DE7740059U1

DE7740059U1 - Fastening device for the electrically insulated fastening of components that generate considerable heat loss

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Publication number: DE7740059U1
Application number: DE19777740059
Authority: DE
Original assignee: Neumann Elektronik 4330 Muelheim GmbH
Current assignee: Neumann Elektronik 4330 Muelheim GmbH
Priority date: 1977-12-29
Filing date: 1977-12-29
Publication date: 1980-04-03

Description

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* Neumanrfn Akte 77-10-191* Neumanrfn files 77-10-191

Firma Heumann Elektronik (U)H, Bülowstr. 104-110, 4330 Mülheim 1Heumann Electronics (U) H, Bülowstr. 104-110, 4330 Mülheim 1

Anordnung zur Befestigung elektrischer Bauelemente die erhebliche Verlustw&rme erzeugen.Arrangement for fastening electrical components that generate considerable heat loss.

Xn elektrischen Geräten werden zur Vermeidung komplizierter Verkabelungen häufig gedruckte Schaltungen verwendet. Bas Anbringen der elektrischen Bauelemente macht bei gedruckten Schaltungen, soweit es sich um kleine Bauelemente handelt, die keine oder keine merkliche Verlustwärme erzeugen, keine Schwierigkeiten. Solche Bauelemente, wie Widerstände, Kondensatoren, Halbleiterelemente und dgl·, werden einfach auf die , >. gedruckte Schaltung aufgelötet. Erhebliche Schwierigkeiten entstehen aber, wenn es sich um Bauelemente handelt, die erhebliche Verlustwtrme erzeugen, die in irgendeiner Welse abgeleitet werden muß, zuiaal solche Bauelemente auch in der Regel verhältnismäßig groß und schwer sind, wie beispielsweise Leistung*— transistoren, Leistungsdioden, Transformatoren oder dgl· Dazu kommt, daß die Bauelemente gegen das Metallgehäuse elektrisch^Xn electrical devices become more complicated to avoid Wiring commonly used printed circuit boards. Bas attaching the electrical components makes when printed Circuits, insofar as they are small components, which generate no or no noticeable heat loss, no difficulties. Such components as resistors, capacitors, semiconductor elements and the like are simply applied to the ,>. soldered printed circuit. However, considerable difficulties arise when it comes to components that generate significant heat losses that are dissipated in some way must be, sometimes such components are usually relatively large and heavy, such as performance * - transistors, power diodes, transformers or the like comes that the components against the metal housing electrically ^ isoliert sein müssen, und dabei eine hohe Spannungsfestigkeitmust be insulated, and at the same time have a high dielectric strength

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dieser Isolation gefordert wird, die bis zu 5000 V/betragen kann.this insulation is required, which is up to 5000 V / can.

Die üblichen Isolatoren aus Kunststoffen, Keramik oder dgl. haben eine nur sehr geringe Wärmeleitfähigkeit. Isolatoren O aus Glimmer sind bezüglich der Wärmeleitung von mittlerer Qualität und haben zwar eine hohe Spannungsfestigkeit, die Schichtstruktur verursacht aber erhebliche konstruktive Probl und die Sprödigkeit des Materials fuhrt *a leicht zu Aussplitterungen, die dann wieder Durchschlage zur folge haben können.The usual insulators made of plastics, ceramics or the like. have only a very low thermal conductivity. Insulators O made of mica are of average quality in terms of heat conduction Quality and although they have a high dielectric strength, the layer structure causes considerable constructive problems and the brittleness of the material easily leads to splintering, which in turn leads to breakdowns can.

Gemäß der Erfindung wird eine mechanisch fesie, gut wärmeleitende und gut isolierende Befestigung solcher Bauelemente dadurch erreicht, daß die auf Wärme leitende Metallteile aufmontiarten Bauelemente mit einem wärmeleitenden Gehäuse mittels Verbindungselementen aus Berylliumoxid, die durch DurchbrechungenAccording to the invention, a mechanically stable, highly thermally conductive and well insulating fastening of such components is achieved achieved in that the heat-conductive metal parts aufmontiarten components with a heat-conductive housing means Beryllium oxide fasteners through perforations

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: : Keumann Akte 77-10/20-191 .*■' -3-:: Keumann files 77-10 / 20-191. * ■ '-3-

der Platte dar gedruckten Schaltung hindurchgeführt sind, verbunden sind. !the printed circuit board are passed through. !

Während bei den meisten Stoffen elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit einander entsprechen, derart, daß gute elektrische Leiter, wie Metalle, auch gute Wärmeleiter sind und gute elektrische Isolatoren sehr schlechte WärmeleiterWhile in most substances electrical conductivity and thermal conductivity correspond to one another, in such a way that Good electrical conductors, like metals, are also good conductors of heat, and good electrical insulators are very poor conductors of heat

Wärmeleitfähigkeit entspricht etwa der Wärmeleitfähigkeit ί Thermal conductivity roughly corresponds to thermal conductivity ί

des Aluminiums. Es ist aber zugleich ein sehr guter elektri- | scher Isolator mit hoher Durchschlagsfestigkeit. Dies eröffnet | die Möglichkeit, diejenigen elektrischen Bauelemente, die , erhebliche Verlustwärme erzeugen, mittels Stützen aus Berylliumoxid am tfSrmeleitfähigen Gehäuse zu befestigen, so daß die Verlustwärme über diese Berylliumoxidstützen an das Gehäuse abgeleitet und von diesem abgestrahlt werden kann.of aluminum. But at the same time it is a very good electric | shear insulator with high dielectric strength. This opens | the possibility of those electrical components which generate substantial heat loss, to be fixed by supports made of beryllium oxide on tfSrmeleitfähigen housing so that the heat loss can be derived via this Berylliumoxidstützen to the housing and radiated therefrom.

Berylliumoxid ist aber, wie viele Metalloxide, ein hartes und ziemlich sprödes Material« Die Verbindungselemente aus Berylliumoxid sollen deshalb so eingebaut werden, daß sie möglichst nicht auf Biegung oder Scherung, sondern vorzugsweise auf Druck beansprucht werden« Dies kann dadurch er- But beryllium oxide, like many metal oxides, is a hard and rather brittle material Beryllium oxide should therefore be installed in such a way that, if possible, it is not subjected to bending or shearing, but preferably to pressure.

bohrten Zylindern haben, wobei die Befestigung mittels Schraubenhave drilled cylinders, fastening by means of screws

Zylinder geführt sind. Es können aber auch auf die Verbindungselemente Schraubkappen aufgesetzt, beispielsweise aufgeklebt, aufgekittet oder aufgesteckt, werden, die dann ihrerseits alt dem Gehäuse und den Bauelementen verschraubt werden können.Cylinders are guided. But it can also be on the connecting elements Screw caps are put on, for example glued on, cemented on or pushed on, which then in turn old can be screwed to the housing and the components.

Ausführungsbeispiele des Gegenstand des Erfindung sind in den yig. dargestellt«Embodiments of the subject matter of the invention are in the yig. shown «

Fig. 1 zeigt eine Anordnung zur Befestigung von Bauelementen in einem elektrischen Gerat.Fig. 1 shows an arrangement for fastening components in an electrical device.

Pig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Verbindungselemente. Pig. Figure 2 shows another embodiment of the connecting elements.

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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Pig. 1 sind an einem Transformator I₅, in welchem eine erhebliche Verlustwärme entsteht, Värxseleitbieche 3 befestigt. Sie Platte S mit der gedruckten Schaltung weist Durchbrechungen ί$ auf. Durch diese Durchbrechungen sind die Verbindungse3Lemente 6 aus Berylliumoeid geführt, sie sind in der Mitte durchbohrt, so daß mittels der Schrauben 10 die Winkel 3 und die Befestigungselemente 6 an dem wJiEÄei&itfählgen Gehluäe 9.in dessen Gewindelöcher die Schrauben 10 einschraubbar sind, befestigt werden können. Die Schrauben 10 bestehen aus Isoliermaterial, vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff. IIn the embodiment according to Pig. 1 Värxseleitbieche 3 are attached to a transformer I ₅ , in which a considerable heat loss occurs. The plate S with the printed circuit has openings ί $. The connecting elements 6 made of beryllium oxide are guided through these openings, they are drilled through in the middle, so that by means of the screws 10 the angle 3 and the fastening elements 6 can be fastened to the screw-in hole 9 in whose threaded holes the screws 10 can be screwed. The screws 10 are made of insulating material, preferably made of a suitable plastic. I.

/ , In ähnlicher Weise ist eine Leistungsdiode 2 befestigt. Diese ist auf eine Metallplatte 4 aufgesetzt, die Verbindungselemente 7 aus Berylliumoxld sind wieder durch Durchbrechungen 8 der Platte 5 hindurchgeführt und die Platte 4, die Verbindungselemente 7 und das Gehäuse 9 sind durch Schrauben 11 mit Gegenmuttern miteinander verbunden. Die Schrauben 11 bestehen auch hier wieder aus Isoliermaterial. Die in der Diode entstehende Wärme wird über die wärmeleitfähigen Platten 4 und die Verbindungselemente 7 an das Gehäuse 9 abgeführt, von dem sie abstrahlen kann./, Similarly, a power diode 2 is attached. These is placed on a metal plate 4, the connecting elements 7 made of beryllium oxide are again through openings 8 of the Plate 5 passed through and the plate 4, the connecting elements 7 and the housing 9 are connected to one another by screws 11 with lock nuts. The screws 11 also exist here again made of insulating material. The heat generated in the diode is via the thermally conductive plates 4 and the connecting elements 7 discharged to the housing 9, from which it can radiate.

Pig· 2 zeigt eine etwas andere AusfShrungsform eines Ver— Pig · 2 shows a somewhat different embodiment of a ver—

SS 14 aus Berylliusoxldj auf das beiderseitsSS 14 from Berylliusoxldj on both sides

Metallkappen 15 aufgesetzt sind, in deren Gewindebohrungen 16 Schrauben eingeschraubt werden können, um sie einerseits eit dem Gehäuse, andererseits mit deia Bauelementen zu verbinden.Metal caps are placed 15, 16 screws can be screwed into the threaded bores on the one hand ince the housing, on the other hand with Deia components to be connected.

Claims

G 77 40 059.0 Files 77-20-191 23 JAN. 1980 WF / No protection claims

1. Fastening device for the electrically insulated fastening of Sauel one th, which generate considerable heat loss, such as power transistors, power diodes, transformers and the like. In electrical devices with a heat-conducting housing in which a plate is arranged with a covered circuit, characterized in, that it consists of thermally conductive metal parts (3, 4) and connecting elements (6, 7) made of beryllium oxide, the thermally conductive metal parts (3, 4) on the one hand with the components (1, 2), on the other hand with the connecting elements (6, 7) are connected and the connecting elements (6, 7) are passed through openings (8) in the board of the printed circuit (5) and attached to the housing (9).

2. Fastening device according to claim 1, characterized in that the connecting elements (§, 7, 14) have the shape of drilled cylinders.

3. Fastening device according to claim 2, characterized in that it has screws (10, 11) made of insulating material which are passed through the drilled cylinders (6, 7, 14) and by means of which the heat-conducting metal parts (3, 4) with the connecting elements (6, 7) and the connecting elements (6, 7) are connected to the housing (9).

4. Fastening device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that screw caps (15) are placed on the connecting elements (14).