DE3024748A1 - RADIATOR FOR SEMICONDUCTOR OR THE LIKE - Google Patents

RADIATOR FOR SEMICONDUCTOR OR THE LIKE

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DE3024748A1 DE19803024748 DE3024748A DE3024748A1 DE 3024748 A1 DE3024748 A1 DE 3024748A1 DE 19803024748 DE19803024748 DE 19803024748 DE 3024748 A DE3024748 A DE 3024748A DE 3024748 A1 DE3024748 A1 DE 3024748A1
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Description

Kühlkörper für Halbleiter od. dgl.Heat sink for semiconductors or the like.

Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper für Halbleiter od. dgl. mit von einer Grundplatte etwa rechtwinkelig abstehenden Kühlrippen.The invention relates to a heat sink for semiconductors or the like with approximately at right angles protruding from a base plate Cooling fins.

Die Kühlrippen sind an ihrer Grundplatte üblicherweise kammförmig angeordnet und von gleicher Länge. Zu Erreichung eines möglichst großen Kühleffekts wird allgemein angestrebt, auf möglichst geringem Raum eine sehr große Oberfläche unterzubringen.The cooling fins are usually arranged in a comb shape on their base plate and are of the same length. To achieve The greatest possible cooling effect is generally aimed for, and a very large surface in the smallest possible space accommodate.

Diese Forderung führt u. a. zu fertigungstechnischen Problemen deshalb, weil der Wunsch, auf kleinem Raum große Oberfläche unterzubringen den preßtechnischen Möglichkeiten entgegengesetzt ist.This requirement leads inter alia. to manufacturing problems because of the desire to have a large surface in a small space to accommodate the press technology is contrary to the possibilities.

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Versuche, die Kühlrippen im Querschnitt konisch zu gestalten haben zwar fertigungstechnische gute Ergebnisse gebracht, die jedoch vom Wirkungsgrad her nicht befriedigend waren, da anstelle der größten Wärmeabgabe auf Grund der Enge des Querschnittes die Luftgeschwindigkeit am geringsten war.Attempts to make the cooling fins conical in cross section have good results in terms of production engineering brought, which, however, were not satisfactory in terms of efficiency, because instead of the greatest heat dissipation Due to the narrow cross-section, the air speed was the lowest.

Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, einen Kühlkörper der eingangs erwähnten Art zu entwickeln, welcher zum einen eine optimale Kühlwirkung erbringt und zum anderen problemlos sowie kostengünstig herzustellen ist.In view of these circumstances, the inventor has set himself the goal of developing a heat sink of the type mentioned at the beginning Art to develop, which on the one hand provides an optimal cooling effect and on the other hand problem-free and is inexpensive to manufacture.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß die Kühlrippen von zumindest zwei unterschiedlichen Höhen und — bezogen auf die Höhen — wechselweise angebracht sind. Zudem hat es sich als günstig erwiesen, zwischen zwei benachbarten Kühlrippen einen Profileinsatz einzubringen und dort festzulegen.To solve this problem leads that the cooling fins of at least two different heights and - related on the heights - are attached alternately. In addition, it has proven to be cheap, between two to introduce a profile insert in adjacent cooling fins and to fix it there.

Nach einem weiteren Merk^tjl der Erfindung ist zwischen zwei langen Kühlrippen ein Profileinsatz eingebracht und an der zwischen jenen vorgesehenen kurzen Kühlrippe klemmend festgelegt. Hierzu weisen die kurzen Kühlrippen im Bereich ihrer Spitze bevorzugtermaßen reibungsfördernde Elemente auf und sind beispielsweise geriffelt.According to a further aspect of the invention is between two long cooling fins introduced a profile insert and on the short cooling fin provided between them clamped fixed. For this purpose, the short cooling fins preferably have friction-promoting fins in the area of their tips Elements and are, for example, corrugated.

Auf die — glatten oder geriffelten — Spitzen der kurzen Kühlrippen wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Profileinsatz aufgeschoben, der hierzu ein Klemmaul aufweist.On the - smooth or fluted - tips of the short ones According to a further feature of the invention, the profile insert is pushed on by cooling ribs, which has a clamping jaw for this purpose having.

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Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß sich der Profileinsatz durch von seinem Profilkörper abstehende Spreizarme an den einander zugekehrten Flanken der langen Kühlrippen abstützt. Hierdurch bilden erfindungsgemäß jeweils zwei lange Kühlrippen und eine kurze Kühlrippe mit dem Profileinsatz zumindest zwei — bevorzugt vier — Kammern.It is within the scope of the invention that the profile insert is extended by spreading arms projecting from its profile body supported on the facing flanks of the long cooling fins. This forms according to the invention two long cooling ribs and one short cooling rib with the profile insert at least two - preferred four-chambers.

Zur Erhöhung des Kühleffektes ragen vom Profilkörper des Profileinsatzes quer zu dessen Längsachse Querrippen ab, welche gegenüber den Spreizarmen von etwa halber Lange sind, also in die vorab erwähnten Kammern einragen, ohne die Flanken der Kühlrippen zu berühren.To increase the cooling effect, transverse ribs protrude from the profile body of the profile insert transversely to its longitudinal axis which are about half the length of the spreader arms, i.e. in the chambers mentioned above protrude without touching the flanks of the cooling fins.

Als günstig hat es sich erwiesen, den Profileinsatz mit einem Klemmkopf auszubilden, welcher zwischen zwei Spreizarmen den Einsatzschlitz anbietet.It has proven to be advantageous to design the profile insert with a clamping head which is positioned between two Spreader arms offers the insert slot.

Dank der voranstehenden Maßgaben werden die Strömungsverhältnisse durch die besondere Form des Kühlkörpers bei wesentlich reduziertem Rippenverhaltnis erheblich verbessert.Thanks to the above stipulations, the flow conditions are determined by the special shape of the heat sink significantly improved with a significantly reduced rib ratio.

Der erfindungsgemäße Kühlkörper weist also Rippen unterschiedlicher Höhe auf, wobei die Höhenunterschiede durch die aufgeklemmten Profileinsätze ausgeglichen werden, welche ihrerseits Querrippen aufweisen und damit zum Kühlverhalten erheblich beitragen. Auf diese Weise kann das Rippenverhältnis von bisher 7,25 : 1 auf etwa 4 : 1 gesenkt werden. Darüber hinaus wird eine erhebliche Fertigungsvereinfachung erreicht; sowohl der Kühlkörper selbst als auch der Profileinsatz werden von stranggepreßten Profilen abgelängt.The heat sink according to the invention thus has different ribs Height, whereby the height differences are compensated by the clamped profile inserts, which in turn have transverse ribs and thus contribute significantly to the cooling behavior. This way the rib ratio can can be reduced from 7.25: 1 to around 4: 1. In addition, there is a considerable simplification of production achieved; Both the heat sink itself and the profile insert are cut to length from extruded profiles.

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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich auÄ der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung^ diese zeigt in:Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of a preferred one Embodiment and based on the drawing ^ this shows in:

Fig. 1: den Querschnitt durch einen Teil eines Kühlkörpers mit Profileinsatz;1: the cross section through part of a heat sink with a profile insert;

Fig. 2: den Querschnitt durch den Profileinsatz; Fig. 3: ein Ausführungsbeispiel des Kühlkörpers.2: the cross section through the profile insert; Fig. 3: an embodiment of the heat sink.

Ein Kühlkörper 1 weist gemäß Fig. 1 eine Grundplatte 2 der Stärke i von beispielsweise 15 mm mit davon abragenden Kühlrippen 3, 4 unterschiedlicher Höhe a (beispielsweise 40 mm) bzw. b (70 mm ) und sich zur gerundeten Rippenspitze 5, 6 hin verjüngendem Querschnitt auf.According to FIG. 1, a heat sink 1 has a base plate 2 of thickness i of, for example, 15 mm with protruding parts Cooling fins 3, 4 of different heights a (for example 40 mm) or b (70 mm) and towards the rounded tip of the fin 5, 6 tapering cross-section.

Die Sockelbreite d der längeren Kühlrippen 3 beträgt 5 mm und ist gerinfügig größer als die Sockelbreite e der kürzeren Kühlrippen 4; ebenso ist die Profilbreite f an der Spitze 5 der längeren Kühlrippen 3 mit 2,5 mm nur wenig größer als die Breite g an der Spitze 6 der kürzeren Kühlrippen 4.The base width d of the longer cooling fins 3 is 5 mm and is slightly larger than the base width e the shorter cooling fins 4; likewise the profile width f at the tip 5 of the longer cooling fins 3 is 2.5 mm only slightly larger than the width g at the tip 6 of the shorter cooling fins 4.

Die Rippenhöhe b der langen Kühlrippe 3 verhält sich zum lichten Rippenabstand m wie 3:1, die Rippenhöhe a der kurzen Kühlrippe 4 zu dem in Fig. 1 verdeutlichten engen Rippenabstand η zur benachbarten langen Kühlrippe 3 wie 4:1. Der Sockelabstand ρ mißt etwa 7 mm.The rib height b of the long cooling rib 3 is related to the clear rib spacing m as 3: 1, the rib height a the short cooling fin 4 to the narrow fin spacing η illustrated in FIG. 1 to the adjacent long cooling fin 3 such as 4: 1. The base distance ρ measures about 7 mm.

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Die Rippenspitzen 6 können geriffelte Flächen aufweisen, um einem Profileinsatz 10 einen besseren Halt zu geben, welcher mit einem klammerartigen Kopfteil 11 auf die kurzen Kühlrippen 4 aufgesteckt werden kann und sich dann mit Spreizarmen 12, 13 gegen die FlankenThe rib tips 6 can have corrugated surfaces in order to give a profile insert 10 a better hold to give, which can be attached to the short cooling fins 4 with a clamp-like head part 11 and then with spreading arms 12, 13 against the flanks

9 der langen Kühlrippen 3 abstützt. So entstehen zwischen jeweils einem benachbarten Tal langer Kühlrippen 3 vier Kammern 14, 15; deren innere Kammern 14 werden von der Grundplatte 2, den Kühlrippen 3, 4, 3 und den Spreizarmen 12 des klammerartigen Kopfteils 11 gebildet, die äußeren Kammern 15 von den spitzen Bereichen der langen Kühlrippen 3 und dem Profileinsatz oder Aufsteckprofil9 of the long cooling fins 3 is supported. Thus, between each adjacent valley, long cooling fins 3 four arise Chambers 14, 15; whose inner chambers 14 are of the Base plate 2, the cooling fins 3, 4, 3 and the spreading arms 12 of the clip-like head part 11 formed, the outer chambers 15 from the pointed areas of the long Cooling fins 3 and the profile insert or clip-on profile

Vom stufenartigen Profilkörper 20 des ProfileinsatzesFrom the step-like profile body 20 of the profile insert

10 ragen quer zu dessen Längsachse M beidseits Querrippen 21 ab, die von unterschiedlicher Höhe h sein können (Fig. 2) oder aber gleich lang (Fig. 3).10 project transversely to its longitudinal axis M on both sides of transverse ribs 21, which can be of different heights h (Fig. 2) or the same length (Fig. 3).

Die beiden Spreizarme 12 bzw. 13 eines Spreizarmpaares sind in jeweils gleichem Winkel t bzw. w zur Längsachse M geneigt, wobei die Spreizarme 12 am Kopfteil 11 einen Klemmschlitz 22 bilden. Die Spreizarme 12, 13 jeder Seite verlaufen zueinander etwa parallel.The two spreading arms 12 and 13 of a pair of spreading arms are each at the same angle t and w to the longitudinal axis M inclined, the spreading arms 12 forming a clamping slot 22 on the head part 11. The spreading arms 12, 13 each Side run approximately parallel to each other.

Die Gesamtlänge q des Profileinsatzes 10 mißt etwa 35The total length q of the profile insert 10 measures approximately 35

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Claims (14)

PATENTANWALT DIPL.-ING. HIEBSCH · D - 77 SIN GEN . den 27 .06 . 1 980PATENT Attorney DIPL.-ING. HIEBSCH · D - 77 SIN GEN. the 27.06. 1,980 AZ AL-153 Blatt - A 1 - AZ AL-153 sheet - A 1 - PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS Kühlkörper für Halbleiter od. dgl. mit von einer Grundplatte etwa rechtwink-lig abstehenden Kühlrippen,Heat sink for semiconductors or the like with cooling fins protruding approximately at right angles from a base plate, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß die Kühlrippen (3 bzw. 4) von zumindest zwei unterschiedlichen Höhen (b bzw. a) und diesbezüglich wechselweise angebracht sind.that the cooling fins (3 or 4) of at least two different Heights (b or a) and are alternately attached in this regard. 2. Kühlkörper für Halbleiter od. dgl. mit von einer Grundplatte etwa rechtwinkelig abstehenden Kühlrippen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei benachbarten Kühlrippen (3) ein Profileinsatz (10) eingebracht und festgelegt ist.2. Heat sink for semiconductors or the like with cooling fins protruding approximately at right angles from a base plate, thereby characterized in that a profile insert (10) is introduced between two adjacent cooling fins (3) and is fixed. 3. Kühlkörper nach Anspruch 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei langen Kühlrippen (3) ein Profileinsatz (10) eingebracht und an der zwischen jenen Kühlrippen vorgesehenen kurzen Kühlrippe (4) klemmend festgelegt ist.3. Heat sink according to claim 1 and 2, characterized in that that a profile insert (10) is inserted between two long cooling fins (3) and on the one between those cooling fins provided short cooling rib (4) is fixed by clamping. 4. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen Kühlrippen (4) im Bereich ihrer Spitze (6) reibungsfördernd ausgebildet sind.4. Heat sink according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the short cooling fins (4) are designed to promote friction in the region of their tip (6). 5. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Profileinsatz (10) mit zumindest einem Klemmaul (12/22) versehen ist.5. Heat sink according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the profile insert (10) is provided with at least one clamping jaw (12/22). - A 2 -- A 2 - 130065/0075130065/0075 ORIGINAt-lNSPECTEDORIGINAt-lNSPECTED AL-153 - A 2 -AL-153 - A 2 - 6. Kühlkörper nach einem der Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Profileinsatz (10) durch von seinem Profilkörper (20) abstehende Spreizarme (12,13) an den einander zugekehrten Flanken (9) der langen Kühlrippen (3) abstützt.6. Heat sink according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the profile insert (10) is extended by spreading arms projecting from its profile body (20) (12,13) is supported on the mutually facing flanks (9) of the long cooling fins (3). 7. Kühlkörper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis7. Heat sink according to at least one of claims 1 to 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils §wei lcnge Kühlrippen (3) und eine· kurze Kühlrippe (4) mit dem Profileinsatz (10) zumindest zwei, bevorzugt vier, Kammern6, characterized in that each §wei long cooling fins (3) and a short cooling rib (4) with the profile insert (10) at least two, preferably four, chambers (14, 15) bilden. ._(14, 15). ._ 8. Kühlkörper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis8. Heat sink according to at least one of claims 1 to 7, dadurch gekennzeichnet, daß vom Profilkörper (20) des Profileinsatzes (10) quer zu dessen Längsachse [IA) Querrippen (21) abragen.7, characterized in that transverse ribs (21) project from the profile body (20) of the profile insert (10) transversely to its longitudinal axis [IA). 9. Kühlkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,9. Heat sink according to claim 8, characterized in that daß die Querrippen (21) gegenüber den Spreizarmen (12, 13) von etwa halber Länge sind.that the transverse ribs (21) are about half the length of the spreader arms (12, 13). 10. Kühlkörper nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen (h) der Querrippen einer Profileinsatzseite unterschiedlich sind.10. Heat sink according to claim 8 or 9, characterized in that that the lengths (h) of the transverse ribs on one side of the profile insert are different. 11. Kühlkörper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Profileinsatz (10) einen Klemmkopf (11) mit Einsatzschlitz (22) zwischen zwei Spreizarmen (12) aufweist.11. Heat sink according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the profile insert (10) has a Has clamping head (11) with insert slot (22) between two spreading arms (12). 12. Kühlkörper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (a) der kurzen Kühlrippe (4) etwa ein Drittel bis die Hälfte der Höhe (b) der langen Kühlrippe (3) mißt.12. Heat sink according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the height (a) of the short cooling rib (4) is approximately one third to one half of the height (b) the long cooling fin (3) measures. 130065/0075 - a 3 -130065/0075 - a 3 - AL-153AL-153 - A 3 -- A 3 - 13. Kühlkörper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Höhe (b) der langen Kühlrippe (3) zur lichten Weite (m) zwischen diesen Kühlrippen wie 3 si verhält.13. Heat sink according to at least one of claims 1 up to 12, characterized in that the height (b) of the long cooling rib (3) corresponds to the clear width (m) behaves like 3 si between these cooling fins. 14. Kühlkörper nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dai3 sich die Höhe (a) der kurzen Kühlrippe (4) zur lichten Weite (n) zwischen ihr und der benachbarten langen Kühlrippe (3) wie 4:1 verhält.14. Heat sink according to at least one of the preceding claims, characterized in that the height is increased (a) the short cooling fin (4) to the clearance (s) between it and the adjacent long cooling fin (3) behaves like 4: 1. 1 30065/00751 30065/0075
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