CN1114944C - 散热器 - Google Patents
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Abstract
这里描述的是一种电子元件用的散热器，该散热器是用单片黄铜条带制作的。该带弯曲成曲折造形，在曲折造形下部(11)的区域内，接触面(2)安置在电子元件(9)的热分配器(8)上。该散热器由一个内部产生的预应力连同一个卡式连接作用，而稳固地保持在元件(9)上。虽然散热器(1)在已安装状态下也显示纵向弹性，但其散热功能仍能持续地得到保持。
Description
本发明涉及一种电子元件散热器，特别是一种从元件上侧安装和耦合的散热器，它接受元件的热损耗并经散热面散出，它是一种按规定设置得跟元件的一个热分配器(heat slug)相接触的散热器。
对于半导体器件的可靠使用而言，良好的散热是不可缺少的。随着器件的不断变小功率密度不断增加，导致损耗功率的上升，因而提出，要求效率更高的散热器，这种散热器对内部热传导应该具有良好的热导率，并对外具有一个大的表面进行散热。在此，损耗功率的传输首先是由半导体外壳出发经接触面到达散热器的。在散热器内部热量的分散是经热传导完成的。从那里向外的热量传递是借助辐射和对流完成的。
在愈来愈小的需冷却的表面和同时要散出的大的损耗功率的情况下，被冷却表面的不平整性，对由器件到散热器的热传导的不利影响不断增加。在这里，通过使用热导层可以抵消这种不平坦性，然而这样作意味着增加材料消耗和手工成本。
在当前技术中已知有多种散热器，在德国公开文献DE 43 35 299中就提出一种与半导体管壳相连接的散热器，其中两个相对的边可以夹子状与一个外壳相连。此散热器具有若干散热片和一个接触面，它与电子元件，特别是与其上侧相接触以进行热传输。
另几种形式的散热器，例如由德国的公开文献DE 24 25 723或日本专利申请Nr.64-231104所公知。
在当前技术中提出的解决方案的缺点是，体积过大、结构太复杂，从而太昂贵或者太不可靠，例如经振动后散热作用降低或消失。
本发明的目的在于，提供一种成本较低的、自动定心地、良好固定而还具有弹性的散热器，它具有高导热能力，此任务的解决由权利要求1的特征来实现。
优良的改进结构可由从属权利得到。
本发明建立在如此认识的基础上：通过使用一种弹性的，由一个金属条带弯曲成曲折形状的散热器，在力的作用下散热器的接触面，可以最佳地设置在一个电子元件的热分配器上，因为散热器处在预应力下，此外，在散热器接触面的区域里散热器的凸肩和凸缘相对于元件具有一种有效的定心和定位作用。因而，散热器虽然具有弹性，且能避免某些机械应力，然而却能恢复其原始位置，因而可以保证任何时间的可靠散热。一个散热器在顶视图上所需的面积，仅比被冷却元件的面积略微大一些。为了与散热功率相匹配，散热器可以任意地加高制造。根据本发明解决方案，散热器是用一个金属条带借助冲压弯件冲压，并弯曲成曲折形状来制造的，它提供了把相应的接触面位置准确地安装在元件上的可能性，产生一种通过适当的弯曲形成的预应力，以使一种卡式连接把散热器及其冷却表面拉向元件，而且整块地从金属带上制造用于定心的凸肩和凸缘，也就是说以适当的方式进行冲压和弯曲。
下面以示意图1至图5描述一实施例。
图1至图3描述散热器安装的原理，其中图1散热器处在静止状态，图2的散热器处在安装但未安装完毕的状态，相应的图3为安装完毕的状态。
图4示出一种细节，在散热器与元件之间在元件的两侧设置了卡式连接。
图5示出散热器的下视图，其中同时考虑了覆盖部分，如接触面或凸起部。
在图1至图3中，从侧面我们看到：一个电子元件9和相应的导线13一起跟位于其上的散热器1设置在一起。电子元件9有一个所谓的热量分配器(heat slug)。这个分配器可以在电子元件9的上侧面，整个表面地或部分地或也在边缘，即在元件9的诸侧面安装以及向外进行接触。散热器1是整体地与图1至图3全部可见到的元件一起制作。为此从一个黄铜金属条带冲压出具有凸肩6、凸耳7和凸鼻10的轮廓。经弯曲得到散热器1的曲折形状。凸肩6和凸耳7相应于热分配器8的上部，周界如此弯曲，使它们对热分配器8具有较好地定心和定位。为了在一个元件上安装散热器1时能自动定心，凸肩6在其末端相当于漏斗形向外弯曲。凸耳7限定位于元件9上面的散热器1的侧面位置区。凸耳7的距离大于元件9的相应宽度以便简化安装。
在图1中，散热器还没有装配到元件9上。曲折造形的下部11在此实施形式中包括应座落在热分配器8上面的接触面2。该曲折造形在此时是通过弯折形成的，这些弯折在90°范围内。曲折造形的上部外侧有如图1所示的结构，在安装时以简单方式方法保证形成结合压力F。
在散热器1和元件9之间建立起卡式连接之后，在散热器1中保持的应力起着稳定的固定作用，和使接触面2压在热分配器8上的作用。
由上所述，通过适当弯曲形成的结构，使散热器1借助从上向下垂直作用的结合力F，固定在元件或者说固定在热分配器8上。其中，接触面2首先部分地或者完全地安置在元件的上侧。通过凸肩6使散热器1相对于元件9定心和定位。散热器1的两个外臂通过向内和向上作用的凸鼻10被压向外侧。按图2的状态，散热器1还没有完全安装完毕。
图3示出一个具有完全安装在元件9上的散热器1的装置。接触面2完全安置在元件9的上侧。凸肩6靠在元件9上部的边缘上。通过凸鼻10的***，例如***元件9的或热分配器8的凹槽，散热器被固定住。然而它却保持在预应力的作用之下。从而使接触面可靠地压触在热分器8上。
图4示出：作为一个例子，一个凸鼻10是怎样***电子元件9的一个凹槽的。
图5示出散热器的一个下视图，其中向外弯曲的凸肩6与凸耳7一样都是可见的。接触面2显示出其轮廓为一矩形。散热器1的纵向5用一个双向箭头表示。黄铜金属条带的宽度大致由元件9的宽度，元件与凸耳的之间的每个间距和两倍凸耳7的宽度决定。
通过对曲折造形的结构设计，使得散热器1具有必要的纵向弹性。这种弹性是必要的，以便把散热器装配在元件9上。这时散热器的凸肩6随时将散热器在元件9上调定中心。此外，通过这种调定中心相对于热分配器8接触面定位。这既有益于安装，也有益于散热器受外力作用之后重新恢复调定中心的情况。
如果散热器1已装设在上面，虽然还没有进行卡式连接安装，这时接触面2的内棱3已经单独置于其上。接触面2的外棱4在这个状态下只距热分配器8有小的距离。这时，借助散热器凸鼻10建立卡式连接之后，散热器1的接触面2的外棱4被拉到热分配器8的上面。从而建立起可靠的散热接触。
散热器另一些优点是：例如，它可以例如用其它的技术方案装配。这种情况例如可在电杆储存箱(Stangenmagazin)中或者在线圈中出现，这里的散热器必须直接地在安装之前冲裁。
另一优点是：当散热器1安装在元件9上时，功率SMD-IC的日期编码还可以看清和阅读。基于散热器1的弯曲造形，这点是可以实现的。这样，元件上的文字和散热器的结构可以相互调配，这样可使文字处在两个下部的曲折造形11之间。
本发明散热器的另一个优点是：它可以自动安装和自动拆卸。散热器也可以用手，即不用工具安装和拆卸因为其结合力较小。
当散热器1在已安装好状态下经受热处理过程时，其弹性保持不变。无论元件9还是其导电引线13，都不会受较小的结合力F的伤害。
与散热器1的碰撞，不会立即导致该装置的损坏，因为散热器由于其纵向弹性可以避免损害。因此例如把元件9固定到一个印刷电路板上的焊点，会受到较小的应力，即与散热器1粘合在元件上或焊接在元件上相比，焊点受到较小的应力。
除散热器1在纵向方向5的纵向弹性外，基于散热器侧面形成的凸耳7，散热器1同样可以承受或支撑垂直作用于纵向5的方向的机械力。
Claims (3)
1.具有至少一个接触面(2)的电子元件用的散热器(1)，接触面(2)为了由散热器(1)的散热面向外散热而与元件(9)的一个热分配器(8)至少部分地接触，该散热器由一个弯曲成曲折形的金属条带组成，其具有与热分配器(8)相邻的、具有接触面(2)的曲折形状的下部(11)和相对的、背向热分配器(8)的曲折形状的上部(12)，
其中，在散热器(1)的曲折形状的下部(11)范围内，形成使散热器(1)相对于热分配器(8)定位的凸肩(6)和凸耳(7)，它们是与元件(9)的上部轮廓相配的，
弯曲的散热器(1)的两端具有为了卡在元件(9)上而设置的向内和向上弯曲的凸鼻(10)，并且这两端从元件(9)沿侧面向下伸展到下面的棱或元件(9)中的凹槽，
而在建立了卡式连接的情况下，散热器(1)同时自行相对于元件(9)对齐，从而使接触面(2)部分地或完全座落在热分配器(8)上，
凸鼻(10)在按规定装入状态下固定于元件(9)的或热分配器(8)的底边上，或者在凹槽的底边上嵌入凹槽，使散热器依据靠外的曲折形状上部的构形而处于将接触面压到热分配器(8)上所造成的预紧力状态下，从而能可靠地防脱落和抗移动。
2.根据权利要求1的散热器，其中，该散热器(1)是由黄铜金属条带制成的。
3.根据权利要求1或2的散热器，其中，制造散热器(1)所用的曲折弯曲的金属条带具有几道约90°的弯折。
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