DE19537633A1 - Wärmeleiter - Google Patents
WärmeleiterInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
- H01L23/3672—Foil-like cooling fins or heat sinks
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
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- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmeleiter gemäß dem Oberbe
griff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Wärmeleiter ist
bereits aus der DE 40 04 457 A1 bekannt.
Wärmeleiter dieser Art werden bevorzugt in elektronischen
oder elektrischen Schaltungen eingesetzt, um einzelne Bau
teile mit separaten Kühlkörpern zu verbinden. Denkbar ist
aber auch ihr Einsatz in anderen Anwendungsbereichen, in
denen einzelne Bauteile, die sich im Betrieb erwärmen, mit
separaten Kühlkörpern zu verbinden sind.
Bei der aus der DE 40 04 457 A1 bekannten Lösung wird eine
thermische Verbindung zwischen einem zu kühlenden Bauele
ment und einem separaten Kühlkörper hergestellt, in dem
eine Wärmekontaktplatte durch eine Spiralfeder gegen das
zu kühlende elektronische Bauteil drückt, das auf einer
Leiterplatte montiert ist, die in einem Gehäuse unterge
bracht ist. Die Wärmekontaktplatte wiederum ist über zwei
flache Kupferlitzenbänder, die an der Wärmekontaktplatte
angebracht und jeweils bogenförmig geformt sind, diese mit
dem Gehäusedeckel verbinden, der hier als separater Kühl
körper für das Bauteil dient.
Diese bekannte Lösung eignet sich jedoch - für sich allein
genommen - im allgemeinen nicht als Temperaturregelung für
ein temperaturabhängiges arbeitendes und Verlustwärme er
zeugendes Bauteil (wie z. B. einer IMPATT-Diode), das mit
tels einer Zusatzheizung erst auf eine bestimmte Betriebs
temperatur gebracht und dort gehalten werden muß. Die wäh
rend des Betriebs entstehende Verlustwärme muß abgeführt
werden, da sich sonst das Bauteil bei konstanter Heizlei
stung überhitzen würde, was auf Dauer oder bei Erreichen
einer kritischen Temperatur zur Zerstörung des Bauteils
bzw. der Anordnung, in der das Bauteil eingebaut ist,
führen würde. Eine dauerhafte thermische Verbindung des
Bauteils mit einem externen Kühlkörper, wie sie in der DE
40 04 457 A1 beschrieben wird, führt zwar die anfallende
Verlustwärme sehr effektiv ab, gleichzeitig aber auch die
für den Betrieb des Bauteils benötigte Heizenergie.
Denkbar wären hier Lösungen, bei denen die Heizleistung
und/oder der Grad einer ,forcierten Kühlung (z. B. durch ein
Gebläse) in Abhängigkeit von der Bauteiltemperatur gere
gelt wird/werden. Dies ist aber mit großem Aufwand ver
bunden und scheidet in vielen Anwendungen aufgrund des
damit verbundenen Kostenaufwands/Platzbedarfs als wirt
schaftlich sinnvolle Lösung aus.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Wärmeleiter
zu schaffen, der auf möglichst einfache Weise eine thermi
sche Kopplung bzw. Entkopplung von zu kühlenden Bauteilen
einerseits und Kühlkörpern andererseits ermöglicht, um der
Gefahr der Überhitzung des Bauteils wirkungsvoll begegnen
zu können.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Pa
tentanspruchs 1 wiedergegeben. Die übrigen Ansprüche ent
halten vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfin
dung.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß
mit sehr geringem Aufwand eine thermische Kopplung herge
stellt werden kann, wenn die Gefahr der Überhitzung des
Bauteils besteht, so daß eine sehr einfache (passive) Tem
peraturregelung für das Bauteil möglich ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß
eine solche Temperaturregelung unempfindlich ist gegenüber
Störeinflüssen und somit sehr zuverlässig und sicher
arbeitet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Figur
gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Figur zeigt ein temperaturabhängig arbeitendes elek
tronisches Bauteil 1 (z. B. eine IMPATT-Diode), das mittels
einer Zusatzheizung 6 auf die gewünschte vorgegebene Be
triebstemperatur gebracht wird.
Eine Wärmekontaktplatte 4 ist mittig auf einem flachen und
gut wärmeleitenden Litzenband 3 (z. B. aus Kupfer oder Sil
ber) angeordnet. Das Litzenband 3 ist mit seinen Enden an
einem Kühlkörper 2 befestigt.
Die Wärmekontaktplatte 4 ist über zwei - thermisch
schlecht leitende - Bogenfedern 5 mit dem Bauteil verbun
den. Die Bogenfedern 5 bestehen z. B. aus Bimetall oder
einer Gedächtnismetallegierung.
Die Federn drücken in "kaltem" Zustand, d. h. bei Tempera
turen kleiner oder gleich der Betriebstemperatur die Wär
mekontaktplatte 4 von dem Bauteil 1 weg, so daß zwischen
Bauteil 1 und Wärmekontaktplatte 4 kein thermisch-mecha
nischer Kontakt besteht (in der Figur gestrichelt gezeich
net (Bauteile 3, 4 und 5)).
Übersteigt die aktuelle Betriebstemperatur (Ist-Wert) des
Bauteils 1 die vorgegebene Betriebstemperatur (Soll-Wert),
besteht also die Gefahr der Überhitzung des Bauteils 1,
bewirkt das Bimetall bzw. die Gedächtnismetallegierung der
beiden Federn 5, daß sich diese zusammenziehen und dadurch
die Wärmekontaktplatte 4 mechanisch an das Bauteil 1 an
drücken, d. h. Bauteil 1 und Wärmekontaktplatte 4 ther
misch-mechanisch koppeln (in der Figur mit durchzogenen
Linien gezeichnet (Bauteile 3, 5, 5)).
Nun kann die überschüssige Wärmeenergie von Bauteil 1 über
die Wärmekontaktplatte 4 und das Litzenband 3 auf den
Kühlkörper 2 übertragen werden mit der Folge, daß sich das
Bauteil 1 abkühlt.
Mit dem Abkühlprozeß einher geht ein mechanischer Entspan
nungsprozeß in den beiden Federn 5, so daß spätestens bei
Erreichen der vorgegebenen Betriebstemperatur das Bauteil
1 und die Wärmekontaktplatte 4 wieder thermisch-mechanisch
entkoppelt sind.
Auf diese Art und Weise ist eine sehr einfache (positive)
Temperaturregelung des Bauteils 1 möglich, die dafür
sorgt, daß das Bauteil während des Betriebs auf der ge
wünschten Betriebstemperatur hält und damit der Gefahr der
Überhitzung des Bauteils effektiv vorbeugt.
Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das geschil
derte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern sinnge
mäß auch auf andere übertragbar ist.
So ist es z. B. möglich, in den Federn (5 in der Figur)
einen thermischen Isolator (z. B. einen Holzklotz) ein
zufügen, um bei thermischer Entkopplung des Bauteils vom
Kühlkörper keine unerwünschten thermischen "Kriechströme"
über die Federn zu leiten.
Claims (4)
1. Wärmeleiter, der zur thermischen Verbindung eines Bau
teils (1) mit einem Kühlkörper (2) vorgesehen ist und der
eine Wärmekontaktplatte (4) aufweist, die durch federnde
Elemente (5) an das Bauelement (1) angedrückt ist und über
eine oder mehrere flexible metallische Litzen (3) ther
misch leitend mit dem Kühlkörper (2) verbunden ist, da
durch gekennzeichnet, daß die federnden Elemente (5) aus
Bimetall oder einer in ihrer Formgebung temperaturabhängi
gen Gedächtnismetallegierung bestehen.
2. Wärmeleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die metallische Litze (3) als flaches Kupfer- oder
Silberlitzenband realisiert ist, daß die Wärmekontakt
platte (4) mittig auf dem Litzenband (3) angeordnet ist
und daß das Litzenband (3) in seinen Abmessungen so be
messen ist, daß die thermische Verbindung zwischen Bauteil
(1) und Wärmekontaktplatte (4) durch die federnden
Elemente (5) unterbrechbar ist.
3. Wärmeleiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die federnden Elemente (5) an mindestens zwei sich
gegenüberliegenden Seiten des Bauteils (1) angeordnet sind
und jeweils das Bauteil (1) mit der Wärmekontaktplatte (4)
verbinden.
4. Wärmeleiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei federnde Elemente (5) vorgesehen sind und daß die
beiden federnden Elemente (5) jeweils mindestens einen
Dehnungsbogen aufweisen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995137633 DE19537633A1 (de) | 1995-10-10 | 1995-10-10 | Wärmeleiter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995137633 DE19537633A1 (de) | 1995-10-10 | 1995-10-10 | Wärmeleiter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19537633A1 true DE19537633A1 (de) | 1997-04-17 |
Family
ID=7774434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995137633 Withdrawn DE19537633A1 (de) | 1995-10-10 | 1995-10-10 | Wärmeleiter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19537633A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0852398A1 (de) * | 1997-01-02 | 1998-07-08 | AT&T Corp. | Anrichtung zum Kühlen und Erwärmen einer elektronischen Vorrichtung |
DE102006037747A1 (de) * | 2006-08-11 | 2008-03-13 | Nokia Siemens Networks Gmbh & Co.Kg | Anordnung zur Kühlung eines elektrischen Bauelements |
EP2572992A1 (de) | 2011-09-26 | 2013-03-27 | Goodrich Lighting Systems GmbH | Flugzeuglicht |
EP3157054A1 (de) * | 2015-10-13 | 2017-04-19 | Alcatel Lucent | Vorrichtung zur regulierung der temperatur einer elektronischen vorrichtung in einem gehäuse, verfahren und anordnung |
-
1995
- 1995-10-10 DE DE1995137633 patent/DE19537633A1/de not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0852398A1 (de) * | 1997-01-02 | 1998-07-08 | AT&T Corp. | Anrichtung zum Kühlen und Erwärmen einer elektronischen Vorrichtung |
DE102006037747A1 (de) * | 2006-08-11 | 2008-03-13 | Nokia Siemens Networks Gmbh & Co.Kg | Anordnung zur Kühlung eines elektrischen Bauelements |
DE102006037747B4 (de) * | 2006-08-11 | 2009-06-04 | Nokia Siemens Networks Gmbh & Co.Kg | Anordnung zur Kühlung eines elektrischen Bauelements |
EP2572992A1 (de) | 2011-09-26 | 2013-03-27 | Goodrich Lighting Systems GmbH | Flugzeuglicht |
US8956021B2 (en) | 2011-09-26 | 2015-02-17 | Goodrich Lighting Systems Gmbh | Aircraft light |
EP3157054A1 (de) * | 2015-10-13 | 2017-04-19 | Alcatel Lucent | Vorrichtung zur regulierung der temperatur einer elektronischen vorrichtung in einem gehäuse, verfahren und anordnung |
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