NL7905603A - COOLING DEVICE FOR SEMICONDUCTOR PARTS. - Google Patents

COOLING DEVICE FOR SEMICONDUCTOR PARTS. Download PDF

Info

Publication number
NL7905603A
NL7905603A NL7905603A NL7905603A NL7905603A NL 7905603 A NL7905603 A NL 7905603A NL 7905603 A NL7905603 A NL 7905603A NL 7905603 A NL7905603 A NL 7905603A NL 7905603 A NL7905603 A NL 7905603A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
cooling
elements
heat
cooling element
flow
Prior art date
Application number
NL7905603A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bbc Brown Boveri & Cie filed Critical Bbc Brown Boveri & Cie
Publication of NL7905603A publication Critical patent/NL7905603A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367Cooling facilitated by shape of device
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H01L23/4006Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs with bolts or screws
    • H01L23/4012Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs with bolts or screws for stacked arrangements of a plurality of semiconductor devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/10Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
    • H01L25/11Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/117Stacked arrangements of devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Description

; N/29.132-dV/f. ’’V- < BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden,; N / 29,132-dV / f. V- <BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden,

Zwitserland.Switzerland.

Koelinrichting voor halfgeleideronderdelen.Cooling device for semiconductor parts.

De uitvinding heeft betrekking op een koelinrichting voor halfgeleideronderdelen uit de vermogens-electronica, waarbij ten minste één samenstel met ten minste één halfgeleideronderdeel en ten minste ëën koelelement, 5 welke in onderling warmtegeleidend en elektrisch drukcon- tact met elkaar zijn verbonden, is omgeven door een warmte-opnemend koelfluïdum, alsmede op een dergelijk koelelement, dat is voorzien van een koelelementbodem en van althans nagenoeg loodrecht op deze bodem verlopende en hiermee 10 sluitend verbonden warmte-afvoerelementen.The invention relates to a cooling device for semiconductor parts from the power electronics, wherein at least one assembly with at least one semiconductor part and at least one cooling element, which are mutually connected in mutually conductive and electrical pressure contact, is surrounded by a heat-absorbing cooling fluid, as well as on such a cooling element, which is provided with a cooling element bottom and with heat dissipation elements running at least substantially perpendicular to this bottom and connected thereto.

Bij het bedrijven van halfgeleideronderdelen, zoals bijvoorbeeld dioden voor hoge stromen enihyristoren, treedt een elektrische dissipatie op, welke een tempera-tuurverhoging van het halfgeleiderlichaam tot gevolg heeft.When operating semiconductor components, such as, for example, diodes for high currents and hyyristors, an electrical dissipation occurs, which results in an increase in temperature of the semiconductor body.

15 Met toenemend vermogen voor elk halfgeleideronderdeel en met toenemende frequentie neemt de in warmte omgezette elektrische dissipatie toe. Dit vermogensverlies of dissipatie ligt in de orde van grootte van 1% van het overgedragen elektrische vermogen. Bij een sporadische overbe-20 lasting worden door de halfgeleiderfabrikanten bijvoorbeeld sperlaagtemperaturen tot 250°C voor siliciumventielen toelaatbaar geacht. Voor verriieting optreedt verliezen deze onderdelen bij ongeveer 160°C het spervermogen in doorlaat-richting. Uit veiligheidsoverwegingen mag de temperatuur 25 niet hoger worden dan ongeveer 125°C. De verhitting in de halfgeleider is afhankelijk van het tijdsverloop van de dissipatie en van het warmte-afvoer- en warmte-opslagver-mogen van het halfgeleideronderdeel en van de koeler.15 With increasing power for each semiconductor device and with increasing frequency, the heat-converted electrical dissipation increases. This power loss or dissipation is on the order of 1% of the transferred electrical power. In sporadic overload conditions, the semiconductor manufacturers consider, for example, barrier layer temperatures up to 250 ° C to be admissible for silicon valves. These parts lose the barrier power in the transmission direction at about 160 ° C before they get scalded. For safety reasons, temperature 25 should not exceed about 125 ° C. The heating in the semiconductor depends on the time course of the dissipation and on the heat dissipation and heat storage capacity of the semiconductor component and of the cooler.

Voor stroomsterkten groter dan 100 A worden 30 koelmiddelen toegepast. Hierbij is zowel koeling door mid del van lucht als door middel van een koelvloeistof gebrui- 790 5 6 0330 refrigerants are used for currents greater than 100 A. Cooling by means of air as well as by means of a coolant was used here 790 5 6 03

VV

» f 2 kelijk. Vloeistofkoelingen worden wegens het corrosiege-vaar met een gesloten circuit met koeling door leidingwater of lucht uitgevoerd. Hierbij staan de halfgeleiderlichamen in warmtegeleidende verbinding met van koelribben voorzie-5 ne koellichamen , die bestaan uit aluminium, een aluminium- legering, koper, een koperlegering of een ander metaal, dat een geringe warmteweerstand bezit.»F 2 clear. Due to the danger of corrosion, liquid cooling is carried out with a closed circuit with cooling by tap water or air. The semiconductor bodies are herein in a heat-conducting connection with cooling fins provided with cooling fins, which consist of aluminum, an aluminum alloy, copper, a copper alloy or another metal, which has a low heat resistance.

Koelinrichtingen voor halfgeleideronder-delen worden in het bijzonder toegepast bij statische om-10 zettersvoor hoge vermogens, die worden gebruikt op het ge bied van de energieopwekking, de energiedistributie, de industrie en bij voertuigen. Hierbij worden thyristoren met een maximale continustroom van meer dan 700 A en een pieksperspanning van meer dan 3200 V gebruikt.De verdere 15 ontwikkeling van de statische omzettersystemen leidt tot statische omzettereenheden, die voor steeds grotere vermogens geschikt zijn en tevens minder ruimte innemen, waarbij vermogens van meer dan 50 MW worden bereikt. Hiervoor is een goede warmte-afvoer bij een geringe ruimte 20 nodig.Refrigerators for semiconductor components are used in particular in high power static converters used in power generation, power distribution, industry and vehicle applications. Thyristors with a maximum continuous current of more than 700 A and a peak discharge voltage of more than 3200 V are used for this. The further development of the static converter systems leads to static converter units, which are suitable for increasingly larger powers and also take up less space, whereby powers of more than 50 MW are achieved. This requires good heat dissipation at a small space.

Luchtkoeling is heteenvoudigste koelings-type ten aanzien van het beschikbaar stellen en het bewaken van het koelmedium en van de toegankelijkheid tot de halfgeleideronderdelen.Hierbij zijn gewoonlijk lucht-25 filters nodig, die tijdens periodieke revisiebeurten ver wijderd, gereinigd, gedroogd en weer gemonteerd moeten worden. Voor statische omzetters met vermogens van meer dan 2 MW en voor het bedrijven van halfgeleideronderdelen in bijvoorbeeld statische omzetterstellen van rail-30 voertuigen, die een speciale bescherming tegen vervuiling door metaalachtig remstof, enz., alsmede tegen vochtigheid van nevel, regen en sneeuw vereisen, kunnen vloeistofkoelingen geschikter zijn dan luchtkoelingen.Air cooling is the simplest type of cooling with regard to the provision and monitoring of the cooling medium and accessibility to the semiconductor components, usually requiring air filters, which must be removed, cleaned, dried and reassembled during periodic overhauls . For static converters with capacities of more than 2 MW and for operating semiconductor components in, for example, static converter assemblies of rail-30 vehicles, which require special protection against contamination by metallic brake dust, etc., as well as against moisture from mist, rain and snow, liquid cooling may be more suitable than air cooling.

Aangezien vloeistoffen ten opzichte van 35 lucht veel kleinere warmte-overgangswaarden bezitten, kan men bij vloeistofkoelers volstaan met veel kleinere 7905603 3 t « warmte afgevende oppervlakken. Water heeft een gunstiger warmte-overgangswaarde dan bijvoorbeeld olie. Wegens het bevriezingsgevaar en het elektrisch geleidingsvermogen van water wordt bij voorkeur een elektrisch isolerend koelmid-5 del, zoals bijvoorbeeld transformatorolie, toegepast.Since liquids have much smaller heat transition values relative to air, liquid coolers can suffice with much smaller surfaces 7905603 3. Water has a more favorable heat transition value than, for example, oil. Due to the risk of freezing and the electrical conductivity of water, an electrically insulating coolant, such as, for example, transformer oil, is preferably used.

Uit het Duitse Offenlegungsschrift 2.640.000 is het toepassen van inwendig gekoelde warmte-overgangselementen, zogenaamde koeldozen, met een oliecir-culatiekoeling voor de warmte-afvoer bekend, tózaar-10 bij in de stromingsweg van de koelvloeistof tappen zijn aangebracht, die loodrecht op de doosbodem verlopen en hiermee sluitend zijn verbonden. Deze tappen hebben een vierkante dwarsdoorsnede en staan met een diagonaal dwars op de stromingsrichting. Doordat de tapdiagonalen dwars 15 op de stromingsrichting staan, treden wervelingen op, die een verbeterde overdracht van de af te voeren warmte van de doosbodem naar de vloeistof veroorzaken . Dergelijke koeldozen vereisen echter een relatief hoge druk voor het circuleren van de vloeistof, aangezien de in- en uit-tree-20 openingen voor de vloeistof kleine dwarsdoorsneden hebben.German Offenlegungsschrift 2,640,000 discloses the use of internally cooled heat transfer elements, so-called cooling boxes, with an oil circulation cooling for the heat dissipation, which is provided when taps are arranged in the flow path of the cooling liquid, which are perpendicular to the box bottom expired and connected to it. These taps have a square cross section and are diagonally transverse to the flow direction. Because the tap diagonals are transverse to the flow direction, vortices occur, which cause an improved transfer of the heat to be dissipated from the box bottom to the liquid. However, such cooling boxes require a relatively high pressure for circulation of the liquid, since the entry and exit openings for the liquid have small cross sections.

In.het bijzonder door de slangverbindingen voor de vloeistof toe- en afvoer ontstaan dichtheidsproblemen.In particular, tightness problems arise due to the hose connections for the liquid supply and discharge.

Voorts is het uit het Duitse Offenlegungsschrift 2.160.997 bekend uitwendig gekoelde warmte-over-25 drachtselementen met een groot oppervlak tussen naburige halfgeleideronderdelen in warmtegeleidende verbinding hiermee aan te brengen en in een met olie gevulde vloei-stofbak te plaatsen.Furthermore, it is known from German Offenlegungsschrift 2,160,997 to apply externally cooled heat transfer elements with a large surface area between adjacent semiconductor parts in a heat-conducting connection therewith and to place them in an oil-filled liquid container.

De uitvinding beoogt een koelinrichting 30 van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, die eenvoudig is uitgevoerd en gemakkelijk kan worden vervaardigd, terwijl de warmteafvoer is verbeterd.The object of the invention is to provide a cooling device 30 of the type mentioned in the preamble, which is of simple design and can be easily manufactured, while the heat dissipation is improved.

Volgens de uitvinding heeft de koelinrich-ting hiertoe het kenmerk, dat de halfgeleideronderdelen en 35 de koelelementen in het koelfluïdum zijn aangebracht in een stromingskanaal en zijn omgeven door wanden, resp.According to the invention, the cooling device is for this purpose characterized in that the semiconductor parts and the cooling elements in the cooling fluid are arranged in a flow channel and are surrounded by walls, respectively.

7905603 4 4 * langsschotten van het stromingskanaal.7905603 4 4 * longitudinal bulkheads of the flow channel.

Het koelelement van de in de aanhef genoemde soort heeft volgens de uitvinding het kenmerk, dat het aanzetgedeelte van de warmte-afvoerelementen aan de koel-5 elementbodem spitsboogvormig of spitstoelopend is uitgevoerd .According to the invention, the cooling element of the type mentioned in the preamble has the feature that the attachment part of the heat-dissipating elements on the cooling element bottom is of pointed arc-shaped or spit-tapered design.

Doordat de samenstellen met halfgeleider-onderdelen en koelelementen in stromingskanalen zijn aangebracht, wordt zowel bij toepassing van vloeibare als 10 gasvormige koelmedia een groot koelend vermogen bereikt.Because the assemblies with semiconductor parts and cooling elements are arranged in flow channels, a high cooling capacity is achieved both when using liquid and gaseous cooling media.

Met deze koelinrichting zijn bij vloeistofkoeling verhoudingsgewijs kleine warmteweerstanden van minder dan 0,03 K/ W met aluminiumkoelelementen en van minder dan 0,02 K/W met koperen koelelementen bereikbaar, terwijl bij lucht-15 koeling warmteweerstanden van minder dan 0,05 K/W met aluminiumkoelelementen en van minder dan 0,04 K/W met koperen koelelementen mogelijk zijn. Een verder voordeel van de koelinrichting volgens de uitvinding bestaat hierin, dat in een stromingskanaal een verbeterde warmte-20 afvoer van de koelelementen naar het koelfluïdum plaatsvindt.With this cooling device, relatively small heat resistances of less than 0.03 K / W with aluminum cooling elements and of less than 0.02 K / W with copper cooling elements are achievable with liquid cooling, while with air-cooling heat resistances of less than 0.05 K / W W with aluminum cooling elements and of less than 0.04 K / W with copper cooling elements are possible. A further advantage of the cooling device according to the invention consists in that in a flow channel an improved heat dissipation of the cooling elements to the cooling fluid takes place.

De toegepaste koelelementen volgens de uitvinding, waarvan de opbouw overeenkomt met de bekende koeldozen, bieden het voordeel, dat geen speciale omhul-25 ling nodig is. Ze zijn derhalve lichter en eenvoudiger te vervaardigen dan deze koeldozen. De in- en uittree-openingen voor het koelfluïdum in het koelelement kunnen groter zijn uitgevoerd dan bij koeldozen, zodat het druk-verval per koelelement kleiner is. Hierdoor kunnen de 30 fluïdumdruk en het te installeren vermogen van de circula-tiepomp, respectievelijk van een ventilator, kleiner zijn. Bij de koelelementen treden geen dichtheidsproblemen op, aangezien de elementen in het fluïdum zijn ondergedompeld, resp. hierdoor zijn omgeven. Door korte geleidingswegen 35 voor de af te voeren, warmte binnen het koelelement wordt een hoog koelend vermogen in een kleine ruimte bereikt.The cooling elements according to the invention used, the construction of which corresponds to the known cooling boxes, offer the advantage that no special enclosure is required. They are therefore lighter and easier to manufacture than these cool boxes. The entry and exit openings for the cooling fluid in the cooling element can be larger than with cooling boxes, so that the pressure drop per cooling element is smaller. As a result, the fluid pressure and the power to be installed of the circulation pump or of a fan can be smaller. There are no tightness problems with the cooling elements, since the elements are immersed in the fluid, respectively. are surrounded by this. By short conduction paths 35 for the heat to be dissipated within the cooling element, a high cooling capacity in a small space is achieved.

7905603 « 5 *7905603 «5 *

Een bijzonder voordeel van de koelelementen bestaat hierin/ dat zij op elkaar stapelbaar zijn. De koelinrichting volgens de uitvinding heeft geen speciaal onderhoud nodig en waarborgt bij een geringe benodigde ruimte voor de 5 samenstellen de gemakkelijke uitwisselbaarheid hiervan en een lange levensduur.A special advantage of the cooling elements is that they can be stacked on top of each other. The cooling device according to the invention does not require any special maintenance and, with a small space required for the assemblies, ensures its easy exchangeability and a long service life.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening/ waarbij nog enkele van belang zijnde eigenschappen/ zoals deze in de volgconclusies zijn 10 omschreven, ter sprake zullen komen.The invention will be further elucidated hereinafter with reference to the drawing, in which a few more important properties / as described in the subclaims will be discussed.

Fig. 1 is een vertikale doorsnede van een uitvoeringsvorm van de koelinrichting volgens de uitvinding, voorzien van een aantal samenstellen met halfgelei-deronderdelen en koelelementen in een koelfluïdumbak; 15 fig. 2 is een horizontale doorsnede volgens het vlak II-II uit fig. 1, waarin het principe van een inspansysteem met twee samenstellen zichtbaar is; fig. 3 is een horizontale doorsnede volgens het vlak III-ÏÏI uit fig. 2 van een met schotten uitgevoerd 20 koelelement met vierkante warmte-afvoerelementen; fig. 4 is een doorsnede volgens het vlak IV-IV uit fig. 3 van het koelelement; fig. 5 is een bodemaanzicht van het koelelement volgens fig. 3 en 4; 25· fig. 6 is een schematisch weergegeven hori zontale doorsnede van een koelelement met rombische warm-te-afvoerelementen; fig. 7 is een doorsnede volgens het vlak VII-VII uit fig. 6 van het koelelement; 30 de fig. 8 en 9 geven een schematische ho rizontale doorsnede weer van koelelementen met plaatvormige warmte-afvoerelementen; en fig. 10 geeft een schematische horizontale doorsnede weer van een koelelement met zigzagverlopende 3 5 warmte-afvoerelementen.Fig. 1 is a vertical sectional view of an embodiment of the cooling device according to the invention, comprising a number of assemblies with semiconductor parts and cooling elements in a cooling fluid container; Fig. 2 is a horizontal sectional view taken on plane II-II of Fig. 1, showing the principle of a two-assembly clamping system; Fig. 3 is a horizontal cross-section on the plane III-II of Fig. 2 of a bulkhead cooling element with square heat-dissipating elements; Fig. 4 is a section according to plane IV-IV of Fig. 3 of the cooling element; Fig. 5 is a bottom view of the cooling element according to Figs. 3 and 4; Fig. 6 is a schematically shown horizontal cross-section of a cooling element with rhombic heat-dissipating elements; Fig. 7 is a section according to plane VII-VII from Fig. 6 of the cooling element; Figures 8 and 9 show a schematic horizontal section of cooling elements with plate-shaped heat dissipation elements; and Fig. 10 shows a schematic horizontal section of a cooling element with zigzag-extending heat dissipation elements.

De in fig. 1 afgeheelde koelinrichting omvat 790 56 03 m % 6 een bak 13, die is gevuld met een koelfluïdum 14, zoals bijvoorbeeld transformatorolie, SFg -gas, lucht of een waterstof/luchtmengsel en waarin een aantal te koelen samenstellen 6 naast en boven elkaar zijn aangebracht.The cooling device shown in Fig. 1 comprises 790 56 03 m% 6 a tray 13, which is filled with a cooling fluid 14, such as, for example, transformer oil, SFg gas, air or a hydrogen / air mixture, and in which a number of assemblies to be cooled 6 next to and are arranged one above the other.

5 Deze samenstellen 6 bevinden zich in stromingskanalen 23, die worden begrensd door vertikale langsschotten 20 en die zijn verbonden met horizontale dwarsschotten 21. De in fig. 2 duidelijker weergegeven samenstellen 6 staan tezamen met een bijbehorend inspanorgaan in fig. 1 lood-10 recht op het vlak van de tekening en verlopen vanaf dit vlak achterwaarts. Het koelfluïdum 14 stroomt in de richting van de pijl A van beneden naar boven door de stromingskanalen 23. Tussen boven elkaar geplaatste langsschotten 20 kunnen afdichtingselementenr 26 zijn aange-15 bracht, die uit een elastisch, bijvoorbeeld rubberach tig materiaal bestaan, en die een stroming van het koelfluïdum 14 in de richting A tussen boven elkaar geplaatste reeksen samenstellen waarborgen. Het koelfluïdum 14 kan in een gedwongen circulatie worden gehouden door mid-20 del van een pomp 17, bij een vloeistof, respectievelijk door middel van een ventilator bij een gasvormig fluïdum, waarbij de circulatie verloopt via een uitwendige warmtewisselaar 18, een fluïduminlaatkanaal 15,een fluïdumfil-ter 27, de stromingskanalen 23 in de bak 13 en een fluï-25 dumuitlaatkanaal 16. De samenstellen 6 zijn over niet- weergegeven elektrische leidingen verbonden met aansluit-contacten 19, die zich aan de bovenzijde van de bak 13 bevinden.These assemblies 6 are located in flow channels 23, which are bounded by vertical longitudinal partitions 20 and which are connected to horizontal transverse partitions 21. The assemblies 6, shown more clearly in fig. 2, are perpendicular together with an associated clamping member in fig. the plane of the drawing and extend backwards from this plane. The cooling fluid 14 flows in the direction of the arrow A from the bottom upwards through the flow channels 23. Sealing elements 26 can be arranged between superposed longitudinal partitions 20, which material consists of an elastic, for instance rubber-like material, and which flows of the cooling fluid 14 in the direction A between series one above the other. The cooling fluid 14 can be kept in a forced circulation by means of a pump 17, with a liquid, or by means of a fan with a gaseous fluid, the circulation taking place via an external heat exchanger 18, a fluid inlet channel 15, a fluid filter 27, the flow channels 23 in the tray 13 and a fluid outlet channel 16. The assemblies 6 are connected over connecting electrical lines to connecting contacts 19, which are located at the top of the tray 13.

Zoals in fig. 2 zichtbaar is, kunnen de 30 samenstellen 6 een aantal achter elkaar geplaatste half- geleideronderdelen 4, stromingsleiplaten 5 en koelelementen 1 omvatten,.die in een statisch bepaald inspanorgaan met hun drukvlakken tegen elkaar zijn geperst. Het inspanorgaan bestaat uit twee dwarsbalken 10, twee trek-35 bouten 12, twee drukkappen 8,een veer 9 en een span- schroef 11. In een dergelijk inspanorgaan kan een samen- 7905603 « 7 '» stel over dwarsbalken 10 door middel van spanschroeven 11 met een voorafbepaalbare spanning zijn ingespannen. De veerkracht van de veer 9 is zodanig gekozen, dat de aan-persdruk op de elementen van het samenstel ook bij de 5 grootst mogelijke temperatuurvariaties binnen toelaatbare grenswaarden blijft. Deze grenswaarden zijn afhankelijk van de diameter van het actieve deel van het halfgeleideronder-deel.As can be seen in Fig. 2, the assemblies 6 may comprise a number of semiconductor members 4, flow deflectors 5 and cooling elements 1 placed one behind the other and pressed together in a statically determined clamping member with their pressing surfaces. The clamping member consists of two cross beams 10, two tensioning bolts 12, two pressure caps 8, a spring 9 and a clamping screw 11. In such a clamping member, an assembly 7905603 «7» can be assembled over cross beams 10 by means of clamping screws 11 are clamped with a predetermined voltage. The spring force of the spring 9 is chosen such that the contact pressure on the elements of the assembly remains within permissible limit values even at the largest possible temperature variations. These limit values depend on the diameter of the active part of the semiconductor part.

De schijfvormige halfgeleideronderdelen 4 10 worden aan weerszijden gekoeld door goed warmtegeleidende metalen koelelementen 1. Bij kleine halfgeleideronderdelen kan een koeling aan êên zijde voldoende zijn. De schijfvormige oppervlakken van deze halfgeleideronderdelen" 4 staan met overeenkomstige contactvlakken 24 (zie fig. 5) van de 15 koelelementbodem 2 van het koelelement 1 in elektrische en warmtegeleidende verbinding. Ter verbetering van de warmteoverdracht kunnen tussen de schijfvormige oppervlakken van het halfgeleideronderdeel 4 en de koelelementbodem 2 niet-weergegeven, goed warmtegeleidende dunne metaallagen zijn 20 aangebracht, die bijvoorbeeld bestaan uit lood, nikkel, aluminium, goud, zilver of legeringen van êên of meer van deze metalen. Dergelijke metaallagen kunnen op het contact-vlak van de halfgeleiderschijf zijn aangebracht door middel van bijvoorbeeld elektrolytische neerslag, opdampen of 25 kathodeverstuiving.The disc-shaped semiconductor components 4 are cooled on both sides by well heat-conducting metal cooling elements 1. With small semiconductor components, cooling on one side may be sufficient. The disc-shaped surfaces of these semiconductor components "4 are in electrical and heat-conducting connection with corresponding contact surfaces 24 (see fig. 5) of the cooling element bottom 2 of the cooling element 1. To improve the heat transfer, between the disc-shaped surfaces of the semiconductor component 4 and the cooling element bottom 2, not shown, good heat-conducting thin metal layers are provided, which consist for instance of lead, nickel, aluminum, gold, silver or alloys of one or more of these metals. Such metal layers can be applied on the contact surface of the semiconductor wafer by means of, for example, electrolytic deposition, evaporation or cathode sputtering.

Tussen naburige halfgeleideronderdelen 4 van êên samenstel 6 zijn twee koelelementen 1 aangebracht, waarvan de bodems 2 elk met de schijfvormige oppervlakken van de halfgeleideronderdelen 4 en de warmte-afvoertappen, 30 resp. warmte-afvoerelementen 3 met elkaar in drukcontact staan. Tussen deze beide koelelementen 1 en tussen de koelelementen 1 aan de beide uiteinden van het samenstel 6 en de drukkappen 8 kunnen stromingsleiplaten 5 zijn aangebracht, die tevens als elektrische contacten bruikbaar zijn.Two cooling elements 1 are arranged between neighboring semiconductor parts 4 of one assembly 6, the bottoms 2 of which each have the disc-shaped surfaces of the semiconductor parts 4 and the heat dissipation steps, 30, respectively. heat dissipation elements 3 are in contact with each other. Between these two cooling elements 1 and between the cooling elements 1 at both ends of the assembly 6 and the pressure caps 8, flow plates 5 can be arranged, which can also be used as electrical contacts.

35 Hierbij steken de stroomtoevoer-lasplaten van deze stro mingsleiplaten 5 uit ten opzichte van de zijkant van de 7905603 « * 8 koelelementen 1, zoals in fig. 3 is weergegeven. Door het inbouwen van dergelijke stromingsleiplaten kunnen andere elektrische aansluitelementen vervallen. De halfgeleider-onderdelen van het in fig. 2 weergegeven samenstel 6 zijn 5 als een Graetz-brug geschakeld. Bij andere toepassingen kunnen de halfgeleideronderdelen bijvoorbeeld ook in serie zijn geschakeld.The power supply welding plates of these flow guide plates 5 protrude with respect to the side of the 7905603 * 8 cooling elements 1, as shown in Fig. 3. Other electrical connection elements can be dispensed with by installing such flow plates. The semiconductor components of the assembly 6 shown in Figure 2 are connected as a Graetz bridge. For example, in other applications, the semiconductor components may also be connected in series.

Dwars op het stromingskanaal 23 zijn, zoals links in fig. 2 zichtbaar is, schotten 22 geplaatst, 10 die zijn verbonden met de dwarsschotten 20, welke langs het samenstel 6 en op een geringe afstand hiervan tussen de dwarsbalken 10 van het inspanorgaan zijn aangebracht.Baffles 22 are placed transversely on the flow channel 23, as can be seen on the left in Fig. 2, which are connected to the transverse partitions 20, which are arranged along the assembly 6 and at a small distance therefrom between the cross beams 10 of the clamping member.

De dwarsschotten 22 waarborgen, dat een fluïdumcirculatie door het stromingskanaal 23 in wezen alleen plaats vindt 15 door de uitsparingen tussen de warmte-afvoertappen, resp.The transverse partitions 22 ensure that a fluid circulation through the flow channel 23 takes place essentially only through the recesses between the heat dissipation steps, respectively.

-elementen 3 in de koelelementen 1. Zij voorkomen in het stromingskaanl 23 in wezen een stroming om de halfgeleideronderdelen 4 en om de drukkappen 8 van het inspanorgaan.elements 3 in the cooling elements 1. They essentially prevent flow around the semiconductor components 4 and around the pressure caps 8 of the clamping member in the flow channel 23.

De schotten 20, 21 en 22 bestaan uit een SFg-, resp. olie-20 en drukbestendige elektrische .isolator, bij voorkeur uit een kunststof.The partitions 20, 21 and 22 consist of an SFg, respectively. oil-20 and pressure-resistant electrical insulator, preferably of a plastic.

Zoals in de fig. 3-10 is weergegeven, hebben de koelelementen 1 een vierhoekige vorm en bestaan zij uit een koelelementbodem 2, uit warmte-afvoertappen of 25 warmte-afvoerelementen 3, die loodrecht op het contactvlak 24 van de koelelemehtbodem 2 verlopen. De warmte-afvoertappen 3 zijn staafvormig met een vierkante of ruitvormige dwarsdoorsnede, terwijl de warmte-afvoerelementen 3 plaat-of golfvormig zijn uitgevoerd. Op de koelelementbodem 2 30 kunnen behalve het contactvlak 24 tevens wervelingsstiften 7 zijn aangebracht, die de warmte-afvoer van het koelelement 1 naar het koelfluïdum 14 verbeteren, zij zijn in het bijzonder geschikt bij vloeistofkoeling. De warmte-afvoerelementen 3 zijn sluitend verbonden met de koelelementbo-35 dem 2. De dwarsdoorsnede van de elementen 3 kan afnemen met toenemende afstand tot de koelelementbodem 2. Deze moet 790 5β03 % 9 * ten minste ζδ groot zijn, dat over de warmte-afvoerelemen-ten een juiste krachtsoverdracht door het inspanorgaan is gewaarborgd. Bij tapvormige warmte-afvoerelementen 3 verloopt één diagonaal dwars op de stromingsrichting A van 5 het koelfluïdum 14. Bij rombische warmte-afvoertappen is de korte diagonaal dwars op de stromingsrichting A gericht.As shown in Figs. 3-10, the cooling elements 1 have a quadrangular shape and consist of a cooling element bottom 2, of heat dissipation elements or heat dissipation elements 3, which run perpendicular to the contact surface 24 of the cooling element bottom 2. The heat-dissipating steps 3 are rod-shaped with a square or diamond-shaped cross-section, while the heat-dissipating elements 3 are plate-shaped or corrugated. In addition to the contact surface 24, swirling pins 7 can also be arranged on the cooling element bottom 30, which improve the heat dissipation from the cooling element 1 to the cooling fluid 14, they are particularly suitable for liquid cooling. The heat dissipation elements 3 are tightly connected to the cooling element bottom 2. The cross-section of the elements 3 can decrease with increasing distance from the cooling element bottom 2. This must be 790 5β03% 9 * at least ζδ, which over the heat discharge elements a correct transfer of force by the clamping member is ensured. In tap-shaped heat dissipation elements 3, the cooling fluid 14 runs diagonally transverse to the flow direction A of 5. In the case of rhombic heat dissipation taps, the short diagonal is directed transversely of the flow direction A.

Het is doelmatig als de warmte-afvoertappen met onderling 2 gelijke afstanden zijn aangebracht. Per cm oppervlak loodrecht op de langsrichting van deze tappen komt bijvoor-10 beeld één warmte-afvoertap 3. Het aanzetgedeelte van de warmte-afvoertappen 3 aan de koelelementbodem 2 is bij voor-keur spitsboogvormig of spitstoelopend uitgevoerd. Door deze vormgeving wordt een goede warmte-overdracht van de koelelementbodem 2 naar de warmte-afvoertappen 3 bereikt.It is expedient if the heat dissipation pins are arranged at 2 equal distances. Per cm of surface perpendicular to the longitudinal direction of these trunnions, for example, one heat-extracting trunnion 3 will be provided. Due to this design, a good heat transfer from the cooling element bottom 2 to the heat dissipation steps 3 is achieved.

15 Zoals in fig. 4 is weergegeven, kan de koelelementbodem 2 een ongelijkmatige wanddikte bezitten.As shown in Fig. 4, the cooling element bottom 2 may have an uneven wall thickness.

Bij voorkeur heeft het randgedeelte, of, zoals met een streeplijn is aangeduid, hebben het centrale en het randgedeelte van de koelelementbodem een kleinere wanddikte 20 dan het daartussen liggende gedeelte. Hierdoor wordt een verdere verbetering van de warmte-afvoer bereikt. De lengte 1 van de warmte-afvoerelementen bedraagt het twee-tot achtvoudige, bij voorkeur het vier- tot zesvoudige, van de maximale dikte d van de koelelementbodem 2.Preferably, the rim portion, or, as indicated by a dashed line, the center and rim portion of the cooling element bottom have a smaller wall thickness than the intermediate portion. A further improvement of the heat dissipation is hereby achieved. The length 1 of the heat dissipating elements is two to eight times, preferably four to six times, the maximum thickness d of the cooling element bottom 2.

25 Aan de koelelementen kunnen langsschot- ten 20 zijn aangebracht, bijvoorbeeld zijn aangegoten, zoals in de fig. 6-10 is weergegeven. Hierbij ondersteunen deze langsschotten 20 de warmte-afvoer naar het koelfluï-dum.Longitudinal partitions 20 can be arranged on the cooling elements, for example cast in them, as shown in Figs. 6-10. These longitudinal partitions 20 hereby support the heat dissipation to the cooling fluid.

30 De koelelementen kunnen ook rechthoekig of plaatvormig zijn uitgevoerd, waarbij de lange recht-hoekszijde 3 tot 20 maal zo lang is als de korte rechts-hoekszijde. Hierbij kan de korte rechthoekszijde of de smalle zijde van de plaat dwars op de stromingsrichting A 35 van het koelfluïdum zijn gericht, zoals in fig. 8 is weer gegeven. Als alternatief kan met deze stromingsrichting 7905503 * 10 * een hoek van bij voorkeur minder dan 45° worden ingesloten, zoals fig. 9 toont.The cooling elements can also be rectangular or plate-shaped, the long right-angled side being 3 to 20 times as long as the short right-angled side. Here, the short rectangular side or the narrow side of the plate can be oriented transversely to the flow direction A 35 of the cooling fluid, as shown in Fig. 8. Alternatively, with this flow direction 7905503 * 10 *, an angle of preferably less than 45 ° can be included, as shown in Fig. 9.

De warmte-afvoerelementen 3 zijn in rijen parallel naast elkaar aangebracht. De warmte-afvoerelemen-5 ten van naburige rijen zijn ten opzichte van elkaar ver sprongen, dat wil sggen in de stromingsrichting A van het koelfluïdum gericht op de opening tussen naburige warmte-afvoerelementen van de voorgaande of volgende rij. Tapvormige warmte-afvoerelementen van een rij kunnen gedeelte-10 lijk in de tussenruimte tussen de warmte-afvoerelementen van een naburige rij zijn geplaatst (zie fig. 6).The heat dissipation elements 3 are arranged parallel to each other in rows. The heat dissipation elements of neighboring rows are staggered relative to each other, i.e. in the direction of flow A of the cooling fluid directed at the gap between adjacent heat dissipation elements of the previous or next row. Tap-shaped heat dissipation elements of a row may be placed partially in the space between the heat dissipation elements of an adjacent row (see Fig. 6).

Volgens een andere uitvoeringsvorm kunnen de warmte-afvoerelementen in wezen in de stromingsrichting A van het koelfluïdum gericht als doorlopende vlakken met 15 een golf- of zigzagvorm zijn uitgevoerd, zoals in fig. 10 is afgebeeld.According to another embodiment, the heat-dissipating elements can be designed essentially as continuous surfaces with a wave or zigzag shape in the direction of flow A of the cooling fluid, as shown in Fig. 10.

Voor de verschillende vormen van de warmte-afvoerelementen is een geringe stromingsweerstand voor het koelfluïdum bij een relatief sterke werveling hiervan 20 van belang.Om een hoog koelend vermogen te bereiken, moe ten gelijktijdig de warmte-uitwisselingsvlakken relatief groot, de dwarsdoorsnede hiervan gering en de transport-wegen van de af te voeren warmte binnen het koelelement zo kort mogelijk worden gehouden. Zoveel mogelijk koel-25 oppervlak moet zo dicht mogelijk bij de warmtebron zijn aangebracht.For the different shapes of the heat dissipation elements, a low flow resistance for the cooling fluid with a relatively strong vortex thereof is important. In order to achieve a high cooling capacity, the heat exchange surfaces must at the same time be relatively large, their cross section small and transport paths of the heat to be dissipated within the cooling element are kept as short as possible. As much cooling surface as possible should be located as close as possible to the heat source.

De werking van de koelinrichting volgens de uitvinding wordt aan de hand van de fig. 1 en 2 toegelicht. Door middel van de circulatiepomp resp. de venti-30 lator 17 wordt een koelfluïdum 14 door de stromingskanalen 23 getransporteerd. Hierbij stroomt het koelfluïdum rondom de in de stromingskanalen 23 aangebrachte samenstellen 6, waarbij de in de halfgeleideronderdelen 4 als warmte vrijgekomende elektrische dissipatie door het koelfluïdum 35 14 wordt opgenomen, wordt afgevoerd en in een uitwendige warmtewisselaar 18 aan de omgeving wordt afgegeven. Gedwon- 7905603 * 11 * gen door de dwars op de stroming in de stromingskanalen 23 geplaatste schotten 22 stroomt het koelfluïdum 14 in wezen door de koelelementen 1 resp. door de verbonden koelelementen 25, die zijn opgebouwd uit twee gelijke koelele-5 menten 1, waartussen eventueel een stromingsleiplaat 5 is aangebracht. De koelelementen 1 staan hierbij over de bijbehorende warmte-afvoerelementen 3 met elkaar in warmte geleidende en elektrische verbinding. De af te voeren warmte wordt in hoofdzaak door de warmte-afvoertappen of 10 -elementen 3 overgedragen aan het turbulent om deze elementen stromende koelfluïdum, waarbij de stroming althans nagenoeg loodrecht gericht is op de warmte-afvoerelementen.The operation of the cooling device according to the invention is explained with reference to Figures 1 and 2. By means of the circulation pump resp. the fan 17 is conveyed a cooling fluid 14 through the flow channels 23. The cooling fluid herein flows around the assemblies 6 arranged in the flow channels 23, the electrical dissipation released in the semiconductor components 4 as heat being absorbed by the cooling fluid 14, discharged and delivered to the environment in an external heat exchanger 18. Forced by the partitions 22 placed transversely to the flow in the flow channels 23, the cooling fluid 14 flows essentially through the cooling elements 1 and 7905603 * 11 *. by the connected cooling elements 25, which are built up from two equal cooling elements 1, between which a flow baffle plate 5 is optionally arranged. The cooling elements 1 here stand over the associated heat-dissipating elements 3 with each other in heat-conducting and electrical connection. The heat to be dissipated is mainly transferred by the heat-extracting taps or elements 3 to the cooling fluid flowing turbulously around these elements, the flow being directed at least substantially perpendicularly to the heat-extracting elements.

Bij toepassing van waterstof of van een waterstof/luchtmengsel als koelfluïdum moeten speciale 15 staalsoorten of bekledingen voor het huis en de leidingen worden toegepast, om doortreden van waterstofionen te vermijden. Bij toepassing van lucht als koelfluïdum is een gesloten fluïdumcirculatie met een warmtewisselaar overbodig in het bijzonder, wanneer geen vochtigheidsproblemen 20 en geen bevriezingsgevaar bestaat. Om een vervuiling van de halfgeleideronderdelen te voorkomen, is in dit geval een luchtfilter 27 voor het reinigen van de toegevoerde lucht noodzakelijk. Luchtsnelheden van 4 m/s tot 12 m/s zijn gebruikelijk. Het drukverval binnen een warmte-afvoer-25 element is afhankelijk van de doorstroomsnelheid van het fluïdum en van de beweeglijkheid van de fluïdummoleculen, dat wil zeggen van de temperatuur.When hydrogen or a hydrogen / air mixture is used as the cooling fluid, special steels or coatings for the housing and pipes must be used, in order to prevent hydrogen ions from penetrating. When air is used as cooling fluid, a closed fluid circulation with a heat exchanger is superfluous, in particular if there are no moisture problems and no risk of freezing. In this case, in order to prevent contamination of the semiconductor components, an air filter 27 for cleaning the supplied air is necessary. Air speeds from 4 m / s to 12 m / s are common. The pressure drop within a heat dissipation element depends on the flow rate of the fluid and on the mobility of the fluid molecules, ie on the temperature.

De uitvinding is niet beperkt tot de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvoorbeelden, die bin-30 nen het kader der uitvinding op verschillende manieren kunnen worden gevarieerd. Het is bijvoorbeeld mogelijk om de bak 13 voor het koelfluïdum 14 uit te rusten moet koel-ribben, waardoor de warmte aan de omgeving of aan de rij-wind kan worden afgevoerd, waarbij de fluïdumcirculatie 35 binnen deze bak is aangebracht. De warmte-afvoerelementen 3 van de koelelementen 1 kunnen bijvoorbeeld ook rond, 790 5 6 0 3 Λ 12 ovaal, stervormig of met de vorm van een parallellepipedum zijn uitgevoerd. De assen van de warmte-afvoerelementen kunnen met het contactvlak 24 van de koelelementbodem 2 een van 90° afwijkende hoek insluiten. Het aantal warmte- 2 5 afvoertappen per cm koelelementbodem - oppervlak kan groter of kleiner dan 1 zijn. De koelelementbodem kan eventueel een gelijkmatige wanddikte bezitten. De schotten 20, 21 van de stromingskanalen 23 kunnen onder een van 90° afwijkende hoek ten opzichte van de wanden van de bak 10 zijn aangebracht. Voorts kunnen ook nog andere dan de genoemde koelmiddelen worden toegepast.The invention is not limited to the above-described embodiments, which can be varied in various ways within the scope of the invention. It is possible, for example, to equip the cooling fluid tray 13 with cooling ribs, so that the heat can be dissipated to the environment or to the driving wind, the fluid circulation 35 being arranged within this tray. The heat-dissipating elements 3 of the cooling elements 1 can also be formed, for example, round, oval, star-shaped or in the form of a parallelepiped. The axes of the heat dissipation elements can enclose an angle deviating from 90 ° with the contact surface 24 of the cooling element bottom 2. The number of heat extraction steps per cm of cooling element floor area can be greater or less than 1. The cooling element bottom can optionally have an even wall thickness. The partitions 20, 21 of the flow channels 23 can be arranged at an angle deviating from 90 ° with respect to the walls of the tray 10. Furthermore, other coolants than those mentioned can also be used.

t 790 5 6 03t 790 5 6 03

Claims (18)

1. Koelinrichting voor halfgeleideronder-delen uit de vermogenselectronics, waarbij ten minste één samenstel met ten minste één halfgeleideronderdeel en ten minste één koelelement, welke in onderling warmtegelei-5 dend en elektrisch drukcontact met elkaar zijn verbonden, is omgeven door een warmte opnemend koelfluïdum, met het kenmerk, dat de halfgeleideronderdelen (4) en de koelelementen (1) zijn aangebracht in een stromingska-naal (23) en zijn omgeven door wanden resp. langsschotten 10 (20) van het stromingskanaal.1. A cooling device for semiconductor components from the power electronics, wherein at least one assembly with at least one semiconductor component and at least one cooling element, which are mutually connected in mutually conductive and electrical pressure contact, is surrounded by a heat-absorbing cooling fluid, characterized in that the semiconductor parts (4) and the cooling elements (1) are arranged in a flow channel (23) and are surrounded by walls or walls. longitudinal bulkheads 10 (20) of the flow channel. 2. Koelinrichting voor halfgeleideronderdelen uit de vermogenselectronica, in het bijzonder volgens conclusie 1, waarbij ten minste één samenstel met halfgeleideronderdelen en koelelementen in warmtegeleidend en/of 15 elektrisch drukcontact is aangebracht in een warmte opnemen de vloeistof, met het kenmerk, dat dit samenstel (6) binnen de warmte opnemende vloeistof (14) in een stromingskanaal (23) is aangebracht.2. Power electronics cooling device for semiconductor parts, in particular according to claim 1, wherein at least one assembly with semiconductor parts and cooling elements is arranged in heat-conducting and / or electric pressure contact in a heat, characterized in that this assembly ( 6) is arranged in a flow channel (23) within the heat-absorbing liquid (14). 3. Koelinrichting volgens conclusie 1 of 20 2, met het kenmerk, dat de samenstellen (6) in een met koelfluïdum (14) gevulde bak (13) met een onderlinge afstand naast en/of etagegewijs boven elkaar zijn aangebracht, waarbij tussen naast'elkaar aangebrachte stromingskanalen (23) en tussen wanden van de bak (13) en 25 deze stromingskanalen (23) dwarsschotten (21) zijn aange bracht, terwijl dslangsschotten (20) althans nagenoeg parallel aan de stromingsrichting (A) van het koelfluïdum (14) langs deze samenstellen (6) zijn aangebracht en met de dwarsschotten (21) zijn verbonden, waarbij in het stro-30 mingskanaal (23) althans nagenoeg loodrecht op de stro mingsrichting (A), van het koelfluïdum (14) en dwars op de langsschotten (20) schotten (22) zijn aangebracht, welke in de stromingsrichting (A) binnen het stromingskanaal (231 althans nagenoeg alle kanaalbereiken afsluiten, 790 56 03 4 14 Sc met uitzondering van de kanaalbereiken/ waarin koelelementen (1) resp. gecombineerde koelelementen (25) aanwezig zijn.Cooling device according to claim 1 or 20, characterized in that the assemblies (6) are arranged one above the other and / or stacked one above the other in a container (13) filled with cooling fluid (14), wherein between adjacent ' flow channels (23) arranged one against the other and between the walls of the tray (13) and these flow channels (23) transverse partitions (21) are arranged, while the hose partitions (20) are at least substantially parallel to the flow direction (A) of the cooling fluid (14) arranged along these assemblies (6) and connected to the transverse partitions (21), in the flow channel (23) at least substantially perpendicular to the flow direction (A), of the cooling fluid (14) and transversely to the longitudinal partitions (20) partitions (22) are fitted which close at least almost all channel ranges in the flow direction (A) within the flow channel (231), 790 56 03 4 14 Sc with the exception of the channel ranges / in which cooling elements (1) or combined cooling elements elements (25) are present. 4. Koelinrichting volgens conclusie 3, 5 met het kenmerk, dat langsschotten (20) aan het koelelement< (1) zijn aangebracht.Cooling device according to claim 3, 5, characterized in that longitudinal partitions (20) are arranged on the cooling element <(1). 5. Koelinrichting volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat tussen in de stromings-richting (A) van het koelfluïdum (14) achter elkaar ge- 10 plaatste langsschotten (20) afdichtingselementen (26) zijn aangebracht.Cooling device according to claim 3 or 4, characterized in that sealing elements (26) are arranged one behind the other in the longitudinal partitions (26) placed in the direction of flow (A) of the cooling fluid (14). 6. Koelinrichting volgens één der voor-gaande conclusies, met het kenmerk, dat twee 'gelijke koelelementen (1) over de bijbehorende warmte- 15 afvoerelementen (3) met elkaar in warmtegeleidende en elektrische verbinding staan eif^fecombineerd koelelement (25) vormen, waarbij tussen de koelelementen (1) van een gecombineerd koelelement (25) een elektrisch geleidende stromingsleiplaat (15) is aangebracht.Cooling device according to any one of the preceding claims, characterized in that two equal cooling elements (1) form a combined cooling element (25) over the associated heat-dissipating elements (3) in heat-conducting and electrical connection with each other, wherein an electrically conductive flow baffle (15) is arranged between the cooling elements (1) of a combined cooling element (25). 7. Koelinrichting volgens één der voor gaande conclusies, met het kenmerk, dat het koelfluïdum (14) onder overdruk staat.Cooling device according to any one of the preceding claims, characterized in that the cooling fluid (14) is under overpressure. 8. Koelinrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het koelfluïdum (14) een 25 elektrisch isolerende koelvloeistof, in het bijzonder olie, is.Cooling device according to claim 7, characterized in that the cooling fluid (14) is an electrically insulating cooling liquid, in particular oil. 9. Koelinrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het koelfluïdum (14) gasof dampvormig is, in het bijzonder SFg-gas of een water- 30 stof/luchtmengsel.Cooling device according to claim 7, characterized in that the cooling fluid (14) is gaseous or vaporous, in particular SFg gas or a hydrogen / air mixture. 10. Koelelement voor halfgeleider-onderdelen uit de vermogenselectronica, voorzien van een koelelementbodem en van althans nagenoeg loodrecht op de koelelementbodem verlopende en hiermee sluitend verbonden 35 warmte-afvoerelementen, in het bijzonder bestemd voor een koelinrichting volgens conclusie l,met het ken- 790 5 6 0 3 15 * * merk, dat het aanzetgedeelte van de warmte-afvoerele-menten (3) aan de koelelementbodem (2) spitsboogvormig of spits toelopend is uitgevoerd.10. Cooling element for semiconductor components from power electronics, provided with a cooling element bottom and with heat dissipation elements running at least substantially perpendicular to the cooling element bottom and connected thereto, in particular intended for a cooling device according to claim 1, characterized by 790. 6 0 3 15 * * Note that the infeed section of the heat dissipation elements (3) on the cooling element base (2) is pointed or pointed. 11. Koelelement volgens conclusie 10, 5 met het kenmerk, dat de warmte-afvoerelementen (3) tap- of staafvormig zijn en een ruitvormige of vierkante doorsnede bezitten, waarbij ëën diagonaal dwars op de stromingsrichting (A) van het koelfluïdum (14) is gericht.Cooling element according to claim 10, 5, characterized in that the heat-dissipating elements (3) are tap-shaped or rod-shaped and have a diamond or square cross-section, one of which is diagonal transverse to the flow direction (A) of the cooling fluid (14) focused. 12. Koelelement volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de warmte-afvoerelementen (3) plaatvormig of vlak zijn uitgevoerd, waarbij de smalle zijde van deze platen althans nagenoeg dwars op de stromingsrichting (A) van het koelfluïdum (14) is ge-15 richt.Cooling element according to claim 10, characterized in that the heat-dissipating elements (3) are plate-shaped or flat, the narrow side of these plates being at least substantially transverse to the flow direction (A) of the cooling fluid (14) 15 dir. 13. Koelelement volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de warmte-afvoerelementen (3) in de stromingsrichting (A) golfvormig of zigzaggend verlopen.Cooling element according to claim 12, characterized in that the heat-dissipating elements (3) run in the form of a wave or zigzag in the direction of flow (A). 13 * Conclusies.13 * Conclusions. 14. Koelelement volgens één der conclu sies 10-13, met het kenmerk, dat de warmte-afvoerelementen (3)in rijen parallel naast elkaar zijn aangebracht en dat het doorsnede-oppervlak van de warmte-afvoerelementen (3) met toenemende afstand tot de koel-25 elementbodem (2) afneemt.Cooling element according to any one of claims 10-13, characterized in that the heat-dissipating elements (3) are arranged parallel to one another in rows and that the cross-sectional area of the heat-dissipating elements (3) increases with distance from the cooling element base (2) decreases. 15. Koelelement volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de warmte-afvoerelementen (3) van naburige rijen ten opzichte van elkaar zijn versprongen.Cooling element according to claim 11, characterized in that the heat-dissipating elements (3) of adjacent rows are offset from one another. 16. Koelelement volgens ëën der conclu sies 10-15, met het kenmerk, dat de wanddikte van de koelelementbodem (2) in de richting van de randen afneemt, in het bijzonder, dat de koelelementbodem (2) in het centrale gedeelte en aan het randgedeelte een kleinere 35 wanddikte bezit dan in het tussenliggende gebied.Cooling element according to any one of claims 10-15, characterized in that the wall thickness of the cooling element bottom (2) decreases towards the edges, in particular that the cooling element bottom (2) in the central part and on the edge portion has a smaller wall thickness than in the intermediate area. 17. Koelelement volgens ëën der conclu- 7905603 sies 10-16/ met het kenmerk, dat de verhouding van de maximale lengte (1) van de warmte-afvoerelementen (3) • en de maximale dikte (d) van de koelelementbodem (2) in het bereik van 2-8,in het bijzonder van 4-6, ligt.Cooling element according to any one of claims 7905603 s. 10-16 / characterized in that the ratio of the maximum length (1) of the heat dissipating elements (3) and the maximum thickness (d) of the cooling element bottom (2) is in the range of 2-8, especially 4-6. 18. Koelelement volgens één der conclusies 10-17, met het kenmerk, dat aan het randgebied van de koelelementbodem (2) op de tegenover de warmte-afvoertappen (3) liggende zijde van deze koelelementbodem wervelstiften (7) omhoog steken. 7905603Cooling element according to any one of claims 10-17, characterized in that swirl pins (7) protrude from the edge area of the cooling element bottom (2) on the side of this cooling element bottom opposite the heat dissipation steps (3). 7905603
NL7905603A 1978-07-21 1979-07-19 COOLING DEVICE FOR SEMICONDUCTOR PARTS. NL7905603A (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH787578 1978-07-21
CH787578 1978-07-21
CH1299278 1978-12-21
CH1299278 1978-12-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL7905603A true NL7905603A (en) 1980-01-23

Family

ID=25702383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL7905603A NL7905603A (en) 1978-07-21 1979-07-19 COOLING DEVICE FOR SEMICONDUCTOR PARTS.

Country Status (8)

Country Link
AT (1) AT383228B (en)
BR (1) BR7904617A (en)
CA (1) CA1138562A (en)
DE (1) DE2902771A1 (en)
FR (1) FR2431769B1 (en)
GB (1) GB2026238A (en)
NL (1) NL7905603A (en)
SE (1) SE443475B (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6057956A (en) * 1983-09-09 1985-04-03 Furukawa Electric Co Ltd:The Heat pipe type dissipator for semiconductor
DE4131739C2 (en) * 1991-09-24 1996-12-19 Behr Industrietech Gmbh & Co Cooling device for electrical components
JPH0637219A (en) * 1992-07-16 1994-02-10 Fuji Electric Co Ltd Cooling unit for power semiconductor device
DE4301865A1 (en) * 1993-01-25 1994-07-28 Abb Management Ag Cooling box for electric component
WO1997025741A1 (en) * 1996-01-04 1997-07-17 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Cooling unit with pin elements
DE19600166A1 (en) * 1996-01-04 1997-07-17 Daimler Benz Ag Cooling body
DE19727912C1 (en) * 1997-07-01 1998-10-29 Daimler Benz Ag Cooling body for cooling power components
DE10102621B4 (en) * 2001-01-20 2006-05-24 Conti Temic Microelectronic Gmbh power module
ITTO20040517A1 (en) * 2004-07-23 2004-10-23 Johnson Electric Moncalieri Srl HEAT DISSIPATING STRUCTURE FOR ELECTRONIC AND SIMILAR DEVICES
DE102014102262A1 (en) * 2014-02-21 2015-08-27 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh switching device
CN112338207A (en) * 2020-11-20 2021-02-09 佛山宇仁智能科技有限公司 Dot matrix circulating cooling mechanism for additive workpiece
CN116855892B (en) * 2023-09-05 2023-12-08 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 Deposition method of high-yield AlSi or AlSiCu film

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1439022B2 (en) * 1960-05-03 1974-03-21 Siemens Ag, 1000 Berlin U. 8000 Muenchen Heat sink for a semiconductor component
DE2008800A1 (en) * 1970-02-21 1971-09-16 Licentia Gmbh Converter cabinet or rack
FR2087762A5 (en) * 1970-05-29 1971-12-31 Comp Generale Electricite
CA1026013A (en) * 1975-03-17 1978-02-07 Everett C. Elgar Heat sink
DE2640000C2 (en) * 1976-09-04 1986-09-18 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Cylindrical cooling box with opposing inlet and outlet openings for liquid-cooled power semiconductor components and a method for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
CA1138562A (en) 1982-12-28
BR7904617A (en) 1980-04-08
DE2902771A1 (en) 1980-01-31
GB2026238A (en) 1980-01-30
FR2431769B1 (en) 1985-06-28
SE443475B (en) 1986-02-24
SE7906190L (en) 1980-01-22
AT383228B (en) 1987-06-10
FR2431769A1 (en) 1980-02-15
ATA428579A (en) 1986-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5239200A (en) Apparatus for cooling integrated circuit chips
US6230791B1 (en) Heat transfer cold plate arrangement
NL7905603A (en) COOLING DEVICE FOR SEMICONDUCTOR PARTS.
US4009423A (en) Liquid cooled heat exchanger for electronic power supplies
US6721181B1 (en) Elongated heat sink for use in converter assemblies
US5349498A (en) Integral extended surface cooling of power modules
US3361195A (en) Heat sink member for a semiconductor device
US4029141A (en) Cooling device for components which dissipate large amounts of heat
US20010040025A1 (en) Heat exchanger element
JP2014103303A (en) Power conversion device
JPH0637219A (en) Cooling unit for power semiconductor device
CN117153794A (en) Cooling of power semiconductors
JP2015088236A (en) Battery module and battery system
CA2620479A1 (en) Heat exchanger for thermoelectric applications
KR100888390B1 (en) Cooling device and system for a plasma arc torch and associated method
US2085772A (en) Electric heater
CN111795492B (en) Heating device for use in a vehicle
US20040060689A1 (en) Compact liquid cooled heat sink
JPH0579199B2 (en)
US20220174840A1 (en) Cooling arrangement
CN113170597A (en) Device for cooling a busbar
US20220021049A1 (en) Cooling structure for hybrid-electric vehicle battery cell assemblies
JP7027140B2 (en) Power converters and railcars
EP4358665A1 (en) Thermal management system
US20230304750A1 (en) Heat sink with removable inserts

Legal Events

Date Code Title Description
BV The patent application has lapsed