DE29612437U1 - Wärmeableiteinrichtung für ein elektronisches Bauteil - Google Patents

Wärmeableiteinrichtung für ein elektronisches Bauteil

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Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Wärmeableiteinrichtung für ein elektronisches Bauteil, bestehend aus einem Metallkörper und einer Feder, die das elektronische Bauteil an eine Wandung des Metallkörpers andrückt.
Wärmeableiteinrichtungen bestehen zumeist aus einem möglichst großvolumigen Metallkörper, mit dem das elektronische Bauteil in thermischer Verbindung steht. Um ein gute Kontaktgabe zwischen dem elektronischen Bauteil und dem Metallkörper zu erzielen, wird zwischen diesen zumeist auch eine mechanische Verbindung (z.B. durch Vernieten oder Verschrauben ) vorgesehen.
Eine montagetechnisch besonders einfache Verbindung zwischen dem elektronischen Bauteil und dem Metallkörper kann dabei durch Haltefedern erreicht werden, die das elektronische Bauteil an den Metallkörper andrücken. Aus der DE 43 42 553 A1 ist darüber hinaus ein Wärmeableitelement bekannt, daß einstückig mit einer Klemmfeder ausgebildet ist.
Für manche Anwendungen ist es zudem erforderlich, das elektronische Bauteil "EMV-geschützt" anzuordnen, das heißt, zu verhindern, daß das Bauteil durch elektromagnetische Strahlung der Umgebung beeinflußt wird oder selbst störende elektromagnetische Wellen in die Umgebung abstrahlt. Zu diesem Zweck wird im allgemeinen ein metallisches Gehäuse um das elektronische Bauteil herum angeordnet.
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Wärmeableiteinrichtung für ein elektronisches Bauteil zu schaffen, welches einfach und kostengünstig herstellbar ist, dabei besonders einfach mit dem elektronischen Bauteil verbindbar ist und gleichzeitig eine EMV-geschützte Anordnung des elektronischen Bauteils ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Metallkörper eine Durchgangsöffnung aufweist, daß das elektronische Bauteil in thermischen Kontakt mit dem Metallkörper in dessen Durchgangsöffnung angeordnet ist, daß in die
Durchgangsöffnung eine Feder eingeschoben ist, die zwischen einer ersten Wandung der Durchgangsöffnung und einer Außenwandung des elektronischen Bauteils vorgespannt ist, und das elektronische Bauteil gegen eine zweite Wandung der Durchgangsöffnung andrückt, und daß eine Seite der Durchgangsöffnung durch einen mit dem Metallkörper verbindbaren metallenen oder metallisierten Deckel abgeschlossen ist.
Das elektronische Bauteil wird vorteilhafterweise durch einfaches Einschieben der Feder in die Durchgangsöffnung mit dem Metallkörper in thermischen Kontakt gebracht. Die Abschirmung des elektronischen Bauteils vor dem Empfang oder der Abstrahlung elektromagnetischer Störstrahlung geschieht dabei auf besonders einfache Weise durch Auf- oder Einsetzen eines metallenen oder metallisierten Deckels auf die offene Seite der Durchgangsöffnung, wobei die zweite Seite der Durchgangsöffnung durch die das elektronische Bauteil kontaktierende Leiterplatte abgeschlossen ist.
Der Deckel sichert zudem die in die Durchgangsöffnung eingesetzte Feder gegen Herausfallen. Aufbau und Montage der Wärmeableiteinrichtung mit dem elektronischen Bauteil ist somit besonders einfach und kostengünstig.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildung ergeben sich aus den Unteransprüchen. So kann der Metallkörper auf besonders einfache und kostengünstige Weise als Abschnitt eines Strangpreßprofils ausgebildet werden. Dabei kann das Strangpreßwerkzeug besonders einfach ausgebildet werden, wenn die eine Wandung des Metallkörpers einen schlitzförmigen Durchbruch aufweist.
Zur Ausbildung eines guten EMV-Schutzes kann diese Öffnung dann durch einen Deckel, der nach Aufschrauben auf den Metallkörper die Öffnung abdeckt, auf einfache Weise verschlossen werden.
Sofern der Metallkörper zusammen mit dem Deckel bereits ein allseits geschlossenes Gehäuse bildet { dessen Bodenteil die Leiterplatte ausbildet), kann auf ein Verschließen dieser Öffnung ganz verzichtet werden. Besonders vorteilhaft
ist es zudem, wenn der Metallkörper mehrere Durchgangsöffnungen aufweist, und somit auch mehrere elektronische Bauteile zwecks Wärmeableitung und
EMV-Schutz aufnehmen kann.
Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Wärmeableiteinrichtung anhand der Zeichnung dargestellt und näher erläutert
werden.
Es zeigen
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Wärmeableiteinrichtung ( Blick in Richtung der Durchgangsöffnung ),
Figur 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Wärmeableiteinrichtung im Schnitt,
Figur 3 eine Draufsicht auf die Feder,
Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Wärmeableiteinrichtung.
In allen Figuren sind jeweils gleich oder gleichwirkende Teile mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet.
Die Figur 1 zeigt eine Wärmeabieiteinrichtung, die aus einem blockförmigen
Metallkörper (1) besteht. Der Metallkörper (1) weist eine Durchgangsöffnung (4) mit rechteckigem Querschnitt auf. Um das Strangpreßwerkzeug möglichst einfach und kostengünstig ausbilden zu können, besitzt eine erste Wandung (5a) der
Durchgangsöffnung (4) einen schlitzförmigen Durchbruch (8).
In der Durchgangsöffnung (4) ist ein zu kühlendes elektronisches Bauteil (2), z.B. ein Leistungstransistor, eingesetzt, welches durch die Feder (3) gegen eine zweite Wandung (5b) der Durchgangsöffnung (4) gedruckt wird, wodurch eine gute
• ·
thermische Ankopplung des elektronischen Bauelementes (2) an den Metallkörper (1) erreicht wird.
Die Ausbildung der Feder (3) wird in der Figur 3 verdeutlicht, welche die Feder (3) in einer Draufsicht darstellt. Die Feder (3) weist drei Schenkel (3a, 3b, 3c) auf, von denen zwei Schenke! 3a, 3c in einer Ebene mit dem verbindenden Abschnitt (3d) liegen. Der mittlere Schenkel (3b) ist aus dieser Ebene hervorgebogen.
Bei gleichzeitiger Betrachtung der Figuren 1 und 3 wird damit deutlich, daß die Schenkel (3a und 3c) sowie der verbindene Abschnitt (3d) an der ersten Wandung (5a) der Durchgangsöffnung (4) anliegt, während der mittlere Schenkel (3b) das elektronische Bauteil (2) an die zweite Wandung (5b) der Durchgangsöffnung (4) anpreßt. Ein besonderer Vorteil dieser Wärmeableiteinrichtung liegt darin, daß die thermische Ankopplung des elektronischen Bauteils (2) an den Metallkörper (1) hier durch einfaches Einschieben der Feder (3) in die Durchgangsöffnung (4) erfolgt. Ein Anschrauben, Verkleben oder ähnliches des elektronischen Bauteils (2) mit dem Metallkörper (1) ist damit nicht erforderlich.
Ein weiterer besonderer Vorteil dieser Wärmeabieiteinrichtung ist, daß das elektronische Bauteil (2) in dem Metallkörper (1) auf einfache und kostengünstige Weise geschützt gegen elektromagnetische Ein- und Abstrahlung (" EMV-sicher") angeordnet werden kann. Hierzu weist der Metallkörper (1) zwei Gewindebohrungen (9) auf, die es ermöglichen, einen metallenen oder metallisierten Deckel auf den Metallkörper aufzuschrauben.
Wie in der Figur 2 dargestellt, ist der Deckel (6) abgewinkelt und deckt auch den schlitzförmigen Durchbruch ( siehe Figur 1 Bezugszeichen 8 ) ab, so daß das elektronische Bauteil (2) möglichst umfassend durch ein Metallgehäuse eingeschlossen ist.
Die untere Seite der Durchgangsöffnung (4) wird dabei durch die Leiterplatte (7) abgeschlossen. Die Figur 2 verdeutlicht zudem noch die Formgebung der Feder (3) und zeigt, wie die Schenkel 3a und 3c an der ersten Wandung (5a) anliegen und wie
der mittlere Federschenkel (3b) das elektronische Bauteil (2) gegen die zweite Wandung (5b) der Durchgangsöffnung (4) preßt. Die unterbrochenen Linien deuten dabei die Stellung des Schenkels (3b) an, die dieser in entspannter Lage einnehmen würde, also etwa dann, wenn das elektronische Bauteil (2) nicht vorhanden wäre.
Ein zweites Ausführungsbeispiei einer Wärmeableiteinrichtung zeigt die Figur 4. Der Metallkörper (1) ist hier im Unterschied zum Metallblock der Figur 1 als Kühlrahmen ausgebildet, welcher als Abschnitt eines Strangpreßprofils hergestellt sein kann.
Die Innenflächen dieses Metallrahmen (1) bilden zwei Durchgangsöffnungen (4) aus, in die auf gleiche Weise wie in der Figur 1 jeweils ein elektronisches Bauteil und eine Feder einfügbar sind ( hier nicht dargestellt).
Somit kann ein solcher Metallrahmen (1) gleich mehrere elektronische Bauteile aufnehmen.
Ein besonderer Vorteil liegt auch darin, daß dieser Metallrahmen (1) zum Zweck des EMV-Schutzes durch einen einfachen ebenen Metalldecke! abgeschlossen werden kann, die schlitzförmigen Durchbrüche (8) also nicht extra abgedeckt werden müssen, da daß aus Metallrahmen (1), Deckel und Leiterplatte gebildete Gehäuse, die in dessen Inneren angeordneten elektronischen Bauelemente ausreichend gegen die Umgebung des Gehäuses abschirmen.
Bezugszeichenliste Metallkörper (Metallrahmen)
1 elektronisches Bauteil
2 Feder
3 Schenkel ( der Feder)
3a,3b,3c verbindender Abschnitt
3d Durchgangsöffnung
4 erste Wandung der Durchgangsöffnung
5a zweite Wandung der Durchgangsöffnung
5b ( metallener oder metallisierter) Deckel
6 Leiterplatte
7 schlitzförmiger Durchbruch
8 Gewindebohrungen
9

Claims (5)

Ansprüche
1. Wärmeableiteinrichtung für ein elektronisches Bauteil, bestehend aus einem Metallkörper (1) und einer Feder (3), die das elektronische Bauteil (2) an eine Wandung des Metallkörpers (1) andrückt, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper (1) eine Durchgangsöffnung (4) aufweist, daß das elektronische Bauteil (2) in thermischen Kontakt mit dem Metallkörper (1) in dessen Durchgangsöffnung (4) angeordnet ist, daß in die Durchgangsöffnung (4) eine Feder (3) eingeschoben ist, die zwischen einer ersten Wandung (5a) der Durchgangsöffnung (4) und einer Außenwandung des elektronischen Bauteils (2) vorgespannt ist, und das elektronische Bauteil gegen eine zweite Wandung (5b) der Durchgangsöffnung (4) andrückt, und daß eine Seite der Durchgangsöffnung (4) durch einen mit dem Metallkörper (1) verbindbaren metallenen oder metallisierten Deckel (6) abgeschlossen ist.
2. Wärmeableiteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper (1) ein Abschnitt eines Strangpreßprofiis ist.
3. Wärmeableiteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste die Durchgangsöffnung (4) ausbildende Wandung (5a) des Metallkörpers (1) einen schlitzförmigen Durchbruch (8) aufweist.
4. Wärmeableiteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper (1) mehrere Durchgangsöffnungen (4) aufweist.
5. Wärmeableiteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper (1) einstückig als Teil eines entlang seiner Mantelflächen geschlossenen Metallrahmens ausgebildet ist.
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