DE102018128681A1

DE102018128681A1 - Heatsink

Info

Publication number: DE102018128681A1
Application number: DE102018128681.3A
Authority: DE
Inventors: Frank Brinkmeier; Matthias Mallon; Thomas Wiese
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2018-11-15
Filing date: 2018-11-15
Publication date: 2020-05-20

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkörper (10) für eine Halbleiterleuchtmittelbaugruppe (20), umfassend eine Basisplatte (12) und einer Anzahl von Kühlelementen (32). Erfindungsgemäß ist die Basisplatte (12) ein Gussteil und die Halbleiterleuchtmittelbaugruppe (20) ist an einer Vorderseite (16) der Basisplatte (12) angebracht und die Kühlelemente (32) sind einer Rückseite (30) der Basisplatte (12) angebracht.The invention relates to a heat sink (10) for a semiconductor lamp assembly (20), comprising a base plate (12) and a number of cooling elements (32). According to the invention, the base plate (12) is a cast part and the semiconductor lamp assembly (20) is attached to a front side (16) of the base plate (12) and the cooling elements (32) are attached to a rear side (30) of the base plate (12).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkörper für eine Halbleiterleuchtmittelbaugruppe umfassend eine Basisplatte und eine Anzahl von Kühlelementen. Die Erfindung richtet sich weiterhin auf einen Scheinwerfer für ein Fahrzeug mit einem solchen Kühlkörper.The present invention relates to a heat sink for a semiconductor lighting device assembly comprising a base plate and a number of cooling elements. The invention further relates to a headlight for a vehicle with such a heat sink.

Halbleiterleuchtmittel wie Leuchtdioden oder Laserlichtquellen finden zunehmend Anwendung in Beleuchtungseinrichtungen von Kraftfahrzeugen. Halbleiterleuchtmittel werden in Halbleiterleuchtmittelbaugruppen eingebaut und in Heckleuchten, Scheinwerfern sowie Signalleuchten von Kraftfahrzeugen betrieben. Halbleiterleuchtmittel zeichnen sich durch eine hohe Energieeffizienz, Zuverlässigkeit sowie einer langen Lebensdauer aus. Aufgrund einer kompakten Bauweise der Halbleiterleuchtmittel entstehen beim Betrieb beträchtliche Wärmemengen auf einem kleinen Raum. Um einer temperaturbedingten Degradation der Halbleiterleuchtmittel und damit einhergehender Alterung und Verkürzung der Lebensdauer entgegenzuwirken, ist eine wirksame Kühlung der Halbleiterleuchtmittel notwendig.Semiconductor illuminants such as light-emitting diodes or laser light sources are increasingly being used in lighting devices in motor vehicles. Semiconductor lamps are installed in semiconductor lamp assemblies and operated in rear lights, headlights and signal lights of motor vehicles. Semiconductor lamps are characterized by high energy efficiency, reliability and a long service life. Due to the compact design of the semiconductor illuminants, considerable amounts of heat are generated in a small space during operation. In order to counteract a temperature-related degradation of the semiconductor illuminants and the associated aging and shortening of the service life, effective cooling of the semiconductor illuminants is necessary.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Aus der DE 10 2006 001 711 B4 ist eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst einen aus Zinkdruckguss gefertigten Kühlkörper mit einem flächigen Kühlkörperabschnitt, von dem mehrere als Rippen ausgebildete Ableitelemente abstehen. Auf dem flächigen Kühlkörperabschnitt sind auf einer Platine befestigte LED-Leuchtmittel angeordnet.From the DE 10 2006 001 711 B4 a lighting device for a motor vehicle is known. The lighting device comprises a heat sink made of die-cast zinc with a flat heat sink section, from which a plurality of deflection elements formed as ribs protrude. LED lamps attached to a circuit board are arranged on the flat heat sink section.

Aus der DE 10 2007 034 123 B4 ist ein Leuchtmodul mit einem Kühlkörper mit Kühlrippen bekannt. Eine Leiterplatte mit LED-Leuchtmitteln ist auf dem Kühlkörper angeordnet.From the DE 10 2007 034 123 B4 a light module with a heat sink with cooling fins is known. A circuit board with LED lamps is arranged on the heat sink.

Aus der DE 10 2014 104 937 A1 ist ein Kühlkörper zur Kühlung einer Halbleiterlichtquelle eines Scheinwerfers bekannt. Der Kühlkörper umfasst einen Grundabschnitt, einen Kühlabschnitt sowie ein Befestigungsmittel. Die Halbleiterlichtquelle ist vorzugsweise am Grundabschnitt aufgenommen. Der Kühlkörper kann dabei aus einem Aluminium-Druckguss-Körper gebildet sein, wobei der Kühlabschnitt des Kühlkörpers z. B. Kühlrippen, Kühlwaben, Kühldome oder eine sonstige Kühlstruktur aufweiset.From the DE 10 2014 104 937 A1 a heat sink for cooling a semiconductor light source of a headlight is known. The heat sink comprises a base section, a cooling section and a fastening means. The semiconductor light source is preferably received at the base section. The heat sink can be formed from an aluminum die-cast body, the cooling section of the heat sink z. B. cooling fins, cooling honeycomb, cooling domes or other cooling structure.

Aus der US 7,957,143 B2 ist eine Motorsteuerung mit Leistungshalbleitern bekannt und lehrt, ein Halbleitermodul an einem ersten aus Druckguss gefertigten Kühlkörper anzubringen. Ein zweiter Kühlkörper ist mittels Wärmerohren thermisch mit dem ersten Kühlkörper verbunden. Diese Kühlvorrichtung soll durch die zweiteilige Bauweise einerseits eine komplexe Formgebung des ersten Kühlkörpers als Druckgussteil ermöglichen. In Verbindung mit dem zweiten Kühlkörper, der eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, soll eine besonders wirkungsvolle Kühlung ermöglicht werden. Durch die komplexe Bauart mit vielen Bauteilen ist die Herstellung der Motorsteuerung mit Kühlkörpern aufwendig und teuer sowie im Betrieb störanfällig.From the US 7,957,143 B2 a motor control with power semiconductors is known and teaches to attach a semiconductor module to a first heat sink made of die cast. A second heat sink is thermally connected to the first heat sink by means of heat pipes. Due to the two-part design, this cooling device is intended on the one hand to permit complex shaping of the first heat sink as a die-cast part. In connection with the second heat sink, which has a particularly high thermal conductivity, particularly effective cooling is to be made possible. Due to the complex design with many components, the production of the motor control with heat sinks is complex and expensive and prone to failure during operation.

Die zuvor beschriebenen aus Druckguss gefertigten Kühlkörper zur Kühlung einer Halbleiterlichtquelle unterliegen fertigungsbedingt Beschränkungen. Insbesondere ist eine relativ große Materialstärke der Kühlrippen sowie ein relativ großer Abstand zwischen einzelnen Kühlrippen unvermeidbar. Dadurch ist die Kühlwirkung des Kühlkörpers eingeschränkt, und einer kompakten Ausgestaltung mit niedrigem Gewicht des Kühlkörpers ist eine Grenze gesetzt.The previously described die-cast heat sinks for cooling a semiconductor light source are subject to production-related restrictions. In particular, a relatively large material thickness of the cooling fins and a relatively large distance between individual cooling fins are unavoidable. As a result, the cooling effect of the heat sink is limited, and a limit is set for a compact design with a low weight of the heat sink.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kompakten Kühlkörper mit hoher Kühlwirkung bereitzustellen, der besonders für die Aufnahme und Kühlung von Halbleiterleuchtmittelbaugruppen geeignet ist.It is therefore the object of the present invention to provide a compact heat sink with a high cooling effect, which is particularly suitable for the reception and cooling of semiconductor illuminant assemblies.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Kühlkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen sowie mit einem Scheinwerfer gemäß dem Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved on the basis of a heat sink according to the preamble of claim 1 in conjunction with the characterizing features and with a headlight according to claim 9. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Basisplatte ein Gussteil ist und die Halbleiterleuchtmittelbaugruppe an einer Vorderseite der Basisplatte angebracht ist und die Kühlelemente an einer Rückseite der Basisplatte angebracht sind.The invention includes the technical teaching that the base plate is a casting and the semiconductor lamp assembly is attached to a front side of the base plate and the cooling elements are attached to a rear side of the base plate.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Kühlkörpers sind die Kühlelemente als Kühlrippen ausgestaltet und aus Blech gefertigt. Bleche können sehr dünn gefertigt werden und in einer Vielzahl dicht gestaffelt unmittelbar an der Basisplatte angebracht werden. Dadurch wird bei niedrigen Produktionskosten und niedrigen Materialkosten ein wirkungsvolles Mittel zur Kühlung mit einer großen Oberfläche bereitgestellt.In an advantageous embodiment of the heat sink, the cooling elements are designed as cooling fins and made from sheet metal. Sheets can be made very thin and can be attached directly to the base plate in a large number of layers. This provides an effective means of cooling with a large surface area at low production costs and low material costs.

Um eine luftspaltfreie Befestigung der Kühlelemente, insbesondere der Kühlrippen an der Rückseite der Basisplatte, zu ermöglichen, ist diese konvex geformt. Dadurch lässt sich durch Aufspannen der Kühlrippe auf die konvex geformte Rückseite der Basisplatte eine luftspaltfreie Verbindung herstellen. Ferner wird durch die konvexe Formgebung eine Verformung, insbesondere einem Biegen oder einer Scherung, der Basisplatte vermieden.In order to enable the cooling elements, in particular the cooling fins, to be attached to the back of the base plate without air gaps, the base plate is convex in shape. This allows an air gap-free connection to be established by clamping the cooling fin onto the convexly shaped back of the base plate. Furthermore, a convex shape Deformation, in particular bending or shearing, of the base plate is avoided.

Zur Herstellung einer besonders günstigen Verbindung zwischen Kühlelementen und der Basisplatte ist eine Niet- oder Klemmverbindung zweckmäßig. Um eine dauerhafte Verbindung mit hoher Wärmeleitung bereitzustellen, ist insbesondere eine Schweißverbindung oder eine Klebeverbindung zwischen Basisplatte und Kühlelement zweckmäßig.A rivet or clamp connection is expedient for establishing a particularly favorable connection between cooling elements and the base plate. In order to provide a permanent connection with high heat conduction, a welded connection or an adhesive connection between the base plate and the cooling element is particularly expedient.

Zur Bereitstellung eines besonders leichten Bauteils mit komplexer Formgebung ist eine aus Aluminiumdruckguss oder einem Magnesiumdruckguss gefertigte Basisplatte vorteilhaft. Diese Basisplatte ist vorteilhafterweise einteilig geschlossen ausgestaltet. Ist diese in einem Scheinwerfer eingebaut, bildet die einteilig und geschlossen ausgestaltete Basisplatte eine Abgrenzung zwischen einem Innenraum des Scheinwerfers und einem Außenbereich. Dadurch wird ein Eindringen von Fremdkörpern, Staub oder Feuchtigkeit in den Innenraum des Scheinwerfers vermieden. Insbesondere bei Aluminium ist aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit ein wirkungsvoller Wärmeübergang in die Kühlelemente gewährleistet.To provide a particularly light component with a complex shape, a base plate made of die-cast aluminum or a die-cast magnesium is advantageous. This base plate is advantageously designed to be closed in one piece. If this is installed in a headlight, the one-piece, closed base plate forms a boundary between an interior of the headlight and an exterior. This prevents foreign bodies, dust or moisture from entering the interior of the headlamp. With aluminum in particular, effective heat transfer into the cooling elements is ensured due to its high thermal conductivity.

Vorteilhafterweise umfasst die Basisplatte mindestens ein einteilig gefertigtes Halterungselement, sodass eine aufwändige Anformung oder Befestigung eines Halterungselementes an der Basisplatte in einem späteren Fertigungsschritt entfällt.Advantageously, the base plate comprises at least one one-piece mounting element, so that a complex molding or fastening of a mounting element to the base plate is eliminated in a later manufacturing step.

Um einen besonders kompakten und wirkungsvollen Kühlkörper bereitzustellen, weist die Vorderseite der Basisplatte eine Struktur zur Aufnahme der Halbleiterleuchtmittelbaugruppe und/oder zur Aufnahme von elektrischen Leitern auf. Somit ist insbesondere auch eine Funktionsintegration von Kühlung und Aufnahme der Halbleiterleuchtmittelbaugruppe gegeben. Dabei ist die Halbleiterleuchtmittelbaugruppe auf einer durchgängig ebenen Oberfläche der Vorderseite der Basisplatte angebracht.In order to provide a particularly compact and effective heat sink, the front of the base plate has a structure for receiving the semiconductor illuminant assembly and / or for receiving electrical conductors. Thus, in particular, there is also a functional integration of cooling and receiving of the semiconductor lamp assembly. The semiconductor lamp assembly is attached to a continuously flat surface of the front of the base plate.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

1 in perspektivischer Ansicht einen Kühlkörper eines Scheinwerfers für ein Kraftfahrzeug mit einer Basisplatte und mit Kühlelementen;
2 eine quergeschnittene Seitenansicht des Kühlkörpers mit Basisplatte und daran angebrachten Kühlrippen entlang der Schnittlinie A-A gemäß 1 und 3 und
3 eine Ansicht der Stirnseite der Basisplatte mit daran angebrachten Kühlrippen
4 eine Detailvergrößerung einer Verbindung zwischen der Basisplatte und einem Kühlelement gemäß 3.

Further measures improving the invention are described below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the figures. It shows:

1 a perspective view of a heat sink of a headlight for a motor vehicle with a base plate and with cooling elements;
2nd a cross-sectional side view of the heat sink with base plate and attached cooling fins along the cutting line AA according to 1 and 3rd and
3rd a view of the end face of the base plate with cooling fins attached
4th a detail enlargement of a connection between the base plate and a cooling element according to 3rd .

Die 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Kühlkörper 10 für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einer Basisplatte 12 und zwei Halterungselementen 14 aus einem Aluminiumdruckguss. Eine Vorderseite 16 der Basisplatte 12 weist eine Struktur 18 zur Aufnahme von einer Halbleiterleuchtmittbaugruppe 20 auf. Die Halbleiterleuchtmittelbaugruppe 20 umfasst mehrere Leuchtdioden 22 und eine Leiterplatte 24. Die Leuchtdioden 22 sind auf der Leiterplatte 24 angebracht und mittels Leiterbahnen in der Leiterplatte 24 elektrisch angeschlossen. Die Struktur 18 ist als Aussparung auf der Vorderseite 16 der Basisplatte 12 ausgestaltet, und die Leiterplatte 24 ist in dieser Struktur 18 eingelassen und mittels einer Wärmeleitpaste thermisch mit der Basisplatte 12 verbunden. Ein Kanal 26 ist auf der Vorderseite 16 der Basisplatte 12 ausgeformt und nimmt einen Leiter 28 zur elektrischen Versorgung der Halbleiterleuchtmittelbaugruppe 20 auf. Die rechtwinklig von einer Oberfläche der Vorderseite 16 abstehenden Halterungselemente 14 dienen zur Befestigung des Kühlkörpers 10 im Scheinwerfergehäuse eines Fahrzeuges. Auf einer Rückseite 30 der Basisplatte 12 sind Kühlelemente 32 mit einer Anzahl von Kühlrippen 34 mittels einer Klebeverbindung angebracht.The 1 shows a heat sink in perspective 10th for a motor vehicle headlight with a base plate 12 and two bracket elements 14 made of die-cast aluminum. A front 16 the base plate 12 has a structure 18th for holding a semiconductor light-emitting device 20th on. The semiconductor lamp assembly 20th includes several light emitting diodes 22 and a circuit board 24th . The light emitting diodes 22 are on the circuit board 24th attached and by means of conductor tracks in the circuit board 24th electrically connected. The structure 18th is a recess on the front 16 the base plate 12 designed, and the circuit board 24th is in this structure 18th embedded and using a thermal paste with the base plate 12 connected. A channel 26 is on the front 16 the base plate 12 molded and takes a ladder 28 for the electrical supply of the semiconductor lamp assembly 20th on. The right angle from a surface of the front 16 protruding bracket elements 14 are used to attach the heat sink 10th in the headlight housing of a vehicle. On a back 30th the base plate 12 are cooling elements 32 with a number of cooling fins 34 attached by means of an adhesive connection.

In 2 dargestellt ist ein Abschnitt des Kühlkörpers 10 mit der Basisplatte 12 und eine Kühlrippe 34. In die Struktur 18 auf der Vorderseite 16 der Basisplatte 12 ist die Leiterplatte 24 mit den daran angebrachten Leuchtdioden 22 angeordnet, beispielsweise eingelassen und thermisch mit der Basisplatte 12 gekoppelt. Dabei ragt ein Teil der Leuchtdioden 22 über die Oberfläche der Vorderseite 16 heraus. Die Halbleiterleuchtmittelbaugruppe 20 ist von dem Aluminiumdruckguss umgeben, und somit ist eine besonders effektive Wärmeableitung in Richtung der Rückseite 30 sowie in Richtung einer Stirnseite 36 und einer Längsseite der Basisplatte 12 gewährleistet.In 2nd a section of the heat sink is shown 10th with the base plate 12 and a cooling fin 34 . In the structure 18th on the front side 16 the base plate 12 is the circuit board 24th with the LEDs attached to it 22 arranged, for example embedded and thermally with the base plate 12 coupled. Part of the LEDs protrudes 22 across the surface of the front 16 out. The semiconductor lamp assembly 20th is surrounded by the die-cast aluminum, and is therefore a particularly effective heat dissipation towards the rear 30th as well as towards an end face 36 and a long side of the base plate 12 guaranteed.

Durch die effektive Wärmeableitung ist ein Betrieb von Leuchtdioden 22 mit hoher Leistungsdichte möglich. Auf die zwischen den Stirnseiten 36 vorzugsweise konvex ausgeformte Rückseite 30 der Basisplatte 10 ist die Kühlrippe 34 aufgespannt und mittels einer Klebeverbindung flächig an der Rückseite 30 befestigt.Due to the effective heat dissipation, LEDs can be operated 22 possible with high power density. On the between the end faces 36 preferably convex rear 30th the base plate 10th is the cooling fin 34 stretched and flat using an adhesive connection on the back 30th attached.

Zur Herstellung der Verbindung zwischen der Kühlrippe 34 und der Basisplatte 10 wird die Kühlrippe 34 in einem ersten Schritt im Bereich der Stirnseiten 36 mittels einer mechanischen Klemmverbindung unter Spannung fixiert. Durch das Aufspannen der Kühlrippe 34 auf die konvexe Rückseite 30 wird eine durchgängig flächige Anlage zwischen Basisplatte 12 und Kühlrippe 34 geschaffen. Dabei ist ein Klebstoff in einer Fuge zwischen dem Kühlelement 32 und der Basisplatte 12 eingebracht. Nach dem Aushärten des Klebstoffes ist eine luftspaltlose und somit höchst wirksame direkte Wärmekopplung zwischen der Basisplatte 12 und den Kühlrippen 34 hergestellt. Im Betrieb wird Wärme aus der Halbleiterleuchtmittelbaugruppe 20 in die Basisplatte 12 und unmittelbar weiter in die Kühlrippen 34 des Kühlelementes 32 abgeführt. Durch eine enge Staffelung von Kühlrippen 34 sowie einer dünnen Ausgestaltung der einzelnen Kühlrippen 34 wird eine große Oberfläche zur konvektiven Wärmeabgabe bereitgestellt.To establish the connection between the cooling fin 34 and the base plate 10th becomes the cooling fin 34 in a first step in the area of the end faces 36 fixed under tension by means of a mechanical clamp connection. By opening the Cooling fin 34 on the convex back 30th becomes a consistently flat system between the base plate 12 and cooling fin 34 created. There is an adhesive in a joint between the cooling element 32 and the base plate 12 brought in. After the adhesive has hardened, there is an air gap-free and therefore highly effective direct heat coupling between the base plate 12 and the cooling fins 34 produced. In operation, heat is generated from the semiconductor lamp assembly 20th in the base plate 12 and immediately into the cooling fins 34 of the cooling element 32 dissipated. Through a narrow staggering of cooling fins 34 and a thin design of the individual cooling fins 34 a large surface is provided for convective heat emission.

Der Scheinwerfer kann ein Gebläse umfassen, das zur Steigerung der Kühlung die Kühlrippen 34 anströmt. Dabei ist die Basisplatte 12 durchgängig geschlossen ausgestaltet und die Kühlung der Leuchtdioden 20 erfolgt im Wesentlichen durch Wärmeleitung.The headlamp may include a blower that cools the fins to increase cooling 34 inflows. Here is the base plate 12 consistently closed and the cooling of the LEDs 20th essentially takes place through heat conduction.

In dem Scheinwerfer eingebaut bildet die Basisplatte 12 eine Trennung zwischen einem Innenraum des Scheinwerfers, in dem die Halbleiterleuchtmittelbaugruppe 20 angeordnet ist und einem Außenbereich, in dem die Kühlrippen 34 angeordnet sind. Durch diese Trennung wir vermieden, dass Fremdkörper in den Innenraum gelangen können.The base plate is built into the headlight 12 a separation between an interior of the headlamp, in which the semiconductor lamp assembly 20th is arranged and an outer area in which the cooling fins 34 are arranged. This separation prevents foreign objects from entering the interior.

3 zeigt den Kühlkörper 10 in einer Seitenansicht auf die Stirnseite 36 der Basisplatte 12. An der Rückseite 30 der Basisplatte 12 sind eine Vielzahl von flachen und dünnen, aus 0,2 bis 1mm starkem Blech gefertigten Kühlrippen 34 direkt angebracht. Dabei sind die Kühlrippen 34 parallel zueinander und orthogonal zur Oberfläche der Rückseite 30 der Basisplatte 12 ausgerichtet. Die Kühlrippen 34 sind jeweils beispielsweise 3 mm voneinander beabstandet angeordnet. Durch die Kombination der aus Aluminiumdruckguss gefertigten Basisplatte 12 mit aus Blech gefertigten Kühlrippen 34 können besonders dünne Kühlrippen 34 und eine enge Staffelung der Kühlrippen 34 hergestellt werden. Dadurch ist eine große Kühlfläche mit hoher Kühlleistung bereitgestellt. Somit ist es möglich, kompakt dimensionierte und leichte Scheinwerfer mit Hochleistungsleuchtdioden und besonders hoher Energiedichte herzustellen und zu betreiben. Weiter ist durch im Druckguss gefertigte Basisplatten 12 eine komplexe Formgebung möglich, die eine zweckmäßige und platzsparende Anordnung von Halbleiterleuchtmittelbaugruppen 20 ermöglicht. In einem Bereich von Längsseiten 38 der Basisplatte 12 sind die Kühlrippen 34 kürzer ausgestaltet als in einem zentralen Bereich der Basisplatte 12. Dadurch ist eine kompakte Ausgestaltung des Kühlkörpers 10 verwirklicht, und der Kühlkörper 10 kann einfach durch Engstellen hindurchgeführt werden. Durch die Vielzahl von Kühlrippen 34 wird auch eine strukturelle Verstärkung der Basisplatte 12 gegen eine Verbiegung oder Scherung erreicht. 3rd shows the heat sink 10th in a side view of the front 36 the base plate 12 . At the back 30th the base plate 12 are a variety of flat and thin cooling fins made from 0.2 to 1 mm thick sheet metal 34 attached directly. Here are the cooling fins 34 parallel to each other and orthogonal to the surface of the back 30th the base plate 12 aligned. The cooling fins 34 are each arranged, for example, 3 mm apart. By combining the base plate made of die-cast aluminum 12 with cooling fins made of sheet metal 34 can use particularly thin cooling fins 34 and a tight staggering of the cooling fins 34 getting produced. This provides a large cooling surface with a high cooling capacity. This makes it possible to manufacture and operate compact, light headlights with high-performance LEDs and a particularly high energy density. Next is through die-cast base plates 12 a complex design is possible, which is a practical and space-saving arrangement of semiconductor lamp assemblies 20th enables. In a range of long sides 38 the base plate 12 are the cooling fins 34 designed shorter than in a central area of the base plate 12 . This is a compact design of the heat sink 10th realized, and the heat sink 10th can easily be led through narrow points. Due to the large number of cooling fins 34 will also be a structural reinforcement of the base plate 12 against bending or shear.

4 zeigt in einer Detailvergrößerung gemäß 3 die Basisplatte 12 und das daran befestigte U-förmige Kühlelement 32 mit einem Verbindungssteg 40 und daran angeformten Kühlrippen 34. Der Verbindungssteg 40 liegt dabei flächig an der Rückseite 30 der Basisplatte 12 an. Mittels eines den Verbindungssteg 40 und die Basisplatte 12 durchdringenden Nietes 42 ist eine mechanische Verbindung hergestellt. Zusätzlich ist ein Klebstoff 44 in eine Fuge 46 zwischen der Kühlrippe 34 und der Basisplatte 12 eingebracht und somit eine stoffschlüssige Verbindung gebildet. Zur Herstellung der Verbindung wird der Klebstoff 44 auf der Basisplatte 12 oder dem Verbindungssteg 34 aufgebracht, bevor der Verbindungssteg 34 auf die Basisplatte 12 aufgesetzt wird. Insbesondere wird durch den Niet 42 eine zuverlässige Verbindung zwischen Kühlrippe 34 und Basisplatte 12 bis zum aushärten des Klebstoffes 44 gewährleistet. Alternativ kann die Herstellung einer Verbindung zwischen der Kühlrippe 34 und der Basisplatte 12 mittels schweißen zweckmäßig sein. 4th shows in a detail enlargement according to 3rd the base plate 12 and the U-shaped cooling element attached to it 32 with a connecting bridge 40 and molded cooling fins 34 . The connecting bridge 40 lies flat on the back 30th the base plate 12 at. By means of a connecting bridge 40 and the base plate 12 piercing rivets 42 a mechanical connection is made. In addition there is an adhesive 44 in a fugue 46 between the cooling fin 34 and the base plate 12 introduced and thus formed a material connection. The adhesive is used to make the connection 44 on the base plate 12 or the connecting bridge 34 applied before the connecting bridge 34 on the base plate 12 is put on. In particular, the rivet 42 a reliable connection between the cooling fin 34 and base plate 12 until the adhesive hardens 44 guaranteed. Alternatively, the connection between the cooling fin can be established 34 and the base plate 12 be appropriate by means of welding.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.The embodiment of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiment specified above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown even in the case of fundamentally different types. All of the features and / or advantages resulting from the claims, the description or the drawings, including structural details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention both individually and in the most varied of combinations.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010th: KühlkörperHeatsink
1212: BasisplatteBase plate
1414: HalterungselementBracket element
1616: Vorderseitefront
1818th: Strukturstructure
2020th: HalbleiterleuchtmittelbaugruppeSemiconductor illuminant assembly
2222: Leuchtdiode (LED)Light emitting diode (LED)
2424th: LeiterplatteCircuit board
2626: Kanalchannel
2828: Leiterladder
3030th: Rückseiteback
3232: KühlelementeCooling elements
3434: KühlrippenCooling fins
3636: StirnseiteFace
38 38: LängsseiteLong side
4040: VerbindungsstegConnecting bridge
4242: Nietrivet
4444: Klebstoffadhesive
4646: FugeGap

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102006001711 B4 [0003]
DE 102007034123 B4 [0004]
DE 102014104937 A1 [0005]
US 7957143 B2 [0006]

Claims

Heat sink (10) for a semiconductor lamp assembly (20) comprising a base plate (12) and a number of cooling elements (32), characterized in that the base plate (12) is a cast part and the semiconductor lamp assembly (20) on a front side (16) of the Base plate (12) is attached and the cooling elements (32) are attached to a rear side (30) of the base plate (12).

Heatsink (10) after Claim 1 , characterized in that the back (30) of the base plate (12) has a convex shape.

Heatsink (10) after Claim 1 or 2nd , characterized in that the cooling elements (32) are made of sheet metal.

Heat sink (10) according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the cooling elements (32) are designed as cooling fins (34).

Cooling element (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling elements (32) are attached mechanically, in particular by means of a riveted connection or a clamping connection, or integrally, in particular by means of a welded connection or an adhesive connection, to the base plate (12).

Heat sink (10) according to one of the Claims 3 to 5 , characterized in that the base plate (12) is made of a die casting, in particular an aluminum die casting or a magnesium die casting.

Cooling element (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the base plate (12) comprises at least one connecting element (14) which is integrally formed on the base plate (12).

Heat sink (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the front (16) of the base plate (12) has a structure (18) for receiving the semiconductor lamp assembly (20) and / or for receiving an electrical conductor (28).

Headlight for a vehicle with a heat sink (10) according to one of the preceding claims.