DE602005006310T2 - Durchflussverteilungsmodul und Stapel von Durchflussverteilungsmodulen - Google Patents

Durchflussverteilungsmodul und Stapel von Durchflussverteilungsmodulen Download PDF

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Description

  • BEREICH DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Durchflussverteilungsmodul zur Verteilung eines Durchflusses von Flüssigkeit über eine zu kühlende Oberfläche. Außerdem betrifft sie einen Stapel solcher Durchflussverteilungsmodule.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Mitunter ist es wünschenswert, eine Oberfläche eines Wärme erzeugenden Objektes kühlen zu können. Zum Beispiel erzeugen Halbleitergeräte während ihres Betriebes Wärme, und diese Wärme trägt zur Verschlechterung des Betriebs des Halbleitergerätes bei. Bei Leistungs-Halbleitergeräten ist es notwendig, während des Betriebes für eine Kühlung zu sorgen, um eine akzeptable Leistung des Gerätes aufrecht zu erhalten, und oft wird dafür eine Flüssigkeitskühlung verwendet.
  • Für diesen Zweck sind früher verschiedene Kühlgeräte verwendet worden. So offenbart WO 02/055942 einen Normaldurchfluss-Wärmetauscher (NFHX), der ein Arbeitsfluid nutzt und eine hohe Wärmefluss-Übertragungskapazität hat. Der NFHX umfasst einen Einlassverteiler und einen Auslassverteiler und eine Vielzahl von gegenseitig verbundenen Kanälen. Ein Fluidstrom wird vom Einlassverteiler über die Verbindungskanäle zum Auslassverteiler geleitet, so dass das Fluid über die zu kühlende Oberfläche fließt.
  • Der in WO 02/055942 offenbarte NFHX ist aber nur zur Kühlung einer einzelnen Oberfläche vorgesehen. In dem Fall, wo mehrere Oberflächen einer Kühlung bedürfen, z. B. mehrere Halbleitergeräte, muss aber jedes Halbleitergerät mit einem Kühlgerät versehen werden (z. B. der NFHX beschrieben in WO 02/055942 ). In diesem Fall werden die Halbleitergeräte nebeneinander angeordnet sein, wobei das Gerät einen verhältnismäßig großen Oberflächenbereich hat. Dies ist ein Nachteil, weil ein solches Gerät in zwei Dimensionen ziemlich platzaufwendig sein wird.
  • Es ist deshalb wünschenswert, ein Kühlgerät vorzusehen, das für mehrere Oberflächen eine Kühlung vorsehen kann und gleichzeitig das gesamte Gerät kompakt hält.
  • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kühlgerät anzubieten, das für mehrere Oberflächen eine Kühlung vorsehen kann, ohne dass das Gerät dabei groß wird.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kühlgerät vorzusehen, das an spezifische Kältebedarfe angepasst werden kann, ohne dass spezialgefertigte Teile erforderlich sind.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kühlgerät vorzusehen, das sich einfach herstellen lässt und doch sehr flexibel in Bezug auf die Erfüllung von spezifischen Ansprüchen oder Bedürfnissen bleibt.
  • Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die obigen und andere Aufgaben dadurch gelöst, dass ein Durchflussverteilungsmodul zur Verteilung eines Durchflusses von Fluid über eine zu kühlende Oberfläche vorgesehen ist, das Folgendes umfasst:
    • – ein Gehäuse
    • – einen Einlassverteiler
    • – einen Auslassverteiler
    • – eine Vielzahl von Durchflusszellen, die eine oder mehrere Durchflussverbindungen zwischen dem Einlassverteiler und dem Auslassverteiler bilden, wobei die Durchflusszellen so angeordnet sind, dass ein Durchfluss des Fluids entlang der/den zu kühlenden Oberfläche(n) fließt, wenn Fluid über mindestens eine Durchflusszelle vom Einlassverteiler zum Auslassverteiler fließt
    • – ein Substrat mit einer oder mehreren zu kühlenden Oberfläche(n)
    • – eine Einlassöffnung zur Versorgung des Einlassverteilers mit Fluid
    • – eine Auslassöffnung zum Auslassen von Fluid vom Auslassverteiler
  • wobei das Durchflussverteilungsmodul zur Verbindung mit einem anderen, im Wesentlichen identischen Durchflussverteilungsmodul vorgesehen ist, und zwar so, dass die Einlassöffnung mit einer anderen, im Wesentlichen identischen Einlassöffnung zur Bildung eines gemeinsamen Fluideinlasses verbunden ist, und auch so, dass die Auslassöffnung mit einer anderen, im Wesentlichen identischen Auslassöffnung zur Bildung eines gemeinsamen Fluidauslasses verbunden ist, wobei das Durchflussverteilungsmodul dafür vorgesehen ist, ein Teil eines Stapels von Durchflussverteilungsmodulen zu bilden.
  • Die zu kühlende(n) Oberfläche(n) kann/können ein Teil oder thermisch verbunden mit einer Heizquelle sein, wie z. B. einem Halbleiter, z. B. in einer selbstfahrenden Anwendung oder einer zentralen Datenverarbeitungseinheit (CPU). Die zu kühlende(n) Oberfläche(n) ist/sind die Oberfläche(n) des Substrats.
  • Der Einlassverteiler und der Auslassverteiler sind zur Lieferung bzw. zum Empfang eines Fluiddurchflusses zu/von den Durchflusszellen vorgesehen. Dabei kann das Fluid von dem Einlassverteiler, über eine oder mehrere Durchflusszellen, zum Auslassverteiler fließen. Der Fluiddurchfluss läuft entlang der/den zu kühlenden Oberfläche(n), und die Oberfläche(n) wird/werden mit Hilfe des Fluids gekühlt.
  • Das Fluid ist vorzugsweise eine Flüssigkeit, wie z. B. Wasser oder eine Mischung von Ethylenglycol und Wasser für selbstfahrende Anwendungen, wo Temperaturen unter 0°C vorkommen können. Alternativ kann die Flüssigkeit eine Zweiphasen-Kühlflüssigkeit sein, wie z. B. R134a, die weitgehend in Kühlschränken und Gefriermöbeln angewandt wird.
  • Das Substrat ist vorzugsweise von der Art, die zum Tragen einer oder mehrerer elektrischen Komponente(n) vorgesehen ist, d. h. ein so genannter Komponententräger. Dadurch ist das Durchflussverteilungsmodul dafür vorgesehen, Komponenten, die vom Substrat getragen werden, mit Kühlung zu versehen. Das Substrat kann Teil eines Halbleitergerätes sein, das Wärme erzeugt und deswegen Kühlung bedarf. Damit kann/können die zu kühlende(n) Oberfläche(n) Teil des Durchflussverteilungsmoduls sein. Alternativ kann/können die Oberfläche(n) außerhalb des Moduls angebracht sein, d. h. das Modul kann in der Nähe (vorzugsweise anliegend an) der Oberfläche(n) angeordnet sein.
  • Das Durchflussverteilungsmodul ist zur Verbindung mit einem anderen Durchflussverteilungsmodul vorgesehen. Die Einlassöffnung ist zur Verbindung mit einer anderen Einlassöffnung und die Auslassöffnung ist zur Verbindung mit einer anderen Auslassöffnung vorgesehen. Dadurch werden ein gemeinsamer Fluideinlass und ein gemeinsamer Fluidauslass gebildet, wenn das Durchflussverteilungsmodul mit einem anderen Durchflussverteilungsmodul verbunden wird. Somit können zwei oder mehrere Durchflussverteilungsmodule zu einem Stapel von Durchflussverteilungsmodulen zusammengebaut werden, und jedes Durchflussverteilungsmodul des Stapels kann mit Fluid versorgt werden, ungeachtet der Anzahl von Modulen im Stapel. Eine Anpassung oder zusätzliche Teile sind dafür nicht erforderlich. Dadurch kann das Durchflussverteilungsmodul der Erfindung als "Baustein" für eine Kühleinheit wirken. Wenn ein spezifischer Kühlbedarf vorhanden ist, kann eine Kühleinheit dann einfach in Übereinstimmung mit dem Kühlbedarf zusammengebaut werden, dadurch dass die Anzahl von Durchflussverteilungsmodulen gewählt wird, die dem Kühlbedarf entspricht. Damit ist keine spezielle Anpassung notwendig um eine Kühleinheit zu gestalten, die einem spezifischen Kühlbedarf entspricht, und ein sehr einfaches und trotzdem flexibles System ist damit geschaffen.
  • Außerdem eröffnet der Umstand, dass die Durchflussverteilungsmodule zur Verbindung mit anderen Durchflussverteilungsmodulen vorgesehen sind, die Möglichkeit eines Stapelns der Module, wobei Kühlung von mehreren Oberflächen möglich ist, ohne dass das sich ergebende Gerät in eine Richtung wesentlich vergrößert. Wie oben beschrieben, wird sich der Oberflächenbereich des Gerätes in Systemen nach dem Stand der Technik typischerweise wesentlich vergrößern, wenn mehrere Durchflussverteilungsmodule oder -einheiten benötigt werden, um dem Kühlbedarf zu entsprechen, da die Module/Einheiten nebeneinander anzuordnen sind. Da aber das Durchflussverteilungsmodul der vorliegenden Erfindung zur Verbindung mit einem anderen Durchflussverteilungsmodul in einer solchen Weise, dass ein Stapel aus Durchflussverteilungsmodulen gebildet wird, vorgesehen ist, müssen alle Module nicht nebeneinander angeordnet werden, sondern können aufeinander gestapelt werden, wobei eine sehr kompakte Kühleinheit geschaffen wird. Dies ist sehr vorteilhaft. Außerdem ergibt sich dadurch die Möglichkeit der Lieferung von Kühlung in drei Dimensionen, d. h. die Durchflusszellen können zwischen einem Einlassverteiler und einem Auslassverteiler in drei Dimensionen parallel verbunden werden. Dies ist vorteilhaft, weil dadurch die Temperaturgradienten reduziert werden.
  • Das andere Durchflussverteilungsmodul ist vorzugsweise auch ein Durchflussverteilungsmodul nach der vorliegenden Erfindung, und die Durchflussverteilungsmodule des sich ergebenden Stapels sind vorzugsweise identisch. Alternativ können sich aber die Module voneinander unterscheiden, z. B. um spezifischen Kühlansprüchen von verschiedenen Oberflächen zu genügen. Es muss aber bemerkt werden, dass die Unterschiede zwischen den Modulen nicht von einer solchen Art sein sollten, dass die Module nicht verbunden werden können.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist die Vielzahl von Durchflusszellen zwischen den Verteilern parallel verbunden. In dieser Ausführung erzeugt jede der Durchflusszellen eine Fluidverbindung zwischen dem Einlassverteiler und dem Auslassverteiler. Damit wird Fluid aus dem Einlassverteiler gleichzeitig über die Durchflusszellen zum Auslassverteiler fließen. Dabei wird/werden die Oberfläche(n) so gekühlt, dass Temperaturgradienten über die Oberfläche(n) eliminiert oder zumindest erheblich reduziert werden.
  • Alternativ können einige oder alle Durchflusszellen in Reihe geschaltet sein.
  • Jeder Durchflusskanal kann so ausgebildet sein, dass er eine Vielzahl von Änderungen in der Durchflussrichtung des entlang der Oberfläche(n) fließenden Fluids bewirkt. Dies ist vorteilhaft, weil es Turbulenz bewirkt, aber auch mit einem laminaren Durchfluss werden die Richtungsänderungen im Durchflussmuster des Fluids in den Durchflusszellen eine erhöhte Wärmeübertragung bewirken. Fluid, das beim Fließen entlang der zu kühlenden Oberfläche(n) aufgewärmt wurde, wird effektiv mit kälterem Fluid gemischt, das nicht entlang der zu kühlenden Oberfläche(n) geflossen ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die gesamte Kühlkapazität des Fluids im Kühlprozess ausgenutzt wird.
  • Vorzugsweise bilden zumindest das Gehäuse, der Einlassverteiler, der Auslassverteiler und die Vielzahl von Durchflusszellen eine einzige Einheit. Dies ist aus Herstellungsgründen sehr vorteilhaft, weil dadurch gestattet wird, dass zumindest das Gehäuse, die Verteiler und die Durchflusszellen in einer einzigen Herstellungsstufe hergestellt werden. Dadurch wird das Durchflussverteilungsmodul für eine Massenproduktion sehr geeignet.
  • Das Substrat kann in einem im Gehäuse ausgebildeten Hohlraum montiert werden. In diesem Fall ist das Gehäuse des Durchflussverteilungsmoduls vorzugsweise zur Verbindung mit dem Gehäuse eines anderen Durchflussverteilungsmoduls vorgesehen. Dabei können die Module un abhängig von den Eigenschaften des Substrats verbunden werden. Wenn in einem Hohlraum montiert, kann ein äußeres Teil des Substrats bündig mit einem oder mehreren äußeren Teilen des Gehäuses abgeschlossen sein, um eine im Wesentlichen gemeinsame Oberfläche zu bilden. Die im Wesentlichen gemeinsame Oberfläche kann eine Grenzfläche zum nächsten Durchflussverteilungsmodul bilden. In diesem Fall kann das äußere Teil des Substrates eine zu kühlende Oberfläche sein, und die Oberfläche kann mit Hilfe eines benachbarten Moduls gekühlt werden.
  • Das Substrat und das Gehäuse können in einer im Wesentlichen fluiddichten Weise verbunden sein. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn ein äußeres Teil des Substrats und eines oder mehrere äußeren Teile des Gehäuses wie oben beschrieben eine im Wesentlichen gemeinsame Oberfläche bilden. Das Substrat und das Gehäuse können z. B. unter Anwendung eines Silikonklebers und/oder eines oder mehrerer O-Ringe verbunden werden. Der/die O-Ring(e) kann/können z. B. mit Hilfe einer Zweikomponenten-Gießprozesstechnologie ausgebildet werden. In diesem Fall kann/können der/die O-Ring(e) direkt im Gehäuse oder im Substrat ausgebildet werden. Nach dem Auftragen des Silikonklebers oder den/die O-Ring(e), können das Gehäuse und das Substrat mit Vorteil einer im Wesentlichen konstanten Kraft unterworfen werden, die die beiden Teile aneinander presst. Eine solche, im Wesentlichen konstante Kraft kann z. B. durch eine an das Modul angesetzte Feder oder Klemmung erzeugt werden. Im vorliegenden Fall bedeutet der Begriff "im Wesentlichen fluiddicht", dass das in dem Durchflussver teilungsmodul verwendete Fluid zumindest im Wesentlichen daran gehindert wird, aus dem Modul auszutreten.
  • Nach einer anderen Ausführung kann das Substrat ein integriertes Teil des Gehäuses sein, und zumindest die Vielzahl der Durchflusszellen kann in einem Hohlraum angeordnet sein, der im Gehäuse ausgebildet ist. In dieser Ausführung kann das Substrat in einem Material, z. B. einem Kunststoffmaterial, eingekapselt sein, wobei die Kapselung das Gehäuse mit dem darin ausgebildeten Hohlraum bildet. Die Durchflusszellen sind dann vorzugsweise in einer separaten Ablenkplatte ausgebildet, die in den Hohlraum passt. Die Ablenkplatte kann entweder so geformt und angeordnet werden, dass die Durchflusszellen imstande sind, einen Fluiddurchfluss über eine Oberfläche des im Gehäuse integrierten Substrates zu verteilen, oder sie kann so geformt und angeordnet werden, dass die Durchflusszellen imstande sind, einen Fluiddurchfluss über eine Oberfläche des im Gehäuse eines benachbarten Durchflussverteilungsmoduls integrierten Substrates zu verteilen.
  • Der Einlassverteiler und der Auslassverteiler können zusätzlich in dem Hohlraum angeordnet sein, z. B. Teil der Ablenkplatte sein.
  • Das Durchflussverteilungsmodul kann zur Verbindung mit einem anderen, im Wesentlichen identischen Durchflussverteilungsmodul vorgesehen sein, und zwar über ein oder mehrere Substrat(e), jeweils mit einer oder mehreren zu kühlenden Oberfläche(n). In diesem Fall ist das Gehäuse eines Durchflussverteilungsmoduls zur Verbin dung mit einem Substrat vorgesehen. Dieses Substrat kann dann mit einem anderen Substrat oder einem anderen Durchflussverteilungsmodul verbunden sein. Dadurch wird "ein Sandwich" mit Durchflussverteilungsmodulen vorgesehen, die sich im Wesentlichen gegenüberliegen, wobei ein oder mehrere Substrat(e) zwischen den Durchflussverteilungsmodulen angeordnet ist/sind. Außerdem kann ein Stapel von Durchflussverteilungsmodulen aus zwei oder mehreren solcher "Sandwichs" gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können zwei oder mehrere "Sandwichs" nebeneinander angeordnet werden.
  • Mindestens ein Substrat kann ein "Direct Copper Bonding" (DCB) Substrat sein. Alternativ oder zusätzlich kann/können ein oder mehrere Substrate jede andere Art von Substrat sein, wie z. B. "Insulated Metal" (IMS) Substraten, einem Dickfilm oder anderen keramisch basierten Substraten.
  • Das Gehäuse des Durchflussverteilungsmoduls kann eine erste Seite aufweisen, die zur Aufnahme einer zu kühlenden Oberfläche vorgesehen ist, und eine zweite Seite, die der ersten Seite zumindest im Wesentlichen gegenüberliegt, wobei in der zweiten Seite zumindest die Vielzahl von Durchflusszellen ausgebildet ist, die dafür vorgesehen sind, einen Fluiddurchfluss über eine zu kühlende Oberfläche zu erzeugen, wobei diese Oberfläche in der ersten Seite eines benachbarten Durchflussverteilungsmoduls angeordnet ist. In dieser Ausführung arbeitet ein sich ergebender Stapel von Durchflussverteilungsmodulen so, dass ein Modul eine zu kühlende Oberfläche aufweist, wobei die Kühlung der Oberfläche vom benachbarten Modul erzeugt wird. Diese Konfiguration des Durchflussverteilungsmoduls macht das Modul sehr geeignet für eine Massenproduktion, da es einstückig ausgebildet werden kann, wobei die Oberflächen an einer Seite angeordnet werden und die Durchflusszellen in der anderen Seite ausgebildet werden, so dass eine andere Oberfläche, die in einem benachbarten Modul angeordnet ist, von dem Fluid gekühlt wird, das durch die Durchflusszellen hindurchfließt. Diese Konfiguration macht es auch sehr einfach, einen Stapel aus Durchflussverteilungsmodulen herzustellen, und auch die zu kühlenden Oberflächen zu positionieren oder auszutauschen.
  • In einer Ausführung können auch der Einlassverteiler und der Auslassverteiler in der zweiten Seite ausgebildet sein, wobei das Durchflussverteilungsmodul für eine Massenproduktion noch geeigneter wird.
  • Nach einer anderen Ausführung kann das Gehäuse eine erste Seite aufweisen, in der eine zu kühlende Oberfläche ein integriertes Teil ist, und eine zweite Seite zur Aufnahme einer Ablenkplatte in der zumindest die Vielzahl von Durchflusszellen ausgebildet ist, wobei die Vielzahl von Durchflusszellen zur Erzeugung eines Fluiddurchflusses vorgesehen ist, und zwar über eine zu kühlende Oberfläche, die ein integriertes Teil der ersten Seite eines benachbarten Durchflussverteilungsmoduls ist. Zusätzlich können der Einlassverteiler und der Auslassverteiler in der Ablenkplatte ausgebildet sein.
  • Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die obigen und andere Aufgaben durch einen Stapel von Durchflussverteilungsmodulen gelöst, wobei jedes Durchflussverteilungsmodul des Stapels ein Durchflussverteilungsmodul nach dem ersten Aspekt der Erfindung ist.
  • Wie oben erwähnt, ist ein solcher Stapel von Durchflussverteilungsmodulen sehr vorteilhaft, weil er eine Kühleinheit zur Verfügung stellt, die sehr einfach aber doch sehr flexibel ist, da er sich einfach dazu anpassen lässt, einen spezifischen Kühlbedarf zu decken, ohne eine spezielle Anpassung der einzelnen "Komponenten".
  • Die Durchflussverteilungsmodule können mit Hilfe einer Anzahl von Befestigungsmitteln verbunden werden, z. B. eine oder mehrere Schraube(n), und/oder mit Hilfe eines Silikonklebers. Außerdem können die Durchflussverteilungsmodule unter Verwendung von einem oder mehreren O-Ring(en), wie oben beschrieben, verbunden werden. Wie oben in Verbindung mit der im Wesentlichen fluiddichten Verbindung von Gehäuse und Substrat beschrieben, können die Module einer im Wesentlichen konstanten Kraft unterworfen werden, die die Module gegeneinander presst. Eine solche Kraft kann z. B. von einer Feder oder einer Klemmung bereitgestellt werden, die am Modulstapel angesetzt wird.
  • Der Stapel von Durchflussverteilungsmodulen kann außerdem einen gemeinsamen Fluideinlass zur Lieferung von Fluid an die Einlassverteiler der Durchflussvertei lungsmodule, und einen gemeinsamen Fluidsauslass zur Aufnahme von Fluid aus den Auslassverteilern der Durchflussverteilungsmodule, aufweisen. In diesem Fall ist der gemeinsame Fluideinlass aus Einlassöffnungen der Durchflussverteilungsmodule gebildet, und der gemeinsame Fluidauslass ist aus Auslassöffnungen der Durchflussverteilungsmodule gebildet. In dieser Ausführung wird Fluid an alle Module über den gemeinsamen Fluideinlass geliefert, und nach der Passage durch die Durchflusszellen zum Auslassverteiler wird das Fluid über den gemeinsamen Fluidauslass vom Stapel abgeleitet. Dabei wird nur eine externe Verbindung zu einer Fluidquelle gebraucht, um alle Durchflussverteilungsmodule des Stapels mit Fluid zu versorgen.
  • Die Durchflussverteilungsmodule sind vorzugsweise zwischen dem gemeinsamen Fluideinlass und dem gemeinsamen Fluidauslass parallel verbunden. Dadurch wird die Kühlung der Oberflächen entsprechend verschiedener Durchflussverteilungsmodule so geliefert, dass Temperaturgradienten eliminiert oder zumindest erheblich reduziert werden. Dies entspricht in hohem Masse der oben beschriebenen Situation in Bezug auf die Durchflusszellen eines Moduls, die zwischen den Verteilern parallel verbunden sind. In einer bevorzugten Ausführung sind die Durchflusszellen jedes Moduls und auch die Module parallel verbunden. In dieser Ausführung werden Temperaturgradienten in zwei Dimensionen eliminiert oder zumindest erheblich reduziert, wobei eine gleichartige Kühlung erzielt wird.
  • Mindestens zwei Durchflussverteilungsmodule können über ein oder mehrere Substrat(e) verbunden sein. Dies ist oben schon näher beschrieben.
  • Mindestens zwei Durchflussverteilungsmodule können so verbunden werden, dass sich die Substrate gegenüberliegen. In dieser Ausführung kann der Stapel in einer "Gehäuse, Substrat, Substrat, Gehäuse" Struktur montiert sein. Alternativ besteht der Stapel abwechselnd aus Gehäusen und Substraten.
  • Nach einer Ausführung können mindestens zwei Durchflussverteilungsmodule direkt so miteinander verbunden sein, dass ein Substrat, das Teil einer Standardkomponente ist, von zwei Durchflussverteilungsmodulen gehalten wird. In dieser Ausführung wird eine "Sandwich-Struktur" durch abwechselnde Durchflussverteilungsmodule und Standardkomponenten gebildet. Die Durchflussverteilungsmodule sollten in diesem Fall so hergestellt sein, dass eine gewünschte Standardkomponente zwischen zwei Durchflussverteilungsmodulen hineinpasst. Diese Ausführung ist vorteilhaft, weil es gleichzeitige Kühlung einer Anzahl von Standardkomponenten zulässt, ohne dass die Kühlung bei der Herstellung der Standardkomponenten berücksichtigt werden muss. Dies ist ein Vorteil, weil die Werkzeuge für die Herstellung der Standardkomponenten üblicherweise teurer sind als die Werkzeuge für die Herstellung der Durchflussverteilungsmodule, und es ist deshalb wünschenswert, bei der Herstellung von Standardkomponenten die gleichen Werkzeuge verwenden zu können, ungeachtet der beabsichtigten Anwendung der resultierenden Komponenten.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin:
  • 1 eine "Direct Copper Bonding" (DCB) Struktur zeigt,
  • 2 ein Gehäuse mit einem Hohlraum zur Aufnahme des in 1 gezeigten Substrats zeigt,
  • 3 ein Gehäuse zeigt, in dem ein Einlassverteiler, ein Auslassverteiler und eine Vielzahl von Durchflusszellen ausgebildet sind,
  • 4 ein Durchflussverteilungsmodul mit einem darin aufgenommenen Substrat zeigt,
  • 5 einen Stapel von drei Durchflussverteilungsmodulen zeigt,
  • 6 einen Stapel von sechs Durchflussverteilungsmodulen zeigt,
  • 7 einen Stapel von neun Durchflussverteilungsmodulen zeigt,
  • 8 einen Stapel von zwölf Durchflussverteilungsmodulen zeigt,
  • 9 und 10 Querschnitte eines Stapels von drei Durchflussverteilungsmodulen mit einem gemeinsamen Einlass und einem gemeinsamen Auslass, die in zwei verschiedenen Weisen angebracht sind, zeigen,
  • 11 eine Explosionsansicht eines Gehäuses ist, das aus zwei trennbaren Teilen besteht,
  • 1215 den sequentiellen Aufbau eines Substratteils für ein Durchflussverteilungsmodul nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigen,
  • 16 und 17 Stapel von Durchflussverteilungsmodulen zeigen, die über ein oder mehrere Substrat(e) verbunden sind,
  • 18 einen Stapel von Durchflussverteilungsmodulen mit Substratteilen zeigt, die Seite an Seite angeordnet sind,
  • 19 ein Durchflussverteilungsmodul nach einer zweiten Ausführung der Erfindung zeigt,
  • 20 das Durchflussverteilungsmodul aus 19 mit einem montierten Substrat zeigt,
  • 21 eine Explosionsansicht eines Stapels von Durchflussverteilungsmodulen der in 20 gezeigten Art ist,
  • 22 eine Explosionsansicht eines Durchflussverteilungsmoduls nach einer dritten Ausführung der Erfindung ist,
  • 23 eine Explosionsansicht eines Stapels von Durchflussverteilungsmodulen der in 22 gezeigten Art ist,
  • 24 den Stapel von Durchflussverteilungsmodulen nach 23 zeigt,
  • 25 eine Explosionsansicht eines Durchflussverteilungsmoduls nach einer vierten Ausführung der Erfindung ist,
  • 26 das Durchflussverteilungsmodul nach 25 zeigt,
  • 27 eine Explosionsansicht des Durchflussverteilungsmoduls nach 25 und 26 und eines Standard-Halbleitermodul ist,
  • 28 das Durchflussverteilungsmodul und das Halbleitermodul nach 27 ist,
  • 29 eine Explosionsansicht eines Stapels von Durchflussverteilungsmodulen der in 28 gezeigten Art ist, und
  • 30 den Stapel von Durchflussverteilungsmodulen nach 29 zeigt.
  • NÄHERE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein DCB Substrat 1 mit einer Anzahl von darauf angeordneten Komponenten 2. Die Komponenten 2 können z. B. "Integrated Gate Bipolar Transistors" (IGBT) und/oder Dioden sein. Das DCB Substrat 1 ist zusätzlich mit drei Netzklemmen 3 und drei Steuerklemmen 4 versehen. Die in der Figur gezeigten Klemmen 3, 4 sind mit dem Substrat verschweißt oder verlötet. Alternativ können die Klemmen 3, 4 durch Verdrahtung oder durch jede andere geeignete Technik zur Befestigung von Klemmen an einem Substrat befestigt werden.
  • 2 zeigt ein Durchflussverteilungsmodul 5 mit einem Gehäuse 6 mit einem darin ausgebildeten Hohlraum 7. Der Hohlraum 7 ist zur Aufnahme eines Substrates 1, wie in 1 gezeigt, vorgesehen. Das Gehäuse 6 hat somit drei Löcher 8 zur Aufnahme der Netzklemmen 3 und drei Löcher 9 zur Aufnahme der Steuerklemmen 4. Das Gehäuse 6 weist zusätzlich eine Einlassöffnung 10 zum Einlassen von Fluid in das Durchflussverteilungsmodul 5 und eine Auslassöffnung 11 zum Auslassen von Fluid aus dem Durchflussverteilungsmodul 5 auf. Dies wird weiter unten näher erläutert werden.
  • 3 zeigt das Durchflussverteilungsmodul nach 2, jedoch von der anderen Seite. Ein Einlassverteiler 12 und ein Auslassverteiler 13 sind im Gehäuse 6 ausgebildet. Sechs Durchflusszellen 14 (auch im Gehäuse 6 ausgebildet) bilden je eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Einlassverteiler 12 und dem Auslassverteiler 13. Die Durchflusszellen 14 sind zwischen den Verteilern 12, 13 parallel verbunden. Damit wird Fluid, das über die Einlassöffnung 10 in den Einlassverteiler 12 einfließt, über die Durchflusszellen 14 zum Auslassverteiler 13 fließen und von dort wird das Fluid über die Auslassöffnung 11 das Modul 5 verlassen.
  • 4 zeigt das Durchflussverteilungsmodul 5 der 2 mit dem DCB Substrat 1 der 1, das im Hohlraum (nicht sichtbar in 4) angeordnet ist. Man kann sehen, dass die Netzklemmen 3 in die Löcher 8 hineinpassen, und dass die Steuerklemmen 4 in die Löcher 9 hineinpassen, und zwar so, dass die Klemmen 3, 4 vom Modul 5 hervorstehen, wenn das DCB Substrat 1 in dem Hohlraum des Gehäuses 6 angeordnet ist. Dadurch können die Klemmen 3, 4 externe Verbindungen bilden, z. B. zur Energieversorgung der Komponenten des Substrats oder zur Steuerung der Komponenten.
  • 5 zeigt einen Stapel von drei Durchflussverteilungsmodulen 5. Der Stapel wird von einem Deckel 15 an einem Ende und einem unteren Teil 16 an einem gegenüberliegenden Ende abgeschlossen. Im Deckel 15 sind eine Einlassöffnung 10 und eine Auslassöffnung 11 ausgebildet. Dadurch kann Fluid an alle Durchflussverteilungsmodule 5 des Stapels durch die Einlassöffnung geliefert werden. Entsprechend wird Fluid, das durch alle Durchflussverteilungsmodule 5 geflossen ist, gesammelt und durch die Auslassöffnung 11 aus dem Stapel ausgelassen.
  • Jedes Modul 5 weist eine Halbbrücke auf, und der Stapel von drei Modulen 5 bildet deshalb ein Dreiphasenmodul. Eine erste 3a, eine zweite 3b und eine dritte 3c Klemme stehen von jedem Durchflussverteilungsmodul 5 hervor. Die ersten Klemmen 3a sind zur Verbindung mit einem positiven Pol einer Stromversorgung vorgesehen, die zweiten Klemmen 3b sind zur Verbindung mit einem negativen Pol einer Stromversorgung vorgesehen, und jede der dritten Klemmen 3c bildet eine Phase des Dreiphasenmoduls. Alle ersten Klemmen 3a können gemeinsam verbunden werden, z. B. mit einer Busschiene. Entsprechend können alle zweiten Klemmen 3b gemeinsam verbunden werden.
  • 68 zeigen Stapel von Durchflussverteilungsmodulen 5 nach 5. In 6 umfasst der Stapel sechs Durchflussverteilungsmodule 5, in 7 umfasst der Stapel neun Durchflussverteilungsmodule 5 und in 8 umfasst der Stapel zwölf Durchflussverteilungsmodule 5. Alle Einzelheiten der Beschreibung des Stapels in 5 gelten auch für die Stapel der 68.
  • In 6 können die Halbbrücken der sechs Durchflussverteilungsmodule 5 paarweise parallel geschaltet werden, wobei ein Dreiphasenmodul entsteht, wobei jede Phase von den Halbbrücken von zwei Durchflussverteilungsmodulen 5 versorgt wird.
  • Entsprechend bilden die Stapel der 7 und 8 Dreiphasenmodule durch Verbindung der Phasen der Halbbrücken drei und drei bzw. vier und vier.
  • 9 zeigt einen Querschnitt eines Stapels von drei Durchflussverteilungsmodulen 5 nach einer Ausführung der Erfindung. 9 zeigt den Fluiddurchfluss durch den Stapel. Die Durchflussverteilungsmodule 5 sind zwischen einer Einlassöffnung 10 und einer Auslassöffnung 11 parallel verbunden, die an gegenüberliegenden Enden des Stapels angebracht sind. Fluid läuft über die Einlassöffnung 10 in den Stapel, wie angegeben durch den nach unten gerichteten Pfeil, und läuft durch die Durchflusszellen des Durchflussverteilungsmoduls 5. Dies wird durch die horizontalen Pfeile angegeben. Nachfolgend wird das Fluid gesammelt und verlässt den Stapel durch die Auslassöffnung 11. Dadurch können alle Durchflussverteilungsmodule 5 mit Fluid versorgt werden, indem die Einlassöffnung 10 mit einer Fluidquelle und die Auslassöffnung 11 mit einem Fluidreservoir zur Aufnahme des gebrauchten Fluids verbunden werden. In der in 9 gezeigten Ausführung müssen die beiden Verbindungen an gegenüberliegenden Seiten des Stapels angeordnet werden.
  • 10 zeigt einen Querschnitt durch einen Stapel von Durchflussverteilungsmodulen 5 nach einer anderen Ausführung der Erfindung. Alle Einzelheiten, die oben in Verbindung mit der Beschreibung des Stapels von 9 erwähnt wurden, gelten auch hier, mit Ausnahme des Umstandes, dass die Einlassöffnung 10 und die Auslassöffnung 11 der Ausführung in 10 an derselben Seite des Stapels angebracht sind, und die Verbindungen zur Fluidquelle und zum Reservoir sollten deshalb auch an der gleichen Seite angeordnet werden.
  • 11 zeigt eine Explosionsansicht eines Durchflussverteilungsmoduls 5 mit einem ersten Teil, in dem eine Einlassöffnung 10, eine Auslassöffnung 11, ein Einlassverteiler 12 und ein Auslassverteiler 13 ausgebildet sind. Sechs Durchflusszellen 14 sind zwischen dem Einlassverteiler 12 und dem Auslassverteiler 13 parallel verbunden. Das Durchflussverteilungsmodul 5 weist außerdem einen zweiten Teil 18 auf, an dem ein DCB Substrat 1 montiert ist. Drei Netzklemmen 3 und drei Steuerklemmen 4 stehen vom zweiten Teil 18 des Durchflussverteilungsmoduls 5 vor. Im zweiten Teil 18 sind auch eine Einlassöffnung 10 und eine Auslassöffnung 11 ausgebildet. Der erste Teil 17 und der zweite Teil 18 sind zum Verbinden vorgesehen, wobei sie das Durchflussverteilungsmodul 5 bilden. Wenn das Durchflussverteilungsmodul 5 zusammengesetzt ist, bilden die Einlassöffnungen 10 und die Auslassöffnungen 11 durchgehende Bohrungen, die dafür vorgesehen sind, eine gemeinsame Fluidversorgung einer Anzahl von Durchflussverteilungsmodulen 5, die zur Bildung eines Stapels von Durchflussverteilungsmodulen 5 verbunden sind, zu bilden.
  • Die 1215 zeigen den sequentiellen Aufbau eines Substratteils 19 für ein Durchflussverteilungsmodul nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. 12 zeigt ein Substrat 1 mit einer darauf angeordneten Anzahl von Komponenten 2. Beim Aufbau des Substratteils 19 wäre dies ein passender Ausgangspunkt. 13 zeigt das Substrat 1 der 12, jedoch mit drei Netzklemmen 3 und drei Steuerklemmen 4. Dabei zeigt die 13 die nächste Stufe des Prozesses, d. h. die Befestigung von Netzklemmen 3 und Steuerklemmen 4 am Substrat 1. Vor zugsweise werden die Klemmen 3, 4 durch Löten oder Schweißen befestigt.
  • In 14 ist ein zweites Substrat 1 auf und gegenüber dem ursprünglichen Substrat 1 angeordnet. Dadurch ergibt sich ein "Doppelsubstrat". Die beiden Substrate 1 können identisch sein, sie können sich aber auch voneinander unterscheiden. Im letzteren Fall kann jedes Substrat 1 einen einzelnen Schalter aufweisen, und das "Doppelsubstrat" kann dabei eine Halbbrücke bilden. Eine solche Konstruktion würde z. B. das "Doppelsubstrat" (oder das sich ergebende Substratteil 19) sehr geeignet als Baustein machen, z. B. zum Erzeugen eines Dreiphasen-Invertermoduls. In 15 ist das "Doppelsubstrat" mit einer Kapselung 20 versehen worden, wobei es ein Substratteil bildet, das zur Verbindung mit einem Durchflussverteilungsmodul bereit ist.
  • 16 zeigt einen Stapel von Durchflussverteilungsmodulen 5 nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Der Stapel umfasst zwei Durchflussverteilungsmodule 5/Gehäuse 6, die über ein Substratteil 19 verbunden sind, wobei das Substratteil 19 zwischen den Gehäusen 6 angeordnet ist. Das Substratteil 19 kann von der in 15 gezeigten Art sein. Es kann aber auch nur ein Substrat aufweisen, oder es kann drei oder mehrere Substrate aufweisen, die verbunden worden sind, z. B. in einer Art und Weise, wie in Verbindung mit den 1215 beschrieben. In dem Fall, wo das Substratteil 19 von der in 15 gezeigten Art ist, wird jedes der Gehäuse 6 Kühlung für eines der Substrate 1 des Substratteils 19 liefern.
  • Jedes der Gehäuse 6 ist mit einer Einlassöffnung 10 zur Lieferung eines Kühlfluids ins Innere des Gehäuses 6 und einer Auslassöffnung 11 zur Entfernung des Fluids aus dem Gehäuse 6 versehen.
  • 17 zeigt einen Stapel von Durchflussverteilungsmodulen 5 nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Der Stapel umfasst drei Gehäuse 6, die wie oben beschrieben über Substratteile 19 verbunden sind. Alle oben angeführte Einzelheiten gelten auch hier.
  • 18 zeigt einen Stapel von Durchflussverteilungsmodulen 5 mit zwei Gehäusen 6, die über drei nebeneinander angeordnete Substratteile 19 verbunden sind. Die Substratteile 19 können von der in 15 gezeigten Art sein. Die Ausführung nach 18 ist sehr geeignet für Anwendungen, in denen mehrere Oberflächen gekühlt werden sollen und ein verhältnismäßig flacher Stapel gewünscht ist. Der Stapel ist im Verhältnis zu Kühlgeräten nach dem Stand der Technik immer noch kompakt, weil einige der Substrate gestapelt sind. Da die Gehäuse 6 mit allen Substratteilen 19 in Verbindung sind, wird Kühlung für alle Substrate durch Versorgung der beiden Gehäuse mit Fluid bereitgestellt.
  • 19 zeigt ein Durchflussverteilungsmodul 5 nach einer zweiten Ausführung der Erfindung. Das Durchflussverteilungsmodul umfasst ein Gehäuse 6, in dem eine Einlassöffnung 10, eine Auslassöffnung 11, ein Einlassverteiler 12, ein Auslassverteiler 13 und sechs Durchflusszellen 14 ausgebildet sind. Jede der Durchfluss zellen 14 bildet, wie oben beschrieben, eine Flüssigkeitsverbindung zwischen den Verteilern 12, 13.
  • 20 zeigt das Durchflussverteilungsmodul 5 nach 19 mit einem Substratteil 19, das so am Durchflussverteilungsmodul 5 montiert ist, dass es ein integriertes Teil des Gehäuses 6 bildet. Drei Netzklemmen 3 und sechs Steuerklemmen 4 stehen vom Substratteil 19 hervor. Wenn ein anderes identisches Durchflussverteilungsmodul 5 oben am in 20 gezeigten Durchflussverteilungsmodul 5 angeordnet wird, werden die Durchflusszellen 14 einen Durchfluss von Flüssigkeit über den Substratteil 19 des oberen Durchflussverteilungsmoduls 5 fließen lassen, wobei dieses Substratteil 19 mit Kühlung versorgt wird.
  • 21 ist eine Explosionsansicht eines Stapels von Durchflussverteilungsmodulen 5 nach 20. Der Stapel umfasst vier Durchflussverteilungsmodule 5. Auf drei dieser Durchflussverteilungsmodule sind Substratteile 19 als integrierte Teile der Gehäuse 6 montiert. Der Stapel wird von einem Deckel 15 abgeschlossen. Es geht klar aus der Figur hervor, dass die Substratteile 19 von den Durchflusszellen (nach oben gerichtet und deshalb nicht sichtbar in der Figur) des Durchflussverteilungsmoduls 5 gekühlt werden, das gleich neben dem betreffenden Substratteil angeordnet ist, wenn der Stapel montiert wird.
  • 22 ist eine Explosionsansicht eines Durchflussverteilungsmoduls 5 nach einer dritten Ausführung der Erfindung mit einem Substratteil 19, das so montiert ist, dass es ein integriertes Teil eines Gehäuses 6 bildet. Drei Netzklemmen 3 und sechs Steuerklemmen 4 stehen vom Substratteil 19 hervor. Das Durchflussverteilungsmodul 5 umfasst ein Gehäuse 6 mit einer darin ausgebildeten Einlassöffnung 10, einer Auslassöffnung 11 und einem Hohlraum 21. Der Hohlraum 21 ist zur Aufnahme einer separaten Ablenkplatte 22 mit vier darin ausgebildeten Durchflusszellen 14 vorgesehen. An der in der Figur nach unten gerichteten Seite der Ablenkplatte 22 sind ein Einlassverteiler und ein Auslassverteiler ausgebildet. Jede der Durchflusszellen 14 ist in Fluidverbindung mit dem Einlassverteiler über einen Zelleneinlass 23 und in Fluidverbindung mit dem Auslassverteiler über einen Zellenauslass 24, und jede Durchflusszelle 14 bildet dadurch eine Fluidverbindung zwischen dem Einlassverteiler und dem Auslassverteiler.
  • 23 ist eine Explosionsansicht eines Stapels von Durchflussverteilungsmodulen 5 nach 22. Der Stapel umfasst vier Durchflussverteilungsmodule 5. Drei davon sind mit einem Substratteil 19 versehen und bilden ein integriertes Teil des Gehäuses 6. Der Stapel wird von einem Deckel 15 abgeschlossen. Bei drei der Durchflussverteilungsmodule 5 ist die Ablenkplatte 22 in den Hohlraum eingesetzt, und es ist klar, dass ein Fluid, das durch die Durchflusszellen 14 der Ablenkplatten 22 läuft, Kühlung an das Substratteil 19 liefern wird, das unmittelbar über der betreffenden Ablenkplatte 22 angebracht ist.
  • 24 zeigt den Stapel von Durchflussverteilungsmodulen 5 nach 23. In 24 ist es klar, dass die Substratteile 19 unmittelbar neben den Durchflusszellen angebracht sind.
  • 25 ist eine Explosionsansicht eines Durchflussverteilungsmoduls 5 nach einer vierten Ausführung der Erfindung. Das Durchflussverteilungsmodul 5 umfasst ein erstes Teil 25 mit einer darin ausgebildeten Einlassöffnung 10, einer Auslassöffnung 11, einem Einlassverteiler 12, einem Auslassverteiler 13 und einer Anzahl von Durchflusszellen 14. Das Durchflussverteilungsmodul 5 umfasst außerdem ein zweites Teil 26 mit einer darin ausgebildeten Öffnung 27. Das zweite Teil 26 ist außerdem mit zwei Verbindungsteilen 28 versehen, die zum Verbinden des Durchflussverteilungsmoduls 5 mit einem anderen, identischen (oder im Wesentlichen identischen) Durchflussverteilungsmodul 5 angewandt werden.
  • 26 zeigt das Durchflussverteilungsmodul 5 der 25. Das erste 25 und das zweite 26 Teil sind verbunden worden, und die Öffnung 27 ist in Übereinstimmung mit den Durchflusszellen 14 angeordnet. Dadurch können die Durchflusszellen 14 einen Durchfluss von Fluid über eine Oberfläche verteilen, die in diesem Bereich angebracht sein kann.
  • 27 ist eine Explosionsansicht des Durchflussverteilungsmoduls 5 nach 25 und 26 und eines Standard-Halbleitermoduls 29. Das Standard-Halbleitermodul 29 ist vorzugsweise ein handelsübliches Modul, das nicht unter Rücksichtnahme auf die Lieferung von Kühlung an das Modul 29 ausgebildet ist. Das Durchflussverteilungsmodul 5 nach dieser Ausführung ist imstande, ein solches Standard-Halbleitermodul 29 mit Kühlung zu versorgen, und zwar durch Anordnen des Durchflussverteilungsmoduls 5 neben dem Standard-Halbleitermodul 29 in einer solchen Weise, dass eine Oberfläche des Standard-Halbleitermoduls 29 die Öffnung 27 des zweiten Teils 26 des Durchflussverteilungsmoduls abdeckt.
  • 28 zeigt das Durchflussverteilungsmodul 5 nach 27 mit dem Standard-Halbleitermodul 29 angeordnet wie oben beschrieben.
  • 29 ist eine Explosionsansicht eines Stapels von Durchflussverteilungsmodulen 5 der in 28 gezeigten Art. Der Stapel wird von einem Deckel 15 abgeschlossen.
  • 30 zeigt den Stapel von Durchflussverteilungsmodulen 5 nach 29. Der sich ergebende Stapel ist eine abwechselnde Struktur von Durchflussverteilungsmodulen 5 und Standard-Halbleitermodulen 29. Es geht aus der Figur hervor, dass die Verbindungsteile 28 so abgemessen und gebildet sind, dass das Standard-Halbleitermodul 29 genau zwischen zwei Durchflussverteilungsmodulen 5 passt, wobei ein kompakter Stapel gebildet werden kann. Nach dieser Ausführung der Erfindung ist es also möglich, das Durchflussverteilungsmodul 5 so zu konstruieren, dass es imstande ist, ein gegebenes Standard-Halbleitermodul 29 zu kühlen, einfach durch eine passende Abmessung und Formgebung der Öffnung 27 und der Verbindungsteile 28. Dies ist sehr vorteilhaft, weil der Herstellungsprozess und die Werkzeuge zur Herstellung des Standard-Halbleitermoduls 29 in den meisten Fällen sehr viel teurer sind als der Herstellungs prozess und die Werkzeuge zur Herstellung des Durchflussverteilungsmoduls 5. Es ist deshalb wünschenswert, Kühlung für ein Halbleitermodul 29 liefern zu können, ohne dass das Halbleitermodul 29 an das Durchflussverteilungsmodul 5 angepasst werden muss.

Claims (19)

  1. Durchflussverteilungsmodul (5) zur Verteilung eines Durchflusses einer Flüssigkeit über mindestens eine zu kühlende Oberfläche, das Folgendes aufweist: – ein Gehäuse (6) – einen Einlassverteiler (12) – einen Auslassverteiler (13) – eine Vielzahl von Durchflusszellen (14), die eine oder mehrere Durchflussverbindungen zwischen dem Einlassverteiler (12) und dem Auslassverteiler (13) bilden, wobei die Durchflusszellen (14) so angebracht sind, dass ein Durchfluss von Fluid entlang der/den zu kühlenden Oberfläche(n) fließt, wenn Fluid über mindestens eine Durchflusszelle (14) vom Einlassverteiler (12) zum Auslassverteiler (13) fließt – ein Substrat (1) mit einer oder mehreren zu kühlenden Oberfläche(n) – eine Einlassöffnung (10) zur Versorgung des Einlassverteilers (12) mit Fluid – eine Auslassöffnung (11) zum Auslassen von Fluid vom Auslassverteiler (13) wobei das Durchflussverteilungsmodul (5) zur Verbindung mit einem anderen, im Wesentlichen identischen Durchflussverteilungsmodul (5) vorgesehen ist, und zwar so, dass die Einlassöffnung (10) mit einer anderen, im Wesentlichen identischen Einlassöffnung zur Bildung eines gemeinsamen Fluideinlasses verbunden ist, und auch so, dass die Auslassöffnung (11) mit einer anderen, im Wesentlichen identischen Auslassöffnung (11) zur Bildung eines gemeinsamen Fluidauslasses verbunden ist, wobei das Durchflussverteilungsmodul (5) dazu vorgesehen ist, ein Teil eines Stapels von Durchflussverteilungsmodulen (5) zu bilden.
  2. Durchflussverteilungsmodul (5) nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Durchflusszellen (14) zwischen den Verteilern (12, 13) parallel verbunden sind.
  3. Durchflussverteilungsmodul (5) nach Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest das Gehäuse (6), der Einlassverteiler (12), der Auslassverteiler (13) und die Vielzahl von Durchflusszellen (14) einstückig ausgebildet sind.
  4. Durchflussverteilungsmodul (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat (1) in einem im Gehäuse (6) ausgebildeten Hohlraum (7) angebracht ist.
  5. Durchflussverteilungsmodul (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat (1) und das Gehäuse (6) in einer im Wesentlichen fluiddichten Weise zusammengebaut sind.
  6. Durchflussverteilungsmodul (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat (1) ein integriertes Teil des Gehäuses (6) bildet, und wobei zumindest die Mehrzahl von Durchflusszellen (14) in einem im Gehäuse (6) ausgebildeten Hohlraum (21) angeordnet ist.
  7. Durchflussverteilungsmodul (5) nach Anspruch 6, wobei zusätzlich der Einlassverteiler (12) und der Auslassverteiler (13) im Hohlraum (21) angebracht sind.
  8. Durchflussverteilungsmodul (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Durchflussverteilungsmodul (5) zur Verbindung mit einem anderen, im Wesentlichen identischen Durchflussverteilungsmodul (5) vorgesehen ist, und zwar über ein oder mehrere Substrate (1), wobei jedes Substrat eine oder mehrere zu kühlende Oberfläche(n) aufweist.
  9. Durchflussverteilungsmodul (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Sub strat (1) ein Direct Copper Bonding (DCB) Substrat ist.
  10. Durchflussverteilungsmodul (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (6) eine erste Seite aufweist, die zur Unterbringung einer zu kühlenden Oberfläche vorgesehen ist, und eine zweite Seite, die zumindest im Wesentlichen der ersten Seite gegenüberliegt, wobei die zweite Seite zumindest die darin ausgebildete Vielzahl von Durchflusszellen (14) aufweist, und wobei die Vielzahl von Durchflusszellen (14) zur Lieferung eines Fluiddurchflusses über eine zu kühlende Oberfläche vorgesehen ist, die in der ersten Seite eines benachbarten Durchflussverteilungsmoduls (5) untergebracht ist.
  11. Durchflussverteilungsmodul (5) nach Anspruch 10, wobei in der zweiten Seite noch der Einlassverteiler (12) und der Auslassverteiler (13) ausgebildet sind.
  12. Durchflussverteilungsmodul (5) nach einem der Ansprüche 1–9, wobei das Gehäuse (6) eine erste Seite mit einer darin integriert ausgebildeten, zu kühlenden Oberfläche, und eine zweite Seite zur Unterbringung einer Ablenkplatte (22), in der zumindest die Vielzahl von Durchflusszellen (14) ausgebildet sind, aufweist, wobei die Vielzahl von Durchflusszellen (14) dazu vorgesehen ist, einen Fluiddurchfluss über eine zu kühlende Oberfläche zu liefern, die einen integrierten Teil der ersten Seite eines benachbarten Durchflussverteilungsmoduls (5) bildet.
  13. Durchflussverteilungsmodul (5) nach Anspruch 12, wobei der Einlassverteiler (12) und der Auslassverteiler (13) in der Ablenkplatte (22) ausgebildet sind.
  14. Stapel von Durchflussverteilungsmodulen (5), wobei jedes Durchflussverteilungsmodul (5) des Stapels ein Durchflussverteilungsmodul (5) nach einem der Ansprüche 1–13 ist.
  15. Stapel von Durchflussverteilungsmodulen (5) nach Anspruch 14, der zusätzlich einen gemeinsamen Fluideinlass zur Lieferung von Fluid zu den Einlassverteilern (12) der Durchflussverteilungsmodule (5) und einen gemeinsamen Fluidauslass zur Aufnahme von Fluid von den Auslassverteilern (13) der Durchflussverteilungsmodule (5) aufweist, wobei der gemeinsame Fluideinlass durch Einlassöffnungen (10) der Durchflussverteilungsmodule (5) und der gemeinsame Fluidauslass durch Auslassöffnungen (11) der Durchflussverteilungsmodule (5) gebildet sind.
  16. Stapel von Durchflussverteilungsmodulen (5) nach Anspruch 15, wobei die Durchflussverteilungsmodule (5) zwischen dem gemeinsamen Fluideinlass und dem gemeinsamen Fluidauslass parallel verbunden sind.
  17. Stapel von Durchflussverteilungsmodulen (5) nach einem der Ansprüche 14–16, wobei mindestens zwei Durchflussverteilungsmodule (5) über ein oder mehrere Substrat(e) (1) verbunden sind.
  18. Stapel von Durchflussverteilungsmodulen (5) nach einem der Ansprüche 14–17, wobei mindestens zwei Module (5) so verbunden sind, dass sich die Substrate (1) gegenüberliegen.
  19. Stapel von Durchflussverteilungsmodulen (5) nach einem der Ansprüche 14–16, wobei mindestens zwei Durchflussverteilungsmodule (5) in einer solchen Weise direkt miteinander verbunden sind, dass ein Substrat (1), das ein Teil einer Standardkomponente ist, von zwei Durchflussverteilungsmodulen (5) gehalten wird.
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