DE3740235A1 - Cooling box for conducting away the waste heat from semiconductor elements - Google Patents
Cooling box for conducting away the waste heat from semiconductor elementsInfo
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Abstract
Description
Das Hauptpatent (unsere Mp.-Nr. 644/87) bezieht sich auf eine Kühldose zum Abführen der Verlustwärme von Halb leiterelementen, insbesondere von Leistungsgleichrich tern, bestehend aus zwei Schalen mit Stutzen zum Zu- und Abführen der Kühlflüssigkeit (Brauchwasser), mit im In neren der Schalen vorgesehenen Strömungshindernissen (Kühlrippen) und mit Kontaktplatten zur Aufnahme der von dem Halbleiterelement abgegebenen Wärme und deren Ver teilung an die Kühlflüssigkeit und einer Isolierplatte aus anorganischem Isoliermaterial, die zwischen der Kon taktplatte und der Schale angeordnet ist und deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Schale und der Kontaktplatte.The main patent (our Mp.No. 644/87) relates to a cooling box to dissipate the heat loss of half conductor elements, in particular of power rectification ters, consisting of two shells with connecting pieces for the inlet and outlet Drainage of the coolant (process water), with in flow obstacles provided in the shells (Cooling fins) and with contact plates to accommodate the from the heat emitted by the semiconductor element and its ver division to the coolant and an insulating plate made of inorganic insulating material between the con clock plate and the shell is arranged and their Diameter is larger than the diameter of the shell and the contact plate.
Die Kühldosen nach dem Hauptpatent können kompakt gebaut werden, da die Kühldose selbst elektrisch spannungslos ist. Die elektrische Isolation muß nicht in die hydrau lischen Leitungen gelegt werden, so daß kurze Zu- und Ableitungen auch bei Verwendung von Wasser als Kühlmit tel ermöglicht werden. Da die Kühldosen von Kontaktflä che zu Kontaktfläche elektrisch isolierend sind, müssen die Halbleiter nicht mehr unter Berücksichtigung ihrer Spannungspotentiale gestapelt werden, sondern sie können frei zugeordnet werden.The cooling cans according to the main patent can be made compact as the cooling box itself is electrically de-energized is. The electrical insulation does not have to be in the hydrau lines are laid so that short feed and Drainage even when using water as a coolant tel are made possible. Since the cooling cans from contact surface to the contact surface are electrically insulating the semiconductors no longer taking into account their Potentials of tension are stacked, but they can can be freely assigned.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Kühldosen nach dem Hauptpatent derart weiterzubilden, daß der Aufbau noch kompakter wird.The object of the invention is the cooling cans after Main patent to develop in such a way that the construction still becomes more compact.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Zu- und Abflußrohr konzentrisch zueinander angeordnet sind und für das äußere Abflußrohr ein Wellrohr verwen det wird und für das innere Zuflußrohr ein elastisches Kunststoffrohr und die Kühlrippen mit außenliegenden Durchbrüchen mit einer zusätzlichen Bohrung in der Mit te für die Aufnahme des elastischen Kunststoffrohres versehen sind.This is achieved according to the invention in that the Inlet and outlet pipe arranged concentrically to each other are and use a corrugated pipe for the outer drain pipe det and an elastic for the inner inflow pipe Plastic pipe and the cooling fins with external Breakthroughs with an additional hole in the Mit te for receiving the elastic plastic tube are provided.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden die in der Mitte liegenden Durchbrüche der Kühlrippen um die Quer schnittsfläche des Kunststoffrohres vergrößert. Die Boh rungen in der Mitte der Kühlrippen sind derart bemessen, daß das eingeführte Kunststoffrohr diese Bohrungen dich tend abschließt. Weiterhin wird zweckmäßig zur Befesti gung des Wellrohres an eine Armatur mit Zu- und Abfluß leitungen ein Flansch an dem Wellrohr vorgesehen, der mittels Schrauben gegen die Armatur gepreßt wird. Zur Befestigung des Kunststoffrohres an der Armatur mit Zu- und Abflußleitungen ist ein Gewinde am oberen Ende des Kunststoffrohres vorgesehen.According to a further development of the invention Center openings of the cooling fins around the cross Cut area of the plastic tube enlarged. The Boh The stanchions in the middle of the cooling fins are dimensioned in such a way that the inserted plastic tube these holes you ends. It is also useful for fastening supply of the corrugated pipe to a fitting with inflow and outflow a flange is provided on the corrugated pipe, the is pressed against the valve by means of screws. To Fastening the plastic pipe to the fitting with and drain lines is a thread at the top of the Plastic tube provided.
Anhand der Figuren wird nachfolgend die Kühldose mit ihrer Armatur im einzelnen beschrieben. Es zeigt Based on the figures, the cooling box is shown below their valve described in detail. It shows
Fig. 1 eine Kühldose mit hydraulischer Armatur, das Gehäuse und die Armatur geschnitten; Fig. 1 is cut a cooling box with hydraulic fitting, the housing and the valve;
Fig. 2 im Aufriß ein Halbleiterelement mit zwei Kühl dosen in Verbindung mit der Armatur. Fig. 2 in elevation a semiconductor element with two cooling boxes in connection with the fitting.
Die elektrisch isolierende Kühldose 1 besteht im wesent lichen aus zwei miteinander verlöteten Halbschalen 4, die zwei Kontaktflächen 2 und zwei elektrische Anschlüs se 3 besitzen. Die Kühldose ist mit einem Anschlußstüt zen 5 versehen. Umhüllt werden die Halbschalen 4 und die nur mit den Kontaktflächen 2 sichtbaren Kontaktplatten, sowie die zwischen den Kontaktflächen und den Halbscha len angeordneten Isolierplatten - die hier nicht darge stellt sind - mit einem Kunststoff 6. Innerhalb der Schalen sind zwei verschiedene Kühlrippenarten vorgese hen. Die eine Art hat an ihren Enden Durchbrüche 7, die andere hat Durchbrüche 8 in der Mitte.The electrically insulating cooling box 1 consists in wesent union of two half-shells 4 soldered to one another, which have two contact surfaces 2 and two electrical connections 3 . The cooling box is provided with a connection support 5 . The half-shells 4 and the contact plates visible only with the contact surfaces 2 , and the insulating plates arranged between the contact surfaces and the half-shells - which are not shown here - are encased with a plastic 6 . Two different types of cooling fins are provided within the shells. One type has openings 7 at its ends, the other has openings 8 in the middle.
In den Rippen mit den Durchbrüchen 7 sind Bohrungen 10 vorgesehen, die durch ein durch die Bohrung 9 eingeführ tes elastisches Kunststoffrohr 11 verschlossen werden. Die Bohrung 9 ist größer als die Bohrungen 10 in den Rippen. Das Kunststoffrohr 11 besitzt an einem Ende ein Gewinde 12, während am anderen Ende seitliche Bohrungen 13 vorgesehen sind. Aus diesen Bohrungen 13 kann das durch das Rohr 11 zugeführte Kühlwasser austreten, auch wenn das Rohr unten auf dem Boden aufsteht. Durch die Kühlrippen fließt das Kühlwasser in parallelen Strömen zum Anschlußstutzen 5 zurück. An diesem ist ein Wellrohr 14 mit einem Hals 15, der in die Bohrung 9 hineinreicht, stoffschlüssig befestigt. Auf dem anderen Ende des Well rohrs 14 ist ein Bund 16 angeformt. Über diesen Bund 16 und eine Dichtung 17 wird das Wellrohr 14 mittels eines Flansches 18 und der Verschraubungen 19 an einer Armatur 20 dicht befestigt.In the ribs with the openings 7 bores 10 are provided which are closed by an elastic plastic tube 11 introduced through the bore 9 . The bore 9 is larger than the bores 10 in the ribs. The plastic tube 11 has a thread 12 at one end, while lateral bores 13 are provided at the other end. The cooling water supplied through the tube 11 can emerge from these bores 13 even if the tube stands on the bottom at the bottom. The cooling water flows back in parallel flows to the connecting piece 5 through the cooling fins. A corrugated tube 14 with a neck 15 , which extends into the bore 9 , is attached to this in a cohesive manner. On the other end of the corrugated tube 14 , a collar 16 is formed. About this collar 16 and a seal 17 , the corrugated tube 14 is tightly attached to a fitting 20 by means of a flange 18 and the screw connections 19 .
Die Armatur 20 besitzt eine Kammer 21, über die das Kühlwasser zufließt und dem Kunststoffrohr 11 zugeleitet wird, über das die Kühlflüssigkeit an die Kühldose wei tergeleitet wird. Das Kunststoffrohr 11 ist mit seinem Gewinde 12 in der Wandung 22 der Armatur befestigt. Die zweite Kammer 23 nimmt das zurückfließende Wasser auf, das vom Wellrohr 14 über eine Bohrung 24, die in der Wand 25 der Armatur vorgesehen ist und in der auch das Kunststoffrohr 11 angeordnet ist, zurückfließen kann.The fitting 20 has a chamber 21 through which the cooling water flows in and is fed to the plastic tube 11 , via which the cooling liquid is passed on to the cooling box. The plastic tube 11 is fastened with its thread 12 in the wall 22 of the fitting. The second chamber 23 receives the water flowing back, which can flow back from the corrugated pipe 14 via a bore 24 which is provided in the wall 25 of the fitting and in which the plastic pipe 11 is also arranged.
Weiterhin ist noch ein Halbleiterelement 30 in Fig. 2 mit einer folgenden Kühldose 31 dargestellt. Weiterhin ist noch einer von zwei bis vier Spannstäben 32 zur Ver spannung des Kühldosen- und Halbleiterelementstapels dargestellt.Furthermore, a semiconductor element 30 is shown in FIG. 2 with a subsequent cooling socket 31 . Furthermore, one of two to four tie rods 32 for tensioning the stack of cooling sockets and semiconductor elements is shown.
Claims (5)
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- 1987-11-27 DE DE19873740235 patent/DE3740235C2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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DE3740235C2 (en) | 1994-03-10 |
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