DE3433213A1 - Kuehlrohr-waermeableiter fuer halbleitervorrichtungen - Google Patents

Kuehlrohr-waermeableiter fuer halbleitervorrichtungen

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DE3433213A1 DE19843433213 DE3433213A DE3433213A1 DE 3433213 A1 DE3433213 A1 DE 3433213A1 DE 19843433213 DE19843433213 DE 19843433213 DE 3433213 A DE3433213 A DE 3433213A DE 3433213 A1 DE3433213 A1 DE 3433213A1
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    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F1/24Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
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Description

TER MEER · MÜLLER . STEINMEISTER : -" : "_ : / " - -' Furukawa 2272
- 3 KÜHLROHR-WÄRMEABLEITER FÜR HALBLEITERVORRICHTUNGEN
Die Erfindung betrifft einen Kühlrohr-Wärmeableiter für
Halbleitervorrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
In jüngerer Zeit werden zum Kühlen von Halbleitervorrichtungen, beispielsweise Thyristoren für die Energieumwandlung, Dioden, etc., Wärmesenken eingesetzt, die von den ausge-
zeichneten Wärmeübertragungseigenschaften und Wärmeaufnahme- und -abgabefähigkeit von Kühlrohren Gebrauch machen. Diese Wärmesenken oder Wärmeableiter weisen eine bessere Abstrahlungscharakteristik auf als herkömmliche, luftgekühlte
Wärmesenken aus Extrusionsprofilen und wassergekühlte Wärmesenken etc., und sie besitzen im übrigen eine geringere
Größe und ein geringeres Gewicht. Wie in Fig. 1A und B der Zeichnung, auf die bereits hier zur Erläuterung des Standes der Technik Bezug genommen werden soll, gezeigt ist, weisen die eingangs erwähnten Wärmesenken einen wärmeaufnehmenden Bereich 3 mit einer Anzahl von parallel in einer Reihe angeordneten Kühlrohren 2 auf, die in einen Block 1 zur Aufnahme einer Halbleitervorrichtung a eingelassen sind. Eine große Anzahl von Strahlungs-Kühlrippen 5 ist rechtwinklig
zu den Kühlrohren 2 im wärmeabgebenden Bereich 4 der Kühlrohre angebracht, der aus dem Block 1 in einer Reihe
herausragt·
Der Block 1 und die Kühlrippen 5 bestehen aus Kupfer oder
Aluminium, und die Kühlrohre 2 sind Kupfer/Wasser-Rohre
oder Aluminium/Freon-Rohre. Üblicherweise sind gemäß Fig. zwei Wärmesenken oder Wärmeableiter parallel zueinander
angeordnet, und elektrisch isolierende Platten 6, 6' und 6" befinden sich zwischen den Rippen jeder Wärmesenke. Die
Halbleitervorrichtung a. liegt zwischen den Blöcken 1 und 1', in die die wärmeaufnehmenden Bereiche 3 und 31 der Kühlrohre 2 und 2' eingebettet sind. Die durch die Halbleiter-
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vorrichtung a erzeugte Wärme wird auf die Kühlrohre 2 und 2' über die Blöcke 1 und 1' übertragen und durch die Rippen 5 und 5' in den wärmeabgebenden Bereichen 4 und 4' abgestrahlt. Dadurch kann die Wärme verstärkt durch Hindurchleiten von Luft entsprechend dem Pfeil A in Fig. 1 abgeführt werden. Damit der thermische Übergangswiderstand von der Halbleitervorrichtung zu den Kühlrohren 2 in dem Block 1 auf ein Minimum gebracht werden kann, liegen die Kühlrohre 2 so dicht wie für die Erhaltung der mechanischen Festigkeit möglich an der Ebene des Blockes 1, auf der die Halbleitervorrichtung a montiert ist, und die Kühlrohre 2 werden in geeigneten Abständen in dem Block 1 vorgesehen.
Für eine ausreichende Kühlung von Halbleitervorrichtungen großer Kapazität werden Wärmesenken gemäß Fig. 3A und 3B verwendet. Eine Anzahl von Kühlrohren 2 ist parallel in zwei Reihen angeordnet. Die wärmeaufnehmenden Bereiche 3 liegen in dem Block 1, und eine große Anzahl von Kühlrippen 5 ist rechtwinklig zu den Kühlrohren 2 auf deren in zwei 0 Reihen angeordneten, außerhalb des Blockes 1 liegenden , wärmeabgebenden Bereichen 4 angeordnet.
Obgleich diese Wärmesenken eine bessere Abstrahlung ermöglichen als herkömmliche luftgekühlte oder wassergekühlte Wärmesenken, werden weitere Verbesserungen angestrebt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Kühlwirkung von Wärmesenken der beschriebenen Art zu verbessern.
Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.
Als Ergebnis von Untersuchungen, die die Erfinder von verschiedenen Blickwinkeln hinsichtlich der Anordnung und der Form der Kühlrohre der Wärmesenke unter Berücksichtigung der obigen Ausführungen durchgeführt haben, hat sich gezeigt,
TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER :_ : :..: ~. Furükäwa 2272
daß bei einer regelmäßigen und gleichförmigen Anordnung der Kühlrohre in einer Reihe oder in zwei Reihen die Richtung des Luftstromes nicht zu Turbulenzen in dem Luftstrom in Richtung des Pfeiles A führt, sondern einen laminaren Luftstrom bildet, der zur Erhöhung des thermischen Übergangswiderstandes an den Rippen und einer Verringerung der Abstrahlung führt. Erfindungsgemäß ist daher der thermische Übergangswiderstand der gesamten Wärmesenke durch Verbesserung der Wirksamkeit der Konvektion im Bereich der Rippen verringert worden, und die Wirksamkeit, bezogen auf das Volumen der Wärmesenke einschließlich des Zwischenraums zwischen den Rippen, ist verbessert worden. Bei der erfindungsgemäßen Wärmesenke werden die Kühlrohre zickzack-förmig versetzt in Richtung des Luftstromes um die Rippen herum angeordnet, während ein Block zur Aufnahme einer Halbleitervorrichtung die wärmeaufnehmenden Bereiche einer Anzahl von Kühlrohren in paralleler Anordnung aufnimmt. Eine große Anzahl von abstrahlenden Rippen sind quer zu den Kühlrohren auf diesen in den wärmeabgebenden Bereichen außerhalb des Blockes vorgesehen.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1A und 1B zeigen ein Beispiel einer herkömmlichen Wärmesenke in Vorderansicht (A) und Seitenansicht (B);
Fig. 2 ist eine Seitenansicht zur Veran-
schaulichung des Einsatzes einer
Wärmesenke gemäß Fig. 1;
Fig. 3A und 3B zeigen ein weiteres Beispiel einer herkömmlichen Wärmesenke in Draufsieht (A) und Vorderansicht (B);
TER meer · möller · Steinmeister : : : . . "i : J. " EÜrukawa 2272
Fig. 4A und 4B zeigen eine erfindungsgemäße, in
Beispiel 1 beschriebene Wärmesenke in Draufsicht (A) und Vorderansicht (B) ;
5
Fig. 5A und 5B zeigen die in Beispiel 2 angegebene
Wärmesenke in Draufsicht (A) und Vorderansicht (B);
Fig. 6A und 6B zeigen die in Beispiel 3 dargestellte
Wärmesenke in Draufsicht (A) und Vorderansicht (B) ;
Fig. 7 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung
der Wirkung des Verhältnisses P1/Dq
auf den thermischen übergangswiderstand im Falle der Wärmesenke gemäß Beispiel 1, mit P. als Teilung der Kühlrohre in Richtung senkrecht zur LuftStromrichtung und Dq als Durch
messer der Kühlrohre.
Fig. 4A und 4B zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Wärmesenke oder eines Wärmeabieiters gemäß der Erfindung. Mit a ist wiederum eine Halbleitervorrichtung, mit 1 ein Block zur Aufnahme der Halbleitervorrichtung, mit 2 ein Kühlrohr und mit 5 eine Anzahl von Kühlrippen bezeichnet. Die Kühlrohre 2 sind in versetzter Anordnung dargestellt, und zwar zick-zack-förmig quer zu der Strömungsrichtung des Luftstromes A versetzt. Die wärmeaufnehmenden Bereiche 3 liegen innerhalb des Blockes 1, und die große Anzahl der Kühlrippen ist quer zu den Kühlrohren 2 in den wärmeabgebenden Bereichen 4 außerhalb des Blockes angeordnet.
Durch die Anordnung der Kühlrohre in den wärmeabgebenden Bereichen in einer zick-zack-förmigen Reihe, bezogen auf
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die Richtung des Luftstromes A, wird eine Turbulenz in dem Luftstrom um die wärmeabgebenden Bereiche herum erzeugt, ohne daß der thermische Widerstand im Blockbereich verschlechtert wird, und der Zwangskonvektionseffekt wird wesentlich verbessert, so daß neben der Senkung des thermischen Übergangswiderstandes der gesamten Wärmesenke deren Leistungsfähigkeit, bezogen auf den eingenommenen Raum, gesteigert wird.
Wenn eine weitere Verbesserung der Leistungsfähigkeit, bezogen auf das Raumvolumen der Wärmesenke erwünscht ist, kann der Durchmesser der wärmeaufnehmenden Bereiche 3 der Kühlrohre 2 innerhalb des Blockes 1 größer als derjenige der wärmeabgebenden Bereiche 4 ausgeführt werden, wie in Fig. 5A und 5B gezeigt ist. Wenn eine erfindungsgemäße Wärmesenke für Halbleitervorrichtungen großer Leistung verwendet wird, können die Kühlrohre 2 parallel und zick-zackförmig in mehreren Reihen angeordnet werden, wie es in Fig. 6A und 6B gezeigt ist. Hier liegen jeweils abwechselnd zwei Rohre neben- oder übereinander und sodann ein Rohr zwischen den beiden ersten Rohren und so fort, jeweils bezogen auf die Luftströmungsrichtung A.
BEISPIEL 1
Fünf Kupfer/Wasser-Rohre mit einem Durchmesser von 15,8 mm und einer Länge von 370 mm liegen parallel zueinander und in zick-zack-förmiger oder versetzter Anordnung mit ihren wärmeaufnehmenden Bereichen innerhalb eines Blockes aus Aluminium, der zur Aufnahme einer Halbleitervorrichtung dient und eine Höhe von 120 mm, eine Breite von 130 mm und eine Dicke von 30 mm aufweist. 115 blattförmige Kühlrippen aus Aluminium mit einer Länge von 190 mm, einer Breite von 40 mm und einer Dicke von 0,5 mm wurden mit einem Abstand von 2 mm auf die wärmeäbgebenden Bereiche der Kühlrohre außerhalb des Blockes aufgebracht. In den wärmeabgebenden
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Bereichen sind die Kühlrohre naturgemäß ebenfalls zickzack-förmig angeordnet, und sie bilden im übrigen eine zickzack-förmige Reihe, wie in Fig. 4A und B gezeigt ist. Die Teilung (der Mittenabstand) der Rohre in Richtung senkrecht zu der Luftströmungsrichtung A, die in Fig. 4 mit P. bezeichnet ist, betrug 8 mm, und somit das Verhältnis der Teilung oder des Mittenabstandes zum Rohrdurchmesser P1ZD0 = 0,50. iDie Teilung oder der Mittenabstand in Richtung des Luftstromes A, die mit P„ bezeichnet ist, betrug 25 mm, und damit das Verhältnis zum Durchmesser P2^0O = 1,57.
Zwei derartige Wärmesenken wurden parallel zueinander angeordnet und ein Thyristor mit einem Leistungsverlust von 1.000 W wurde zwischen die Blöcke gelegt. Sodann wurden die Umgebungstemperatur Ta (0C), die Temperatur der Aufnahmefläche der Blöcke für den Thyristor Tb (0C) und die Temperatur der Kühlrohre Thp (0C) gemessen bei einer Zuströmgeschwindigkeit von Luft von 3 m/sec, und der thermische übergangswiderstand wurde nach den folgenden Formeln berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben und mit denen herkömmlicher Wärmesenken gemäß Fig. 1A und B verglichen worden. Die Vergleiche beziehen sich auf Wärmesenken gleichen Raumvolumens, gleicher Blöcke und gleicher Kühlrohre.
Thermischer Widerstand im Blockbereich:
rb = (Tb - Thp)/Q
30
Thermischer Widerstand im Rippenbereich:
rf = (Thp - Ta)/Q
35
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Furukawa 2272
- 9 Thermischer Widerstand insgesamt:
R = rb + rf
= (Tb - Ta)/Q
Q gibt den Wärmeleistungsverlust des Thyristors (W) an.
TABELLE 1
rb(°C/W) rf(°C/W) R(°C/W)
Herkömmliche Wärmesenke 0,0135 0,0180 0,0315
Erfindungsgemäße Wärmesenke 0,0137 0,0150 0,0287
Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, ergibt sich bei einer erfindungsgemäßen Wärmesenke eine Erhöhung des thermischen Widerstandes im Block (rb) aufgrund der zick-zack-förmigen Anordnung der Kühlrohre, die jedoch gering ist. Andererseits beträgt der thermische Widerstand im Bereich der Rippen rf nur 0,0150 °C/W im Vergleich zu 0,0180 °C/W bei herkömmlichen Wärmesenken, so daß hier der Effekt der Turbulenz des Luftstroms deutlich wird, und der gesamte thermische Widerstand R wird um 9% verbessert.
Anschließend wurde die Beziehung zwischen dem Verhältnis des Mittenabstands im rechten Winkel zum Luftstrom zu dem Durchmesser der Kühlrohre, also das Verhältnis P./DQ, und die Beziehung zum thermischen Widerstand in den verschiedenen Bereichen untersucht. Ein Beispiel, bei dem das Ver hältnis des Mittenabstands der Rohre in Richtung des Luft stroms zu dem Durchmesser der Rohre, also das Verhältnis P2/Dq = 1,57 beträgt, ist in Fig. 7 gezeigt. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, gibt es eine Korrelation zwischen dem thermischen Widerstand im Blockbereich (rb), dem ther mischen Widerstand im Bereich der Flügel (rf) und dem gesamten thermischen Widerstand R sowie dem Verhältnis P.. /D
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Es ist erkennbar, daß der gesamte thermische Widerstand R ein Minimum erreicht, wenn das Verhältnis P1/D- zwischen 0,5 und 0,75 liegt, und der Gesamtwiderstand R nähert sich dem Wert herkömmlicher Wärmesenken, wenn sich P1ZD0 dem Wert 1 nähert. Es ist daher vorzuziehen, das Verhältnis P../Dq im Bereich von 0,5 bis 0,75 zu wählen, damit der thermische Gesamtwiderstand möglichst gering ist. Im übrigen ist es vorteilhaft, das Verhältnis P2/DQ ^ei ^ '^ kis 2,0 anzusetzen, obgleich hier keine bestimmten Grenzen bestehen.
BEISPIEL 2
Fünf Kupfer/Wasser-Rohre mit einer Gesamtlänge von 370 mm und einem zweistufigen Durchmesser wurden als Kühlrrohre verwendet. Die wärmeaufnehmenden Bereiche innerhalb des Blockes besaßen eine Länge von 115 mm und einen Durchmesser von 19,05 mm. Die wärmeabgebenden Bereiche, auf denen die Rippen vorgesehen werden, besaßen einen Durchmesser von 12,7 mm. Die Kühlrohre lagen in zick-zack-förmiger Anordnung innerhalb eines Blockes aus Aluminium zur Aufnahme einer Halbleitervorrichtung. Der Block besaß eine Höhe von 120 mm, eine Breite von 130 mm und eine Dicke von 30 mm. 115 blattförmige Rippen aus Aluminium mit einer Länge von 190 mm, einer Breite von 40 mm und einer Dicke von 0,5 mm wurden mit einer Teilung (Mittenabstand) von 2 mm auf den wärmeabgebenden Bereichen der Kühlrohre außerhalb des Blockes angebracht. Die zick-zack-förmige Anordnung der Kühlrohre ergibt sich aus Fig. 5A.
Der Mittenabstand der Kühlrohre im rechten Winkel zur Richtung des Luftstromes, nämlich der Wert P1, wurde mit 8 mm angesetzt, so daß das Verhältnis zum Durchmesser der Kühlrohre im Bereiche der Rippen P1/DQ = 0,63 betrug. Der Mittenabstand in Richtung des Luftstromes (P2) wurde auf 25 mm festgelegt. Daraus ergibt sich das Verhältnis P2/DQ = 1,97 für den Bereich der Rippen.
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Zwei derartige Wärmesenken wurden parallel zueinander verwendet, und ein Thyristor mit einem Leistungsverlust von 1.000 W wurde zwischen die Blöcke gelegt. Sodann wurden ähnliche Messungen wie bei Beispiel 1 durchgeführt. Der zugeführte Luftstrom besaß eine Geschwindigkeit von 2 m/sec, die der· Berechnung des thermischen Widerstandes zugrunde gelegt wurde. Die Ergebnisse sind in Fig. 2 im Vergleich zu den Ergebnissen einer herkömmlichen Wärmesenke gemäß Fig. 1 gezeigt. Die herkömmliche Wärmesenke besaß das gleiche Gesamtvolumen, gerade Kühlrohre mit einem Durchmesser von 15,88 mm und im übrigen einen gleichen Block und gleiche Rippen.
TABELLE 2
rb(°C/W) rf (°C/W) R(°C/W)
herkömmliche Wärmesenke 0,0135 0,0180 0,0315
erfindungsgemäße Wärmesenke 0,0125 0,0140 0,0265
Aus Tabelle 2 geht hervor, daß durch Vergrößerung des Durchmessers des wärmeaufnehmenden Bereiches der Kühlrohre - innerhalb des Blockes die Verschlechterung des thermischen Widerstandes im Blockbereich (rb) aufgrund der zick-zackförmigen Anordnung der Kühlrohre nicht zu beobachten ist. Durch die Verringerung des Durchmessers der wärmeabgebenden Bereiche der Kühlrohre wurde der thermische Widerstand im Bereich der Rippen (rf) wesentlich aufgrund der Turbulenz der Luft und der Vergrößerung der effektiven Wärmeübertragungsfläche verbessert, und der Gesamtwiderstand R wurde gesenkt auf 0,0265 °C/W oder um 16%.
Wie zuvor angegeben wurde, ist es bei erfindungsgemäßen Wärmesenken gemäß Beispiel 1 und 2, die Kühlrohre in einer parallel-zick-zack-förmigen Reihe aufweisen, vorzuziehen,
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das Verhältnis P-i/Dq bei 0,5 bis 0,75 und das Verhältnis P^^n bei 1,5 bis 2,0 anzusetzen, wenn ein besonders günstiger Gesamtwiderstand erzielt werden soll.
BEISPIEL 3
Acht Kupfer/Wasser-Rohre mit einem Durchmesser 12,7 mm und einer Länge von 380 mm wurden parallel-zick-zackförmig in zwei Stufen, also jeweils abwechselnd zwei nebeneinander liegende und sodann ein Rohr etc. verwendet, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Die wärmeaufnehmenden Bereiche lagen innerhalb eines Blockes zur Aufnahme einer Halbleitervorrichtung, der eine Höhe von 120 mm, eine Breite von 120 mm und eine Dicke von 60 mm aufwies. 120 blattförmige Kühlrippen aus Kupfer mit einer Länge von 185 mm, einer Breite von 75 mm und einer Dicke von 0,4 mm wurden auf die wärmeabgebenden Bereiche der Kühlrohre außerhalb des Blockes mit einem Mittenabstand von 1,9 mm aufgebracht. Der Mittenabstand der Kühlrohre in Richtung senkrecht zum Luftstrom A betrug P1 = 12,5 mm und das Verhältnis P1/DQ betrug 0,98. Der Mittenabstand in Richtung des Luftstromes A betrug P- = 22 mm und das Verhältnis P2/Do betrug 1,72.
Zwei derartige Wärmesenken wurden parallel zueinander beidseitig eines Thyristors mit einem Leistungsverlust von 1.500 W angeordnet. Sodann wurden ähnliche Messungen wie bei Beispiel 1 durchgeführt, und der thermische Widerstand wurde für einen Luftstrom mit einer Geschwindigkeit von 3m/sec. berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt und werden mit den Ergebnissen einer herkömmlichen Wärmesenke gemäß Fig. 3 verglichen. Dabei wird wiederum hinsichtlich des Volumens, der Kühlrohre, des Blockes und der Rippen von gleichen Bedingungen ausgegangen.
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Furükawa: "2:272
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TABELLE 3
rb(°C/W) rf (°C/W) R(°C/W)
herkömmliche Wärmesenke 0,0098 0,0147 0,0245
erfindungsgemäße Wärmesenke 0,0100 0,0101 0,0201
Wie aus Tabelle 3 hervorgeht, ergibt sich bei dieser erfindungsgemäßen Wärmesenke eine Vergrößerung des thermischen Widerstandes im Bereich des Blockes (rb) aufgrund der Anordnung der Kühlrohre in paralleler, versetzter Anordnung in zwei Stufen. Die Vergrößerung des Widerstandes im Block ist jedoch gering, während der thermische Widerstand im Bereich der Rippen (rf) wesentlich verbessert wird. Der Gesamtwiderstand R wird gesenkt von 0,0245 °C/W im Falle einer herkömmlichen Wärmesenke auf 0,0201 °C/W. Dies bedeutet eine Verbesserung von 18%.
Im übrigen wird durch die Vergrößerung der Anzahl von Stufen oder Reihen der Kühlrohre in parallel-versetzter Anordnung gemäß Beispiel 3 die zulässige obere Grenze des Verhältnisses P1/DQ im Vergleich zu den Beispielen 1 und 2 erhöht.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 6 und Beispiel 3 liegt das Verhältnis P-i/Dq vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 1,25, wenn ein optimaler thermischer Widerstand erzielt werden soll.
im übrigen können der Block, die Art des Materials und die Abmessungen der einzelnen Teile entsprechend der Wärmeleistung des Thyristors ausgewählt werden. Die Kühlrohre müssen nicht notwendig Kupfer/Wasser-Rohre sein, sondern es kann sich um Rohre aus verschiedenen Materialien und mit verschiedenen Kühlflüssigkeiten handeln. Die Größe und Form der Rohre kann ebenfalls nach den Bedürfnissen bestimmt werden.
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
Die erfindungsgemäße Wärmesenke weist eine erhebliche Wärme abstrahlung auf, da der thermische Widerstand im Bereich der Rippen durch die Erzeugung von Turbulenzen im Luftstrom um die Rippen herum und damit der thermische Gesamtwiderstand verringert werden.
/I1D
- Leerseite -

Claims (7)

  1. TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER
    PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS
    Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister Dipl.-Ing, F. E. Müller . , , . . . _.
    Triftstrasse 4, Artur-Ladebeck-Strasse 51
    D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1
    St/ri
    Case: 2272
    THE FURUKAWA ELECTRIC CO., LTD. 6-1, Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku, TOKYO, Japan
    FUJI ELECTRIC CO., LTD.
    1-1, Tanabeshinden, Kawasaki-ku,
    Kawasaki-shi, Kanagawa-ken, Japan
    KÜHLROHR-WÄRMEABLEITER FÜR HALBLEITERVORRICHTUNGEN
    PRIORITÄT: 09.09.1983, Japan, No. 166253/83 (P)
    PATENTANSPRÜCHE
    Kühlrohr-Wärmeableiter für Halbleitervorrichtungen, mit einem Block zur Aufnahme einer Halbleitervorrichtung/ in den wärmeaufnehmende Bereiche einer Anzahl von parallelen Kühlrohren eingebettet sind, deren aus dem Block austretende , wärmeabgebende. Bereiche Kühlrippen tragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (2) abwechselnd senkrecht zu der durch eine Gruppe von Kühlrohren gebildeten Ebene und zu einem diese Gruppe umspülenden Luftstrom nach beiden Seiten in einer zick-zack-förmigen Anordnung versetzt sind.
    TER MEER . MÜLLER . STEINMEISTER : : : '- * "'" - _Fu'iukawa 2272
    — 2 —
  2. 2. Wärmeableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß der Durchmesser der Kühlrohre (2) im wärmeaufnehmenden Bereich (3) innerhalb des Blockes (1) größer als im wärmeabgebenden Bereich (4) außerhalb des Blockes ist.
  3. 3. Wärmeableiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittenabstand P1 der Kühlrohre in Richtung senkrecht zu der Kühlrohrebene und dem Kühlluftstrom und der Mittenabstand der Kühlrohre in Richtung des Kühlluftstroms gleich sind.
  4. 4. Wärmeableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (2) jeweils abwechselnd in zwei senkrecht zur Richtung des Kühlluftstromes versetzten Ebenen angeordnet sind (Fig. 4 und 5).
  5. 5. Wärmeableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (2) in drei senkrecht zur Richtung des Kühlluftstromes A versetzten Ebenen angeordnet sind (Fig. 6).
  6. 6. Wärmeableiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Mittenabstandes P1 der Kühlrohre senkrecht zur Richtung des Kühlluftstromes A zum Durchmesser DQ der Kühlrohre P-iZdq = 0,5 bis 0,75 und das Verhältnis des Mittenabstandes P- in Richtung des Kühlluftstromes A zum Durchmesser D0 der Rohre P2ZD0 = ^ '"* ^^s 2,0 beträgt.
  7. 7. Wärmeableiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Mittenabstandes P.. der Kühlrohre senkrecht zur Richtung des Kühlluftstromes A zum Durchmesser D0 der Kühlrohre P1ZDn = 0,5 bis 1,25 und das Verhältnis des Mittenabstandes P- in Richtung des Kühlluftstromes A zum Durchmesser D0 der Rohre P2ZD0 = 1,5 bis 2,0 beträgt.
DE19843433213 1983-09-09 1984-09-10 Kuehlrohr-waermeableiter fuer halbleitervorrichtungen Granted DE3433213A1 (de)

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DE3433213A1 true DE3433213A1 (de) 1985-03-28
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