DE1893188U - DEVICE FOR THE FORCED COOLING OF SEMI-CONDUCTOR COMPONENTS. - Google Patents

DEVICE FOR THE FORCED COOLING OF SEMI-CONDUCTOR COMPONENTS.

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DE1893188U
DE1893188U DEB55906U DEB0055906U DE1893188U DE 1893188 U DE1893188 U DE 1893188U DE B55906 U DEB55906 U DE B55906U DE B0055906 U DEB0055906 U DE B0055906U DE 1893188 U DE1893188 U DE 1893188U
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Description

BBCBBC

BROW,BOVERI & GIE
Aktiengesellschaft
BROW, BOVERI & GIE
Corporation

MannheimMannheim

Mannheim, den 7. 1· 1964« Pat.Ka/Mi Mp.-Fr. 5o3/64Mannheim, January 7, 1964 «Pat.Ka / Wed Mp.-Fr. 5o3 / 64

Vorrichtung zur Zwangskühlung von Halbleiter-BauelementenDevice for the forced cooling of semiconductor components

Die lunktionssieherheit und Leistungsfähigkeit von Halbleiter-Bauelementen, beispielsweise von gesteuerten Siliziumgleichrichtern? hängt wesentlich von der Kühlung dieser Elemente ab. Es ist bekannt, zur Abfuhr der Verlustwärme die, eigentliche Siliziumzelle auf einen Kühlkörper unter Herstellung eines guten Wärmekontaktes zu montieren, dessen Oberfläche durch Rippen oder ähnliche Formgebungen beträchtlich vergrößert wird» Die durch die natürliche Konvektion erzielte Kühlung reicht jedoch nicht immer aus, um die höchstmögliche Belastung zu erzielen. Es ist weiter bekannt, anstelle der luftkühlung eine Müssigkeitskühlung zu Verwenden. Der Kühlkörper enthält hierbei anstelle der Rippen zwei oder mehrere Bohrungen1, die in gegenläufiger Richtung von dem flüssigen Kühlmittel durchströmt werden. Bei dieser Anordnung können 'jedoch die einzelnen Halbleiterelemente unter sieh nur elektrisch parallel geschaltet werden, da sie auf einem einheitlichen Metallbioek des Kühlkörpers gemeinsam aufgesehraubt sind»The functional reliability and performance of semiconductor components, for example of controlled silicon rectifiers ? depends essentially on the cooling of these elements. It is known to mount the actual silicon cell on a heat sink to dissipate the heat loss, creating a good thermal contact, the surface of which is considerably increased by ribs or similar shapes To achieve load. It is also known to use liquid cooling instead of air cooling. Instead of the ribs, the heat sink contains two or more bores 1 through which the liquid coolant flows in opposite directions. With this arrangement, however, the individual semiconductor elements can only be connected electrically in parallel, since they are stowed away together on a uniform metal body of the heat sink »

Es ist Aufgabe der Neuerung, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der auch eine Reihenschaltung der Halbleiterelemente möglieh ist und bei der wahlweise sowohl Luftkühlung wie auch ein flüssiges Kühlmittel mit Zwangsumlauf zur Anwendung kommen kann.It is the task of the innovation to create a device at which also enables the semiconductor elements to be connected in series and in which either air cooling or a liquid coolant with forced circulation can be used.

Die !Teuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Zwangskühlung von Halbleiter-Bauelementen, die auf vorzugsweise gerippten Kühlkörpern montiert sind und ist gekennzeichnet durch eine trcgförmige Isolierstoff hülse, die zusammen mit den Kühlkörpern einen das Kühlmittel führenden Kanal bildet und die Halbleiter-Bauelemente untereinander elektrisch isoliert.The price increase relates to a device for forced cooling of semiconductor components that are mounted on preferably finned heat sinks and is characterized by a trcg-shaped insulating sleeve, which together with the heat sinks forms a channel carrying the coolant and electrically insulates the semiconductor components from one another.

- 2 - 503/64- 2 - 503/64

In den Pig» 1 bis 3 sind vorzugsweise Ausführungen der neuerungsgemäßen Kühlvorrichtung dargestellt.In the Pig »1 to 3 are preferably embodiments of the innovation Cooling device shown.

In der Anordnung naeh Fig. 1 ist das Halbleiterelement, beispielsweise eine Siliziumgleichrichterzelle 1, mit dem Anodenanschluß 15 auf einen Kühlkörper 4 aifge.schraubt. Dieser Kühlkörper ist zur Vergrößerung seiner Oberfläche in bekannter Weise mit Kühlrippen 4 versehen. Die Sehraubbefestigung weist einen guten Wärmeübergang auf. Der Kühlkörper 3 dient gleichzeitig als Anodenansehlußp Zu diesem Zweck ist er-mit einer Ansehlußfahne 5 versehen. G-emäß der Feuerung ist eine trogförmige Isolierstoffhülse 6 mit dem Kühlkörper 3 derart verbunden, daß beide zusammen einen Kühlkanal 7 bilden. Dieser Kühlkanal wird von einem flüssigen oder gasförmigen Kühlmedium durchströmt. Me Verbindung der Isolierstoffhülse mit dem Kühlkörper kann über Falzen oder Hüten erfolgen. Die neuerungsgemäße Vorrichtung besitzt den Vorteil, daß auf einfache Weise ein relativ großräumiger Kühlkanal geschaffen wird, der eine wirkungsvolle Zwangskühlung ermöglichte Die Isolierstoffhülse kann ohne großen Arbeitsaufwand angebracht werden. Der Kühlkörper kann ohne Isolierstoffhülse in bekannter Weise durch die natürliche Konvektion der Luft oder mittels Lüfter gekühlt werfen.In the arrangement according to FIG. 1, the semiconductor element, for example a silicon rectifier cell 1, has the anode connection 15 screwed onto a heat sink 4 aifge. This heat sink is provided with cooling fins 4 in a known manner to enlarge its surface. The visual attachment has a good heat transfer. The heat sink 3 is used at the same time as an anode connector. For this purpose it is equipped with a connector flag 5 provided. According to the firing, it is trough-shaped Insulating sleeve 6 connected to heat sink 3 in such a way that both together form a cooling channel 7. This cooling channel is flowed through by a liquid or gaseous cooling medium. Me connection of the insulating sleeve with the heat sink can be done by folding or hating. The innovation according to the device has the advantage that a relatively simple way Large-scale cooling channel is created, which enabled effective forced cooling. The insulating sleeve can without large amount of work to be attached. The heat sink can in a known manner through the natural Throw convection of air or cooled by means of a fan.

Me Kühlkörper der einzelnen Halbleiterelemente können gemäß der Neuerung auf die gemeinsame Isolierstoffhülse so aufgesetzt werden, daß sie untereinander elektrisch getrennt sind. Damit ist die Voraussetzung gegeben, die Halbleiterelemente elektrisch auch in Reihe zu schalten. In Fig. 2 ist die Draufsicht einer derartigen Anordnung dargestellt. Dort sind zwei Halbleiterelemente 8,9 in einem bestimmten IsOiierabstanä auf der gemeinsamen Isolierstoffhülse 6 befestigt.According to the innovation, the heat sinks of the individual semiconductor elements can be placed on the common insulating sleeve that they are electrically separated from each other. In order to the prerequisite is given to connect the semiconductor elements electrically in series. In Fig. 2 is the plan view of a shown such an arrangement. There are two semiconductor elements 8, 9 at a certain insulation spacing on the common Insulating sleeve 6 attached.

Die Fig. 3 stellt eine vorteilhafte Abwandlung der neuerungsgemäßen Kühlvorrichtung dar. Gemäß der; Neuerung hat -hier die Isolierstoffhülse 12 die Form eines Doppeltroges, an dessenFigs. 3 represents an advantageous modification of the renewal according to the cooling device according to the. The innovation here has the insulating sleeve 12 in the form of a double trough on which

- 5 - 5O.J/64- 5 - 5O.J / 64

gegenüberliegenden offenen. Seiten die KühlMrper-3 von zwei einander gegenüberstehenden Halbleiterelementen Io und 11 angebracht sind. Damit werden zwei Kühlkanäle 13 und 14 geschaffen, die von dem Kühlmedium gleichsinnig oder gegensinnig durchflossen werden» Diese Anordnung ist insbesondere in räumlicher Hinsicht vorteilhaft, da sie auf engstem Raum die Unterbringung vieler zwangsgekühlter Halbleiterelemente gestattet. Auch hier ist ohne weiteres die Parallel-oder Reihenschaltung der einzelnen Elemente möglich. - -opposite open. Sides the heat sink 3 by two facing semiconductor elements Io and 11 attached are. This creates two cooling channels 13 and 14 through which the cooling medium flows in the same or in opposite directions are »This arrangement is particularly advantageous from a spatial point of view, since it can accommodate many people in a very small space forcibly cooled semiconductor elements permitted. Here, too, the parallel or series connection of the individual elements is straightforward possible. - -

Soll ein Kühlmittel verwendet werden, das eine'elektrolytische Korrosion des Kühlkörpers erwarten läßt, so kann die dem Kanal zugewandte Seite des Kühlkörpers mit einer Isoliör^öfler Schutzschicht überzogen werden» Die Anbringung einer derartigen Isolierschicht, beispielsweise eines Kunstharzlackes, kann in bekannter Weise erfolgen. c~■■■■'" If a coolant is to be used that is likely to cause electrolytic corrosion of the heat sink, the side of the heat sink facing the channel can be covered with an insulating protective layer. Such an insulating layer, for example a synthetic resin paint, can be applied in a known manner. c ~ ■■■■ '"

Claims (1)

.A. 030 '349*15..A. 030 '349 * 15. Schutzansprüche:Protection claims: Ι» Vorrichtung zur Zwangskühlung von Halbleiter-Bauelementen» die auf vorzugsweise gerippten Kühlkörpern montiert sind, mit flüssigem oder auch gasförmigem Kühlmittel, gekennzeichnet durch eine trogförmige Isolierstoffhülse, die zusammen mit den Kühlkörpern einen das Kühlmittel führenden Kanal bildet und die Halbleiter-Bauelemente untereinander elektrisch isoliert»Ι »Device for forced cooling of semiconductor components» which are mounted on preferably ribbed heat sinks, labeled with liquid or gaseous coolant through a trough-shaped insulating sleeve, which together with the Heat sinks forms a channel carrying the coolant and electrically isolates the semiconductor components from one another » 2„ Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffhülse zwecks Bildung von zwei getrennten Kühlkanälen mit entsprechend gegenüberliegenden Kühlkörpern die Form eines Doppeltroges aufweist, -■■ ■2 "Device according to claim 1, characterized in that the insulating sleeve for the purpose of forming two separate cooling channels with correspondingly opposing heat sinks has the shape of a double trough, - ■■ ■ 3« Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörper über die Kühlkanäle hinausragende Ansehlußfahen aufweisen»3 «Device according to claim 1 or 2, characterized in that that the heat sinks have connection faces protruding beyond the cooling channels » Ao Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlk:ö±*per· auf den dem Kühlkanal zugewandten !lachen mit einer Isolier-oder Schutzschicht überzogen sind» ■ Ao device according to claim 3, characterized in that the cooling elements are coated with an insulating or protective layer on the areas facing the cooling channel
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1286218B (en) * 1964-06-19 1969-01-02 Bbc Brown Boveri & Cie Method for fastening semiconductor components in an electrically insulating plate
DE4322932A1 (en) * 1993-07-09 1995-01-19 Abb Patent Gmbh Liquid cooling body with insulating discs, electrical contact plates and an insulation ring

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1286218B (en) * 1964-06-19 1969-01-02 Bbc Brown Boveri & Cie Method for fastening semiconductor components in an electrically insulating plate
DE4322932A1 (en) * 1993-07-09 1995-01-19 Abb Patent Gmbh Liquid cooling body with insulating discs, electrical contact plates and an insulation ring

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