WO2005109980A1 - Anordnung zur kühlung einer elektronikeinheit sowie herstellung einer solchen anordnung - Google Patents

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WO2005109980A1
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Hermann Bäumel
Gerhard Starklauf
Werner Graf
Mustafa Elipe
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Conti Temic Microelectronic Gmbh
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    • H05K3/0061—Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates onto a metallic substrate, e.g. a heat sink

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for cooling an electronic unit by means of a heat sink.
  • the invention also relates to a method for producing such an arrangement.
  • an electronics unit which is designed, for example, as a power module, heat is generated which has to be dissipated in order to avoid thermal destruction of the electronics unit.
  • the electronics unit is constructed in particular from various sub-components. It can contain a printed circuit board made of a carrier material provided on both sides with a copper coating, as well as various electronic components arranged on the printed circuit board.
  • the heat is usually dissipated by means of a heat sink, which is arranged on a side of the circuit board facing away from the electronic components.
  • the electronics unit adapted material such. B. a copper material.
  • the thermal expansion coefficient of the electronic unit is at least in the range of approximately 8 to 10 ppm / ° C. in the contact area with the heat sink.
  • Such a heat sink is therefore relatively poorly adapted to the electronics unit, so that mechanical stresses can occur in the overall arrangement consisting of heat sink and electronics unit.
  • thermoly adapted material such as, for example, an aluminum nitride (AIN) ceramic
  • AIN aluminum nitride
  • the object of the invention is now to provide an arrangement for cooling an electronic unit, which is implemented as inexpensively as possible can be. Furthermore, a method for producing such an arrangement is to be specified.
  • the arrangement according to the invention for cooling an electronic unit which has a first coefficient of thermal expansion at least on a surface intended for heat dissipation, comprises a heat sink with a second coefficient of thermal expansion and at least one insert embedded in the heat sink with a third coefficient of thermal expansion, a free surface of the insert for mechanical and Thermal contacting of the surface of the electronic unit intended for heat dissipation is determined and the value of the third coefficient of thermal expansion lies between the values of the first and second coefficients of thermal expansion.
  • the invention is based on the knowledge that by gradually adapting the thermal expansion coefficients of the electrical unit to be cooled and the heat sink, the formation of the harmful mechanical stresses can be at least considerably reduced.
  • the level adjustment is preferably carried out by means of the additional insert which is embedded in the heat sink on the contact surface with the electronics unit.
  • the additionally provided use nevertheless enables simple and at the same time inexpensive thermal adaptation.
  • the mechanical Stresses that would otherwise develop due to the greatly differing thermal expansion coefficients are avoided.
  • the different thermal expansions are then distributed over a larger area, which extends from the interface of the electronics unit through the insert to the heat sink, so that the particularly disruptive high mechanical stresses do not occur at the interface between the electronics unit and the heat sink ,
  • the heat sink is made of an aluminum (Al) silicon (Si) material.
  • the silicon-aluminum material of the heat sink is a cast material, preferably a die-cast material.
  • An example of such a preferred die-casting material is an aluminum-silicon material, which is called GD AlSi ] 2 . Additional materials such as copper and / or iron, each with a different proportion, can be added to this standardized casting alloy.
  • the coefficient of thermal expansion of the material used for the heat sink also depends on these admixed additional materials and is typically between approximately 20 ppm / ° C. and 22 ⁇ m / ° C., preferably approximately 21 ⁇ m / ° C.
  • the insert preferably also consists of an aluminum-silicon material, the silicon portion of which preferably has a weight portion of at least 35%, preferably of about 35 to 40%. That for the The aluminum-silicon material used is, in particular, a strand material that can be machined into the shape required for the application.
  • An aluminum-silicon strand material of this type which is suitable, for example, is known under the trade name DISPAL S 220 / S 225.
  • the undesirably high overvoltages in the electronics unit-insert-heat sink transition area can be avoided particularly well if the heat sink and the insert consist of materials which have at least partially identical material components. These identical material components may well be present in different compositions in the respective material.
  • An example of this is a heat sink made of GD AlSi ] 2 and an insert made of DISPAL S 220 / S 225.
  • aluminum and silicon are the identical material components.
  • the insert preferably has a coefficient of thermal expansion of approximately 12 ppm / ° C. If one takes into account the thermal expansion coefficient of approximately 8 to 10 ppm / ° C, which is usually present for the electronics unit at least on the contact surface with the heat sink, the result is a particularly favorable step-by-step adaptation of the thermal expansion coefficients, and thus also, within the arrangement of the electronics unit - insert - heat sink in the case of mechanical expansions which adjust the temperature. This considerably reduces the mechanical stresses and extends the service life of the arrangement even in the event of strongly fluctuating electrical load changes within the electronics unit.
  • a mechanically adhesive and in particular also thermally conductive connection is provided between the heat sink and the insert. This improves the mechanical stability of the arrangement structure and also the thermal dissipation of the power loss that arises in the electronics unit.
  • the lowest value of all thermal conductivities that occur occurs within the electronic unit to be cooled itself, for example in a semiconductor material of an electronic component.
  • the heat sink, the insert, the connection between the heat sink and the insert, and the connection between the insert and the electronics unit each have greater thermal conductivity. This measure additionally promotes heat dissipation via the heat sink.
  • Another object of the invention is to provide methods for producing an arrangement according to the invention which are also suitable for producing a larger number of such arrangements.
  • the insert produced beforehand is overmolded.
  • a die casting process is particularly favorable here.
  • the outer contour of the heat sink is produced using the casting process.
  • the mechanically adhesive and thermally conductive capable connection between the heat sink and the insert automatically results on the one hand when pouring the liquid material of the heat sink and on the other hand during the solidification process.
  • the heat sink and the insert are each produced in advance, the heat sink, for example, by means of a casting process and the insert by means of machining a strand material.
  • the mechanically adhesive and conductive connection between the two components is then made using a welding process.
  • the use of an ultrasonic welding method is particularly advantageous here, on the basis of which the different materials of the heat sink and the insert can also be connected very well, ie in particular in a form-fitting and positive manner.
  • the very high heat energy that occurs briefly in the connection area with this method generates molecular movements in the material structure of the two components to be connected (heat sink and insert). There is a partial melting and a partial mixing of both materials.
  • the desired good mechanically adhesive and thermally conductive connection between the heat sink and the insert is present in the connection area.
  • a particularly good connection in this regard is established when the heat sink and the insert have identical material components. This requirement is met in particular in the case of a heat sink made of the die-cast material GD AlSi] 2 and an insert made of the strand material DISPAL S 220 / S 225.
  • Fig. 2 is a perspective view of the heat sink of Fig. 1 and
  • FIG. 1 shows an arrangement 1 for cooling an electronics unit 2 by means of a heat sink 3 and an insert 4 embedded in the heat sink 3.
  • the electronics unit 2 is designed, for example, as a power module, as can be used in particular in the motor vehicle area or also in the automation area. It is made up of various individual components.
  • the base forms a circuit board 5 with a circuit board core 6, which is provided on both sides with electrically conductive coatings 7 and 8.
  • the circuit board core 6 preferably consists of a ceramic material, in particular of an aluminum oxide (A1 2 0 3 ) or an aluminum nitride (A1N).
  • A1N aluminum oxide
  • the copper is applied, for example, with a layer thickness of approximately 300 ⁇ m.
  • Various electronic components 9 and 10 are arranged on the upper coating 8. These can be passive (e.g. electrical resistors, coils, capacitors, ...) or active (semiconductor components such as diodes, transistors, integrated circuits, ...) components in any electrical interconnection.
  • the electronic components are generally lossy, so that power loss occurs during electrical operation, which leads to heating of the electronic components 9 and 10 first and then also of the entire electronics unit 2.
  • the thermal power loss is dissipated via the heat sink 3 shown only schematically in FIG. 1 and the embedded insert 4.
  • the composite body of heat sink 3 and insert 4 is mechanically and in particular also thermally conductively connected to a surface 12 of the lower coating 7 on a surface 11 of the insert 4.
  • a solder connection 13 is preferably provided, which has good mechanical adhesion and also good thermal conductivity. A particularly good one. H. above all also void-free, solder connection 13 is obtained by means of a vacuum soldering technique.
  • the insert 4 is provided as an intermediate element between the electronics unit 2 and the actual heat sink 3 for the gradual adaptation of the thermal expansion coefficients and thus also of the mechanical expansions that occur when the temperature changes.
  • the coefficient of thermal expansion of the electronics unit 2 in the region of the lower surface 12 is usually in the order of magnitude between 8 and 10 ppm / ° C.
  • thermoly non-adapted material with a different coefficient of thermal expansion for example a copper material
  • a thermally adapted material with a comparable coefficient of thermal expansion for example a ceramic material made of aluminum nitride
  • very high mechanical stresses can then be expected in the connection area between the electronics unit 2 and the heat sink 3, which can lead to premature damage to the electronics unit 2.
  • the cooling circuit and / or the cooling fingers of the cooling body 3, which are not shown in detail in FIG. 1, are designed in a special way.
  • a second additional cooling circuit for cooling the electronics unit 2 is provided in addition to the already existing engine cooling circuit, which is operated at a coolant temperature of approximately 90 ° C.
  • a thermally adapted material is used for the heat sink 3
  • there is a considerable additional financial outlay which is caused by the high material costs of the special heat sink material.
  • the aluminum nitride ceramic material that is preferably used in this connection is associated with relatively high costs.
  • the heat sink 3 consists of a relatively inexpensive and also easy to handle material.
  • An exemplary embodiment is an aluminum-silicon material with a silicon weight fraction of approximately 12%. This material can be shaped into the desired shape using an inexpensive die casting process. A time-consuming post-processing is not necessary. The material costs and the costs of material processing are thus in a very inexpensive range for the heat sink 3.
  • the insert 4 also consists of an aluminum-silicon material, which in the exemplary embodiment has a silicon weight fraction of approximately 35%, in particular of DISPAL S 220 / S 225.
  • DISPAL S 225 is a trade name of the company PEAK Werkstoff GmbH.
  • this material cannot be processed using a casting technique. Rather, the insert 4 is produced by machining a raw body, which is present, for example, as a tensile member.
  • the composite of the heat sink 3 and the insert 4 then has an average thermal expansion coefficient between approximately 13 ppm / ° C. and 14 ppm / ° C. on the surface 11.
  • the problems described in the known solutions with the mechanical overvoltages in the connection area between the heat sink 3 and the electronics unit 2 therefore do not occur in the arrangement 1 according to FIG. 1.
  • the perspective view of FIG. 2 clearly shows that the heat sink 3 makes up the essential (volume) portion of the composite solution. In contrast, the (volume) share of the intermediate insert 4 is significantly lower.
  • the heat sink 3 determines the outer contour and also contains the usual means of fastening and sealing.
  • the sectional view of FIG. 3 also shows that cooling filaments 14 are arranged on the side of the heat sink facing away from the insert 4, which have a diamond-shaped structure in the example. This structure is particularly advantageous in motor vehicle applications.
  • the heat sink 3 contains recesses 15, which are each intended to receive an insert 4.
  • the embodiment according to FIG. 2 serves to cool a total of three separate electronic units 2. Therefore, three recesses 15 are arranged in the heat sink 3. Depending on requirements, however, more or fewer recesses 15 can also be present.
  • connection 16 there is a mechanically adhesive and also thermally conductive connection 16 between the insert 4 and the heat sink 3, which connection 16 can be produced in different ways.
  • the heat sink 3 is manufactured separately by means of a die-casting technique and the insert 4 by means of the described machining of a raw body, in order then to be connected to one another in a positive and positive manner using an ultrasonic welding method. During the welding process takes place in the connection area
  • connection 16 results as a molecular connection or as a mechanical connection in the form of material teeth or as a combination of both types of connection.
  • the insert 4 in this second method preferably, as shown in FIG. 4, has an all-round projection 17 on its narrow edge sides.
  • the connection 16 results automatically in the course of the casting in this second production method with the liquid material of the heat sink 3.
  • a connection 16 is then present, in which an intermolecular connection exists at up to 55%, preferably even up to over 70% of the interface between the heat sink 3 and the insert 4. This ensures the very good thermal conductivity of the connection 16.
  • the particular advantage of the composite solution comprising the heat sink 3 and the embedded insert 4 is that the insert 4, which is more complex in terms of material and processing costs, is only provided directly in the contact area with the electronics unit 2 to be cooled. Otherwise, the material of the heat sink 3, which is significantly cheaper in this regard, is used.
  • the insert 4 which is more complex in terms of material and processing costs, is only provided directly in the contact area with the electronics unit 2 to be cooled. Otherwise, the material of the heat sink 3, which is significantly cheaper in this regard, is used.
  • the thermo-mechanical adaptation by means of the intermediate insert 4 mechanical overloads in the form of excessive mechanical stresses in the connection area between the electronics unit 2 and the heat sink 3 are at least largely, if not even be completely avoided.
  • the arrangement 1 according to FIG. 1 can therefore also be operated with the engine cooling circuit which is present anyway.

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Abstract

Die Anordnung (1) dient zur Kühlung einer Elektronikeinheit (2), die an einer zur Wärmeabfuhr bestimmten Oberfläche (12) einen ersten Wärme­ ausdehnungskoeffizienten aufweist. Sie umfasst einen Kühlkörper (3) mit einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten und mindestens einen in den Kühlkörper (3) eingebetteten Einsatz (4) mit einem dritten Wärmeaus­dehnungskoeffizienten. Eine freie Oberfläche (11) des Einsatzes (4) ist zur thermischen und mechanischen Kontaktierung der zur Wärmeabfuhr be­ stimmten Oberfläche (12) der Elektronikeinheit (2) bestimmt. Der Wert des dritten Wärmeausdehnungskoeffizienten liegt zwischen den Werten des ersten und des zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten.

Description

Anordnung zur Kühlung einer Elektronikeinheit sowie Herstellung einer solchen Anordnun
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kühlung einer Elektronikeinheit mittels eines Kühlkörpers. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Anordnung.
In einer Elektronikeinheit, die beispielsweise als Leistungsmodul ausgebildet ist, entsteht Nerlustwärme, die abgeführt werden muss, um eine thermi- sehe Zerstörung der Elektronikeinheit zu vermeiden. Die Elektronikeinheit ist dabei insbesondere aus verschiedenen Teilkomponenten aufgebaut. Sie kann eine Leiterplatte aus einem beidseitig mit einer Kupfer-Beschichtung versehenen Trägermaterial sowie verschiedene auf der Leiterplatte angeordnete elektronische Bauelemente beinhalten. Die Wärmeableitung erfolgt üblicherweise mittels eines Kühlkörpers, der auf einer den elektronischen Bauelementen abgewandten Seite der Leiterplatte angeordnet ist.
Bekannt ist eine Ausführungsform des Kühlkörpers mit thermisch nicht an- . die Elektronikeinheit angepasstem Material, wie z. B. einem Kupfer- Material. Der in diesem Fall als Kupfer-Block ausgebildete Kühlkörper hat einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (= Wärmeausdehnungskoeffizienten) in der Größenordnung von 17 ppm/°C. Demgegenüber liegt der thermische Ausdehnungskoeffizient der Elektronikeinheit zumindest im Kontaktbereich zu dem Kühlkörper in einer Größenordnung von etwa 8 bis 10 ppm/°C. Ein derartiger Kühlkörper ist somit relativ schlecht an die E- lektronikeinheit angepasst, so dass es in der Gesamtanordnung bestehend aus Kühlkörper und Elektronikeinheit zu mechanischen Spannungen kommen kann. Im ungünstigsten Fall und insbesondere bei starken Lastwechseln, die mit starken Schwankungen der thermischen Verlustleistung und damit der abzuführenden Wärme einhergehen, kann dies zu Beschädigungen der elektronischen Schaltung der Elektronikeinheit fuhren. Aufgrund der auftretenden mechanischen Spannungen kann es zur Rissbildung beispielsweise in Löt- Verbindungen der elektronischen Schaltung kommen. Elektronische Bauelemente können sich dann von der Lötschicht lösen.
Bekannt ist auch eine andere Ausfuhrungsform des Kühlkörpers mit einem thermisch angepassten Material wie zum Beispiel einer Aluminiumnitrid (AIN)-Kera ik, die im Wesentlichen einen der Elektronikeinheit ver- gleichbaren thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Allerdings ist diese Lösung relativ kostenintensiv.
Bei diesen bekannten Ausführungsfor en lassen sich außerdem bestimmte, eigentlich besonders gut geeignete Kühlungsarten, wie eine turbulente Um- Strömung rautenförmiger Kühlfmger durch ein flüssiges Kühlmedium, nicht oder nur unter erschwerten Bedingen realisieren. Da diese besonders effiziente Kühlung nicht zum Einsatz kommen kann, wird üblicherweise eine niedrigere Kühlmitteltemperatur vorgesehen. Folglich ist in einer Anwendungsumgebung mit einem bereits existierenden Kühlkreislauf gegebenen- falls dennoch ein zweiter, zusätzliche Kosten verursachender Kühlkreislauf vorzusehen, insbesondere dann, wenn die Kühlmitteltemperatur des ersten Kühlkreislaufs zu hoch für eine Kühlung der Elektronikeinheit wäre. Eine derartige Konstellation ist insbesondere im Kraftfahrzeug-Bereich vorstellbar, da dort die Temperatur im ohnehin vorhandenen Motor-Kühlkreislauf üblicherweise bei einem relativ hohen Wert von etwa 90°C, teilweise auch von bis zu 105°C liegt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Anordnung zur Kühlung einer Elektronikeinheit anzugeben, die möglichst kostengünstig realisiert werden kann. Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung angegeben werden.
Diese Aufgabe wird gelöst anhand einer Anordnung entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Kühlung einer Elektronikeinheit, die zumindest an einer zur Warmeabfuhr bestimmten Oberfläche einen ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, umfasst einen Kühlkörper mit einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten und mindestens einen in den Kühlkörper eingebetteten Einsatz mit einem dritten Wärmeausdehnungskoeffizienten, wobei eine freie Oberfläche des Einsatzes zur mechanischen und thermischen Kontaktierung der zur Wärmeabfuhr bestimmten Oberfläche der Elektronikeinheit bestimmt ist und der Wert des dritten Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen den Werten des ersten und des zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten liegt.
Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass durch eine stufenweise Anpassung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten der zu kühlenden Elektromkeinheit und des Kühlkörpers die Entstehung der schädlichen mechanischen Spannungen zumindest erheblich reduziert werden kann. Die Stufenanpassung erfolgt vorzugsweise mittels des zusätzlichen Einsatzes, der an der Kontaktoberfläche zur Elektronikeinheit in den Kühlkörper eingebettet, ist.
Auch wenn das Material des Kühlkörpers thermisch nicht oder nur schlecht an die zu kühlende Elektronikeinheit angepasst ist, ermöglicht der zusätzlich vorgesehene Einsatz dennoch eine einfache und zugleich kostengünstige thermische Anpassung. Durch den Einsatz werden die mechanischen Spannungen, die sich ansonsten aufgrund der stark voneinander abweichenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten ausbilden würden, vermieden. Die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen werden dann nämlich über einen größeren Bereich, der sich von der Grenzfläche der Elektronik- einheit über den Einsatz bis zum Kühlkörper erstreckt, verteilt, so dass die insbesondere störenden hohen mechanischen Spannungen an der Grenzfläche zwischen der Elektronikeinheit und dem Kühlkörper nicht auftreten.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Anordnung ergeben sich aus den vom Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen.
Günstig ist es, wenn der Kühlkörper aus einem Aluminium (Al)-Silizium (Si)-Material hergestellt ist. Insbesondere ein Silizium- Anteil mit einem auf das Gesamtgewicht bezogenen Gewichtsanteil von zwischen etwa 10,5 % und 13,5 %, bevorzugt von etwa 12 % hat sich als vorteilhaft herausgestellt. Eine sehr kostengünstige Lösung ergibt sich, wenn das Silizium- Aluminium-Material des Kühlkörpers ein Gussmaterial, vorzugsweise ein Druckgussmaterial ist. Ein Beispiel für ein derartig bevorzugtes Druckguss- Material ist ein Aluminium-Silizium-Material, das unter der Bezeichnung GD AlSi]2 geführt wird. Dieser genormten Gusslegierung können Zusatzmaterialien, wie Kupfer oder/und Eisen, mit jeweils unterschiedlichem Anteil beigemengt sein. Der thermische Ausdehnungskoeffizient des für den Kühlkörper eingesetzten Materials ist auch von diesen beigemengten Zusatzmaterialien abhängig und liegt typischerweise zwischen etwa 20 ppm/°C und 22 pρm/°C, bevorzugt bei etwa 21 ρpm/°C.
Bevorzugt besteht auch der Einsatz aus einem Aluminium-Silizium- Material, dessen Silizium- Anteil vorzugsweise einen Gewichtsanteil von mindestens 35 %, vorzugsweise von etwa 35 bis 40 % aufweist. Das für den Einsatz verwendete Aluminium- Silizium-Material ist insbesondere ein Strangmaterial, das durch eine spanende Bearbeitung in die für den Einsatz benötigte Form gebracht werden kann. Ein beispielsweise geeignetes derartiges Aluminium-Silizium-Strangmaterial ist unter der Handelsbezeichnung DISPAL S 220 / S 225 bekannt.
Besonders gut lassen sich die unerwünscht hohen Überspannungen im Ü- bergangsbereich Elektronikeinheit - Einsatz - Kühlkörper vermeiden, wenn der Kühlkörper und der Einsatz aus Materialien bestehen, die zumindest teilweise identische Materialkomponenten aufweisen. Diese identischen Materialkomponenten können dabei im jeweiligen Material durchaus in unterschiedlicher Zusammensetzung vorhanden sein. Ein Beispiel hierfür ist ein Kühlkörper aus GD AlSi]2 und ein Einsatz aus DISPAL S 220 / S 225. In diesem Beispielfall sind dann Aluminium und Silizium die identi- sehen Materialkomponenten.
Vorzugsweise hat der Einsatz einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 12 ppm/°C. Berücksichtigt man den für die Elektronikeinheit üblicherweise zumindest an der Kontaktfläche zum Kühlkörper vorliegenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 8 bis 10 ppm/°C, so ergibt sich innerhalb des Anordnungsaufbaus Elektronikeinheit - Einsatz - Kühlkörper eine besonders günstige stufenweise Anpassung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten und damit auch der sich bei einer Temperaturänderung einstellenden mechanischen Ausdehnungen. Dadurch werden die mechanischen Spannungen erheblich reduziert und die Lebensdauer der Anordnung auch bei stark schwankenden elektrischen Lastwechseln innerhalb der Elektronikeinheit verlängert. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen dem Kühlkörper und dem Einsatz eine mechanisch haftende und insbesondere auch thermisch leitfähige Verbindung vorgesehen. Diese verbessert die mechanische Stabilität des Anordnungsaufbaus und außerdem auch die thermische Ableitung der in der Elektronikeinheit entstehenden Verlustleistung.
Günstig ist es insbesondere, wenn der niedrigste Wert aller vorkommenden thermischen Leitfähigkeiten innerhalb der zu kühlenden Elektronikeinheit selbst, beispielsweise in einem Halbleiter-Material eines elektronischen Bauelements, auftritt. Verglichen mit diesem minimalen Wert innerhalb der Elektronikeinheit haben der Kühlkörper, der Einsatz, die Verbindung zwischen dem Kühlkörper und dem Einsatz sowie die Verbindung zwischen dem Einsatz und der Elektronikeinheit jeweils eine größere thermische Leitfähigkeit. Durch diese Maßnahme wird der Wärmeabtransport über den Kühlkörper zusätzlich begünstigt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung anzugeben, die auch zur Herstellung einer größeren Anzahl derartiger Anordnungen geeignet sind.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Verfahren nach den Ansprüchen 9 und 10.
Vorteilhafterweise wird die Anordnung bestehend aus dem Kühlkörper und dem eingebetteten Einsatz mittels einer Gusstechnik oder auch eines
Schweiß Verfahrens hergestellt. Bei dem zuerst genannten Verfahren wird der vorab hergestellte Einsatz umgössen. Besonders günstig ist hierbei ein Druckguss-Verfahren. Die Außenkontur des Kühlkörpers wird mittels des Guss- Verfahrens hergestellt. Die mechanisch haftende und thermisch leit- fähige Verbindung zwischen dem Kühlkörper und dem Einsatz ergibt sich automatisch einerseits beim Umgießen mit dem flüssigen Material des Kühlkörpers und andererseits während des Erstarrvorgangs.
Bei der zweitgenannten Methode werden der Kühlkörper und der Einsatz jeweils vorab hergestellt, der Kühlkörper beispielsweise mittels eines Guss- Verfahrens und der Einsatz mittels einer spanenden Bearbeitung eines Strang-Materials. Die mechanisch haftende und leitfähige Verbindung zwischen beiden Komponenten wird dann im Anschluss mittels eines Schweiß- Verfahrens hergestellt. Besonders vorteilhaft ist hierbei der Einsatz eines Ultraschall-Schweißverfahrens, anhand dessen auch die voneinander verschiedenen Materialien des Kühlkörpers und des Einsatzes sehr gut, d. h. insbesondere form- und passschlüssig miteinander verbunden werden können. Durch die bei dieser Methode im Verbindungsbereich kurzfristig auf- tretende, sehr hohe Hitzeenergie werden molekularische Bewegungen im Materialgefuge der beiden zu verbindenden Komponenten (Kühlkörper und Einsatz) erzeugt. Es kommt zu einem teilweisen Aufschmelzen und auch zu einer teilweisen Vermischung beider Materialien. Nach dem Abkühlvorgang liegt in dem Verbindungsbereich die erwünschte gute mechanisch haf- tende und thermisch leitfähige Verbindung zwischen dem Kühlkörper und dem Einsatz vor. Eine diesbezüglich besonders gute Verbindung stellt sich dann ein, wenn der Kühlkörper und der Einsatz identische Materialkomponenten aufweisen. Diese Voraussetzung ist insbesondere bei einem aus dem Druckguss-Material GD AlSi]2 hergestellten Kühlkörper und einem aus dem Strangmaterial DISPAL S 220 / S 225 hergestellten Einsatz erfüllt.
Beide Materialien enthalten Aluminium und Silizium - wenn auch in unterschiedlichen Zusammensetzungen - als Materialkomponenten. Bevorzugte Ausführangsbeispiele werden nunmehr anhand der Zeichnung näher erläutert. Zur Verdeutlichung ist die Zeichnung nicht maßstäblich ausgeführt, und gewisse Aspekte sind nur schematisiert dargestellt. Im Einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine Anordnung zur Kühlung einer Elektronikeinheit mit einem Kühlkörper und eingebettetem Einsatz,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Kühlkörpers von Fig. 1 und
Fig. 3 und 4 jeweils eine Schnittdarstellung des Verbunds aus Kühlkörper und Einsatz.
Einander entsprechende Teile sind in den Fig. 1 bis 4 mit denselben Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist eine Anordnung 1 zur Kühlung einer Elektronikeinheit 2 mittels eines Kühlkörpers 3 und eines in den Kühlkörper 3 eingebetteten Einsatzes 4 dargestellt.
Die Elektronikeinheit 2 ist beispielhaft als Leistungsmodul, wie es insbesondere im Kraftfahrzeug-Bereich oder auch im Automatisierungsbereich zum Einsatz kommen kann, ausgebildet. Sie setzt sich aus verschiedenen Einzelkomponenten zusammen. Die Basis bildet eine Leiterplatte 5 mit einem Leiterplattenkern 6, der beidseitig mit elektrisch leitenden Beschichtungen 7 und 8 versehen ist. Der Leiterplattenkern 6 besteht vorzugsweise aus einem Keramik-Material, insbesondere aus einem Aluminiumoxid (A1203) oder einem Aluminiumnitrid (A1N). Für die Beschichtungen 7 und 8 ist ein Kupfer-Material, das sich insbesondere für das sogenannte DCB- Verfatiren (= Direct Copper Bonding) eignet, vorgesehen. Das Kupfer ist beispielsweise mit einer Schichtdicke von etwa 300 μm aufgebracht. Auf der oberen Beschichtung 8 sind verschiedene elektronische Bauelemente 9 und 10 angeordnet. Hierbei kann es sich um passive (z. B. elektrische Widerstände, Spulen, Kondensatoren, ...) oder aktive (Halbleiterbauelemente wie Dioden, Transistoren, integrierte Schaltkreise, ...) Bauelemente in beliebiger elektrischer Zusammenschaltung handeln.
Die elektronischen Bauelemente sind in aller Regel verlustbehaftet, so dass während des elektrischen Betriebs Verlustleistung entsteht, die zu einer Erwärmung zunächst der elektronischen Bauelemente 9 und 10 und dann aber auch der gesamten Elektronikeinheit 2 führt. Um eine thermische Überlastung und damit eine Zerstörung der Elektronikeinheit 2 zu verhindern, wird die thermische Verlustleistung über den in Fig. 1 nur schematisch dargestellten Kühlkörper 3 und den eingebetteten Einsatz 4 abgeführt. Hierzu ist der Verbundkörper aus Kühlkörper 3 und Einsatz 4 an einer Oberfläche 11 des Einsatzes 4 mit einer Oberfläche 12 der unteren Beschichtung 7 mechanisch und insbesondere auch thermisch leitfahig verbunden. Vorzugsweise ist hierfür eine Löt- Verbindung 13 vorgesehen, die eine gute mechanische Haftung und auch eine gute thermische Leitfähigkeit aufweist. Eine besonders gute, d. h. vor allem auch lunkerfreie, Löt- Verbindung 13 erhält man mittels einer Vakuumlöttechnik.
Der Einsatz 4 ist als Zwischenglied zwischen der Elektronikeinheit 2 und dem eigentlichen Kühlkörper 3 zur stufenweisen Anpassung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten und damit auch der sich bei einer Temperaturänderung einstellenden mechanischen Ausdehnungen vorgesehen. Üblicherweise liegt der thermische Ausdehnungskoeffizient der Elektronikeinheit 2 im Bereich der unteren Oberfläche 12 in der Größenordnung zwischen 8 und 10 ppm/°C. Bei bekannten Lösungen zur Kühlung der Elektronikeinheit 2 wird für den Kühlkörper 3 entweder ein thermisch nicht ange- passtes Material mit abweichendem Wärmeausdehnungskoeffizienten (z.B. ein Kupfer-Material) oder ein thermisch angepasstes Material mit vergleichbarem Wärmeausdehnungskoeffizienten (z. B. ein Keramikmaterial aus Aluminiumnitrid) verwendet. Im zuerst genannten Fall ist dann im Verbindungsbereich zwischen der Elektronikeinheit 2 und dem Kühlkörper 3 mit sehr hohen mechanischen Spannungen zu rechnen, die zu einer vorzeitigen Schädigung der Elektronikeinheit 2 führen können. Um dies zu vermeiden, w rd insbesondere der Kühlkreislauf und/oder die in Fig. 1 nicht näher dargestellten Kühlfmger des Kühlkörpers 3 in besonderer Art und Weise ausgestaltet. So wird beispielsweise bei Anwendungen im Kraftfahr- zeug-Bereich neben dem ohnehin vorhandenen Motor-Kühlkreislauf, der bei einer Kühlmitteltemperatur von etwa 90°C betrieben wird, ein zweiter zusätzlicher Kühlkreislauf zur Kühlung der Elektronikeinheit 2 vorgesehen. Dies bedeutet aber einen kostenintensiven Zusatzaufwand. Auch bei der anderen bekannten Lösung, bei der ein thermisch angepasstes Material für den Kühlkörper 3 zum Einsatz kommt, ergibt sich ein erheblicher finanzieller Zusatzaufwand, der durch die hohen Materialkosten des speziellen Kühlkörper-Materials verursacht wird. Insbesondere das in diesem Zusammenhang bevorzugt eingesetzte Aluminiumnitrid-Keramikmaterial ist mit relativ hohen Kosten verbunden.
Um die vorstehend genannten kostenintensiven Maßnahmen zu vermeiden, ist bei der Anordnung 1 gemäß Fig. 1 der Verbundkörper mit dem zwischengeschalteten Einsatz 4 vorgesehen. Der Kühlkörper 3 besteht dabei aus einem relativ preiswerten und auch leicht handhabbaren Material. Im Aüsführungsbeispiel ist dies ein Aluminium- Silizium-Material mit einem Silizium-Gewichtsanteil von etwa 12 %. Dieses Material kann mittels eines günstigen Druckguss- Verfahrens in die gewünschte Gestalt gebracht werden. Eine aufwändige Nachbearbeitung ist hierbei nicht erforderlich. Die Materialkosten und die Kosten der Materialbearbeitung liegen somit für den Kühlkörper 3 in einem sehr preiswerten Rahmen.
Auch der Einsatz 4 besteht aus einem Aluminium-Silizium-Material, das im Ausführungsbeispiel einen Silizium-Gewichtsanteil von etwa 35 % auf- weist, insbesondere aus DISPAL S 220 / S 225. DISPAL S 225 ist ein Handelsname des Unternehmens PEAK Werkstoff GmbH. Dieses Material lässt sich allerdings nicht mittels einer Gusstechnik bearbeiten. Vielmehr wird der Einsatz 4 mittels einer spanenden Bearbeitung eines Rohkörpers, der beispielsweise als Zugstrang-Körper vorliegt, hergestellt. Der aus diesem Material hergestellte Einsatz 4 hat dann einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 12 ppm/°C und ermöglicht damit einen guten stufenweisen Übergang von dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der Elektronikeinheit 2 (= 8 bis 10 ppm/°C) zu dem des Kühlkörpers 3, der etwa bei 21 ppm/°C liegt. Der Verbund aus dem Kühlkörper 3 und dem Einsatz 4 hat dann an der Oberfläche 11 einen mittleren Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen etwa 13 ppm/°C und 14 ppm/°C. Die bei den bekannten Lösungen beschriebenen Probleme mit den mechanischen Überspannungen im Verbindungsbereich zwischen dem Kühlkörper 3 und der Elektronikeinheit 2 treten deshalb bei der Anordnung 1 gemäß Fig. 1 nicht auf.
Anhand der perspektivischen Darstellung von Fig. 2 wird deutlich, dass der Kühlkörper 3 den wesentlichen (Volumen-)Anteil der Verbundlösung ausmacht. Demgegenüber ist der (Volύmen-)Anteil des zwischengeschalteten Einsatzes 4 deutlich geringer. Der Kühlkörper 3 bestimmt die Außenkontur und enthält auch die üblichen Mittel zur Befestigung und Abdichtung. Der Schnittdarstellung von Fig. 3 ist außerdem zu entnehmen, dass auf der vom Einsatz 4 abgewandten Seite des Kühlkörpers 3 Kühlfmger 14 angeordnet sind, die im Beispiel eine rautenförmige Struktur aufweisen. Diese Struktur ist insbesondere bei Kraftfahrzeug-Anwendungen besonders vorteilhaft. Der Kühlkörper 3 enthält gemäß Darstellung von Fig. 2 Ausnehmungen 15, die jeweils zur Aufnahme eines Einsatzes 4 bestimmt sind. Die Ausführungsform nach Fig. 2 dient zur Kühlung von insgesamt drei gesonderten Elektronikeinheiten 2. Deshalb sind drei Ausnehmungen 15 im Kühlkörper 3 angeordnet. Je nach Bedarf können jedoch auch mehr oder weniger Ausnehmungen 15 vorhanden sein.
Zwischen dem Einsatz 4 und dem Kühlkörper 3 besteht eine mechanisch haftende und auch thermisch leitende Verbindung 16, die auf unterschiedli- ehe Art und Weise hergestellt werden kann. Bei einem ersten Verfahren werden der Kühlkörper 3 mittels einer Druckguss- Technik und der Einsatz 4 mittels der beschriebenen spanenden Bearbeitung eines Rohkörpers jeweils gesondert hergestellt, um anschließend mittels eines Ultraschall- Schweiß Verfahrens form- und passschlüssig miteinander verbunden zu wer- den. Während des Schweiß Vorgangs erfolgt im Verbindungsbereich ein
Aufschmelzen der Materialien des Kühlkörpers 3 und des Einsatzes 4. Nach dem Wiedererstarren ergibt sich die Verbindung 16 als molekulare Verbindung oder als mechanische Verbindung in Form von Materialverzahnungen oder auch als Kombination beider Verbindungsarten.
Im Unterschied zum Ultraschall-Schweißverfahren, bei dem der vorab gefertigte Einsatz 4 in den ebenfalls vorab gefertigten Kühlkörper 3 platziert wird (siehe Fig. 3), wird bei dem zweiten Herstellungsverfahren nur der Einsatz 4 vorab mittels spanender Bearbeitung hergestellt. In einem nach- folgenden Prozessschritt wird der Kühlkörper 3 mittels einer Druck- Gusstechnik hergestellt, indem der Einsatz 4 umgössen wird. Zur Verbesserung der mechanischen Stabilität enthält der Einsatz 4 bei diesem zweiten Verfahren vorzugsweise, wie in Fig. 4 gezeigt, an seinen schmalen Randsei- ten einen ringsum laufenden Vorsprung 17. Die Verbindung 16 ergibt sich bei diesem zweiten Herstellungsverfahren automatisch im Zuge des Um- gießens mit dem flüssigen Material des Kühlkörpers 3. Nach dem Erstarren liegt dann eine Verbindung 16 vor, bei der an bis zu 55 %, vorzugsweise sogar bis zu über 70 % der Grenzfläche zwischen dem Kühlkörper 3 und dem Einsatz 4 eine intermolekulare Verbindung besteht. Dies gewährleistet die genannte sehr gute thermische Leitfähigkeit der Verbindung 16.
Der besondere Vorteil der Verbundlösung aus Kühlkörper 3 und eingebetteten Einsatz 4 besteht darin, dass der hinsichtlich Material- und Bearbei- tungskosten aufwändigere Einsatz 4 nur unmittelbar im Kontaktbereich zu der zu kühlenden Elektronikeinheit 2 vorgesehen ist. Im Übrigen wird das diesbezüglich deutlich günstigere Material des Kühlkörpers 3 verwendet. Insgesamt ergibt sich eine sehr preiswerte Möglichkeit zur Kühlung der Elektronikeinheit 2, wobei dennoch dank der thermo-mechanischen Anpas- sung mittels des zwischengeschalteten Einsatzes 4 mechanische Überlastungen in Form zu hoher mechanischer Spannungen im Verbindungsbereich zwischen Elektronikeinheit 2 und Kühlkörper 3 zumindest weitgehend, wenn nicht sogar komplett vermieden werden. Gerade bei einer Anwendung im Kraftfahrzeug-Bereich kann deshalb die Anordnung 1 gemäß Fig. 1 auch mit dem ohnehin vorhandenen Motor-Kühlkreislauf betrieben werden.

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung zur Kühlung einer Elektromkeinheit (2), die zumindest an einer zur Wärmeabfuhr bestimmten Oberfläche (12) einen ersten Wär- meausdehnungskoeffizienten aufweist, umfassend: einen Kühlkörper (3) mit einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten und mindestens einen in den Kühlkörper (3) eingebetteten Einsatz (4) mit einem dritten Wärmeausdehnungskoeffizienten, wobei eine freie Oberfläche (11) des Einsatzes (4) zur thermischen und mechanischen Kontaktierung der zur Wärmeabfuhr bestimmten Oberfläche (12) der Elektronikeinheit (2) bestimmt ist und der Wert des dritten Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen den Werten des ersten und des zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten liegt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (3) aus einem Material mit einem Aluminium- Anteil und einem Silizium-Anteil besteht, wobei der Gewichtsanteil des Silizium- Anteils insbesondere zwischen etwa 10,5 % und 13,5 %, vorzugsweise etwa 12 % beträgt.
3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Kühlkörper (3) aus einem Gussmaterial besteht.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (3) einen thermischen Ausdeh- nungskoeffizienten zwischen etwa 20 ppm/°C und 22 ppm/°C, bevorzugt von etwa 21 ppm/°C aufweist.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Einsatz (4) aus einem Material mit einem Aluminium-Anteil und einem Silizium- Anteil besteht, wobei der Gewichtsanteil des Silizium- Anteils insbesondere mindestens bei 35 %, vorzugsweise zwischen 35 % und 40 % liegt.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (4) einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 12 ppm/°C aufweist.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der zwischen dem Kühlkörper (3) und dem Einsatz (4) eine haftende und insbesondere wärmeleitfahige Verbindung (16) besteht.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit des Kühlkörpers (3), des Einsatzes (4) sowie der Verbindungen zwischen dem Kühlkörper (3) und dem Einsatz (4) größer ist als die niedrigste Wärmeleitfähigkeit aller Teilkomponenten der Elektronikeinheit (2).
9. Verfahren zur Herstellung der Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Kühlkörper (3) mittels Gusstechnik hergestellt wird, wobei der zuvor hergestellte Einsatz (4) umgössen wird.
0. Verfahren zur Herstellung der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (3) und der Einsatz (4) mittels einer Fügetechnik, insbesondere mittels einer Ultraschall-Schweißtechnik, miteinander verbunden werden.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014016085A3 (de) * 2012-07-25 2014-03-27 Conti Temic Microelectronic Gmbh Kühlvorrichtung und verfahren zum herstellen einer kühlvorrichtung sowie schaltungsanordnung mit einer kühlvorrichtung

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011086193A1 (de) * 2011-11-11 2013-05-16 Osram Gmbh Leuchtdiodenmodul und verfahren zur fertigung eines leuchtdiodenmoduls
DE102015015699A1 (de) 2015-12-04 2017-06-08 Abb Schweiz Ag Elektronisches Leistungsmodul
DE102017211048A1 (de) * 2017-06-29 2019-01-03 Robert Bosch Gmbh Gehäuse und Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5447189A (en) * 1993-12-16 1995-09-05 Mcintyre; Gerald L. Method of making heat sink having elliptical pins
US20030081385A1 (en) * 2001-10-26 2003-05-01 Fujikura Ltd Heat radiating structure for electronic device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3500976A1 (de) * 1985-01-14 1986-07-17 Hans-Joachim 8500 Nürnberg Horn Kuehlkoerper fuer elektronische bauelemente
JPH08191120A (ja) * 1995-01-10 1996-07-23 Hitachi Ltd パワー半導体素子用基板とその製造方法
JP3635379B2 (ja) * 1995-08-04 2005-04-06 同和鉱業株式会社 金属−セラミックス複合基板
DE19732439B4 (de) * 1997-07-28 2006-01-19 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleiterbauelement auf Kühlkörper
AT408153B (de) * 1998-09-02 2001-09-25 Electrovac Metall-matrix-composite- (mmc-) bauteil
JP3812321B2 (ja) * 2000-10-25 2006-08-23 株式会社豊田自動織機 放熱板およびその製造方法
DE10245266A1 (de) * 2002-09-27 2004-04-15 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Kühlung von elektronischen Bauelementen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5447189A (en) * 1993-12-16 1995-09-05 Mcintyre; Gerald L. Method of making heat sink having elliptical pins
US20030081385A1 (en) * 2001-10-26 2003-05-01 Fujikura Ltd Heat radiating structure for electronic device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014016085A3 (de) * 2012-07-25 2014-03-27 Conti Temic Microelectronic Gmbh Kühlvorrichtung und verfahren zum herstellen einer kühlvorrichtung sowie schaltungsanordnung mit einer kühlvorrichtung

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