kühler eine Stresseinkoppelung in die elektrisch isolierende Verbindungsschicht, welcher zwischen dem Leistungsbauteil und dem Stiftkühlkörper angeordnet ist.Embodiments of the present invention prevent by the inventive floating support of the pin heatsink on the radiator, a stress coupling into the electrically insulating connection layer, which is arranged between the power component and the pin heat sink.
Claims (7)
Priority Applications (1)
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