DE202005020760U1

DE202005020760U1 - Device comprising cooler, supporting electronic component, and spring clip for pressing component against cooler for connection of component waste heat between component and cooler,

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Publication number: DE202005020760U1
Application number: DE202005020760U
Authority: DE
Original assignee: Evi Audio GmbH
Current assignee: Evi Audio GmbH
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2005-08-19
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2015-08-20

Abstract

Cooling device incorporates cooler (1), on which is fitted electronic component (2), and spring clip (3) for pressing component onto cooler. Spring clip forms extra cooler and is of material, whose thermal conductivity exceeds that of electronic component, typically higher than spring steel.Spring clip thermal conductivity is specified and spring clip may be of spring bronze (SnCu6), aluminium, copper, brass, or their alloys.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung umfassend einen Kühlkörper, ein daran angeordnetes elektronisches Bauteil und eine Federklammer zum Anpressen des Bauteils an den Kühlkörper. Durch den mittels der Federklammer herstellbaren engen Kontakt zwischen dem Kühlkörper und dem wärmeabgebenden elektronischen Bauteil wird ein für die Kühlung des Bauteils ausreichender Wärmeübergang zwischen dem Bauteil und dem Kühlkörper geschaffen.The The invention relates to an arrangement comprising a heat sink, a arranged thereon electronic component and a spring clip for pressing the component to the heat sink. By means of the Spring clip manufacturable close contact between the heat sink and the heat-emitting electronic component is sufficient for the cooling of the component Heat transfer between created the component and the heat sink.

Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der DE 41 31 405 C2 bekannt, die ein spezielles Federelement für eine Baugruppe eines elektronischen Steuergerätes offenbart. Diese Baugruppe umfasst ein Kühlteil und ein das Kühlteil berührendes elektrisches Bauelement, dessen Verlustwärme durch das Kühlteil abgeführt wird. Das Federelement ist im Wesentlichen U-förmig ausgebildet und umfasst zwei Federschenkel, deren Enden im Querschnitt jeweils hakenförmig nach außen gekrümmt sind, so dass die Innenseite des Federelementes in diesem Bereich zwei gegenüber angeordnete konvex gekrümmte Flächen ausbildet. Zwischen diesen konvexen Flächen sind das elektrische Bauelement und das Kühlteil angeordnet, wobei die konvexen Flächen jeweils das Bauelement und das Kühlteil punktuell bzw. linienförmig berühren und gegeneinander pressen.Such an arrangement is for example from the DE 41 31 405 C2 known, which discloses a special spring element for an assembly of an electronic control unit. This assembly comprises a cooling part and an electrical component contacting the cooling part, the heat loss of which is dissipated by the cooling part. The spring element is substantially U-shaped and comprises two spring legs whose ends are curved in each case in a hook-shaped outward cross-section, so that the inside of the spring element in this area forms two convexly curved surfaces arranged opposite one another. Between these convex surfaces, the electrical component and the cooling part are arranged, wherein the convex surfaces in each case touch the component and the cooling part selectively or linearly and press against each other.

Zur leichteren Montage mittels einer Flachzange sind die beiden Federschenkel profiliert ausgebildet und weisen im Bereich der Profilierung Durchbrüche auf, durch die die Zange in das Federelement eingreifen und dieses aufspreizen kann. Das Federelement ist aus einem Federstahl hergestellt.to easier assembly by means of a pair of flat-nose pliers are the two spring legs profiled trained and have in the field of profiling on breakthroughs, through which engage the pliers in the spring element and spread this can. The spring element is made of spring steel.

DE 81 30 512.5 U1 offenbart einen Clip zur Befestigung von Kühlblechen an Transistoren und Dioden, wobei das Clip als Klammer ausgebildet ist. Ein Schenkel der Klammer hintergreift das Kühlblech und der andere Schenkel presst gegen das Bauelement. Der am Bauelement anliegende Schenkel ist derart gebogen, dass die Klammer das Bauelement linienförmig berührt. Die Klammer ist aus einem Federstahl bzw. einem Federblech hergestellt. DE 81 30 512.5 U1 discloses a clip for mounting heat sinks to transistors and diodes, wherein the clip is formed as a clip. One leg of the clip engages behind the cooling plate and the other leg presses against the component. The leg adjacent to the component is bent in such a way that the clamp touches the component in a linear manner. The clamp is made of a spring steel or a spring plate.

Die vorstehend beschriebenen Befestigungssysteme haben jeweils den Nachteil, dass bei einer Vibrationsbelastung die Klammern zu wandern beginnen bzw. aufklettern, so dass die Gefahr besteht, dass sich die Klammern und damit die Verbindung zwischen dem Kühlteil und dem Bauteil lösen mit der Folge, dass der Wärmeübergang zwischen dem verlustwärmeabgebenden Leistungselement und dem Kühlteil verringert wird. Dies kann wiederum zu einem frühzeitigen Versagen des Bauelementes führen.The fastening systems described above each have the disadvantage that at a vibration load, the brackets begin to migrate or climb up, so there is a risk that the brackets and thus solve the connection between the cooling part and the component with the consequence that the heat transfer between the heat loss Power element and the cooling part is reduced. This in turn can lead to premature failure of the device.

Das Problem der fehlenden Vibrationsfestigkeit kann dadurch gelöst werden, dass, wie in der DE 42 18 224 A1 offenbart, ein in einem Schenkel der Klammer ausgebildeter Vorsprung in eine Ausnehmung im Kühlteil eingreift. Im Übrigen ist diese Klammer wie die vorstehend beschriebenen Klammern ausgebildet und weist insbesondere einen am elektronischen Bauteil anliegenden Schenkel auf, der im Bereich der Berührungsstelle L-förmig ausgebildet ist, wodurch es zu einer linienförmigen Berührung zwischen der Klammer und dem Bauteil kommt.The problem of lack of vibration resistance can be solved by the fact that, as in the DE 42 18 224 A1 discloses a trained in a leg of the clip projection engages in a recess in the cooling part. Incidentally, this clip is formed like the above-described clips and in particular has a leg resting against the electronic component, which is L-shaped in the region of the contact point, which results in a linear contact between the clip and the component.

Die Klammer ist aus rostfreiem Federstahl hergestellt.The Clamp is made of stainless spring steel.

Eine weitere Möglichkeit, ein durch Vibrationen verursachtes Verrutschen der Klammer zu verhindern, ist in der DE 41 41 650 A1 offenbart. Bei dieser Ausführung greift das vom Bauteil entfernte Klammerende in eine im Kühlteil vorgesehene Ausnehmung derart ein, dass die Klammer mit dem Kühlteil drehfest verbunden ist. Dadurch kann ein beim Aufspreizen der Klammer wirkendes Drehmoment in das stationäre Kühlteil eingeleitet werden, so dass auf einen zweiten Schenkel, der das Kühlteil hintergreift, verzichtet werden kann. Die Klammer berührt daher sowohl das elektronische Bauteil als auch das Kühlteil nur punktuell. Außerdem ist die Klammer ebenfalls aus Federstahl hergestellt.Another way to prevent a vibration caused by slippage of the clip is in the DE 41 41 650 A1 disclosed. In this embodiment, the clip end removed from the component engages in a recess provided in the cooling part in such a way that the clamp is rotatably connected to the cooling part. As a result, a torque acting on the spreading of the clamp can be introduced into the stationary cooling part, so that it is possible to dispense with a second leg which engages behind the cooling part. Therefore, the bracket touches both the electronic component and the cooling part only selectively. In addition, the clip is also made of spring steel.

Zwar ist bei den aus der DE 41 41 650 A1 und DE 42 18 224 A1 bekannten Befestigungssystemen weitgehend sichergestellt, dass die Federklammern bei Vibrationsbelastungen nicht aufklettern und die Verbindung zwischen dem elektronischen Bauteil und dem Kühlkörper lösen. Allerdings wird der Wärmeübergang zwischen dem elektronischen Bauteil und dem Kühlkörper im Wesentlichen durch die Wärmeleitfähigkeit des Kühlkörpers und durch die Kontaktfläche zwischen dem Bauteil und dem Kühlkörper bestimmt, so dass nur eine begrenzte Verlustwärme aus dem elektronischen Bauteil abgeführt werden kann.Although is from the DE 41 41 650 A1 and DE 42 18 224 A1 known fastening systems largely ensured that the spring clips do not climb up at vibration loads and solve the connection between the electronic component and the heat sink. However, the heat transfer between the electronic component and the heat sink is essentially determined by the heat conductivity of the heat sink and by the contact area between the component and the heat sink, so that only a limited heat loss can be dissipated from the electronic component.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anordnung der eingangs genannten Gattung derart zu verbessern, dass eine größere Verlustwärme aus dem elektronischen Bauteil sicher abgeführt werden kann.Of the Invention is based on the object, the arrangement of the above to improve the type mentioned in such a way that a greater heat loss from the electronic component can be safely removed.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Anordnung gemäß Anspruch 1 gelöst.According to the invention this Task by an arrangement according to claim 1 solved.

Die Erfindung beruht wesentlich darauf, dass die Federklammer als zusätzliches Kühlelement ausgebildet ist. Die Wärmeabfuhr erfolgt daher nicht nur über den Kühlkörper, sondern zusätzlich auch über die Federklammer. Da die Federklammer an der vom Kühlkörper abgewandten Fläche des Bauteiles angreift, wird die Verlustwärme von zwei Seiten des Bauteiles abgeführt, d.h. einmal über die am Kühlkörper anliegende Seite des Bauteils und zum anderen über die die Federklammer berührende Seite des Bauteils. Dadurch wird insgesamt die Fläche vergrößert, durch die der Wärmeübergang stattfindet. Die Erfindung bringt daher den Vorteil, dass leistungsstärkere elektronische Bauteile gekühlt werden können, ohne dass dazu die Baugröße der Anordnung erhöht wird.The invention is based essentially on the fact that the spring clip is designed as an additional cooling element. The heat dissipation is therefore not only via the heat sink, but also via the spring clip. Since the spring clip acts on the side facing away from the heat sink surface of the component, the heat loss from two sides of the Part removed, ie once on the voltage applied to the heat sink side of the component and on the other hand on the spring clip contacting side of the component. As a result, the total area is increased through which the heat transfer takes place. The invention therefore has the advantage that more powerful electronic components can be cooled without the size of the arrangement is increased.

Im Stand der Technik erfolgt zum einen zwischen dem zu kühlenden Bauelement und der Federklammer ein nur kleinflächiger, insbesondere linienförmiger Kontakt, so dass ein vernachlässigbar kleiner Wärmeübergang zwischen der Federklammer und dem Bauteil stattfindet. Das bedeutet, dass die Verlustwärme überwiegend direkt an die Umgebung abgegeben und nicht in die Federklammer eingeleitet wird. Außerdem ist im Stand der Technik die Federklammer aus Federstahl hergestellt, der eine vergleichsweise niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweist. Aus diesem Grunde dienen die im Stand der Technik verwendeten Federklammern nicht als Kühlelement.in the The state of the art takes place between the one to be cooled Component and the spring clip a small-area, in particular line-shaped contact, leaving a negligible small heat transfer takes place between the spring clip and the component. That means, that the heat loss predominantly delivered directly to the environment and is not introduced into the spring clip. Furthermore In the prior art, the spring clip is made of spring steel, which has a comparatively low thermal conductivity. For this Basically, the spring clips used in the prior art serve not as a cooling element.

Vorzugsweise ist die Federklammer aus einem Werkstoff hergestellt, dessen Wärmeleitfähigkeit höher als die Wärmeleitfähigkeit von Stahl, insbesondere von Federstahl ist. Dabei kann die Wärmeleitfähigkeit der Federklammer mindestens 40 W/mK betragen. Auf diese Weise wird durch die besonderen Materialeigenschaften, d.h. die im Vergleich zum Stand der Technik höhere Wärmeleitfähigkeit eine verbesserte Wärmeabfuhr aus der vom Kühlkörper abgewandten Seite des elektronischen Bauteiles erreicht.Preferably The spring clip is made of a material whose thermal conductivity higher than the thermal conductivity of steel, in particular of spring steel. In this case, the thermal conductivity the spring clip should be at least 40 W / mK. This way will due to the particular material properties, i. the in comparison to the state of the art higher thermal conductivity an improved heat dissipation from the side facing away from the heat sink Side of the electronic component achieved.

Die Wärmeleitfähigkeit der Federklammer kann in einem Bereich von 40 bis 400 W/mK, insbesondere von 64 bis 204 W/mK liegen.The thermal conductivity The spring clip can range from 40 to 400 W / mK, in particular from 64 to 204 W / mK.

Als bevorzugte Werkstoffe zur Herstellung der Federklammer eignen sich Federbronze SnCu6, Aluminium, Kupfer, Messing oder Legierungen dieser Werkstoffe.When preferred materials for producing the spring clip are suitable Spring bronze SnCu6, aluminum, copper, brass or alloys of these materials.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Federklammer einen am Bauteil anliegenden Schenkel auf, der zumindest bereichsweise das Bauteil flächig berührt. Dadurch wird eine vergrößerte Kontaktfläche zwischen der Federklammer und dem Bauteil geschaffen, die den Wärmeübergang zwischen dem Bauteil und der Klammer verbessert. Die Federklammer kann ferner einen am Kühlkörper anliegenden Schenkel aufweisen, der den Kühlkörper zumindest bereichsweise flächig berührt. Dadurch wird eine besonders gute Kühlung der Federklammer erreicht.In a further preferred embodiment the invention, the spring clip a voltage applied to the component Leg on which at least partially touches the component surface. Thereby will have an enlarged contact area between the spring clip and the component created the heat transfer improved between the component and the bracket. The spring clip can also be applied to the heat sink Have legs that the heat sink at least partially flat touched. As a result, a particularly good cooling of the spring clip is achieved.

Die Federklammer kann ferner durchgängig ausgebildet sein, d.h. ohne Durchbrüche, so dass die Wärmeleitung vom elektronischen Bauteil über die Federklammer zum Kühlteil nicht beeinträchtigt wird.The Spring clip can also be formed continuously be, i. without breakthroughs, so that the heat conduction from the electronic component via the spring clip to the cooling section not impaired becomes.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Federklammer und der Kühlkörper formschüssig verbunden, so dass die Federklammer durch Vibrationsbelastungen nicht gelöst wird.In a further preferred embodiment are the spring clip and the heat sink connected formschüssig so that the spring clip is not released by vibration loads.

Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Einzelheiten anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.The Invention will be described in more detail below with reference to a Embodiment below Reference to the attached Drawings described in more detail.

In diesen zeigenIn show this

1 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Anordnung im Querschnitt, bei der die Federklammer durch eine von oben wirkende Montagekraft aufgeschoben wird; 1 an inventive embodiment of the arrangement in cross section, in which the spring clip is pushed by a force acting from above mounting force;

2 die Anordnung nach 1 im Querschnitt mit aufgeschobener Federklammer und 2 the arrangement after 1 in cross-section with deferred spring clip and

3 die Anordnung nach 2 in perspektivischer Ansicht. 3 the arrangement after 2 in perspective view.

In den 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung umfassend einen Kühlkörper 1, ein daran angeordnetes elektronisches Bauteil 2 und eine Federklammer 3 zum Anpressen des Bauteils 2 an den Kühlkörper 1 dargestellt. Die Anordnung kommt beispielsweise in der Leistungs-Elektronik und in Computern zum Einsatz, vor allem zur Kühlung von Leistungshalbleitern, z.B. in Elektrolokomotiven, in Endstufen von HiFi-Verstärkern, oder auch für Prozessoren.In the 1 to 3 is an embodiment of an inventive arrangement comprising a heat sink 1 , an electronic component arranged thereon 2 and a spring clip 3 for pressing the component 2 to the heat sink 1 shown. The arrangement is used for example in power electronics and in computers, especially for cooling of power semiconductors, for example in electric locomotives, in power amplifiers of hi-fi amplifiers, or for processors.

Das elektronische Bauteil 2 weist an einem Ende angeordnete Anschlussfahnen 4 auf, die in eine Platine 5 eingesteckt sind. Die Verbindung zwischen dem Bauteil 2 und der Platine 5 ist dabei so angeordnet, dass eine Seite des Bauteiles 2 flächig am Kühlkörper 1 anliegt. Die Verbindung zwischen dem Bauteil 2 und dem Kühlkörper 1 wird durch die Federklammer 3 mechanisch fixiert.The electronic component 2 has terminal lugs arranged at one end 4 on that in a circuit board 5 are plugged in. The connection between the component 2 and the board 5 is arranged so that one side of the component 2 flat on the heat sink 1 is applied. The connection between the component 2 and the heat sink 1 is through the spring clip 3 mechanically fixed.

Die Federklammer 3 ist als im Wesentlichen U-förmiges Bauteil ausgestaltet, das zwei Schenkel 4, 5 aufweist, die in Gegenüberstellung voneinander beabstandet sind und durch ein Verbindungsstück 11 miteinander verbunden sind. Der zur Anlage am Kühlkörper 1 vorgesehene Schenkel 5 ist im Wesentlichen senkrecht zum Verbindungsstück 11 angeordnet. Der andere Schenkel 4, der zur Anlage mit dem elektronischen Bauteil 2 bestimmt ist, erstreckt sich unter einem Winkel bezogen auf das Verbindungsstück 11, derart, dass sich der Schenkel 4 mit zunehmendem Abstand vom Verbindungsstück 11 dem gegenüber angeordneten Schenkel 5 annähert. Im Bereich des freien Endes 12 des Schenkels 4 ist der Abstand zwischen den beiden Schenkeln 4, 5 etwas geringer als die Gesamtbreite des Bauteils 2 und des Kühlkörpers 1 im Querschnitt, so dass durch Aufschieben der Federklammer 3 auf das Bauteil 2 und den Kühlkörper 1 der abgewinkelte Schenkel 4 aufgespreizt wird.The spring clip 3 is designed as a substantially U-shaped component, the two legs 4 . 5 which are spaced apart in opposition and by a connecting piece 11 connected to each other. The to the system on the heat sink 1 provided legs 5 is substantially perpendicular to the connector 11 arranged. The other thigh 4 which is to be fitted with the electronic component 2 is determined extends at an angle relative to the connector 11 , such that the leg 4 with increasing distance from the connector 11 the opposite leg arranged 5 approaches. In the area of the free end 12 of the thigh 4 is the Ab stood between the two thighs 4 . 5 slightly smaller than the total width of the component 2 and the heat sink 1 in cross section, so that by pushing the spring clip 3 on the component 2 and the heat sink 1 the angled thigh 4 is spread.

Wie in den 1 bis 3 dargestellt, ist das freie Ende 9 des kühlkörperseitig angeordneten Schenkels 5 abgewinkelt. In der Außenwand bzw-. auf der Außenseite 8 des Kühlkörpers 1 ist eine passend ausgebildete Ausnehmung 10 angeordnet, in die das abgewinkelte freie Ende 9 des Schenkels 5 eingreift, wenn die Federklammer 1 vollständig auf den Kühlkörper 1 und das Bauteil 2 aufgesteckt ist. Dabei ist die Ausnehmung 10 derart im Kühlkörper 1 angeordnet, dass der Abstand zwischen der Ausnehmung 10 und der Oberkante des Kühlkörpers 1 im Wesentlichen der Länge des Schenkels 5 entspricht.As in the 1 to 3 represented, is the free end 9 the heat sink side arranged leg 5 angled. In the outer wall resp. on the outside 8th of the heat sink 1 is a suitably formed recess 10 arranged in which the angled free end 9 of the thigh 5 engages when the spring clip 1 completely on the heat sink 1 and the component 2 is plugged. Here is the recess 10 such in the heat sink 1 arranged that the distance between the recess 10 and the top edge of the heat sink 1 essentially the length of the thigh 5 equivalent.

Im aufgesteckten Zustand übergreift der Schenkel 5 den Kühlkörper 1 derart, dass der Schenkel 5 auf der Außenseite 8 des Kühlkörpers 1 angeordnet ist und das freie Ende 9 des Schenkels 5 mit dem Kühlkörper 1 verrastet. Dabei liegt der Schenkel 5 eng an der Außenseite 8 des Kühlkörpers 1 an.In the attached state, the thigh overlaps 5 the heat sink 1 such that the thigh 5 on the outside 8th of the heat sink 1 is arranged and the free end 9 of the thigh 5 with the heat sink 1 locked. This is the thigh 5 close to the outside 8th of the heat sink 1 at.

Der beispielsweise als Kühlwinkel ausgeführte Kühlkörper 1 ist dabei zumindest im Bereich der Anlagefläche an das Bauteil 2 als im Wesentlichen ebene Platte ausgebildet, wobei unter der Außenseite des Kühlkörpers eine zum Bauteil 2 im Wesentlichen parallele Endfläche verstanden wird. Unabhängig von der mechanischen Arretierung der Federklammer 3 mit dem Kühlkörper 1 oder zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Arretierungsfunktion ist die Federklammer 3 als zusätzliches Kühlelement ausgebildet. Die Funktion der Federklammer 3 als zusätzliches Kühlelement wird durch eine geeignete Werkstoffauswahl und/oder durch konstruktive Maßnahmen auf mechanische Weise erreicht.The example executed as a cooling angle heat sink 1 is at least in the area of the contact surface of the component 2 formed as a substantially flat plate, wherein under the outside of the heat sink to the component 2 essentially parallel end face is understood. Regardless of the mechanical locking of the spring clip 3 with the heat sink 1 or in addition to the locking function described above is the spring clip 3 designed as an additional cooling element. The function of the spring clip 3 as an additional cooling element is achieved by a suitable choice of materials and / or by constructive measures in a mechanical manner.

Im Hinblick auf die Werkstoffauswahl ist die Federklammer 3 aus einem Material hergestellt, dessen Wärmeleitfähigkeit höher ist, als die Wärmeleitfähigkeit des zu kühlenden Bauteiles 2. Für die meisten Anwendungsfälle ist ein Material zu wählen, dessen Wärmeleitfähigkeit höher ist, als die Wärmeleitfähigkeit von Stahl, insbesondere von Federstahl. Die Materialauswahl hängt auch von der konstruktiven Ausgestaltung der Federklammer ab. Insbesondere kann bei sehr großen Berührungsflächen zwischen der Federklammer und dem zu kühlenden Bauteil 2 auch ein Material mit vergleichsweise niedriger Wärmeleitfähigkeit gewählt werden.In terms of material selection is the spring clip 3 made of a material whose thermal conductivity is higher than the thermal conductivity of the component to be cooled 2 , For most applications, choose a material whose thermal conductivity is higher than the thermal conductivity of steel, especially spring steel. The choice of material also depends on the structural design of the spring clip. In particular, with very large contact surfaces between the spring clip and the component to be cooled 2 also a material with comparatively low thermal conductivity can be selected.

Die Wärmeleitfähigkeit der Federklammer beträgt vorzugsweise mindestens 40 W/mK. Die Wärmeleitfähigkeit kann dabei in einem Bereich von 40 bis 400 W/mK liegen. Die Bereichsuntergrenze kann dabei auch höher gewählt werden und beispielsweise 50, 60, 64, 70, 60, 100, 110, 120, 130, 140 oder 150 W/mK betragen. Die Bereichsobergrenze kann ebenfalls variiert werden und beispielsweise 390, 384, 370, 350, 300, 250 oder 204 W/mK betragen. Die vorstehend genannten Untergrenzen bzw. Obergrenzen können jeweils miteinander kombiniert werden.The thermal conductivity the spring clip is preferably at least 40 W / mK. The thermal conductivity can in one Range from 40 to 400 W / mK. The lower range limit can also higher chosen and 50, 60, 64, 70, 60, 100, 110, 120, 130, 140, for example or 150 W / mK. The upper range limit can also be varied and 390, 384, 370, 350, 300, 250 or 204, for example W / mK amount. The aforementioned lower limits or upper limits can each be combined with each other.

Als Werkstoff für die Federklammer 3 ist Federbronze SnCu6 besonders geeignet. Ferner können andere wärmeleitfähige Stoffe eingesetzt werden, wie beispielsweise Aluminium, Kupfer oder Messing oder Legierungen dieser Werkstoffe. Bei der Wahl der Werkstoffe bzw. bei der mechanischen Ausgestaltung der Federklammer muss darauf geachtet werden, dass ein ausreichend hoher Anpressdruck durch die Federklammer erzielbar ist.As material for the spring clip 3 Spring bronze SnCu6 is particularly suitable. Furthermore, other thermally conductive materials may be used, such as aluminum, copper or brass or alloys of these materials. When choosing the materials or in the mechanical design of the spring clip must be taken to ensure that a sufficiently high contact pressure can be achieved by the spring clip.

Im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften der Federklammer 3 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der am Bauteil 2 anliegende Schenkel 4 so ausgebildet, dass dieser zumindest bereichsweise das Bauteil 2 flächig berührt. Dadurch wird eine möglichst große Kontaktfläche geschaffen, durch die der Wärmeübergang vom Bauteil 2 auf die Federklammer 3 verbessert wird. Dabei kann auch ein geringfügiger Abstand zwischen dem Schenkel 4 und der vom Kühlkörper 1 abgewandten Seite des Bauteils 2 zugelassen werden, solange ein ausreichender Wärmeübergang durch Strahlungswärme bzw. Konvektion ermöglicht ist. Jedenfalls soll der Schenkel 4 so nah wie möglich über eine möglichst große Fläche an das Bauteil 2 herangebracht werden.With regard to the mechanical properties of the spring clip 3 is in the present embodiment of the component 2 adjacent thighs 4 designed so that this at least partially the component 2 touched flat. This creates the largest possible contact surface through which the heat transfer from the component 2 on the spring clip 3 is improved. It can also be a slight distance between the leg 4 and the heat sink 1 remote side of the component 2 be allowed, as long as a sufficient heat transfer by radiant heat or convection is possible. Anyway, the leg should 4 as close as possible to the component over the largest possible area 2 be brought.

Eine besonders gute Kühlung der Federklammer 3 wird dadurch erzielt, dass der am Kühlkörper 1 anliegende andere Schenkel 5 der Federklammer 3 so ausgebildet ist, dass dieser zumindest bereichsweise den Kühlkörper 1 flächig berührt. Wie in den 1 bis 3 dargestellt, berührt die Innenseite des Schenkels 5 die Außenseite 8 des Kühlkörpers 1 vollflächig.A particularly good cooling of the spring clip 3 is achieved by that on the heat sink 1 adjoining other thighs 5 the spring clip 3 is formed so that this at least partially the heat sink 1 touched flat. As in the 1 to 3 shown, touches the inside of the leg 5 the outside 8th of the heat sink 1 the entire surface.

Ein weiteres Kriterium für eine gute Wärmeleitung vom Bauteil 2 über die Federklammer 3 zum Kühlkörper 1 wird dadurch gesichert, dass die Federklammer durchgängig, d.h. ohne Durchbrüche ausgebildet ist.Another criterion for good heat conduction from the component 2 over the spring clip 3 to the heat sink 1 is ensured by the fact that the spring clip is continuous, ie formed without breakthroughs.

Die vorstehend dargestellten Merkmale zur Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen dem Bauteil 2 und der Federklammer 3 können also entweder auf mechanische Weise oder durch eine geeignete Werkstoffauswahl oder durch eine Kombination aus mechanischen und werkstoffkundlichen Maßnahmen verwirklicht werden. Es genügt nicht, wenn zwischen dem zu kühlenden Bauteil 2 und der Federklammer 3 nur ein linienförmiger Kontakt hergestellt wird und zugleich die Federklammer aus einem relativ schlecht wärmeleitenden Material, wie beispielsweise aus Federstahl, hergestellt ist. Dann ist der Wärmeübergang zwischen dem Bauteil 2 und der Federklammer 3 vernachlässigbar gering, so dass die Federklammer 3 nicht als zusätzliches Kühlelement wirkt.The above-described features for improving the heat transfer between the component 2 and the spring clip 3 Thus, they can be realized either in a mechanical way or by a suitable choice of material or by a combination of mechanical and materials-related measures. It is not enough if between the component to be cooled 2 and the spring clip 3 only a linear contact is made and at the same time the spring clip made of a relatively poor thermal conductivity material, such as spring steel. Then the heat transfer between the component 2 and the spring clip 3 negligible, leaving the spring clip 3 does not act as an additional cooling element.

In Rahmen der Erfindung ist es möglich, eine relativ kleine Kontaktfläche durch den Einsatz eines besonders gut wärmeleitenden Materials für die Klammer 3 zu kompensieren, um einen ausreichenden Wärmeübergang zwischen der Klammer 3 und dem wärmeabge benden Bauteil 2 zu erzielen. Umgekehrt kann bei einer sehr großen Kontaktfläche zwischen dem Bauteil 2 und der Klammer 3 ein relativ schlecht wärmeleitendes Material für die Klammer 3 verwendet werden. Eine Optimierung der Kühlleistung wird durch die Kombination einer großen Kontaktfläche mit einem gut wärmeleitenden Federmaterial, beispielsweise SnCu6, erreicht.In the context of the invention, it is possible, a relatively small contact area by the use of a particularly good heat conducting material for the clip 3 compensate for sufficient heat transfer between the bracket 3 and the heat-dissipating component 2 to achieve. Conversely, with a very large contact area between the component 2 and the clip 3 a relatively poorly thermally conductive material for the clip 3 be used. An optimization of the cooling performance is achieved by the combination of a large contact surface with a good thermally conductive spring material, such as SnCu6.

Eine Gesamtoptimierung der in den 1 bis 3 dargestellten Anordnung wird darüber hinaus durch eine Kombination der Arretierungsfunktion mit der Kühlfunktion der Federklammer erreicht.A total optimization in the 1 to 3 arrangement shown is also achieved by a combination of the locking function with the cooling function of the spring clip.

Die in den 1 bis 3 dargestellte Anordnung bietet zum einen den Vorteil einer größeren thermischen Sicherheit, da die Verlustwärme aus dem Bauteil 2 nicht nur von der am Kühlkörper 1 anliegenden Seite des Bauteils 2 abgeführt wird, sondern auch über die dem Kühlkörper 1 abgewandte Seite des Bauteils 2. Dazu dient die Federklammer 3, die als zusätzliches Kühlelement ausgebildet ist. Ferner ist die gezeigte Anordnung vibrationssicher derart, dass bei Vibrationsbeanspruchung die Federklammer 3 nicht aufklettert. Dazu ist die Federklammer 3 mit der Außenseite 8 des Kühlkörpers 1, d.h. mit dessen vom Bauteil abgewandten Rückseite verrastet. Die Anordnung zeichnet sich ferner durch eine geringe Bautiefe und durch ihre Montagefreundlichkeit aus, da die Federklammer 3 ohne Werkzeug montiert und mittels eines einfachen Schlitzschraubendrehers demontiert werden kann, der zwischen dem Kühlkörper 1 und der Federklammer 3 eingeführt wird.The in the 1 to 3 arrangement shown offers on the one hand the advantage of greater thermal safety, since the heat loss from the component 2 not just from the heatsink 1 adjacent side of the component 2 is dissipated, but also on the heat sink 1 opposite side of the component 2 , This is done by the spring clip 3 , which is designed as an additional cooling element. Furthermore, the arrangement shown is vibration-proof so that when vibration stress the spring clip 3 does not climb up. This is the spring clip 3 with the outside 8th of the heat sink 1 , ie locked with its side facing away from the component rear side. The arrangement is further characterized by a small depth and ease of installation, since the spring clip 3 can be mounted without tools and disassembled by means of a simple flat-head screwdriver between the heat sink 1 and the spring clip 3 is introduced.

11: Kühlkörperheatsink
22: Bauteilcomponent
33: Federklammerspring clip
4, 54, 5: Schenkelleg
66: Platinecircuit board
77: Anschlussfahneterminal lug
88th: Außenseite des Kühlkörpersoutside of the heat sink
99: freies Ende des einen Schenkelsfree End of one thigh
1010: Ausnehmungrecess
1111: Verbindungsstückjoint
1212: freies Ende des anderen Schenkelsfree End of the other thigh

Claims

Arrangement comprising a heat sink ( 1 ), an electronic component ( 2 ) and a spring clip ( 3 ) for pressing the component ( 2 ) to the heat sink ( 1 ), characterized in that the spring clip ( 3 ) is designed as an additional cooling element.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the spring clip ( 3 ) is made of a material whose thermal conductivity is higher than the thermal conductivity of the electronic component ( 2 ), in particular higher than the thermal conductivity of steel, in particular of spring steel.

Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the thermal conductivity of the spring clip ( 3 ) is at least 40 W / mK.

Arrangement according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the thermal conductivity of the spring clip ( 3 ) is in a range of 40-400 W / mK, in particular of 64-204 W / mK.

Arrangement according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the spring clip ( 3 ) made of spring bronze SnCu6, aluminum, copper, brass or alloys of these materials.

Arrangement according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the spring clip ( 3 ) one on the component ( 2 ) adjacent legs ( 4 ), which at least partially the component ( 2 ) touched flat.

Arrangement according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the spring clip ( 3 ) one on the heat sink ( 1 ) adjacent legs ( 5 ), which at least partially the heat sink ( 1 ) touched flat.

Arrangement according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the spring clip ( 3 ) is formed throughout.

Arrangement according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the spring clip ( 3 ) and the heat sink ( 1 ) formschlüs sig are connected.