DE6606206U

DE6606206U - Halbeiteranordnung mit fluessigkeitskuehlung.

Info

Publication number: DE6606206U
Application number: DE19646606206
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1964-06-19
Filing date: 1964-07-30
Publication date: 1970-09-10
Also published as: DE1286218B; CH414871A; GB1039508A

Description

Duplikat ^Tz/^sch

Aktiengesellschaft BROWN, BOVERT & GTE. _r Baden (Schweiz) Halbleiteranordnung mit Flüssigkeitskühlung

Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung mit Flüssigkeitskühlung, bei der die an den Halbleitern angebrachten Kühleinrichtungen durch die Kühlflüssigkeit umspült werden.

^: albleiterstromrichter müssen, wenn sie für grössere Stromstärken verwendet werden, gekühlt werden. Hierfür sind flüssige Kühlmittel besonders günstig, sie erfordern aber eine besondere Kühleinrichtung, durch die sie hindurchgeleitet werden müssen. Hierbei werden Kühlrohre oder Kühlgefässe verwendet, durch die das Kühlmittel fliesst, oder in denen das Kühlmittel einen Umlauf j

dur-ehführt. Tn die Wandung dieser Kühleinrichtungen sisd di Halbleiterelemente eingesetzt. Diese besitzen Kühlrippen, die thermisch unmittelbar mit den Halbleitern verbunden sind. Für parallelgeschaltete Elemente ist diese Massnahme ausreichend, da durch die Kühleinrichtung selbst die Parallelschaltung vorgenommen werden kann. Mit diesen Einrichtungen ist es aber nicht möglich, alle Elemente auf demselben Kühlkessel aufzubauen, wenn sie teilweise in Reihe geschaltet sind oder Sicherungen den Elementen nachgeschaltet werden. Dann ist es nSmlich erforderlich, dass die Elemente voneinander und die Elemente von den

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Sicherungen wenigstens einseitig elektrisch isoliert sind. Dies geht aber beim unmittelbaren Einsetzen in den Kühlkörper nicht, da dieser aus leitendem Material besteht.

Erfindungsgemäss wird daher vorgeschlagen, dass sich die Kühl- j flüssigkeit in einem leitenden Behälter befindet, der mindestens an einer Seite durch isolierende Platten abgeschlossen ist, in der die Halbleiterelemente und andere elektrische Teile mit ihrer Kühleinrichtung eingesetzt sind.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Fig. 1 zeigt die Vorderansicht, Fig. 2 die Ansicht von oben und Fig. 3 eine genauere Darstellung des eingesetzten Halbleiterelementes.

In der Fig. 1 ist mit 1 ein Kühlbehälter dargestellt, der etwa rechteckigen Querschnitt hat, wie das aus der Fig. 2 zu erkennen ist. Die Seitenwände und die Rückwand dieses Kessels bestehen aus metallischen, leitenden Stoffen. Die Vorderhand 2 ist aber aus einem nichtleitenden Stoff hergestellt. In diese werden die Halbleiterelemente 4, welche auf den leitenden Platten 3 sitzen, eingesetzt. Die Herstellung dieser Platten erfolgt nun so, dass die Halbleiterlemente nebeneinander angeordnet sind, dann in eine Giessform gesetzt werden, in welche das nichtleitende Material als Giessharz eingegossen wird. Es entstehen dann Platten, in welchen die Halbleiterelemente fest drinliegen. Die metallische Platte 3 kann nun so ausgeführt werden, wie Fig. 3 zeigt, dass sie eine Rippe oder auch eine Rille besitzt, sodas3 das zu um-

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giessende Material der Platte 2 das Halbleiterelement festhalten kann.

Die Kühlung kann nun auf verschiedene Weise erfolgen. Man kann an den Behälter 1 Radiatoren 5 ansetzen, welche durch Luft gekühlt werden. Tn diesen Radiatoren fliesst das Kühlmittel durch, wird also selbst wieder gekühlt, sodass eine Umlaufkühlung entsteht. Diese Einrichtung ist ähnlich aufgebaut, wie Radiatoren an Transformatoren. Auf dem Kühlbehälter kann noch das Ausdehnungs· gefäss 6 angebracht werden. Auch eine erzwungene Umlaufkühlung ist möglich, indem eine Pumpe 7 vorgesehen ist (in Fig. 1 gestrichelt dargestellt), welche das Kühlmittel durch den Kühlbehälter treibt. In diesem Falle sind die Radiatoren 5 nicht nötig. Es kann auch dieses Kühlmittel zugleich aus dem Transformator durch den Kühlbehälter fliessen. Der Transformator ist nicht dargestellt.

et man Kühlmittel? die selbst- nicht isolieren^ beispielsweise Wasser, so ist es notwendig, die Halbleiterelemente selbst mit einem isolierenden Ueberzug zu versehen, denn sonst könnte dass Wasser die Halbleiterelemente elektrisch verbinden. Man versieht also, wie die Fig. j5 zeigt, die Platte 3 mit einem isolierenden Ueberztig 8. Dieser Ueberzug muss aber thermisch leitend sein, damit die Wärmeabfuhr gewährleistet ist.

AKTIENGESELLSCHAFT BROWN, BOVElH& ClE. BADEN (SCHWEIZ) BROWNBOVERI BADENSCHWEIZ

tabe Hr. KMl

Deutschea Patentamt Zweibrückenstrasse 12 8 München 2
Deutschland

En racfaricbt vob UtNr ZiUn (Mk «MkMm)

Patent© 82/64 Tz/sch

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Hierdurch melden wir die in den Anlagen beschriebene Erfindung an und beantragen, uns ein Patent zu erteilen. Zugleich beantragen wir hilfsweise die Eintragung eines Gebrauchsmusters. DjLe Bezeichnung lautet:

Halbleiteranordnung mit Flüssigkeitskühlung

Die Anmeldegebühr von DM 65»- wird überwiesen, sobald das Aktenzeichen bekannt ist.

Es wird beantragt,.die Bekanntmachung auf drei Monate auszusetzen.

Vertreter ist laut Generalvollmacht Hr- 53/1949 -Pate&gse-Sy

8 Hüncfcan 23» Es wird die Schweizer Priorität vom 19.Juni 1964 Nr. 8064/64, beansprucht-

Es liegen bei:

3 weitere Stücke dieses Antrages,

3 gleichlautende Beschreibungen mit Patentansprüchen,

1 Druckzeichnung,

2 Aktenzeichnungen,

2 vorbereitet^ Empfangsbescheinigungen, 2 Erfindernennungen.

Aktiengesellschaft Brown, Boreri d/ble.

62-1499/1

D 1-01-3 1.62.25000

if ^ 660620610.9.70

Claims

1) Halbleiteranordnung mit Flüssigkeitskühlung, bei der die

; an den Halbleitern angebrachten Kühleinrichtungen durch die

ι Kühlflüssigkeit umspült werden, dadurch gekennzeichnet, dass

sich die Kühlflüssigkeit in einem leitenden Behälter befindet, der mindestens an einer Seite durch isolierende Platten abgeschlossen ist, in der die Halbleiterelemente und andere elektrische Teile mit ihrer Kühleinrichtung eingesetzt
sind.

2) Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

j dass die Halbleiterelemente und andere elektrischen Teile

mit isolierendem Giessharz derart umgössen werden, dass eine

Platte entsteht, in welcher die Halbleiterelemente eingesetzt sind.

2) Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückkühleinrichtung für die Kühlflüssigkeit als

ι Radiatoren an den Behälter angebracht ist und die Rückkühlung

mit Luft erfolgt.

4) Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlbehälter in den Flüssigkeitsumlauf für die
Kühlung des zugehörigen Transformators eingeschaltet ist und die Kühlflüssigkeit durch eine Pumpe in Umlauf gezwungen wird.

5) Halbleiteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Halbleiterelementen unmittelbar angebrachten

Kühleinrichtungen mit einem elektrisch isolierenden» thermisch nicht isolierenden Stoff, überzogen sind.

dass die unmittelbar an den Halbleiterelementen angebrachte Platte* welche mit Giesharz umgössen wird, einen Falz besitzt, derart, dass das Giesharz die Platte festhalten kann.

Aktiengesellschaft BROWN, BOVERI ft CIE.