DE1789156C3 - Heat sink for a semiconductor component - Google Patents

Heat sink for a semiconductor component

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DE1789156C3 DE19601789156 DE1789156A DE1789156C3 DE 1789156 C3 DE1789156 C3 DE 1789156C3 DE 19601789156 DE19601789156 DE 19601789156 DE 1789156 A DE1789156 A DE 1789156A DE 1789156 C3 DE1789156 C3 DE 1789156C3
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Germany
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heat sink
copper
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tin
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Heinz Martin
Herbert Vogt
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Description

F i g. 1 zeigt eine eine Schnittdarstellung des Kühlkörpers gemäß der Schnittlinie I-I der F i g. 3;F i g. 1 shows a sectional illustration of the heat sink according to the section line I-I in FIG. 3;

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch eine AnordnungThe present invention relates to a fig. 2 shows a section through an arrangement

Kühlkörper für ein Halbleiterbauelement, das aus 30 nach Fig. 1 gemäß der Schnittlinie H-Ii;Heat sink for a semiconductor component, which is shown in FIG. 1 according to section line H-Ii;

einem gasdicht abgeschlossenen Gehäuse mit einem F i g. 3 zeigt eine Draufsicht von einer Anordnunga gas-tight housing with a fig. Figure 3 shows a top view of one arrangement

darin eingeschlosenen Halbleiteielement besteht, nach Fig. 1;therein enclosed semiconductor element, according to Fig. 1;

mit einem eine Montagefläche für das Halbleiterbau- F i g. 4 zeigt eine Ansicht einer Anordnung nachwith a mounting surface for the semiconductor construction F i g. 4 shows a view of an arrangement according to FIG

element aufweisenden Grundkörper und mit von der F i g. 2 von unten.element having base body and with from the F i g. 2 from below.

der Montagefläche gegenüberliegenden Seite des 35 Die öezugsziffer 1 bezeichnet den Kühlkörper. Erthe side of the 35 opposite the mounting surface The reference number 1 denotes the heat sink. He

Grundkörpers abstehenden Kühlfahnen. bestellt aus einem G undkörper 2 in Form eines Sek-Base body protruding cooling flags. ordered from a single body 2 in the form of a secondary

Im allgemeinen besteht der Kühlkörper wie auch tors einer Walze von etwa ellipsenförmigen Querder Boden der meisten Halbleiterbauelementege- schnitt, von welchem trapezförmige Kühlfahnen 3 häuse aus Kupfer. Aus Gründen der Einsparung an ausladen. Von seiner oberen Fläche ist in den Material, Gewicht und Kosten neigt man jedoch 40 Grundkörper 2, der zusammen mit den Kühlfahnen 3 dazu, den Kühlkörper aus einem anderen Material, Z· B. aus Aluminium besteht, ein z. B. aus Kupfer bez.B. aus Aluminium, zu fertigen. Da jedoch das stehender Hilfskörper4 eingesetzt. z.B. von jenem Kupfer des Gehäuses und das Aluminium des Kühl- umgössen. Der Körper 4 ist für die mechanische Verkörpers in der elektrochemischen Spannungsreihe bindung mit dem z. B. ebenfalls aus Kupfer besteheneinen erheblichen Abstand voneinander haben ist 45 den Gehäuse des nicht besonders dargestellten HaIbdie Montagefläche, also die Kontaktfläche zwischen leitcrbauelementes mit einer Gewindebohrung 5 verdem Boden des Halbleiterbauelementegehäuses und sehen. Der Hilfskörper 4 und das Gehäuse können dem Kühlkörper, besonders korrosionsgefährdet. z.B. an der Oberfläche galvanisch versilbert sein. Korrodierte Kontaktflächen erhöhen jedoch sowohl Wie aus der Darstellung zu entnehmen ist, erstrecken den thermischen als auch den elektrischen Wider- 50 sich die Kühlfahnen 3 sowohl nach unten als auch stand zwischen dem Halbleiterbauelement und dem kammzinkenartig nach den Seiten von dem Grund-Kühlkörper, körper 2 aus, so daß in wirksamer Weise Kühlmittel-In general, the heat sink as well as the torsion of a roller is roughly elliptical across the bottom of most semiconductor component sections, of which trapezoidal cooling vanes 3 are made of copper. To save on unloading. From its upper surface, however, there is a tendency for the material, weight and cost of the base body 2, which together with the cooling fins 3 to make the cooling body of a different material, for example aluminum, a e.g. B. made of copper or made of aluminum. However, since the standing auxiliary body4 is used. For example, from the copper of the housing and the aluminum of the coolant. The body 4 is for the mechanical body in the electrochemical series binding with the z. B. also consist of copper have a considerable distance from each other is 45 the housing of the not particularly shown half of the mounting surface, i.e. the contact surface between conductive components with a threaded hole 5 on the bottom of the semiconductor component housing and see. The auxiliary body 4 and the housing can, the heat sink, particularly at risk of corrosion. be galvanically silver-plated on the surface, for example. However, corroded contact surfaces increase both, as can be seen from the illustration, the thermal as well as the electrical resistance, the cooling fins 3 extend both downwards and between the semiconductor component and the comb-teeth-like to the sides of the basic heat sink, body 2 off, so that coolant

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- strömungen um den Grundkörper 2 herum und anThe object of the present invention is to flow around and around the base body 2

gründe, einen Kühlkörper gemäß der eineangs er- ihm vorbei in der Achsrichtung des Hilfskörpers 4reasons, a heat sink according to the one angels it past in the axial direction of the auxiliary body 4

wähnten Gattung so weiterzubilden, daß eine Korro- 55 bzw der Gewindebohrung 5 hervorgerufen werdenmentioned genus to be developed in such a way that a corrugation 55 or the threaded hole 5 are caused

sion zwischen dem Halbleiterbauelementegehäuse können. Die Kühlfahnen stehen rechtwinklig vomsion between the semiconductor component housing. The cooling fins are at right angles to the

und dem Kühlkörper auch dann vermieden ist, wenn Grundkörper 2 ab und liegen parallel zueinander. Esand the heat sink is also avoided when the base body 2 starts and lies parallel to one another. It

die beiden Teile aus Metallen bestehen, die in der 'st weiterhin zu erkennen, daß vom Hilfskörper 4 austhe two parts are made of metals, which continue to be seen in the 'st that from the auxiliary body 4 from

elektrochemischen Spannungsreihe einen erheblichen der Grundkörper 2 sich nur über relativ kurze Weg-electrochemical series of voltages a considerable amount of the base body 2 only over a relatively short distance

Abstand voneinander haben. 60 strecken erstreckt, so daß nur ein kurzer Wärmelei-Have a distance from each other. 60 stretch so that only a short heat conduction

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in tungsweg in diesem Grundkörper zu den Kühlfah-The invention is characterized in that in this base body to the cooling

den Grundkörper ein die Montagefläche aufweisen- nen 3 vorhanden ist.the base body is provided with a 3 having the mounting surface.

der Hilfskörper aus einem Werkstoff eingesetzt ist, Damit an der nach außen frei liegenden Übergangsder in der elektrochemischen Spannungsreihe dem ste"e vom Hilfskörper 4 zum Grundkörper 2 keine Material des Bodens des auf der Montagefläche zu 6S Bildung eines galvanischen Elementes beim Hinzubefestigenden Halbleiterbauelementegehäuses mög- treten eines Elektrolyten entstehen kann, kann diese liehst nahesteht. Stelle durch einen Isoliermittelüberzug 9 geschütztthe auxiliary body is inserted from a material that order on the outwardly exposed Übergangsder in the electrochemical series, the s t e "e from the auxiliary body 4 to the base body 2 is not material to the bottom of on the mounting surface 6 S formation of a galvanic element when Hinzubefestigenden semiconductor component housing If an electrolyte can arise, it can be very close

In den veröffentlichten Unterlagen des deutschen werden.In the published documents of the German will be.

Hierzu Ϊ Ti Fatt ZeichnungenFor this purpose Ϊ Ti Fatt drawings

Claims (3)

... Gebrauchsmusters 1799 804 ist ein Halbleiterbauele- Patentanspruche: ment bescmiebeO( „j^, Halbleiterelement mittels... Utility model 1799 804 is a semiconductor component patent claims: ment bescmiebeO ("j ^, semiconductor element means 1. Kühlkörper für ein Halbleiterbauelement, eines Zinnplättchens/uj ein als Kühlkörper dienendes das aus einem gasdicht abgeschlossenen Gehäuse Gehäuseteil eingelötet ist Das Gehäuseteil besteht mit einem darin eingeschlossenen Halbleiterele- 5 aus Kupfer und zur Verhinderung des Emdiffundiement besteht, mit einem eine Montagefläche für rens von Kupferatomen in das Zinn ist das Gehäusedas Halbleiterbauelement aufweisenden Grund- teil auf der Innenseite mit einer dünnen Nickelkörper und mit von der der Montagefläche ge- schicht versehen. Diese Nickelscaicht hegt zwar in genüberliegenden Seite des Grundkörpers abste- der elektrochemischen Spannungsreihe zwischen henden Kühlfahnen, dadurch gekenn- io Zinn und Kupfer, das der Anmeldung zugrunde Uezeichnet, daß in den Grundkörper (2) ein die gende Problem tritt bei der bekannten Anordnung je-Montagefläche aufweisender Hilfskörper (4) aus doch nicht auf, da dort weder das Halbleiterelement einem Werkstoff eingesetzt ist der in der elektro- noch das Gehäuseteil Korrisionseinflüssen ausgesetzt chemischen Spannungsreihe dem Material des sind,1. Heat sink for a semiconductor component, a tin plate / uj serving as a heat sink which is soldered in from a gas-tight housing housing part The housing part consists with an enclosed semiconductor element 5 made of copper and to prevent Emdiffundiement The case is made up of the tin, with a mounting surface for rens of copper atoms in the tin Semiconductor component having base part on the inside with a thin nickel body and provided with a layer from the mounting surface. This nickel caicht is in opposite side of the base body, the electrochemical series of voltages between existing cooling vanes, thus marked tin and copper, which is the basis of the application, that in the base body (2) the lowing problem occurs with the known arrangement per mounting surface having auxiliary body (4) from but not on, since neither the semiconductor element there A material is used that is exposed to the effects of corrosion in the electrical or the housing part chemical series are the material of the, Bodens des auf der Montagefläche zu befestigen- 15 Wenn der Grandkörper aus Aluminium besteht,15 If the main body is made of aluminum, den Halbleiterbauelementegehäuses möglichst kann der Hilfskörper aus Kupfer bestehen. Zusätz-the semiconductor component housing, if possible, the auxiliary body can consist of copper. Additional nahesteht. lieh kann der an eine Oberfläche des Kühlkörpersis close. Can be borrowed to a surface of the heat sink 2. Kühlkörper nach Patentanspruch 1, dadurch tretende Übergang vom Hilfskörper zum Grundgekennzeichnet, daß der Grundkörper aus Alumi- körper mit einem Isoliermittelüberzug geschützt nium und der Hilfskörper aus Kupfer besteht. ao sein.2. Heat sink according to claim 1, characterized in that the transition from the auxiliary body to the basic body occurs in that the base body made of aluminum is protected with an insulating coating nium and the auxiliary body is made of copper. ao be. 3. Kühlkörper nach Patentanspruch 1 und 2, Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsdadurch gekennzeichnet, daß der an eine Ober- beispiels in Verbindung mit den Figuren 1 bis 4 fläche des Kühlkörpers tretende Übergang vom näher erläutert:3. Heat sink according to claim 1 and 2, the invention is based on an execution thereby characterized in that the on an upper example in connection with Figures 1 to 4 surface of the heatsink stepping transition from explained in more detail: Hilfskörper (4) zum Grundkörper (2) mit einem Die F; g. 1 bis 4 zeigen einen nach der ErfindungAuxiliary body (4) to the base body (2) with a die F; G. 1 to 4 show one according to the invention Isoliermittelüberzug (9) geschützt ist. 25 aufgebauten Kühlkörper in vier einander entsprechenden Rissen.Isoliermittelüberzug (9) is protected. 25 built-up heat sink in four corresponding Cracks.
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DE1789156B2 DE1789156B2 (en) 1974-11-14
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