WO2016087218A1 - Heat sink for cooling an electric device - Google Patents

Heat sink for cooling an electric device Download PDF

Info

Publication number
WO2016087218A1
WO2016087218A1 PCT/EP2015/077078 EP2015077078W WO2016087218A1 WO 2016087218 A1 WO2016087218 A1 WO 2016087218A1 EP 2015077078 W EP2015077078 W EP 2015077078W WO 2016087218 A1 WO2016087218 A1 WO 2016087218A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat sink
electrical device
electric device
electrical
cooling
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/077078
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lars Balschat
Stefan Dietz
Harald FRIES
Karl-Heinz HÜMMER
Gerhard STÜRZENHOFECKER
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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 Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO2016087218A1 publication Critical patent/WO2016087218A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20409—Outer radiating structures on heat dissipating housings, e.g. fins integrated with the housing
    • H05K7/20418—Outer radiating structures on heat dissipating housings, e.g. fins integrated with the housing the radiating structures being additional and fastened onto the housing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H01L23/4006—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs with bolts or screws
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Definitions

  • the invention relates to a heat sink for use with an electrical appliance, wherein the heat sink is designed such that it is provided for cooling the electrical appliance and for attachment to the electrical appliance. Moreover, the invention relates to a manufacturing method for producing a heat sink according to the invention and a cooling system.
  • Such a heat sink can be used, for example, in industrial control and switching technology and for industrial power supply and other applications in which a powerful cooling is necessary.
  • An extended temperature range is present when the permissible maximum temperature is exceeded and the permissible minimum temperature is exceeded, in each case based on the ambient temperatures.
  • special housings are designed and provided with large-area heat sinks and / or powerful fans. As a result, these special devices are correspondingly more expensive by the interpreting ⁇ Lich increased construction and material costs. Especially with small series of very special devices, it is often not economical to design and distribute a variant for an extended temperature range.
  • a control device with a Ge ⁇ housing in the interior of which at least one printed circuit board is arranged, which is equipped with at least one heat dissipation generating power component, wherein the Ge ⁇ housing to dissipate the heat loss in thermal contact with the at least one power component is. It is formed in at least one lateral region of the housing at least one thermally conductive and mechanically coupled interface ⁇ interface for coupling at least one heat sink element in a variable position.
  • the invention has for its object to provide a heat sink available, extended without or without much design effort on the actual electrical device, the allowable temperature range of the electrical device and / or a higher continuous and / or maximum power can be achieved. Furthermore, the object is to provide a cooling system and a manufacturing method for a heat sink according to the invention. This object is achieved by a heat sink according to claim 1.
  • the invention is based on the finding that electrical ⁇ specific devices that are intended for use within a first, original temperature range or for use with a first, original maximum and / or duration of power for a second, extended temperature range or a second, higher maximum and / or continuous power can be upgraded.
  • This is done modularly by a heat sink according to the invention and can be optimized with respect to the purpose of use.
  • the heat sink is provided for cooling the electrical device and for attachment to the electrical device.
  • an electrical device can be upgraded easily and effi ⁇ cient for a wider range of applications. Especially with small series of very special equipment, it is not economically often to construct a variant for a expan ⁇ failed temperature range and distribute.
  • the heat sink has a means for enabling an extended temperature and / or power range of the electrical device.
  • an extended temperature range for example, meant that an electrical device that can be operated regularly ⁇ rich in a first Temperaturbe, by the arrangement ofdevor- direction on the electrical device, can be operated in an extended second temperature range, without the electrical device shuts off self-protection or damaged.
  • activation of an extended power range for example, meant that performance constraints of the electrical device, which may be based in high power operation, among other things Maximaltemperatu ⁇ reindeer, can be canceled by an inventive heat sink or extended.
  • any activation systems come into question. For example only specially provided for this purpose in the housing of the electrical device recesses could be mentioned with integrated buttons that are activated by the key-lock principle on the contact surface of the heat sink before ⁇ seen surveys.
  • Heat sink can be activated, be formed. Variants without direct contact, eg. B. by means of a reed switch or ei ⁇ nes in the heat sink integrated RFID tags are also possible.
  • a heat-conducting material in particular thermal compound and / or a so-called gap pad, is provided to improve the thermal coupling between the heat sink and the electrical device. This has the advantage of improved heat conduction between the electrical device and the heat sink, as well as a more uniform heat spread.
  • a heat-conducting adhesive is provided as a thermal coupling to and for attachment to the electrical device. This is particularly advantageous if the housing of the electrical device allows no further modifications or they are undesirable. This may be the case with welded Ge ⁇ housings.
  • the heat sink for mechanical fixation in particular by means of screws or clamps, provided on the electrical device.
  • This can be Cases that already have holes or even corresponding threads of great advantage.
  • attachment by means of clamping can also be advantageous.
  • the heat sink is designed such that it has a housing function. This is advantageous for example for the housing of electrical ⁇ control device, a lid or other
  • housing parts that can be dismantled non-destructively. These housing parts can then be replaced by a heat sink with housing function. In this case, the presence of seals for sealing the housing relative to the heat sink would be conceivable as advantageous ⁇ refinement. If adjustments must be made to the housing, the
  • Heat sink also replace a complete side surface of the housing of the electrical device.
  • the heat sink is used for cooling devices of industrial automation and / or control, in particular of programmable logic controllers, power supplies or switching devices.
  • the advantages of the heat sink are especially in devices for Gel ⁇ tion that are sensitive to ambient temperature fluctuations and / or their thermal power loss is correspondingly high.
  • the object is further comprised of a Ferti ⁇ transmission method for manufacturing a heat sink, wherein a generative production process, in particular 3D printing or laser sintering, is used.
  • a generative production process in particular 3D printing or laser sintering
  • the heatsink can be made particularly efficient for small series or custom-made for appropriate environmental conditions.
  • the means for activation in this manufacturing process can be molded directly with or inserted as an insert during production.
  • a cooling system comprises the combination of at least one heat sink and at least one electrical device. This has the advantage of hö ⁇ heren modularity and flexibility, for example in the construction of complex industrial control devices.
  • FIG. 1 shows a heat sink for mechanical fixation to an electrical device
  • FIG. 2 shows a heat sink for fixing by means of an adhesive.
  • the heat-conducting layer 3 has in this case recesses for the means for activation 10 and the holes 20 and can be configured for example as a heat ⁇ conductive paste or so-called gap pad.
  • an electrical device 4 and a housing 5 of the electrical ⁇ rule device 4 can be seen.
  • the electrical device 4 has a means for activation 11 of an extended temperature and / or power range. In this embodiment, there are three contacts on the electrical device 4 and the matching contacts on the heat sink 2.
  • Heatsink 2 with sautkleber 22 are in the correct position to allow an activation, guide means may be provided on the heat sink 2.
  • the invention relates to a heat sink 2 for use with an electrical device 4, wherein the heat sink 2 is designed such that it is provided for cooling the elekt ⁇ cal device 4 and for attachment to the electrical device 4.
  • the object of the invention is to make available a heat sink 2 with which the permissible temperature range of the electrical device 4 is extended without any major design effort on the actual electrical device 4 and / or achieves a higher continuous and / or maximum power become.
  • the heat sink 2 is provided for upgrading the electrical device 4 for a, compared to an operation of the electrical device 4 without heat sink, extended temperature and / or power range.

Abstract

The invention relates to a heat sink (2) for use with an electric device (4). The heat sink (2) is designed to cool the electric device (4) and to be secured on the electric device (4). The aim of the invention is to provide a heat sink (2) with which the permissible temperature range of the electric device (4) is extended without a complex design of without a highly complex design of the actual electric device (4) and/or a higher continuous and/or maximum output is achieved. This is achieved in that the heat sink (2) is designed to strengthen the electric device (4) for a temperature and/or output range which is extended compared to an operation of the electric device (4) without the heat sink, and the heat sink (2) has means for releasing the extended temperature and/or output range of the electric device (4).

Description

Beschreibung description
Kühlkörper zur Kühlung eines elektrischen Geräts Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper zur Verwendung mit einem elektrischen Gerät, wobei der Kühlkörper derart ausgebildet ist, dass er zur Kühlung des elektrischen Geräts und zur Befestigung am elektrischen Gerät vorgesehen ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fertigungsverfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers sowie ein Kühlsystem. The invention relates to a heat sink for use with an electrical appliance, wherein the heat sink is designed such that it is provided for cooling the electrical appliance and for attachment to the electrical appliance. Moreover, the invention relates to a manufacturing method for producing a heat sink according to the invention and a cooling system.
Ein derartiger Kühlkörper kann beispielsweise in der industriellen Steuer- und Schalttechnik sowie zur industriellen Spannungsversorgung und weiteren Anwendungen zum Einsatz kommen, bei denen eine leistungsfähige Kühlung notwendig ist. Such a heat sink can be used, for example, in industrial control and switching technology and for industrial power supply and other applications in which a powerful cooling is necessary.
Bisher ist hoher konstruktiver Aufwand nötig um für elektrische Geräte einen erweiterten zulässigen Temperaturbereich zu erreichen. Ein erweiterter Temperaturbereich liegt bei einem Überschreiten der zulässigen Maximaltemperatur sowie einem Unterschreiten der zulässigen Mindesttemperatur vor, jeweils bezogen auf die Umgebungstemperaturen. So werden beispielsweise spezielle Gehäuse konstruiert und mit großflächigen Kühlkörpern und/oder leistungsfähigen Lüftern versehen. Dies hat zur Folge, dass diese speziellen Geräte durch den deut¬ lich erhöhten Konstruktions- und Materialaufwand entsprechend teurer werden. Besonders bei kleinen Serien sehr spezieller Geräte ist es oftmals nicht wirtschaftlich eine Variante für einen erweiterten Temperaturbereich zu konstruieren und zu vertreiben . So far, high design effort is required to achieve an extended allowable temperature range for electrical equipment. An extended temperature range is present when the permissible maximum temperature is exceeded and the permissible minimum temperature is exceeded, in each case based on the ambient temperatures. For example, special housings are designed and provided with large-area heat sinks and / or powerful fans. As a result, these special devices are correspondingly more expensive by the interpreting ¬ Lich increased construction and material costs. Especially with small series of very special devices, it is often not economical to design and distribute a variant for an extended temperature range.
Aus DE 10 2009 054 585 AI ist ein Steuergerät mit einem Ge¬ häuse bekannt, in dessen Innenraum mindestens eine Leiter- platte angeordnet ist, die mit mindestens einem Verlustwärme erzeugenden Leistungsbauelement bestückt ist, wobei das Ge¬ häuse zur Abführung der Verlustwärme in thermischen Kontakt mit dem mindestens einem Leistungsbauelement steht. Dabei ist in mindestens einem lateralen Bereich des Gehäuses mindestens eine thermisch leitende und mechanisch ankoppelbare Schnitt¬ stelle zur Ankoppelung mindestens eines Kühlkörperelements in einer variablen Position ausgebildet. From DE 10 2009 054 585 Al a control device with a Ge ¬ housing is known, in the interior of which at least one printed circuit board is arranged, which is equipped with at least one heat dissipation generating power component, wherein the Ge ¬ housing to dissipate the heat loss in thermal contact with the at least one power component is. It is formed in at least one lateral region of the housing at least one thermally conductive and mechanically coupled interface ¬ interface for coupling at least one heat sink element in a variable position.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühlkörper zur Verfügung zu stellen, mit dem ohne oder ohne großen konstruktiven Aufwand am eigentlichen elektrischen Gerät der zulässige Temperaturbereich des elektrischen Geräts erweitert und/oder eine höhere Dauer- und/oder Maximalleistung erreicht werden kann. Weiterhin besteht die Aufgabe ein Kühlsystem und ein Herstellungsverfahren für einen erfindungsgemäßen Kühlkörper zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird durch einen Kühlkörper gemäß Anspruch 1 gelöst . The invention has for its object to provide a heat sink available, extended without or without much design effort on the actual electrical device, the allowable temperature range of the electrical device and / or a higher continuous and / or maximum power can be achieved. Furthermore, the object is to provide a cooling system and a manufacturing method for a heat sink according to the invention. This object is achieved by a heat sink according to claim 1.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass elektri¬ sche Geräte, die für einen Einsatz innerhalb eines ersten, ursprünglichen Temperaturbereichs oder zum Betrieb mit einer ersten, ursprünglichen Maximal- und/oder Dauerleistung vorgesehen sind für einen zweiten, erweiterten Temperaturbereich oder eine zweite, höhere Maximal- und/oder Dauerleistung ertüchtigt werden können. Dies geschieht modular durch einen erfindungsgemäßen Kühlkörper und ist bezüglich des Einsatzzwecks optimierbar. Dabei ist der Kühlkörper zur Kühlung des elektrischen Geräts und zur Befestigung am elektrischen Gerät vorgesehen. So kann ein elektrisches Gerät einfach und effi¬ zient für einen erweiterten Einsatzbereich ertüchtigt werden. Besonders bei kleinen Serien sehr spezieller Geräte ist es oftmals nicht wirtschaftlich, eine Variante für einen erwei¬ terten Temperaturbereich zu konstruieren und zu vertreiben. Weiterhin weist der Kühlkörper ein Mittel zur Freischaltung eines erweiterten Temperatur- und/oder Leistungsbereichs des elektrischen Geräts auf. Mit Freischaltung eines erweiterten Temperaturbereichs ist beispielsweise gemeint, dass ein elektrisches Gerät, das regulär in einem ersten Temperaturbe¬ reich betrieben werden kann, durch die Anordnung der Kühlvor- richtung am elektrischen Gerät, in einem erweiterten zweiten Temperaturbereich betrieben werden kann, ohne dass sich das elektrische Gerät aus Selbstschutz abschaltet oder beschädigt wird. Mit Freischaltung eines erweiterten Leistungsbereich ist beispielsweise gemeint, dass Leistungseinschränkungen des elektrischen Geräts, die unter anderem auf Maximaltemperatu¬ ren im Betrieb mit hoher Leistung beruhen können, durch einen erfindungsgemäßen Kühlkörper aufgehoben oder erweitert werden können. Als Mittel zur Freischaltung kommen jegliche Aktivie- rungssysteme in Frage. Nur beispielhaft wären eigens dazu im Gehäuse des elektrischen Geräts vorgesehene Aussparungen mit integrierten Tastern zu nennen, die nach dem Schlüssel- Schloss-Prinzip von an der Kontaktfläche des Kühlkörpers vor¬ gesehenen Erhebungen aktiviert werden. Ebenso kann das Mittel zur Freischaltung als elektrische Kontakte, die durch denThe invention is based on the finding that electrical ¬ specific devices that are intended for use within a first, original temperature range or for use with a first, original maximum and / or duration of power for a second, extended temperature range or a second, higher maximum and / or continuous power can be upgraded. This is done modularly by a heat sink according to the invention and can be optimized with respect to the purpose of use. In this case, the heat sink is provided for cooling the electrical device and for attachment to the electrical device. Thus, an electrical device can be upgraded easily and effi ¬ cient for a wider range of applications. Especially with small series of very special equipment, it is not economically often to construct a variant for a expan ¬ failed temperature range and distribute. Furthermore, the heat sink has a means for enabling an extended temperature and / or power range of the electrical device. With activation of an extended temperature range, for example, meant that an electrical device that can be operated regularly ¬ rich in a first Temperaturbe, by the arrangement of Kühlvor- direction on the electrical device, can be operated in an extended second temperature range, without the electrical device shuts off self-protection or damaged. With activation of an extended power range, for example, meant that performance constraints of the electrical device, which may be based in high power operation, among other things Maximaltemperatu ¬ reindeer, can be canceled by an inventive heat sink or extended. As a means of activation any activation systems come into question. For example only specially provided for this purpose in the housing of the electrical device recesses could be mentioned with integrated buttons that are activated by the key-lock principle on the contact surface of the heat sink before ¬ seen surveys. Similarly, the means for activation as electrical contacts, by the
Kühlkörper aktiviert werden, ausgebildet sein. Varianten ohne direkten Kontakt, z. B. mittels eines Reed-Schalters oder ei¬ nes im Kühlkörper integrierten RFID-Tags sind ebenso möglich. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist zur Verbesserung der thermischen Kopplung zwischen dem Kühlkörper und dem elektrischen Gerät ein wärmeleitendes Material, insbesondere Wärmeleitpaste und/oder ein sogenanntes Gap-Pad, vorgesehen. Dies hat den Vorteil einer verbesserten Wärmeleitung zwischen dem elektrischen Gerät und dem Kühlkörper, sowie einer gleichmäßigeren Wärmespreizung. Heat sink can be activated, be formed. Variants without direct contact, eg. B. by means of a reed switch or ei ¬ nes in the heat sink integrated RFID tags are also possible. In an advantageous embodiment, a heat-conducting material, in particular thermal compound and / or a so-called gap pad, is provided to improve the thermal coupling between the heat sink and the electrical device. This has the advantage of improved heat conduction between the electrical device and the heat sink, as well as a more uniform heat spread.
In einer weiteren Ausführungsform eines Kühlkörpers ist als thermische Kopplung zum und zur Befestigung am elektrischen Gerät ein wärmeleitender Kleber vorgesehen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Gehäuse des elektrischen Geräts keine weiteren Modifikationen zulässt oder diese unerwünscht sind. Dies kann beispielsweise bei verschweißten Ge¬ häusen der Fall sein. In a further embodiment of a heat sink, a heat-conducting adhesive is provided as a thermal coupling to and for attachment to the electrical device. This is particularly advantageous if the housing of the electrical device allows no further modifications or they are undesirable. This may be the case with welded Ge ¬ housings.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Kühlkörper zur mechanischen Fixierung, insbesondere mittels Schrauben oder Klemmen, am elektrischen Gerät vorgesehen. Dies kann bei Ge- häusen die bereits Bohrungen oder sogar entsprechende Gewinde aufweisen von großem Vorteil sein. Im Falle von geeigneten Vorsprüngen oder Ausbuchtungen am Gehäuse kann auch eine Befestigung mittels Klemmen vorteilhaft sein. In a further embodiment, the heat sink for mechanical fixation, in particular by means of screws or clamps, provided on the electrical device. This can be Cases that already have holes or even corresponding threads of great advantage. In the case of suitable protrusions or protrusions on the housing, attachment by means of clamping can also be advantageous.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Kühlkörper derart ausgestaltet, dass er eine Gehäusefunktion aufweist. Dies ist beispielsweise für Gehäuse von elektri¬ schen Geräten vorteilhaft, die einen Deckel oder andere In a particularly advantageous embodiment, the heat sink is designed such that it has a housing function. This is advantageous for example for the housing of electrical ¬ control device, a lid or other
Gehäuseteile aufweisen, die zerstörungsfrei demontiert werden können. Diese Gehäuseteile können dann durch einen Kühlkörper mit Gehäusefunktion ersetzt werden. Dabei wäre als vorteil¬ hafte Weiterbildung das Vorhandensein von Dichtungen zur Abdichtung des Gehäuses gegenüber dem Kühlkörper denkbar. Falls am Gehäuse Anpassungen vorgenommen werden müssen, kann derHave housing parts that can be dismantled non-destructively. These housing parts can then be replaced by a heat sink with housing function. In this case, the presence of seals for sealing the housing relative to the heat sink would be conceivable as advantageous ¬ refinement. If adjustments must be made to the housing, the
Kühlkörper auch eine komplette Seitenfläche des Gehäuses des elektrischen Geräts ersetzen. Heat sink also replace a complete side surface of the housing of the electrical device.
In einer weiteren Ausführungsform kommt der Kühlkörper zur Kühlung von Geräten der Industrieautomatisierung und/oder - Steuerung, insbesondere von speicherprogrammierbaren Steuerungen, Netzteilen oder Schaltgeräten, zum Einsatz. Die Vorteile des Kühlkörpers kommen besonders bei Geräten zur Gel¬ tung, die empfindlich gegenüber Umgebungstemperaturschwankun- gen sind und/oder deren thermische Verlustleistung entsprechend hoch ist. In a further embodiment, the heat sink is used for cooling devices of industrial automation and / or control, in particular of programmable logic controllers, power supplies or switching devices. The advantages of the heat sink are especially in devices for Gel ¬ tion that are sensitive to ambient temperature fluctuations and / or their thermal power loss is correspondingly high.
Die Lösung der Aufgabe besteht weiterhin aus einem Ferti¬ gungsverfahren zum Herstellen eines Kühlkörpers, wobei ein generatives Fertigungsverfahren, insbesondere 3D-Druck oder Lasersintern, zum Einsatz kommt. Dies hat den Vorteil dass die Kühlkörper besonders effizient für Kleinserien oder Einzelanfertigungen für entsprechende Umgebungsbedingungen gefertigt werden können. Beispielsweise kann das Mittel zur Freischaltung bei diesen Fertigungsverfahren direkt mit angeformt werden oder als Einlegeteil während der Produktion eingelegt werden. In einer weiteren Ausführungsform weist ein Kühlsystem die Kombination aus mindestens einem Kühlkörper und mindestens einem elektrischen Gerät auf. Dies hat den Vorteil einer hö¬ heren Modularität und Flexibilität beispielsweise beim Aufbau von komplexen industriellen Steuerungsanordnungen. The object is further comprised of a Ferti ¬ transmission method for manufacturing a heat sink, wherein a generative production process, in particular 3D printing or laser sintering, is used. This has the advantage that the heatsink can be made particularly efficient for small series or custom-made for appropriate environmental conditions. For example, the means for activation in this manufacturing process can be molded directly with or inserted as an insert during production. In a further embodiment, a cooling system comprises the combination of at least one heat sink and at least one electrical device. This has the advantage of hö ¬ heren modularity and flexibility, for example in the construction of complex industrial control devices.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert . In the following the invention will be described and explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the figures.
Es zeigen: Show it:
FIG 1 einen Kühlkörper zur mechanischen Fixierung an einem elektrischen Gerät und 1 shows a heat sink for mechanical fixation to an electrical device and
FIG 2 einen Kühlkörper zur Fixierung mittels eines Klebstoffs . 2 shows a heat sink for fixing by means of an adhesive.
FIG 1 zeigt einen Kühlkörper 2 der Bohrungen 20 für Schrauben 21, eine wärmeleitende Schicht 3 sowie ein Mittel zur Frei- Schaltung 10 eines erweiterten Temperatur- und/oder Leistungsbereichs aufweist. Die wärmeleitende Schicht 3 weist in diesem Fall Aussparungen für das Mittel zur Freischaltung 10 und die Bohrungen 20 auf und kann beispielsweise als Wärme¬ leitpaste oder sogenanntes Gap-Pad ausgeführt sein. Weiterhin ist ein elektrisches Gerät 4 sowie ein Gehäuse 5 des elektri¬ schen Geräts 4 zu sehen. Das elektrische Gerät 4 weist ein Mittel zur Freischaltung 11 eines erweiterten Temperatur- und/oder Leistungsbereichs auf. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um drei Kontakte am elektrischen Gerät 4 und die dazu passenden Kontakte am Kühlkörper 2. Nach Montage des Kühlkörpers 2 am elektrischen Gerät 4, berühren sich die Mittel zur Freischaltung 10 und 11 und die Freischaltung eines höheren Temperatur und/oder Leistungsbereichs kann ausgelöst werden. Diese Ausführungsform mit Kontakten als Mittel zur Freischaltung 10 und 11 ist als Beispiel anzusehen, mechanische Lösungen mit Tastern, drahtlose mit Reed-Schalter oder RFID-Tags sind ebenso denkbar. FIG 2 zeigt einen Kühlkörper 2 der eine Schicht Wärmeleitkle¬ ber 22 sowie ein Mittel zur Freischaltung 10 eines erweiterten Temperatur- und/oder Leistungsbereichs aufweist. Weiterhin ist ein elektrisches Gerät 4 sowie ein Gehäuse 5 des elektrischen Geräts 4 zu sehen. Die Befestigung mit Wärmeleitkleber 22 am elektrischen Gerät 4 hat den Vorteil, dass keine weiteren Montagemittel notwendig sind. Die Funktion der Mittel zur Freischaltung 10 und 11 ist analog zum Ausführungsbeispiel aus FIG 1. Um sicherzustellen, dass sich die Mittel zur Freischaltung 10 und 11 bei der Anbringung des1 shows a heat sink 2 of the holes 20 for screws 21, a heat-conducting layer 3 and a means for free circuit 10 of an extended temperature and / or power range. The heat-conducting layer 3 has in this case recesses for the means for activation 10 and the holes 20 and can be configured for example as a heat ¬ conductive paste or so-called gap pad. Furthermore, an electrical device 4 and a housing 5 of the electrical ¬ rule device 4 can be seen. The electrical device 4 has a means for activation 11 of an extended temperature and / or power range. In this embodiment, there are three contacts on the electrical device 4 and the matching contacts on the heat sink 2. After mounting the heat sink 2 on the electrical device 4, touch the means for activation 10 and 11 and the activation of a higher temperature and / or Power range can be triggered. This embodiment with contacts as means for enabling 10 and 11 is to be considered as an example, mechanical solutions with buttons, wireless with reed switch or RFID tags are also conceivable. 2 shows a heat sink 2 which has a layer Wärmeleitkle ¬ about 22 and a means for activation 10 of an extended temperature and / or power range. Furthermore, an electrical device 4 and a housing 5 of the electrical device 4 can be seen. The attachment with thermal adhesive 22 on the electrical device 4 has the advantage that no further mounting means are necessary. The function of the means for enabling 10 and 11 is analogous to the embodiment of FIG 1. To ensure that the means for enabling 10 and 11 in the attachment of the
Kühlkörpers 2 mit Wärmeleitkleber 22 in der korrekten Position befinden, um eine Freischaltung zu ermöglichen, können Führungsmittel am Kühlkörper 2 vorgesehen sein. Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Kühlkörper 2 zur Verwendung mit einem elektrischen Gerät 4, wobei der Kühlkörper 2 derart ausgebildet ist, dass er zur Kühlung des elekt¬ rischen Geräts 4 und zur Befestigung am elektrischen Gerät 4 vorgesehen ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ei- nen Kühlkörper 2 zur Verfügung zu stellen, mit dem ohne oder ohne großen konstruktiven Aufwand am eigentlichen elektrischen Gerät 4 der zulässige Temperaturbereich des elektrischen Geräts 4 erweitert und/oder eine höhere Dauer- und/oder Maximalleistung erreicht werden. Zur Lösung wird vorgeschla- gen, dass der Kühlkörper 2 zur Ertüchtigung des elektrischen Geräts 4 für einen, gegenüber einem Betrieb des elektrischen Geräts 4 ohne Kühlkörper, erweiterten Temperatur- und/oder Leistungsbereich vorgesehen ist. Heatsink 2 with Wärmeleitkleber 22 are in the correct position to allow an activation, guide means may be provided on the heat sink 2. In summary, the invention relates to a heat sink 2 for use with an electrical device 4, wherein the heat sink 2 is designed such that it is provided for cooling the elekt ¬ cal device 4 and for attachment to the electrical device 4. The object of the invention is to make available a heat sink 2 with which the permissible temperature range of the electrical device 4 is extended without any major design effort on the actual electrical device 4 and / or achieves a higher continuous and / or maximum power become. To solve it is proposed that the heat sink 2 is provided for upgrading the electrical device 4 for a, compared to an operation of the electrical device 4 without heat sink, extended temperature and / or power range.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kühlkörper (2) zur Verwendung mit einem elektrischen Gerät (4), wobei der Kühlkörper (2) derart ausgebildet ist, dass er zur Kühlung des elektrischen Geräts (4) und zur Befestigung am elektrischen Gerät (4) vorgesehen ist, wobei der Kühlkörper (2) zur Ertüchtigung des elektrischen Geräts (4) für einen, gegenüber einem Betrieb des elektrischen Geräts (4) ohne Kühlkörper, erweiterten Temperatur- und/oder Leistungsbereich vorgesehen ist und wobei der Kühlkörper (2) ein Mittel zurA heat sink (2) for use with an electrical appliance (4), wherein the heat sink (2) is formed to be provided for cooling the electrical appliance (4) and for attachment to the electrical appliance (4), wherein the Heatsink (2) for upgrading the electrical device (4) for, compared to an operation of the electrical device (4) without heat sink, extended temperature and / or power range is provided and wherein the heat sink (2) comprises a means for
Freischaltung des erweiterten Temperatur- und/oder Leistungsbereichs des elektrischen Geräts (4) aufweist. Activation of the extended temperature and / or power range of the electrical device (4).
2. Kühlkörper nach Anspruch 1, wobei zur Verbesserung der thermischen Kopplung zwischen dem Kühlkörper (2) und dem elektrischen Gerät (4) ein wärmeleitendes Material (3), ins¬ besondere Wärmeleitpaste und/oder ein so genanntes Gap-Pad, vorgesehen ist. 2. Heatsink according to claim 1, wherein for improving the thermal coupling between the heat sink (2) and the electrical device (4), a heat-conducting material (3), in ¬ particular thermal compound and / or a so-called gap pad, is provided.
3. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als thermische Kopplung zum und zur Befestigung am elektrischen Gerät (4) ein wärmeleitender Kleber (21) vorgesehen ist . 3. Heatsink according to one of the preceding claims, wherein a thermal conductive adhesive (21) is provided as a thermal coupling to and for attachment to the electrical device (4).
4. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kühlkörper (2) zur mechanischen Fixierung, insbesondere mittels Schrauben (21) oder Klemmen, am elektrischen Gerät (4) vorgesehen ist. 4. Heatsink according to one of the preceding claims, wherein the heat sink (2) for mechanical fixation, in particular by means of screws (21) or terminals, on the electrical device (4) is provided.
5. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kühlkörper (2) derart ausgestaltet ist, dass er eine Ge¬ häusefunktion aufweist. 5. Heatsink according to one of the preceding claims, wherein the heat sink (2) is designed such that it has a Ge ¬ housing function.
6. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kühlkörper (2) zur Kühlung von elektrischen Geräten (4) der Industrieautomatisierung und/oder -Steuerung, insbesondere von speicherprogrammierbaren Steuerungen, Netzteilen, Schaltgeräten oder ähnlichen Geräten, zum Einsatz kommt. 6. Heatsink according to one of the preceding claims, wherein the heat sink (2) for cooling of electrical devices (4) of the industrial automation and / or control, in particular of programmable logic controllers, power supplies, switching devices or similar devices is used.
7. Verfahren zum Herstellen eines Kühlkörpers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein generatives Fertigungs¬ verfahren, insbesondere 3D-Druck oder Lasersintern, zum Ein- satz kommt. 7. A method for producing a heat sink according to one of the preceding claims, wherein a generative manufacturing ¬ method, in particular 3D printing or laser sintering, is used.
8. Kühlsystem aufweisend mindestens einen Kühlkörper (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und ein elektrisches Gerät (4) . 8. Cooling system comprising at least one heat sink (2) according to one of claims 1 to 6 and an electrical device (4).
PCT/EP2015/077078 2014-12-05 2015-11-19 Heat sink for cooling an electric device WO2016087218A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014224995.3A DE102014224995A1 (en) 2014-12-05 2014-12-05 Heat sink for cooling an electrical device
DE102014224995.3 2014-12-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016087218A1 true WO2016087218A1 (en) 2016-06-09

Family

ID=54601793

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/077078 WO2016087218A1 (en) 2014-12-05 2015-11-19 Heat sink for cooling an electric device

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102014224995A1 (en)
WO (1) WO2016087218A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022194705A1 (en) * 2021-03-18 2022-09-22 Robert Bosch Gmbh Heat dissipating device and controller assembly
USD986898S1 (en) * 2021-08-30 2023-05-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Solid state drive memory device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018200882A1 (en) * 2018-01-19 2019-07-25 Zf Friedrichshafen Ag Housing for a control unit and method for producing a housing for a control unit
US10517184B2 (en) * 2018-02-09 2019-12-24 Eaton Intelligent Power Limited Configurable electronics packages

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60116154A (en) * 1983-11-28 1985-06-22 Nec Corp Integrated circuit package structure
EP0820098A2 (en) * 1996-07-15 1998-01-21 International Business Machines Corporation Switched management of thermal impedance to reduce temperature excursions
US5875096A (en) * 1997-01-02 1999-02-23 At&T Corp. Apparatus for heating and cooling an electronic device
US20100254426A1 (en) * 2009-03-27 2010-10-07 Fujitsu Limited Heat sink for measuring temperature of electronic component
US20140036445A1 (en) * 2012-08-03 2014-02-06 Fujitsu Limited Heat sink and electronic apparatus provided with heat sink

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6065530A (en) * 1997-05-30 2000-05-23 Alcatel Usa Sourcing, L.P. Weatherproof design for remote transceiver
FR2771594B1 (en) * 1997-11-21 1999-12-31 Schneider Electric Sa ELECTRONIC SPEED VARIATOR
US6724631B2 (en) * 2002-04-22 2004-04-20 Delta Electronics Inc. Power converter package with enhanced thermal management
DE102009054585A1 (en) * 2009-12-14 2011-06-16 Robert Bosch Gmbh control unit
DE102011101302A1 (en) * 2011-05-12 2012-11-15 Mtu Aero Engines Gmbh Producing a housing, with a tempering line, preferably a housing of a digital electronic regulating and control unit of an aircraft engine, comprises layer-by-layer building of housing with tempering line by generative manufacturing method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60116154A (en) * 1983-11-28 1985-06-22 Nec Corp Integrated circuit package structure
EP0820098A2 (en) * 1996-07-15 1998-01-21 International Business Machines Corporation Switched management of thermal impedance to reduce temperature excursions
US5875096A (en) * 1997-01-02 1999-02-23 At&T Corp. Apparatus for heating and cooling an electronic device
US20100254426A1 (en) * 2009-03-27 2010-10-07 Fujitsu Limited Heat sink for measuring temperature of electronic component
US20140036445A1 (en) * 2012-08-03 2014-02-06 Fujitsu Limited Heat sink and electronic apparatus provided with heat sink

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022194705A1 (en) * 2021-03-18 2022-09-22 Robert Bosch Gmbh Heat dissipating device and controller assembly
USD986898S1 (en) * 2021-08-30 2023-05-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Solid state drive memory device

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014224995A1 (en) 2016-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2429273B1 (en) Cooling device for an electric device and method for producing same
DE102015103096B4 (en) Cooling device and cooling arrangement with the cooling device
WO2016087218A1 (en) Heat sink for cooling an electric device
DE102013010843A1 (en) Electric control unit
DE102008033193A1 (en) Motor control device of a vehicle
DE102013002629A1 (en) Cover element and housing device for use of the cover element
DE102016122084A1 (en) Electronic circuit unit
EP2716145B1 (en) Printed circuit board for electric components, and printed circuit board system
DE102015114188A1 (en) Power electronic submodule with a two-part housing
DE102005039764A1 (en) Device for thermal coupling and method for producing a thermal coupling
DE102014104308B3 (en) Power semiconductor device system
DE102013204029A1 (en) Device for cooling an electrical device and associated production method
EP3427557A1 (en) Control unit
DE202016101292U1 (en) Power semiconductor device
WO2008083878A1 (en) Fixing element for printed circuit boards
DE102007041419A1 (en) Device, particularly electrical device, comprises printed circuit board, where three-dimensionally shaped breaker is provided between power semiconductors and heat sink or cooling plate for heat dissipation
EP1882403B1 (en) Fixing device
WO2016146613A1 (en) Electronic control device
EP3656192B1 (en) Electrical converter
DE102016101726A1 (en) Power semiconductor device and method for producing a power semiconductor device
EP0465693A1 (en) Electrical insulating printed circuit board with integrated cooling means
DE102016213049A1 (en) Arrangement and reduction of the vibration behavior of electronic components
EP2046102A1 (en) Assembly with a module and a module rack
EP3301716A1 (en) Pressure device
DE102015213836A1 (en) Arrangement and method for electrically and mechanically connecting a printed circuit board

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15797332

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15797332

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1