DE4141650A1 - Kuehlkoerper mit abnehmbarer andruckklammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper mit abnehmbarer An­ druckklammer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches l.

Es ist bekannt, wärmeabgebende Halbleiterbauteile mittels Schrauben auf einem Kühlkörper zu befestigen. Diese Art der Befestigung sichert zwar einen guten Wärmeübergang durch festes Anpressen der Teile gegeneinander, jedoch ist diese Be­ festigungsart besonders arbeitsaufwendig.

Eine wesentlich einfachere Befestigung kann durch Klammern be­ werkstelligt werden, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist. Hierbei wird ein Halbleiterbauteil 1 auf die wärmeaufnehmende Fläche 14 eines Kühlkörpers 10 gesetzt. Dann wird eine Andruckklammer 20 so über die beiden Teile geschoben, daß ihr erstes Ende 21 auf dem Körper 2 des Bauteils 1 zu liegen kommt, während ihr zweites Ende 22 auf der der wärmeaufnehmenden Fläche 14 gegen­ überliegenden Seite des Kühlkörpers 10 sitzt. Dadurch wird das Bauteil 1 samt seiner Befestigungslasche 4 in engen Kontakt mit dem Kühlkörper 10 gebracht. Die Anschlußfahnen 3 des Bau­ teils 1 sind dabei frei zugänglich.

Bei dieser Befestigungsart wird es als nachteilig angesehen, daß die Klammer 20 sich bei Vibrationen relativ leicht löst. Darüber hinaus ist die Rückseite (die der wärmeaufnehmenden Fläche 14 abgewandte Seite) des Kühlkörpers 10 "besetzt", so daß eine Montage des Kühlkörpers 10 an einem Gehäuse oder der­ gleichen nicht mehr möglich ist. Schließlich ist auch die An­ druckkraft begrenzt, da die Klammer eine Feder mit relativ langen Schenkeln darstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühlkörper der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine einfache aber dennoch sichere Klammerbefestigung ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspru­ ches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, daß der Kühlkörper selbst eine Aufnahmeöffnung aufweist, in welche die Klammer mit einem Ende einbringbar ist, wobei die Aufnahmeöff­ nung und das einzubringende Klammerende so ausgestaltet sind, daß eine drehfeste Verbindung entsteht, welche die Anpreßkraft auffängt, mit der das andere Klammerende das Bauteil an den Kühlkörper andrückt. Diese Öffnung kann nun im wesentlichen an einer beliebigen Stelle des Kühlkörpers angebracht sein, so daß die Klammer einer Montage des Kühlkörpers am Gehäuse oder dergleichen nicht mehr im Wege steht. Es ist also nicht not­ wendig, daß die Klammer den Kühlkörper - wie bisher - ganz um­ greift. Man spart sich sozusagen den Platz für den zweiten An­ druckarm.

Vorzugsweise ist die Aufnahmeöffnung so geformt, daß das zweite Klammerende im einer im wesentlichen geradlinigen Bewe­ gung relativ zum Kühlkörper aus der Ausnahmeöffnung heraus­ nehmbar bzw. in diese einsetzbar ist. Dadurch kann eine leichte Montage und Demontage sichergestellt werden.

Die Aufnahmeöffnung kann hierbei so geformt sein, daß das zweite Klammerende in einen Schnappsitz in die Aufnahmeöffnung einsetzbar ist, so daß eine Sicherung gegen Vibrationen ge­ währleistet ist.

Eine weitere oder zusätzliche Möglichkeit der Sicherung ist dann gegeben, wenn das zweite Klammerende Kralleneinrichtungen oder dergleichen zur Sicherung der Andruckklammern am Kühlkör­ per bzw. in der Aufnahmeöffnung aufweist. Diese können natür­ lich auch am Kühlkörper selbst ausgebildet sein.

Die Aufnahmeöffnung ist vorteilhafterweise in einer Seitenflä­ che des Kühlkörpers angebracht, die im wesentlichen senkrecht zu dessen wärmeaufnehmender Fläche verläuft. Die der wärmeauf­ nehmenden Fläche gegenüberliegende Fläche ist dann vollständig frei, um den Kühlkörper selbst an einem Gehäuse oder derglei­ chen zu montieren. Eine Demontage ist dann besonders einfach. Bei dieser Ausführungsform ist es von Vorteil, wenn die Auf­ nahmeöffnung eine (von hinten) in Richtung auf die wärmeauf­ nehmende Fläche verlaufende Hinterschneidung aufweist, wobei die Andruckklammer im wesentlichen spiralig oder a-förmig ge­ bogen ist, so daß ihr innenliegendes zweites Klammerende in die Hinterschneidung einhakbar ist. Dieses Einhaken gewährlei­ stet einen besonders sicheren Sitz und ist vom Arbeitsaufwand her leicht zu bewerkstelligen.

Vorzugsweise wird der Kühlkörper als Strangpreßprofil ausge­ bildet, wobei die Preßrichtung im wesentlichen parallel zu der Fläche verläuft, in der sich die Aufnahmeöffnung befindet. Auf diese Weise ist die Aufnahmeöffnung seitlich offen, so daß das zweite Klammerende seitlich in die Aufnahmeöffnung einschieb­ bar ist. Dies bedeutet eine erhöhte Einbaufreiheit bzw. Monta­ gefreundlichkeit bei niedrigen Herstellungskosten.

Zur Versteifung der Klammer bzw. zur Erhöhung der Andruckkraft ist es von Vorteil, wenn diese in ihren stark biegebeanspruch­ ten Bereichen eine eingeformte Sicke aufweist.

Weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigen

Fig. 1 bis 3 eine erste bis dritte bevorzugte Ausführungs­ form der Erfindung in Seitenansicht,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Endbereiches einer Klammer,

Fig. 5 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in einer Darstellung ähnlich der nach den Fig. 1 bis 3,

Fig. 6 eine Klammer in abgewickelter Draufsicht,

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII aus Fig. 6,

Fig. 8 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in einer Darstellung ähnlich der nach Fig. 5, und

Fig. 9 eine Darstellung einer bekannten Anordnung.

Bei der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche oder gleichwirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung weist der Kühlkörper 10 Kühlrippen 11 auf, die gegenüber der wärmeaufnehmenden Fläche 14 des Kühlkörpers 10 von seinem Grundkörper 12 hervorragen. Der Kühlkörper 10 ist hierbei als Strangpreßprofil ausgebildet und weist eine (durchgehende) Nut 13 auf, die eine Öffnung zum Eindrehen von selbstschneidenden Schrauben bildet.

In die wärmeaufnehmende Fläche 14 ist schräg verlaufend eine schlitzförmige Aufnahmeöffnung 15 eingeformt.

Weiterhin ist die Andruckklammer 20 hakenförmig gebogen, so daß ihr Hauptbiegebereich 23 einerseits in das erste Klamme­ rende 21 übergeht, welches auf den Bauteilekörper 2 eines Bau­ teils 1 drückt und der andererseits in das zweite Klammerende 22 übergeht, das in den Schlitz 15 im Kühlkörper 10 einschieb­ bar ist.

Die Montage ist denkbar einfach. Man legt einfach das Bauteil 1 auf die wärmeaufnehmende Fläche 14 und drückt dann die Klam­ mer 20 mit ihrem zweiten Klammerende 22 in die Öffnung 15′ bis das erste Klammerende 21 unter Biegung des Bereiches 23 das Bauteil 2 fest genug auf den Kühlkörper 10 aufdrückt. Die Klammer 20 bleibt in dieser Position, da ihr Ende 22 durch das entstehende Drehmoment verkeilt, also reibschlüssig gehalten wird.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist der Schlitz 15 in einer Fläche 16 des Kühlkörpers 10 angebracht, welche im wesentlichen rechtwinklig zur wärmeaufnehmenden Fläche 14 ver­ läuft. Diese Fläche 16 ist darüber hinaus in ihrem Bereich zwischen der Öffnung 15 und der Kante zur wärmeaufnehmenden Fläche 14 mit einer Einsenkung versehen, so daß der Kühlkörper 10 an einem Gehäuse oder dergleichen mit seiner Fläche 16 auf­ liegend montiert werden kann und die Klammer 20 dennoch Platz findet zwischen dem Kühlkörper 10 und der (hier nicht gezeig­ ten) Auflagefläche. Im so montierten Zustand kann die Klammer 20 dann entfernt werden, wenn der Schlitz 15 (wie in Fig. 2 gezeigt) an mindestens einer Seite offen ist. In diesem Fall schiebt man die Klammer 23 seitwärts (senkrecht zur Bildebene nach Fig. 2) aus dem Schlitz 15 heraus.

Der Schlitz 15 nach Fig. 2 etwas schräg nach oben in Richtung auf die wärmeaufnehmende Fläche 14 zugeneigt ausgebildet, da­ mit ein besonders fester Sitz gewährleistet ist.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Variante ist der Schlitz 15 im we­ sentlichen senkrecht in die Fläche 16 eingebracht. Um den si­ cheren Sitz zu gewährleisten, ist im Bereich des zweiten Klam­ merendes 22 ein Haken 24 (siehe Fig. 4) aus dem Klammermate­ rial herausgedrückt. Diese Möglichkeit kann natürlich auch bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 Anwendung finden.

Bei der in Fig. 5 gezeigten besonders bevorzugten Ausführungs­ form ist die Öffnung 15 ebenfalls in der Fläche 16 ausgebil­ det, wobei zwei Nasen 17 und 18 in die Aufnahmeöffnung 15 ra­ gen, so daß Hinterschneidungen 19, 19′ gebildet sind.

Die Klammer 20 ist an ihrem zweiten Klammerende 22 hakenförmig gebogen, so daß insgesamt eine im wesentlichen spiralige bzw. a-förmige Gestalt erzielt wird, wie sie in Fig. 5 im einzelnen verdeutlicht ist. Bei dieser Ausführungsform liegt somit eine Art Schnappsitz vor, da die Klammer 20 unter Aufbiegung in die Öffnung 15 unter gleichzeitigem Anpressen des Bauteils 2 auf­ gedrückt werden kann, sich dabei aufbiegt und schließlich mit der Endkante des zweiten Klammerendes 22 in die Hinterschnei­ dung 19 einschnappt. Dadurch ist ein besonders sicherer Sitz sowie eine sichere Aufnahme des durch die Anpreßkraft entste­ henden Drehmoments gewährleistet. Auch bei dieser Anordnung ist es möglich, die Klammer 20 auch dann zu entfernen, wenn der Kühlkörper 10 mit seiner Fläche an einem Gehäuse oder der­ gleichen montiert ist. Auch in diesem Fall kann man die Klam­ mer 20 senkrecht zu ihrer Biegungsebene (also senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 5) aus der Öffnung 15 herausbewegen.

Die Klammer 20 ist, wie in Fig. 6 gezeigt, in ihrem stark bie­ gebeanspruchten Abschnitt 23 mit einer Sicke 25 versehen, wel­ che eine Versteifung bewirkt (siehe auch Fig. 7).

Man kann die Klammer an ihren Ende 21 und 22 mit geraden Schnitten aus Federstahl herausstanzen. Es ist aber auch mög­ lich, bogenförmige Schnitte vorzusehen, wie es in Fig. 6 ge­ zeigt ist. Auf diese Weise wird die Klammer an ihrem Andruc­ kende 21 "entschärft", so daß das Verletzungsrisiko vermindert wird. Andererseits ergeben sich am anderen Ende 22 dadurch Krallen 24, welche sich in das Material des Kühlkörpers 10 einkrallen können, so daß ein Auswandern der Klammer auch bei stärksten Vibrationsbeanspruchungen nicht mehr möglich ist.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform wird auch die zweite Hinterschneidung 19′ mit ausgenutzt, wobei das zweite Ende der Klammer 20 in zwei Abschnitte 22 und 22′ aufgegabelt ist. Diese Klammer ist nur noch seitwärts in die Öffnung 15 einschiebbar.

Aus obigem geht hervor, daß mit dem erfindungsgemäßen Kühlkör­ per und der Klammer eine leichte Montage ebenso wie Demontage sichergestellt sind, wobei mit sehr einfachen Feder- und Kühl­ körperformen gearbeitet werden kann.

Bezugszeichenliste

 1 Bauteil
 2 Bauteilekörper
 3 Anschlußfahnen
 4 Befestigungslasche
 5 Bohrung
10 Kühlkörper
11 Kühlrippen
12 Grundkörper
13 Schraubloch
14 wärmeaufnehmende Fläche
15 Aufnahmeöffnung
16 Seitenfläche
17 erste Nase
18 zweite Nase
19 Hinterschneidung
20 Andruckklammer
21 erstes Klammerende
22 zweites Klammerende
23 Hauptbiegebereich
24 Kralle
25 Sicke

Claims (8)

1. Kühlkörper mit abnehmbarer Andruckklammer, die ein erstes Klammerende aufweist, um ein wärmeabgebendes elektroni­ sches Bauteil wie Diode, Transistor oder dergleichen auf eine wärmeaufnehmende Fläche des Kühlkörpers zu pressen, gekennzeichnet durch eine Verbindungseinrichtung zwischem dem Kühlkörper (10) und der Andruckklammer (20) umfassend
eine Aufnahmeöffnung (15) in einer Außenfläche (14, 16) des Kühlkörpers (10) und
ein, der Aufnahmeöffnung (15) entsprechend geformtes zweites Klammerende (22) der Andruckklammer (20), wobei die Verbindungseinrichtung (15, 22) derart ausge­ bildet ist, daß die Andruckklammer (20) in einer, dem durch die Anpreßkraft am ersten Klammerende (21) wirken­ den Drehmoment entgegengerichtet drehfesten Verbindung am Kühlkörper (10) befestigbar ist.

2. Kühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung (15) derart geformt ist, daß das zweite Klammerende (22) in einer im wesentlichen geradli­ nigen Bewegung relativ zum Kühlkörper (10) aus der Auf­ nahmeöffnung (15) herausnehmbar ist.

3. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung (15) derart geformt ist, daß das zweite Klammerende (22) in einen Schnappsitz in die Aufnahmeöffnung (15) einsetzbar ist.

4. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Klammerende (22) Kralleneinrichtungen (24) zur Sicherung der Andruckklammer (20) am Kühlkörper (10) bzw. in der Aufnahmeöffnung (15) aufweist.

5. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung (15) in einer Seitenfläche (16) des Kühlkörpers (10) angebracht ist, die im wesentlichen senkrecht zu dessen wärmeaufnehmender Fläche (14) verläuft.

6. Kühlkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung (15) eine (von hinten) in Rich­ tung auf die wärmeaufnehmende Fläche (14) verlaufende Hinterschneidung (19) aufweist, und daß die Andruckklam­ mer (20) im wesentlichen spiralig oder σ-förmig gebogen ist, so daß ihr innenliegendes zweites Klammerende (22) in die Hinterschneidung (19) einhakbar ist.

7. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (10) als Strangpreßprofil ausgebildet ist, wobei die Preßrichtung im wesentlichen parallel zur Fläche (14, 16) verläuft, in der sich die Aufnahmeöffnung (15) verbindet, so daß die Aufnahmeöffnung (15) seitlich offen und das zweite Klammerende (22) seitlich in die Aufnahmeöffnung (15) einschiebbar bzw. aus dieser heraus­ nehmbar ist.

8. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckklammer (20) in einem stark biegebean­ spruchten Bereich (23) eine eingeformte Sicke (25) zur Versteifung aufweist.