DE1564562B2 - Warmeableitungsvomchtung fur elektronische Bauelemente, insbesondere Transistoren - Google Patents

Description

aus der Beschreibung der in den Zeichnungen darge- ebenfalls die Drähte 5 mit einer Aluminium-Sili-

stellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt cium-Legierung überzogen sein. Letztgenannte Aus-

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht der in den führungsart ist im allgemeinen vorteilhafter, weil die

Ansprüchen gekennzeichneten Wärmeableitungsvor- Stelle 2 der Grundplatte 1, auf welcher das elektroni-

richtung, 5 sehe Bauelement befestigt wird, keinen Deforma-

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Wärmeableitungs- tionsbeanspruchungen ausgesetzt ist, wie dies des öf-

vorrichtung von F i g. 1 und teren bei mit der Aluminium-Silicium-Legierung

F i g. 3 bis 6 teilperspektivische Ansichten von ver- überzogenen Platten der Fall ist.

schiedenen Ausführungsformen der Wärmeablei- Der in F i g. 3 dargestellte Draht S ist als federartig

fangvorrichtung von F i g. 1 und 2. io in Spiralen aufgewickelter runder Draht ausgebildet.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Wärmeableitungs- Zweckmäßigerweise weist jedoch der Draht5 gemäß vorrichtung ist mit einer rechteckigen Aluminium- Fig.4 einen rechteckigen Querschnitt — insbesongrundplatte 1 vorgesehen. Die Grundplatte 1 ist vor- dere viereckigen Querschnitt — auf und ist in rechtzugsweise flach, wobei in deren Mitte 2 beispiels- eckigen Maschen so aufgewickelt, daß die Berühweise eine Stelle für die Befestigung eines wärmeab- 15 rungsfläche mit der Grundplatte 1 relativ groß ist, gebenden elektronischen Bauelementes 3 — bei- was eine bessere Wärmeableitung ergibt,
spielsweise eines Transistors — vorgesehen ist. In Der in F i g. 5 dargestellte Draht 5, welcher einen bekannter Weise ist die Grundplatte 1 mit den Befe- runden, rechteckigen oder anderen Querschnitt aufstigungsklauen 4 verbunden, welche an einem Chas- weisen kann, is,t in Form von rechteckigen Windunsis befestigbar sind. 20 gen so ausgebildet, daß nur die unteren Hälften 6 auf

Auf beiden Seiten der Grundplatte 1 sind die war- der Grundplatte 1 aufliegen, auf welcher sie festgelö-

meableitenden Drähte 5 befestigt, welche eine große tet oder angeschweißt sind.

Seitenfläche, jedoch einen kleinen Querschnitt besit- Bei der in F i g. 6 dargestellten Ausführungsform

zen. ist der gebogen ausgebildete Draht 5 in einer gefrä-

Bei der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausfüh- 25 sten Nut 8 der Grundplatte 1 eingesetzt. Die Tiefe rung sind vorgenannte Drähte 5 aus federartig aufge- der Nuten 8 ist dabei vorzugsweise kleiner als der wickelten! Alurniniumdraht ausgebildet. Vorzugs- Durchmesser des Drahtes 5, so daß die in den Nuweise wird die Verbindung der Grundplatte 1 mit ten 8 eingefügten Teile eingedrückt und anschließend dem Draht 5 durch Hartlöten durchgeführt. Bei Ver- eingeschmiedet werden können, wobei die durch das wendung einer Grundplatte 1 aus Aluminium ist die- 30 Schmieden erzielte Festigkeit noch durch Überzug selbe zweckmäßigerweise auf beiden Seiten mit einer mit einer Kleberschicht verbessert werden kann.
Aluminium-Silicium-Legierung überzogen. Anschlie- Die Wärmeableitung der in den Ansprüchen geßend werden die Drähte 5 — beispielsweise in paral- kennzeichneten Wärmeableitungsvorrichtung kann lelen Reihen wie unter a, b, c undd in Fig. 2 darge- dadurch noch erhöht werden, daß sowohl die stellt — angeordnet und durch Anpressen an den 35 Drähte 5 als auch die Grundplatte 1, mit Ausnahme beiden Seiten der Grundplatte 1 fixiert. Danach wer- der Stelle für die Befestigung des elektronischen den die so montierten Drähte 5 und die Grund- Bauelementes, mit einem schwarzen, matten Anstrich platte 1 in ein Bad eines geschmolzenen Flußmittels überzogen werden. Die Grundplatten 1 können meheingetaucht oder in einen Ofen nach Überziehen der rere Stellen für die Befestigung verschiedener elek-Wärmeableitungsvorrichtung mit einem geeigneten 40 tronischer Bauelemente aufweisen. Die Grundplatte 1 Flußmittel eingebracht, so daß der Legierungsüber- wie auch die Drähte 5 können schließlich aus einem zug der Grundplatte 1 zum Schmelzen gebracht und anderen Metall, beispielsweise Kupfer, Messing usw. durch Hartlöten Verbindung mit den Drähten 5 her- hergestellt werden. In diesem Fall muß die Hartlögestellt wird. An Stelle der Grundplatte 1 können tung durch eine Weichlötung ersetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 Teil verbunden sind (s. beispielsweise deutsches GePatentansprüche: brauchsmuster 1811 473 und britische Patentschrift 784 327).

1. Wärmeableitungsvorrichtung zur Kühlung Da die an das Chassis abzuleitende Wärmemenge von elektronischen Bauelementen, insbesondere 5 im allgemeinen begrenzt ist, erscheint es in der Regel Transistoren, durch natürliche oder forcierte jedoch zweckmäßiger, die in dem Halbleiterelement Konvektion, bestehend aus einer mit einer Boh- entstehende Verlustwärme durch natürliche oder forrung für die Befestigung des elektronischen Bau- eierte Konvektion abzuleiten. Die zu diesem Zweck elements versehenen wärmeableitenden Grund- verwendeten Wärmeableitungsvorrichtungen besteplatte, an welcher eine Anzahl von in den freien io hen im allgemeinen aus einer das Halbleiterelement Raum sich erstreckenden Drahtstücken befestigt tragenden Grundplatte, an welcher eine Vielzahl von ist, dadurch gekennzeichnet, daß die großflächigen Rippen angesetzt ist (s. beispielsweise Drahtstücke durch einen endlosen schlangenför- »Electronics«, Bd. 37, Heft 24, 1964, S. 84 bis 91).
mig gebogenen Draht (5) gebildet sind, welcher Die bisher bekannten Wärmeableitungsvorrichtunüber gewisse Längenbereiche hinweg auf der 15 gen dieser Art hatten jedoch den Nachteil, daß die an Grundplatte (1) befestigt ist, wobei die Längs- der Wärmeableitungsvorrichtung sich erwärmende achse des schlangenförmig gebogenen Drahtes (5) Luft nur in einer Richtung entlang der Kühlrippen im wesentlichen parallel zu der Grundplatte (1) vorbeistreichen kann, so daß wegen der Tendenz der verläuft. Luft, bei Erwärmung aufzusteigen, die Einbaulage

2. Wärmeableitungsvorrichtung nach An- 20 derartiger Wärmeableitungsvorrichtungen vom Herspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der steller vorgeschrieben werden muß. Da die von elekschlangenförmig gebogene Draht (5) eine Draht- tronischen Hochleistungsbauelementen abgegebene wendel mit etwa kreisförmigem Querschnitt ist Wärmemenge hoch ist und somit die räumlichen (Fig. 3). Maße derartiger Wärmeableitungsvorrichtungen rela-

3. Wärmeableitungsvorrichtung nach An- 25 tiv groß gewählt werden müssen, ergeben sich beim spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bau von elektronischen Geräten sehr oft Schwierigschlangenförmig gebogene Draht (5) eine Draht- keiten, die Wärmeableitungsvorrichtungen in der wendel mit etwa quadratischem Querschnitt ist vom Hersteller vorgeschriebener Art und Weise im (F i g. 4). Gerät einzubauen.

4. Wärmeableitungsvorrichtung nach An- 30 Es ist deshalb bereits bekannt (deutsche Gespruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der brauchsmusterschrift 1 769 910), an Stelle von flächischlangenförmig gebogene Draht (5) ein gen Kühlrippen stabförmige Glieder an der Grundmäanderförmig gewundener Draht mit recht- platte der Wärmeableitungsvorrichtung zu befestigen, eckigen Windungen ist (F i g. 6). Unter Verwendung derartiger stabförmiger Glieder

5. Wärmeableitungsvorrichtung nach An- 35 kann die Konvektionsluft in beliebiger Richtung spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durch eine derartige Wärmeableitungsvorrichtung mäanderförmig gewundene Draht (5) zusätzlich hindurchstreichen, so daß die Einbaulage vom Herentlang seiner mittleren Längsachse um 90° ab- steller der Bauelemente nicht mehr vorgeschrieben gewinkelt ist (F i g. 5). werden muß.

40 Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die Befestigung derartiger stabförmiger Glieder relativ schwierig ist, so daß die Herstellungskosten für derartige Wärmeableitungsvorrichtungen relativ hoch sind.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine in

45 beliebiger Winkellage in elektronische Geräte einbaubare Wärmeableitungsvorrichtung für elektronische Bauelemente, insbesondere Transistoren, zu schaffen, die diesen obengenannten Nachteil nicht

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine aufweist und die in sehr einfacher Weise massenpro-Wärmeableitungsvorrichtung zur Kühlung von elek- 5° duziert werden kann.

tronischen Bauelementen, insbesondere Transistoren, Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß

durch natürliche oder forcierte Konvektion, beste- die Drahtstücke durch einen endlosen schlangenförhend aus einer mit einer Bohrung für die Befestigung mig gebogenen Draht gebildet sind, welcher über gedes elektronischen Bauelements versehenen wärme- wisse Längenbereiche hinweg auf der Grundplatte ableitenden Grundplatte, an welcher eine Anzahl von 55 befestigt ist, wobei die Längsachse des schlangenförin den freien Raum sich erstreckenden Drahtstücken mig gebogenen Drahtes im wesentlichen parallel zu befestigt ist. der Grundplatte verläuft.

In neuerer Zeit werden immer leistungsfähigere Die Herstellung einer derartigen Wärmeablei-

Halbleiterelemente entwickelt. Da einerseits mit zu- tungsvorrichtung ist äußerst einfach, da einerseits . nehmenden Leistungen auch die Verlustleistungen 60 handelsübliche Materialien verwendet werden könzunehmen, andererseits Halbleiterelemente in der nen, andererseits die Formung des schlangenförmig Regel sehr temperaturempfindlich sind, ergeben sich gewundenen Drahtes kontinuierlich durch die Vernotgedrungenermaßen Kühlprobleme. Dabei kann Wendung von Spezialmaschinen erfolgen kann,
man so vorgehen, daß die in dem Halbleiter entste- Der schlangenförmig gewundene Draht kann vor-

hende Verlustwärme an das Chassis abgeleitet wird, 65 zugsweise ein Aluminiumdraht sein, der wahlweise indem beispielsweise das Halbleiterelement um- einen runden, rechteckigen bzw. quadratischen oder schlingende Drahtwendel vorgesehen sind, die mit vieleckigen Querschnitt aufweist,
dem Chassis oder einem an demselben befestigten Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich