DE2640000A1 - Kuehldose fuer fluessigkeitsgekuehlte leistungshalbleiterbauelemente und verfahren zur herstellung derselben - Google Patents

Kuehldose fuer fluessigkeitsgekuehlte leistungshalbleiterbauelemente und verfahren zur herstellung derselben

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Description

MANNHEIM BROwFTbOVERI
Mp.--Nr. 614/76 Mannheim, 3. September 1976
ZFE/P3-Pp./Ha.
"Kühldose für flüssigkeitsgekühlte Leistungshalbleiterbauelemente und Verfahren zur Herstellung derselben"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühldose für die Flüssigkeits kühlung, insbesondere Ölkühlung, eines thermisch und elektrisch mit einem ihrer Dosenböden druckkontaktierten Leistungshalbleiter bauelementes sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Die Kühldbse findet Anwendung für Leistungshalbleiterbauelemente in Scheibenzellenbauweise mit VerljUj^Leistungen in der Größenordnung von einigen hundert Watt und/mit zweiseitiger Wärmeabfuhr. Zu diesem Zweck werden in allgemein bekannter Weise flüssigkeitsdurchströmte Kühldosen mittels einer Spannvorrichtung an die beiden Hauptoberflächen der Scheibenzelle angeschlossen und wahlweise in Stapeln zusammengefasst und/oder über eine flüssigkeit-führende Trageschiene miteinander gekoppelt. Die derart gekühlten Leistungshalbleiterbauelemente sind einsetzbar in Stromrichteranlagen für die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) oder in elektrischen Lokomotiven oder in anderen Anwendungsgebieten.
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Jal 4(172 3500/KE)
Strommäßig höher beanspruchte Halbleiterbauelemente der Leistungselektronik benötigen zum Abführen ihrer Verlustleistung bekanntlich Kühler. Sie allein sind nach Aufbau und Bauform dazu nicht in der Lage. Die zulässige Verlustleistung stellt sich dar als Quotient aus dem Temperaturgradienten und dem thermischen Widerstand. Der Temperaturgradient wird gebildet als Differenz aus der zulässigen Kristalltemperatur des Halbleiterelementes und der höchsten Kühltemperatur. Der thermische Widerstand resultiert aus dem Halbleiter, dem Übergang zwischen ihm und dem Kühler und letzterem selbst (F. Korb, "Thermisches Verhalten von Leistungshalbleitern", Sonderdruck aus "Industrie-Elektrik + Elektronik", Jg. 20, Heft 19 und 21, 1975 = BBC-Druckschrift D IA 60037 D). Da die ersten beiden Summanden des thermischen Gesamtwiderstandes bauelementspezifisch sind, kann nur durch Verkleinerung des Kühlerwiderstandes eine Erhöhung der Verlustleistung und damit der Stromstärke erreicht werden.
Der thermische Widerstand eines Kühlers setzt sich zusammen aus Leitungs*- und übergangswiderstand, wobei letzterer sich aufgrund der Bedingungen des Übertrittes der Wärme zum Kühlmedium einstellt. Der Übergangswiderstand ist umgekehrt proportional dem Produkt aus wärmeabgebender Fläche und Wärmeübergangswert, Liegt dieser Wert durch die Größe der Kühlmittelgeschwindigkeit und der Oberflächengestaltung fest, so muß zur Verkleinerung des Übergangswiderstandes die wärmeabgebende F'läche vergrößert werden. Das hat aber zur Folge, daß der Gesamt^Wärmeleitungswiderstand ansteigt. Daraus resultiert für metallische. Luf tkühler ein Wachstumsgesetz für Gewichte und/oder Volumen mit einem Exponenten der Leistung von > 3.
Bei der bekannten Kühlung mittels Wärmerohren (Korb, s.o,; M. Groll und B. Zimmermann, "Wärme'- und Stoff übertragung", Bd. 4, (1971), S, 39 bis 47) wird der Leitungswiderstand dadurch reduziert^ daß man Wasserdampf zum Transport der Wärme über
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ZFE/P 4 F 1 (67680Q0/KE)
eine gewisse Strecke benutzt. Am geschlossenen Ende des Wärmerohr es ist ein Luftkühler angebracht. Das Kondensat wird durch Kapillaren, Netze oder Arterien zurückgeleitet. Bei Verlustleistungen in der Größenordnung von 800 W - Scheibenzelle mit zweiseitiger Wärmeabfuhr - kann man damit Gewicht und Volumen auf etwa 40% eines herkömmlichen Aluminiumkühlers reduzieren.
Liegen Forderungen nach kleineren Gewichten und Volumen vor, so muß man folglich mit Dampf oder durchlaufender Flüssigkeit als Wärmetransportmittel arbeiten. Durch die bedeutend besseren Wärme übergangswerte der Flüssigkeiten gegenüber Luft kann man mit viel kleineren wärmeabgebenden Flächen und somit mit stark reduzierten Wärmewegen auskommen.
Die günstigsten Wärmeübergangswerte für eine Durchlaufkühlung liefert Wasser, über eintausendmal· besser als Luft, bezogen auf gleiche Strömungsgeschwindigkeiten und Temperaturen. Wasser ist jedoch entsprechend den Betriebsbedingungen, z.B. wenn Aussetzbetrieb vorliegt, Frost auftritt und nicht geheizt werden kann, nicht immer einsetzbar, auch erfordert es längere hydraulische Verbindungsleitungen, um einen entsprechenden Isolierpegel herzustellen und zu dessen Aufrechterhaltung einen Ionenaustauscher. In solchen Fällen bietet sich Transformatorenöl an, ein in der Elektrotechnik bewährtes und isolierendes Kühlmittel. Der Wärmeübergangswert von Transformatorenöl· ist aber nur etwa siebzigmal· besser ais Luft, d.h., ca. siebzehnmal· sct^echter al·s bei Wasser.
Der Erfindung iiegt daher die Aufgabe zugrunde, eine konstruktive Gestaitung der Kühldose zu finden, die auch bei Einsatz eines Kühlmittels, das einen schlechteren Wärmeübergangswert besitzt ais Wasser, ein vergieichbares, akzeptabies Verhältnis zwischen Wärmeleitung und Kühlergewicht bzw. -volumen sicherstell·^
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«r -
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß erfindungsgemäß im Innenraum d■-r Kühldose, im Strömungsweg der Kühlflüssigkeit, senkrecht zu den Dosenböden orientierte, mit diesen stoffschlüssig verbundene Zapfen angeordnet sind.
Vorzugsweise besitzen die Zapfen einen quadratischen Querschnitt und stehen mit einer Diagonale quer zur Strömungsrichtung. Weiterhin sind vorzugsweise Barrieren zur Verengung des Ströraungsquerschnittes etwa auf halbem Strömungsweg in der Kühldosejdiametral gegenüberliegend angeordnet.
Eine derart ausgestaltete Kühldose besitzt in vorteilhafterweise ein weit höheres Wärmeableitvermögen als herkömmliche Kühldosen. Durch die Anordnung der Zapfen-Diagonalen quer zur Strömungsrichtung treten Verwirbelungen auf, die den Wärmeübergangswert anheben. Durch die senkrecht zur Strömungsrichtung angeordneten Barrieren wird die Strömungsgeschwindigkeit in der Mitte der Kühldose erhöht, wodurch nochmals eine Vergrößerung des Wärmeübergangswertes eintritt. Dem gleichen Zweck dient die stoffschlüssige Verbindung der Zapfen mit den Dosenböden.
Gleichzeitig machen die von Dosenboden zu Dosenboden reichenden Zapfen die Dose chanisch stabil, so daß die Dosenböden sehr dünn gemacht werden können und kleine Wärmewege vorliegen. Falls die Dose aus zwei Hälften zusammengesetzt ist, die dicht miteinander verbunden sind, sind die Zapfen der Hälften so gestaltet, daß sie sich aufeinander abstützen.
Die Anordnung der Zapfen führt weiterhin zu dem entscheidenden Vorteil, daß relativ große wärmeabgebende Flächen gschaffen werden, zu denen die Energie auf kürzestem Wege transportiert
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wird. Der durch das Transformatorenöl vorgegebene, im Verhältnis zu Wasser ungünstige Wärmeübergangswert kann folglich wegen des erreichten kleinen thermischen Widerstandes in Kauf genommen werden. Durch die entsprechende Oberflächengestaltung wird/ Bereits erwähnt der ansonsten laminare Strömungsverlauf turbulent, so daß die Wärmeabgabe von dem Kühldosenboden und den Zapfen an die Kühlflüssigkeit verbessert wird. Natürlich ist dabei darauf zu achten, daß die hydraulische Leistung nicht so stark ansteigt, wie das geschehen würde, wenn der gleiche Effekt durch Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit allein erzielt würde.
Neben der Ausführung der Kühldose aus zwei gleichen Hälften, kann dieselbe auch einschließlich der Zapfen einstückig gestaltet sein oder aus drei Teilen bestehen, einem Rohrabschnitt und zwei die Zapfen tragenden Boden.
Vorzugsweise ist auf die Zapfen mindestens ein Blech mit Durchzügen aufgeschoben, dessen äußere Begrenzung dem inneren Dösenrand entspricht. Das bzw. die Bleche können dabei im Preßsitz auf den Zapfen gehalten oder mit den Zapfen verlötet sein. Durch diese Maßnahme wird der Wärmewiderstand der Kühldose weiterhin, und zwar um etwa 20%, verbessert; denn der Wärmeübergangswiderstand der Kühldose ist umgekehrt proportional der Wärmeübergangszahl und der Größe der wärmeabgebenden Fläche.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein rationelles Verfahren zur Massenfertigung von Kühldosen anzugeben.
Die bevorzugte Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß eine verlorene Form von der äußeren Form der Kühldose aus zwei gleicheji Teilen unter Einlegen eines den Innenraum der Kühldose entsprechenden Kernes zusammengeklebt wird, diese Form eingeformt
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und ausgebrannt wird und in den entstandenen Hohlraum flüssiges Metall eingegossen wird. Mit diesem Feingußverfahren kann die Kühldose in einem Stück und ohne Löten hergestellt werden.
Es ist im Rahmen von Feingußverfahren an sich allgemein bekannt, mit "verlorenen Formen" zu arbeiten. Diese entsprechen dem Positiv und bestehen aus Kunststoff. Nach dem Einformen wird der Kunststoff ausgebrannt und in den so entstandenen Hohlraum das flüssige Metall eingebracht. Wegen der Zapfen sind jedoch die Innenseiten der Kühldose feinstrukturiert. Der Formsand kann folglich nicht oder nur ungenügend verdichtbar in den Hohlraum eingebracht werden. Mit dem erfindungsgemaßen Verfahren können hingegen auch feinstrukturierte Kerne mit ausreichender Festigkeit gegen den Metalldruck (Steiger) hergestellt und nach dem Erstarren des Metalls einwandfrei ausgewaschen werden.
Für bestimmte Anwendungsfälle, wie die Herstellung von kleineren Serien von Kühldosen,besteht eine LösungsVariante der vorgenannten Aufgabe darin, daß ein Rohrabschnitt mit zwei-durch spanende Bearbeitung mit Zapfenmustemversehene I-Böden durch Hartlöten verbunden wird»
Eine weitere Lösungsvariante besteht erfindungsgemäß darin, daß zwei gepresste oder geschmiedete Kühldosenhälften mit Zapfen an ihren Berührungsflächen miteinander verlötet werden. Bei der im Gesenk geschmiedeten Form kann man in einfacher Weise vor dem Zusammenlöten der beiden gleichen Dosenhälften über die Zapfen die vorgenannten Bleche schieben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung
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dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Kühldose im Schnitt, entlang der Linie A - A in Fig. 2,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie B - B in der Fig. 1 und
Fig. 3 einen Zapfen mit Blechen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Kühldose aus zwei als Preßteile gefertigten Kühldosenhälften 1. Diese sind mit ihren Grundflächen 2 entlang den zur Schnittlinie B-B parallelen Berührungsflächen verlötet. An die Stirnflächen 3 grenzen Halbleiterbauelemente (Scheibenzellen) 4, die mittels einer nicht dargestellten Spanneinrichtung thermisch und/oder elektrisch mit der Kühldose kontaktiert sind. Umgekehrt zu dieser Stapeltechnik kann auch ein einzelnes Leistungs-Halbleiterbauelement an seinen beiden Hauptoberflächen mit zwei Kühldosen versehen sein.
Die Kühldösenhälften 1 besitzen Dosenböden 5 und quadratische Zapfen 6.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Kühldose im Rand 10 eine Eintritts··- und eine Austrittsöf fnung/^Jrür die Kühlflüssigkeit, vorzugsweise Transformatorenöl 11, besitzt.Das· Transformatorenöl 11 ist mittels zweier strichlinierter Strömungslinien dargestellt die Strömungsrichtung durch Pfeil 12. Strichpunktiert ist in Fig. 2 angedeutet, daß sich auf dem Zapfen 6 Bleche 13 befinden, die Durchzüge 14 für das Aufstecken auf die Zapfen 6 aufweisen (Fig.3). Die Bleche 13 weisen eine äußere Begrenzung auf, die dem Dosenmantel 10 an
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seiner Innenseite angepasst ist. Weiterhin können auf etwa halbem Strömungsweg in der Kühldose sich diametral gegenüberliegende Barrieren 15 vorgesehen sein, die den Strömungsquerschnitt verengen. In diesem Fall sind die Bleche 13 dieser inneren Kontur der Kühldose angepasst.
Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Kühldose erläutert. Die Wärme fließt von den Halbleiterbauelementen 4 über die Stirnflächen 3 und die Dosenböden 5 in die quadratischen Zapfen 6. Von deren Oberfläche wird sie an das umströmende Transformatorenöl 11 abgeführt. Die Strömungsrichtung 12 ist so gelegt, daß durch .Umlenkung und QuerschnittsaufWeitungen Verwirbelungen eintreten. Zu diesem Zweck ist die Achse, die die Eintrittsöffnung 7 und die Austrittsöffnung 8 einschließen, auf eine der Diagonalen der mittleren Zapfenreihe gelegt. Weiterhin sind zu diesem Zweck die senkrecht zur Strömungsachse, diametral gegenüberliegenden Barrieren 15 eingefügt, die bewirken, daß die Strömungsgeschwindigkeit in der Mitte der Kühldose, an der Stelle der größten Leistungsdichte, erhöht wird und somit ein besserer Wärmeübergangswert erzeugt wird.
Durch die Vielzahl der Zapfen 6, die deckungsgleiche Lage der Zapfen 6 zweier Dosenhälften 1 und ihrer Verlötungen entsteht eine über die Stirnflächen 3 druckfeste Dose,, die es erlaubt, die Böden 5 sehr dünn und damit die Wärmewege sehr klein zu halten. Wie bereits erläutert, wird durch die Zapfenbildung erheblich an Oberfläche gewonnen, der dabei auftretende Verlust an wärmeleitendem Querschnitt wird weit überkompensiert.
Bei einer Kühldose, die wie oben beschrieben aus spanend bearbeiteten Teilen zusammengesetzt ist, werden in den sich
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in diesem Fall über die gesamte Dosenhöhe erstreckenden Mantel bzw. Rohrabschnitt 10 von beiden Seiten Dosenböden 5 mit Zapfen 6, gleichsam igelförmige Gebilde, eingelegt und unter Druck, sowohl zwischen den Zapfen 6 als auch zwischen Boden und jeweiligem Rand des Rohrabschnittes 10 verlötet.
Bei der im Gesenk geschmiedeten Form werden vor dem Verlöten über die Zapfen 6 die Bleche 13 geschoben. Um die Bleche 13 über die Zapfen 6 schieben zu können, sind die quadratischen Durchzüge 14 vorhanden, deren lichter Querschnitt etwas kleiner ist als der Zapfenquerschnitt. Mittels eines geeigneten Werkzeug werden die Bleche 13 auf die Zapfen 6 aufgeschoben, wodurch eine kraftschlüssige Kontaktierung zwischen den Zapfen und den Blechen 13 entsteht. Wie bereits erwähnt, besteht auch die Möglichkeit einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen Zapfen und Blechen mittels Lötung.
Auch in der mittels Feingußtechnik hergestellten, aus einem Stück bestehenden Kühldose können zus-ätzliehe Wände vorgesehen werden, die die Oberfläche vergrößern und dennoch den Durchfluß der Kühlflüssigkeit erlauben.
Bei Verwendung von Transformatorenöl als Kühlflüssigkeit besitzt die Kühldose bei ansonsten vergleichbaren Daten nur den halben Wärmewiderstand einer herkömmlichen Ölkühldose. Mit dem erreichbaren Wärmewiderstand von 0,03K/W liegt die erfindungsgemäße ölkühldose im Bereich der Wasserkühldosen; sie weist jedoch nicht die Probleme auf, die eingangs für letztere geschildert sind.
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Claims (11)

Patentansprüche
1.JKühldose für die Flüssigkeitskühlung, insbesondere ölkühlung, eines thermisch und/oder elektrisch mit einem ihrer Dosenböden druckkontaktierten Leistungshalbleiterbauelementes, dadurch gekennzeichnet, daß in ihrem Innenraum, im Strömungsweg der Kühlflüssigkeit, senkrecht zu den Dosenböden (5> orientierte mit diesen stoffschlüssig verbundene Zapfen (6) angeordnet sind.
2. Kühldose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (6) einen quadratischen Querschnitt besitzen und mit einer Diagonale quer zur Strömungsrichtung stehen und/odei daß Barrieren (15) zur Verengung des Strömungsquerschnittes etwa auf halbem Strömungsweg in der Kühldöse, diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
3. Kühldose nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei gleichen Hälften zusammengesetzt ist, die dicht miteinander verbunden sind, und die Zapfen (6) der Hälften sich aufeinander abstützen«
4. Kühldose nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sie einschließlich der Zapfen (6) einstückig gestaltet ist.
5. Kühldose nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus drei Teilen, einem Rohrabschnitt (10) und zwei die Zapfen (6) tragenden Böden (5) besteht.
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6. Kühldose nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Zapfen (6) mindestens ein Blech (13) mit Durchzügen (14) aufgeschoben ist, dessen äußere Begrenzung dem inneren Dosenrand entspricht.
7. Kühldose nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw- die Blech(e) (13) im Preßsitz auf den Zapfen (6) gehalten ist (sind).
8. Kühldose nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Blech(e) (13) mit den Zapfen (6) verlötet ist (sind)
9. Verfahren zur Herstellung einer Kühldose für die Flüssigkeitskühlung eines Leistungshalbleiterbauelementes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine verlorene Form der Kühldose von der äußeren Form der Kühldose aus zwei gleichen Teilen; unter Einlegen eines dem Innenraum der Kühldose entsprechenden Kernesj zusammengeklebt wird, diese Form einge-
in
formt und ausgebrannt wird und/den entstandenen Hohlraum
flüssiges Metall eingegossen wird.
10. Verfahren zur Herstellung einer Kühldose aus drei Teilen für die Flüssigkeitskühlung eines Leistungshalbleiterbauelementes nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohrabschnitt mit zwei durch spanende Bearbeitung mit Zapfenmustern versehenen Böden durch Hartlöten verbunden wird.
11. Verfahren zur Herstellung einer Kühldose aus zwei Hälften nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß gepreßte oder geschmiedete Kühldosenhälften mit Zapfen an ihren Berührungsflächen miteinander verlötet werden.
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ZFElP A F 1 (6768000/KE)
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2902771A1 (de) * 1978-07-21 1980-01-31 Bbc Brown Boveri & Cie Kuehlvorrichtung fuer halbleiterbauelemente
DE2926342A1 (de) * 1979-06-29 1981-01-15 Siemens Ag Kuehldose fuer scheibenfoermige halbleiterbauelemente
DE2934549A1 (de) * 1979-08-03 1981-02-19 Bbc Brown Boveri & Cie Kuehlkoerper, insbesondere fluessigkeitskuehlkoerper fuer hochleistungs- halbleiterelemente
EP0050774A1 (de) * 1980-10-29 1982-05-05 Siemens Aktiengesellschaft Kühlkörper für Flüssigkeitskühlung von Halbleiterbauelementen
DE3138521A1 (de) * 1981-09-01 1983-03-17 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., 5401 Baden, Aargau Verfahren zur kuehlung von halbleiterelementen und kuehler zur durchfuehrung des verfahrens
DE3221423A1 (de) * 1982-05-13 1983-11-17 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., 5401 Baden, Aargau Kuehlkoerper zur fluessigkeitskuehlung von leistungshalbleiterelementen
EP0144579A2 (de) * 1983-11-02 1985-06-19 BBC Brown Boveri AG Kühlkörper zur Flüssigkeitskühlung von Leistungshalbleiterbauelementen
DE4131739A1 (de) * 1991-09-24 1993-04-01 Behr Industrietech Gmbh & Co Kuehleinrichtung fuer elektrische bauelemente
DE19600164A1 (de) * 1996-01-04 1997-07-17 Daimler Benz Ag Kühlkörper mit Zapfen
WO1997025741A1 (de) * 1996-01-04 1997-07-17 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Kühlkörper mit zapfen
DE19600166A1 (de) * 1996-01-04 1997-07-17 Daimler Benz Ag Kühlkörper mit verbessertem Strömungswiderstand
DE102017202756A1 (de) 2017-02-21 2018-08-23 Siemens Aktiengesellschaft Kühldose, Kühlvorrichtung sowie Verfahren zur Herstellung einer Kühldose

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4188996A (en) * 1977-05-04 1980-02-19 Ckd Praha, Oborovy Podnik Liquid cooler for semiconductor power elements
US4573067A (en) * 1981-03-02 1986-02-25 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method and means for improved heat removal in compact semiconductor integrated circuits
US4467860A (en) * 1982-06-03 1984-08-28 Alec Wargo Device for cooling semi-conductors
US4757370A (en) * 1987-01-12 1988-07-12 International Business Machines Corp. Circuit package cooling technique with liquid film spreading downward across package surface without separation
US4938280A (en) * 1988-11-07 1990-07-03 Clark William E Liquid-cooled, flat plate heat exchanger
DE4017749C2 (de) * 1989-03-18 1993-12-16 Abb Patent Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitskühlkörpers aus elektrisch isolierendem Material
US5223741A (en) * 1989-09-01 1993-06-29 Tactical Fabs, Inc. Package for an integrated circuit structure
US5125451A (en) * 1991-04-02 1992-06-30 Microunity Systems Engineering, Inc. Heat exchanger for solid-state electronic devices
US5263251A (en) * 1991-04-02 1993-11-23 Microunity Systems Engineering Method of fabricating a heat exchanger for solid-state electronic devices
FR2701554B1 (fr) * 1993-02-12 1995-05-12 Transcal Echangeur de chaleur pour composants électroniques et appareillages électro-techniques.
US5427174A (en) * 1993-04-30 1995-06-27 Heat Transfer Devices, Inc. Method and apparatus for a self contained heat exchanger
US5915463A (en) * 1996-03-23 1999-06-29 Motorola, Inc. Heat dissipation apparatus and method
DE19640488C2 (de) * 1996-09-30 2001-12-13 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung eines keramischen Kühlelements
US6729383B1 (en) * 1999-12-16 2004-05-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fluid-cooled heat sink with turbulence-enhancing support pins
US6285550B1 (en) * 2000-01-04 2001-09-04 Hewlett Packard Company Sub-cooled processor and companion voltage regulator
US6578626B1 (en) * 2000-11-21 2003-06-17 Thermal Corp. Liquid cooled heat exchanger with enhanced flow
US6942018B2 (en) 2001-09-28 2005-09-13 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Electroosmotic microchannel cooling system
US7134486B2 (en) * 2001-09-28 2006-11-14 The Board Of Trustees Of The Leeland Stanford Junior University Control of electrolysis gases in electroosmotic pump systems
AT413163B (de) * 2001-12-18 2005-11-15 Fotec Forschungs Und Technolog Kühlvorrichtung für einen chip sowie verfahren zur herstellung
US6679315B2 (en) * 2002-01-14 2004-01-20 Marconi Communications, Inc. Small scale chip cooler assembly
US6606251B1 (en) 2002-02-07 2003-08-12 Cooligy Inc. Power conditioning module
CN1707785A (zh) * 2004-06-11 2005-12-14 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 液冷散热装置
US20070158050A1 (en) * 2006-01-06 2007-07-12 Julian Norley Microchannel heat sink manufactured from graphite materials
JP2007294891A (ja) * 2006-03-30 2007-11-08 Dowa Metaltech Kk 放熱器
US20090145581A1 (en) * 2007-12-11 2009-06-11 Paul Hoffman Non-linear fin heat sink
US20120097381A1 (en) * 2009-06-22 2012-04-26 Meidensha Corporation Heat sink
US20120305218A1 (en) * 2011-06-01 2012-12-06 Benjamin Masefield Heat Sink
JP5901343B2 (ja) * 2012-02-24 2016-04-06 三菱電機株式会社 冷却器及び冷却装置
CN105744805A (zh) * 2016-04-15 2016-07-06 周哲明 一种多通道组合水冷板

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1479193A (fr) * 1965-05-13 1967-04-28 Siemens Ag Dispositif de refroidissement de cellules semiconductrices
DE1514679A1 (de) * 1966-01-29 1969-06-19 Siemens Ag Anordnung zur Fluessigkeitskuehlung einer Gleichrichterzelle
DE1639047A1 (de) * 1966-09-23 1971-01-21 Westinghouse Electric Corp Durch stroemendes Kuehlmittel rueckgekuehlter Kuehlkoerper fuer Halbleiterbauelemente
DE2013684A1 (de) * 1969-03-24 1971-02-04 Allmanna Svenska Elektnska AB, Vasteras (Schweden) Halbleiteranordnung
DE1764486A1 (de) * 1967-06-15 1972-03-30 Forbro Design Corp Waermeableitungsvorrichtung fuer Halbleiter u.dgl.
GB1306224A (de) * 1969-02-24 1973-02-07
DE2160302B2 (de) * 1971-12-04 1974-11-07 Siemens Ag Kühldose zum Einbau in Scheibenzellenstapel
DE2523232A1 (de) * 1975-05-26 1976-12-02 Siemens Ag Kuehldose fuer einen thyristor

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB882788A (en) * 1958-07-05 1961-11-22 Reinold Hagen Process and apparatus for manufacturing bottles and the like neck-provided articles from thermoplastic material
US3389305A (en) * 1966-08-01 1968-06-18 Gen Motors Corp Mounting and cooling apparatus for semiconductor devices
FR2003573A1 (de) * 1968-03-09 1969-11-07 Mitsubishi Electric Corp
US3573574A (en) * 1969-08-12 1971-04-06 Gen Motors Corp Controlled rectifier mounting assembly
US3763402A (en) * 1970-11-09 1973-10-02 Gen Electric Fluid cooled rectifier holding assembly
JPS4727270U (de) * 1971-04-13 1972-11-28

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1479193A (fr) * 1965-05-13 1967-04-28 Siemens Ag Dispositif de refroidissement de cellules semiconductrices
DE1514679A1 (de) * 1966-01-29 1969-06-19 Siemens Ag Anordnung zur Fluessigkeitskuehlung einer Gleichrichterzelle
DE1639047A1 (de) * 1966-09-23 1971-01-21 Westinghouse Electric Corp Durch stroemendes Kuehlmittel rueckgekuehlter Kuehlkoerper fuer Halbleiterbauelemente
DE1764486A1 (de) * 1967-06-15 1972-03-30 Forbro Design Corp Waermeableitungsvorrichtung fuer Halbleiter u.dgl.
GB1306224A (de) * 1969-02-24 1973-02-07
DE2013684A1 (de) * 1969-03-24 1971-02-04 Allmanna Svenska Elektnska AB, Vasteras (Schweden) Halbleiteranordnung
DE2160302B2 (de) * 1971-12-04 1974-11-07 Siemens Ag Kühldose zum Einbau in Scheibenzellenstapel
DE2523232A1 (de) * 1975-05-26 1976-12-02 Siemens Ag Kuehldose fuer einen thyristor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Pat.-Anm. S 29 996, bek.gem.04.02.54 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2902771A1 (de) * 1978-07-21 1980-01-31 Bbc Brown Boveri & Cie Kuehlvorrichtung fuer halbleiterbauelemente
DE2926342A1 (de) * 1979-06-29 1981-01-15 Siemens Ag Kuehldose fuer scheibenfoermige halbleiterbauelemente
DE2934549A1 (de) * 1979-08-03 1981-02-19 Bbc Brown Boveri & Cie Kuehlkoerper, insbesondere fluessigkeitskuehlkoerper fuer hochleistungs- halbleiterelemente
EP0050774A1 (de) * 1980-10-29 1982-05-05 Siemens Aktiengesellschaft Kühlkörper für Flüssigkeitskühlung von Halbleiterbauelementen
DE3138521A1 (de) * 1981-09-01 1983-03-17 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., 5401 Baden, Aargau Verfahren zur kuehlung von halbleiterelementen und kuehler zur durchfuehrung des verfahrens
DE3221423A1 (de) * 1982-05-13 1983-11-17 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., 5401 Baden, Aargau Kuehlkoerper zur fluessigkeitskuehlung von leistungshalbleiterelementen
EP0144579A2 (de) * 1983-11-02 1985-06-19 BBC Brown Boveri AG Kühlkörper zur Flüssigkeitskühlung von Leistungshalbleiterbauelementen
EP0144579A3 (en) * 1983-11-02 1985-07-10 Bbc Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Cooling body for the liquid cooling of power semiconductor devices
DE4131739A1 (de) * 1991-09-24 1993-04-01 Behr Industrietech Gmbh & Co Kuehleinrichtung fuer elektrische bauelemente
DE19600164A1 (de) * 1996-01-04 1997-07-17 Daimler Benz Ag Kühlkörper mit Zapfen
WO1997025741A1 (de) * 1996-01-04 1997-07-17 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Kühlkörper mit zapfen
DE19600166A1 (de) * 1996-01-04 1997-07-17 Daimler Benz Ag Kühlkörper mit verbessertem Strömungswiderstand
US6039114A (en) * 1996-01-04 2000-03-21 Daimler - Benz Aktiengesellschaft Cooling body having lugs
DE102017202756A1 (de) 2017-02-21 2018-08-23 Siemens Aktiengesellschaft Kühldose, Kühlvorrichtung sowie Verfahren zur Herstellung einer Kühldose
EP3364453A3 (de) * 2017-02-21 2018-08-29 Siemens Aktiengesellschaft Kühldose, kühlvorrichtung sowie verfahren zur herstellung einer kühldose

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Publication number Publication date
DE2640000C2 (de) 1986-09-18
US4151548A (en) 1979-04-24

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