DE3446569C2 - Einspannvorrichtung für mehrere, scheibenförmige Halbleiterbauelemente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung für minde­ stens ein scheibenförmiges Halbleiterbauelement mit einem Kühlkörper, der eine plane Fläche aufweist, an der das je­ weilige Halbleiterbauelement anliegt und mit einem Druck­ körper aus elastischem Material, der auf dem jeweiligen Halbleiterbauelement aufliegt und mittels jeweils eines zu­ gehörigen Spannelements gegen den Kühlkörper verspannbar ist.

Eine Einspannvorrichtung für Halbleiterbauelemente ist aus der DE-OS 32 15 192 bekannt. Bei der bekannten Einspannvor­ richtung ist mit dem Druckkörper aus elastischem Material der Toleranzausgleich für die unterschiedliche Dicke der Halblei­ terbauelemente sichergestellt, die beispielsweise Scheiben­ transistoren sein können.

Aus der US-PS 3 571 663 ist eine Vorrichtung der eingangs ge­ nannten Art bekannt, bei der mit einem plattenförmigen Spann­ element, das mit einem Drehgelenk am eigentlichen Kühlkörper befestigt ist, Druck auf einen Druckkörper aus elastischem Material ausgeübt wird, um ein Halbleiterbauelement gegen den Kühlkörper zu verspannen.

Es besteht die Aufgabe, eine Einspannvorrichtung der eingangs genannten Art für eine erleichterte Montage und Wartung der Halbleiterbauelemente zu ertüchtigen, wobei jedoch der mechanische Aufwand sehr gering gehalten sein soll.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Spannelement L-förmig ausgebildet ist, wobei ein Schenkel als anpreßbares Element plattenförmig ausgebildet ist und der zweite Schenkel an seinem freien Ende eine in den Kühlkörper eingreifende Drehgelenkgestalt aufweist und daß am Spannele­ ment über eine Hebelstrecke entfernt vom Drehgelenk eine Schraubverbindung zum Realisieren der Spannkraft an den Kühl­ körper angreift.

Eine einfache Spannkraftrichtungsumkehr ist dadurch möglich, daß das L-förmige Spannelement zu einer T-Form erweitert ist, wobei zwischen den die Erweiterung darstellenden Hebel und den Kühlkörper eine eine Druckkraft ausübende Schraube ein­ greift.

Gute Kraftverstärkung ist gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung dadurch erreichbar, daß als Schraube eine konisch in den Spalt zwischen den Hebel und den Kühlkörper eingrei­ fende Konusschraube vorgesehen ist.

Bei der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung wird bei der Montage und der Wartung der Halbleiterbauelemente das Spann­ element weggeklappt und die Halbleiterbauelemente bzw. ihr Einbauplatz sind frei zugänglich. Der Vorteil der bekannten Einspannvorrichtung, nämlich der Toleranzausgleich für die Dicke der Halbleiterbauelemente bleibt dabei voll erhalten.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung beispielhaft anhand der Fig. 1 und 2 näher er­ läutert. In den Figuren sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Einspannvorrichtung. Ein Kühlkörper 1 ist mit Schrauben 2 auf einer Leiterplatte 3 befestigt. Der Kühlkörper 1 besitzt zwei plane Flächen 1a und 1b, an den planen Flä­ chen 1a und 1b liegen jeweils mehrere Halbleiterbauele­ mente 4 aneinandergereiht auf. Die Halbleiterbauelemente können Scheibentransistoren sein. Auf der dem Kühlkörper 1 abgewandten Seitenfläche der scheibenförmigen Halblei­ terbauelemente 4 liegt jeweils ein Druckkörper 5 aus elastischem Material an, der im Ausführungsbeispiel L- förmig geformt ist, wobei der zweite Schenkel jedes L- förmigen Druckstückes 5 zwischen die Kühlkörper 1 und die Leiterplatte 3 eingeklemmt ist. Die Anschlußfahnen 4a der Halbleiterbauelemente 4 sind durch Durchbrüche der auf der Leiterplatte 3 aufliegenden Schenkel der Druckkörper 5 und durch die Leiterplatte 3 durchgeführt. Der elastische Druckkörper 5 ist aus einem Elastomer­ gummi, beispielsweise aus EPTM-Gummi gefertigt.

Auf jedem Druckstück 5 liegt ein plattenförmiges Spann­ element 6 auf. Jedes Spannelement 6 ist über ein Drehge­ lenk 7 schwenkbar am Kühlkörper 1 befestigt. Hierzu ist jedes Spannelement 6 mit einem Zapfen 7a versehen, der in eine Buchse 7b des Kühlkörpers 1 eingehängt bzw. ein­ geschoben ist. Mit Spannschrauben 8 wird jedes Spannele­ ment 6 hebelartig gegen den zugehörigen Druckkörper 5 gepreßt. Der Spanndruck wird über den Druckkörper 5 auf die Halbleiterbauelemente 4 übertragen, wobei der elastische Druckkörper 5 sich wie bei der bekannten Vorrichtung verformt und den Toleranzausgleich für die Halbleiterbauelemente 4 übernimmt.

Die erfindungsgemäße Einspannvorrichtung erleichtert die Montage und Wartung, z. B. das Auswechseln der Halblei­ terbauelemente 4. Die rechte Seite der Fig. 1 zeigt das Spannelement 6 im entspannten Zustand. Entfernt man die Spannschraube 8 völlig, dann läßt sich das Spannelement 6 nach oben klappen und die Halbleiterbauelemente 4 sind für Montage und Wartung frei zugänglich. Wird die Spann­ schraube 8 in den Kühlkörper 1 eingeschraubt, bis - wie die linke Seite der Fig. 1 zeigt - der plattenförmige Spannteil des Spannelements 6 auf dem Druckkörper 5 auf­ liegt, so wird der entsprechende Spanndruck auf die Halb­ leiterbauelemente 4 übertragen. Damit ist die Ableitung der Verlustwärme auch vieler, nebeneinander gereihter Halbleiterbauelemente 4 bei hoher Packungsdichte auf der Leiterplatte gewährleistet.

Zu erwähnen ist noch, daß beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zwischen dem Halbleiterbauelement 4 und dem Kühl­ körper 1 eine Isolierfolie 9 aus elektrisch isolierendem und wärmeleitendem Material angeordnet ist, wobei sich ein potentialfreier Aufbau der Anordnung ergibt.

Eine andere Ausführungsform des Spannelementes 6 zeigt der Schnitt der Fig. 2. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Spannelement 6 als zweiseitiger Hebel ausgeführt, der mit Spannschrauben 8 betätigt wird, die konisch ge­ formt sind und zwischen Kühlkörper 1 und dem freien Hebel­ arm des Spannelementes 6 eingeschraubt sind, wodurch der Spannteil des Spannelements 6 gegen das Druckstück 5 ge­ preßt ist.

Claims (3)

1. Einspannvorrichtung für mindestens ein scheibenförmiges Halbleiterbauelement mit einem Kühlkörper, der eine plane Fläche aufweist, an der das jeweilige Halbleiterbauelement anliegt und mit einem Druckkörper aus elastischem Material, der auf dem jeweiligen Halbleiterbauelement aufliegt und mittels jeweils eines zugehörigen Spannelements gegen den Kühlkörper verspannbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Spannelement (6) L-förmig ausgebildet ist, wobei ein Schenkel als anpreß­ bares Element plattenförmig ausgebildet ist und der zwei­ te Schenkel an seinem freien Ende eine in den Kühlkörper (1) eingreifende Drehgelenkgestalt aufweist und daß am Spannelement (6) über eine Hebelstrecke entfernt vom Dreh­ gelenk eine Schraubverbindung (8) zum Realisieren der Spann­ kraft an den Kühlkörper (1) angreift.

2. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das L-förmige Spannele­ ment (6) zu einer T-Form erweitert ist, wobei zwischen den die Erweiterung darstellenden Hebel und den Kühlkörper (1) eine eine Druckkraft ausübende Schraube (8) eingreift.

3. Einspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schraube (8) eine konisch in den Spalt zwischen den Hebel und den Kühlkörper (1) eingreifende Konusschraube vorgesehen ist.