DE19730865C2 - Arrangement with a heat sink made of an aluminum material and elements to be cooled - Google Patents

Arrangement with a heat sink made of an aluminum material and elements to be cooled

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Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Kühlkörper aus einem Aluminiumwerkstoff und zu kühlende Elemente gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Unter einem elektronischen Bauelement sollen im folgenden solche elektronischen und/oder elektrischen Bauteile verstanden werden, die einer Kühlung durch Wärmeableitung aus den temperaturempfindlichen Bereichen bedürfen. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Kühlkörper für elektronische Leiterplatten aus Keramikwerkstoffen. Im folgenden wird überwiegend von einem elektronischen Bauelement gesprochen, ohne daß damit eine Beschränkung verbunden sein soll.The invention relates to an arrangement with a heat sink made of an aluminum material and elements to be cooled the preamble of claim 1. Under one electronic component are in the following such understood electronic and / or electrical components be a cooling by heat dissipation from the need temperature sensitive areas. In particular The invention relates to a heat sink for electronic Printed circuit boards made of ceramic materials. The following will mainly spoken of an electronic component, without any limitation.

Kühlkörper der eingangs beschriebenen Art dienen in elektronischen Geräten zur Abführung von Verlustwärme, die während des Betriebes insbesondere von Leistungselektronik entsteht. In der Regel ist die Anordnung so getroffen, daß das zu kühlende Element in mittelbarem oder unmittelbarem Kontakt mit einer Oberfläche des Kühlkörpers steht, so daß eine Wärmeübertragung von dem Element in den Kühlkörper erfolgt. Häufig weist der Kühlkörper eine große Oberfläche in Form von Rippen oder dergleichen auf, um seinerseits eine gute Wärmeabgabe an die Umgebung zu bewirken. Da der Kühlkörper zudem eine relativ hohe Stabilität aufweist, wird er in vielen Fällen gleichzeitig als Träger- und Montageeinheit benutzt. Die DE 40 30 532 A1 beschreibt beispielsweise ein solches elektronisches Bauteil, dessen Grund- und Kühlkörper aus einer Aluminiumlegierung besteht. Auf diesem Grundkörper sind Glaskeramikschichten mit den elektronischen Schaltstrukturen unmittelbar aufgebracht worden. Aus der DE 43 05 793 A1 ist ein besondere Aufbau eines Leistungsmoduls bekannt, bei welchem die elektronischen Elemente des Steuerteils und die des Leistungsteils auf jeweils getrennten Tragkörpern zur Wärmeabfuhr montiert sind.Heat sinks of the type described above serve in electronic devices for heat dissipation, the during the operation of power electronics in particular arises. As a rule, the arrangement is such that the element to be cooled in indirect or direct Contact with a surface of the heat sink so that heat transfer from the element to the heat sink he follows. The heat sink often has a large surface area in the form of ribs or the like, in turn to cause a good heat release to the environment. Since the Heat sink also has a relatively high stability, in many cases it is used as a carrier and Assembly unit used. DE 40 30 532 A1 describes for example, such an electronic component, the Base and heat sink consists of an aluminum alloy. Glass ceramic layers with the electronic switching structures applied immediately been. DE 43 05 793 A1 is a special structure known a power module, in which the electronic elements of the control section and those of the  Power section on separate support bodies Heat dissipation are mounted.

Der Kühlkörper besteht meistens aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung oder einem Werkstoff auf Kupferbasis. Aluminiumwerkstoffe haben den Vorteil, daß sie leicht sind und sich nahezu beliebig bearbeiten und urfomen, beispielsweise gießen oder strangpressen, lassen. Dadurch wird die Anwendungsvielfalt erhöht. Kupferwerkstoffe weisen hingegen grundsätzlich die bessere Wärmeleitfähigkeit auf.The heat sink usually consists of a metallic one Material, for example made of an aluminum alloy or a copper-based material. Have aluminum materials the advantage that they are light and almost arbitrary edit and form, for example pour or extrusion, leave. This makes the application variety elevated. Copper materials, however, basically have the better thermal conductivity.

Das zu kühlende Element wird auf den Kühlkörper gelötet oder geklebt. Zum Löten wird ein besonderes spaltfüllendes Lot verwendet. Als Kleber findet hier ein spezieller Wärmeleitkleber Anwendung. Beide Maßnahmen führen dazu, daß das elektronische Element, die Leiterplatte oder dergleichen im wesentlichen vollflächig fest mit dem Kühlkörper verbunden ist, so daß eine Wärmeübertragung erfolgen kann.The element to be cooled is soldered onto the heat sink or glued. Soldering is a special gap-filling process Lot used. There is a special one here as an adhesive Thermal adhesive application. Both measures result in the electronic element, the circuit board or the like essentially solid over the entire surface Heatsink is connected so that heat transfer can be done.

Bei einer solchen Anordnung besteht ein Nachteil darin, daß das elektronische Bauelement einerseits und der Kühlkörper andererseits unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten und somit unterschiedliche Wärmeausdehnungsverhalten aufweisen. Der metallische Kühlkörper, der aus einem Nichteisenwerkstoff wie einer Aluminiumwerkstoff besteht, besitzt nämlich in der Regel einen wesentlich höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das zu kühlende Element.A disadvantage with such an arrangement is that the electronic component on the one hand and the heat sink on the other hand, different coefficients of thermal expansion and thus different thermal expansion behavior exhibit. The metallic heatsink that consists of one Non-ferrous material such as an aluminum material, usually has a much higher one Coefficient of thermal expansion as the element to be cooled.

Dies hat zur Folge, daß sich die Bauteile aufgrund von Temperaturschwankungen unterschiedlich ausdehnen werden. Es ist offensichtlich, das hierbei wegen der gewünschten und thermisch erforderlichen festen vollflächigen Verbindung Schubspannungen entstehen, die schadlos aufgenommen werden müssen. Dieses Problem besteht insbesondere bei großflächigen Leiterplatten, da bei größer werdenden absoluten Abmessungen der Bauelemente auch die Ausdehnungen aufgrund von Temperaturschwankungen zunehmen.This has the consequence that the components due to Expand temperature fluctuations differently. It It is obvious that this is because of the desired and thermally required solid full-surface connection Shear stresses arise that are absorbed without damage have to. This is a particular problem with  large-area printed circuit boards, as the absolute dimensions of the components including the dimensions increase due to temperature fluctuations.

Die Schubspannungen können zu einem Bruch der Leiterplatte, des Lotes oder zu einem Riß in der Kleberschicht führen. Diese Vorfälle verursachen meistens ein Versagen der gesamten Anordnung. Insbesondere Leiterplatten aus Keramik sind dabei gegenüber solchen Schubspannungen besonders empfindlich.The shear stresses can break the circuit board, of the solder or lead to a crack in the adhesive layer. These incidents mostly cause failure of the entire arrangement. Especially ceramic circuit boards are special compared to such shear stresses sensitive.

Grundsätzlich besteht zwar die Möglichkeit, eine dickere, elastische Kleberschicht aufzutragen. Die Kleberschicht weist jedoch häufig nicht die erforderlichen Wärmeleitfähigkeiten auf, so daß nicht genügend Wärme abgeführt werden kann. Dies führt zu einer Begrenzung der aufnehmbaren Verlustwärme und somit zur Einschränkung in bezug auf die Packungsdichte der Leiterplatte. Alles in allem ist durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungsverhalten der mögliche Temperaturbereich, in dem das elektronische Bauteil eingesetzt werden kann, und/oder die Größe eines einzelnen zu kühlenden Elementes beschränkt.Basically, there is the possibility of a thicker, apply elastic adhesive layer. The adhesive layer however, often does not indicate the necessary Thermal conductivities so that not enough heat can be dissipated. This leads to a limitation of absorbable heat loss and thus for limitation in with respect to the packing density of the circuit board. All in everything is different Thermal expansion behavior of the possible temperature range, in which the electronic component can be used, and / or the size of an individual element to be cooled limited.

Weiterhin ist es bekannt, spezielle Kupferwerkstoffe, beispielsweise CuFe2, einzusetzen. Diese Werkstoffe können zwar das gewünschte Wärmeausdehnungsverhalten aufweisen, sind jedoch wesentlich schwerer und teurer als beispielsweise Aluminiumwerkstoffe. Auch lassen sich solche Kupferlegierungen nicht beliebig bearbeiten und nicht wie ein gestaltungsvariabler Aluminiumwerkstoff urformen, so daß den Anwendungsmöglichkeiten Grenzen gesetzt sind.It is also known to use special copper materials, for example use CuFe2. These materials can have the desired thermal expansion behavior, are much heavier and more expensive than for example aluminum materials. Such can also be Do not process copper alloys arbitrarily and not how a design-variable aluminum material, so that the application possibilities are limited.

Durch die DE 35 46 148 C2 wird eine Vorrichtung zum Tränken von Keramikfasern mit flüssigem Aluminium beschrieben. Die Keramikfasern bestehen aus Siliziumnitrid mit einer Fülldichte von 20-30%. Die dadurch hergestellten Werkstoffe sollen eine hohe Hitzebeständigkeit aufweisen. Die DE 195 05 724 A1 beschreibt eine Bremsscheibe aus einer Aluminiumdruckgußlegierung, in der Hartstoffpartikel aus Siliziumcarbid eingelagert sind. Durch die Verwendung eines solchen Materials lassen sich insbesondere das Gewicht und der Herstellungsaufwand einer Bremsscheibe verringern. Durch die erhöhte Wärmeleitfähigkeit des Aluminiumwerkstoffes kann die thermische Belastbarkeit der Bremsen erhöht werden. Aus der US-PS 3,399,332 ist es bekannt, das Wärmeausdehnungsverhalten eines Kühlkörpers aus Kupfer an das Wärmeausdehnungsverhalten eines Silizium- Wafers bzw. einer Molybdän-Zwischenschicht anzupassen. Es ist vorgesehen, entweder eine Netzstruktur aus einer Eisen- Nickel-Cobalt-Legierung einzulagern, oder entsprechende Partikel ungeordnet in dem Kühlkörper vorzusehen. Durch die DE 41 00 145 A1 wird ein Substrat für die Aufnahme eines integrierten Schaltkreises beschrieben. Das Substrat weist einen Keramikgrundkörper auf, der mit einer Vielzahl von mit Metall gefüllten Löchern versehen ist. Dadurch soll das Wärmeausdehnungsverhalten des Substrates an das des integrierten Schaltkreises angepaßt werden. Als Metall wird in dieser Druckschrift Kupfer oder eine Kupfer-Zinn- Legierung genannt. Damit sollen die Nachteile eines üblicherweise eingesetzten Al2O3-Substates oder einer Wolfram-Kupfer-Legierung vermieden werden. In der DE 32 04 231 A1 ist ein Laminataufbau aus Matrix- Verbundschichten beschrieben, mit dem eine Angleichung von unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten möglich sein soll.DE 35 46 148 C2 describes a device for impregnating ceramic fibers with liquid aluminum. The ceramic fibers consist of silicon nitride with a filling density of 20-30%. The materials produced in this way should have high heat resistance. DE 195 05 724 A1 describes a brake disc made of a die-cast aluminum alloy in which hard particles made of silicon carbide are embedded. The use of such a material can in particular reduce the weight and the manufacturing outlay of a brake disc. The thermal resistance of the brakes can be increased due to the increased thermal conductivity of the aluminum material. From US Pat. No. 3,399,332 it is known to adapt the thermal expansion behavior of a heat sink made of copper to the thermal expansion behavior of a silicon wafer or a molybdenum intermediate layer. It is envisaged either to incorporate a network structure made of an iron-nickel-cobalt alloy or to provide corresponding particles in the heat sink in an unordered manner. DE 41 00 145 A1 describes a substrate for accommodating an integrated circuit. The substrate has a ceramic base body which is provided with a multiplicity of holes filled with metal. This is intended to adapt the thermal expansion behavior of the substrate to that of the integrated circuit. Copper or a copper-tin alloy is mentioned as metal in this document. This is intended to avoid the disadvantages of a commonly used Al 2 O 3 substrate or a tungsten-copper alloy. DE 32 04 231 A1 describes a laminate structure composed of matrix composite layers with which an adaptation of different coefficients of thermal expansion should be possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühlkörper der eingangs geschilderten Art aus einem Aluminiumwerkstoff so zu verbessern, daß eine Kühlung auch von großflächigen elektronischen Bauelementen, insbesondere von Keramikleiterplatten, auch über einen großen Temperaturbereich möglich ist.The invention has for its object a heat sink of the type described at the outset from an aluminum material to improve so that cooling of large areas electronic components, in particular ceramic circuit boards,  even over a wide temperature range is possible.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Verbundwerkstoff des Kühlkörpers 5,0-50,0 Gew.-%, insbesondere 10,0-30,0 Gew.-%, partikelförmiges oder faserförmiges Siliziumcarbid aufweist, um das Wärmeausdehnungsverhalten des Kühlkörpers an das Wärmeausdehnungsverhalten des zu kühlenden Elementes anzupassen. Insbesondere ist es möglich, die Wärmeausdehnungskoeffizienten einander anzupassen. Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, daß durch die Zugabe solcher Verbundstoffe in Aluminium oder in eine Aluminiumlegierung nicht nur die mechanischen sondern auch die wärmetechnischen Eigenschaften verändert werden können. Insbesondere ist es möglich, durch gezielte Zugabe von Verbundstoffen den Wärmeausdehnungskoeffizienten des metallischen Werkstoffes zu verringern, ohne daß die Wärme­ übertragungs- und Wärmeleiteigenschaften wesentlich verändert, insbesondere für Kühlzwecke nicht oder nur unwesentlich verschlechtert werden.The object is achieved according to the invention in that the composite material of the heat sink 5.0-50.0% by weight, in particular 10.0-30.0 wt .-%, particulate or has fibrous silicon carbide to the Thermal expansion behavior of the heat sink to the Thermal expansion behavior of the element to be cooled adapt. In particular, it is possible to Thermal expansion coefficients to match each other. It has has shown in a surprising way that by the addition such composites in aluminum or in a Aluminum alloy not only mechanical but also the thermal properties can be changed. In particular, it is possible to add Composites the coefficient of thermal expansion of the metallic material without reducing the heat Transfer and thermal conductivity properties essential changed, especially not for cooling purposes or only to be insignificantly deteriorated.

Die Bereitstellung eines derartigen Verbundwerkstoffes ist ohne weiteres Möglich, so daß der Herstellungsaufwand gering gehalten werden kann.The provision of such a composite is straightforward Possible, so that the manufacturing costs are kept low can be.

Es kann beispielsweise vorgesehen werden, daß die Aluminiumlegierung eine Aluminiumdruckgußlegierung oder eine Aluminiumknetlegierung für das Strangpressverfahren ist. Auch kann es zweckmäßig sein, wenn der Verbundstoff Kunststoffpartikel oder, Kunststoffasern enthält. Ferner ist es möglich, daß der Verbundstoff Carbonpartikel oder Carbonfasern enthält. Selbstverständlich können auch Mischungen dieser Stoffe als Verbundstoffe eingesetzt werden. It can be provided, for example, that the Aluminum alloy is an aluminum die casting alloy or a wrought aluminum alloy for the extrusion process is. It may also be appropriate if the composite Contains plastic particles or, plastic fibers. Further is it is possible that the composite carbon particles or Contains carbon fibers. Of course you can too Mixtures of these substances are used as composite materials become.  

Es ist grundsätzlich möglich, den Wärmeausdehnungs­ koeffizienten des Kühlkörpers für einen bestimmten Temperaturbereich nahezu exakt an den Wärmeausdehnungs­ koeffizienten der Elektronik anzupassen. Es hat jedoch sich gezeigt, daß eine exakte Übereinstimmung der jeweiligen Wärmeausdehnungskoeffizienten meistens nicht erforderlich ist, da stets eine geringe Elastizität vorhanden ist, die ausreicht, kleinere Differenzen in der Wärmedehnung schadlos auszugleichen.It is basically possible to increase thermal expansion coefficient of the heat sink for a specific Temperature range almost exactly at the thermal expansion adapt coefficients of electronics. However, it has shown that an exact match of each Thermal expansion coefficients are usually not required is because there is always a low elasticity, the sufficient, small differences in thermal expansion compensate harmlessly.

Eine exakte Anpassung wird zudem in der Regel auch nicht möglich sein, da für unterschiedliche Materialien der Wärmeausdehnungskoeffizient in unterschiedlicher Weise von der tatsächlich herrschenden Temperatur abhängig ist. Vielmehr reicht es aus, den Wärmeausdehnungskoeffizient beziehungsweise das Wärmeausdehnungsverhalten für den gewünschten Temperaturbereich so aneinander anzupassen, daß die auftretenden Schubspannungen nicht mehr zu einem mechanischen Versagen des Bauelementes oder der Verbindungsschicht, also dem Lot oder dem Kleber, führen.An exact adjustment is also usually not be possible because of different materials Coefficient of thermal expansion in different ways from depends on the actual temperature. Rather, it is enough, the coefficient of thermal expansion or the thermal expansion behavior for the adjust the desired temperature range so that the shear stresses that occur no longer become one mechanical failure of the component or Lead connection layer, i.e. the solder or the adhesive.

Durch die Erfindung kann erreicht werden, daß die Differenz der Wärmeausdehnungskoeffizienten in einem Temperaturbereich von -50°C bis +150°C nicht mehr bis weit über 10 × 10-6 1/K beträgt, wie es ohne die Zugabe des Verbundstoffes der Fall ist. Es ist möglich, daß die Differenz teilweise deutlich darunter liegt und beispielsweise nur noch 2,0-8,0 × 10-6 1/K beträgt. Es hat sich gezeigt, daß diese Differenz der Wärmeausdehnungskoeffizienten ausreichend klein ist, so daß auch relativ empfindliche keramische Leiterplatten großflächig auf einem Kühlkörper aufgebracht werden können. Der Temperaturbereich entspricht den Temperaturen, die beispielsweise in einem Motorenraum eines Kraftfahrzeugs auftreten können.It can be achieved by the invention that the difference in the coefficients of thermal expansion in a temperature range from -50 ° C to + 150 ° C is no longer far above 10 × 10 -6 1 / K, as is the case without the addition of the composite . It is possible that the difference is in some cases significantly lower and, for example, only 2.0-8.0 × 10 -6 1 / K. It has been shown that this difference in the coefficients of thermal expansion is sufficiently small so that even relatively sensitive ceramic printed circuit boards can be applied over a large area to a heat sink. The temperature range corresponds to the temperatures that can occur, for example, in an engine compartment of a motor vehicle.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Schnitt durch einen elektronisches Bauteil.The invention is based on the schematic Drawing and an embodiment explained. The only figure in the drawing shows a section through an electronic component.

Das dargestellte elektronische Bauteil weist eine Leiterplatte 11, beispielsweise aus einem Keramikwerkstoff auf. Die Leiterplatte 11 ist mittels einer Wärmeleitkleberschicht 12 auf einem Kühlkörper 13 vollflächig fest aufgebracht. Der Kühlkörper 13 besteht beispielsweise aus einer Aluminiumdruckgußlegierung. Die Wärmeleitkleberschicht 12 ist in der Zeichnung der Übersichtlichkeit halber überdimensional dargestellt.The electronic component shown has a printed circuit board 11 , for example made of a ceramic material. The circuit board 11 is firmly applied to the entire surface of a heat sink 13 by means of a heat-conducting adhesive layer 12 . The heat sink 13 consists, for example, of an aluminum die-cast alloy. The heat-conducting adhesive layer 12 is shown oversized in the drawing for the sake of clarity.

Die durch die Kleberschicht 12 verbundenen Elemente weisen in der Regel einen unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Dies führt dazu, daß sich die Keramikleiterplatte 11 einerseits und der Kühlkörper 13 andererseits aufgrund von Temperaturschwankungen unterschiedlich ausdehnen und auch zusammenziehen. Dadurch werden in der gesamten Fläche Schubspannungen erzeugt. Solche Schubspannungen können zu Rissen 14 in der Kleberschicht 12 oder zu einem Bruch 15 der Leiterplatte 11 führen. In der Zeichnung sind diese Erscheinungen der Übersichtlichkeit halber gemeinsam dargestellt, wobei in der Regel lediglich eine dieser Erscheinungen auftreten wird. Ein solcher Bruch oder ein solcher Riß führen je nach Ort des Auftretens meistens zu einem völligen Versagen des gesamten Bauteils durch Bruch einer Leiterbahn auf der Leiterplatte oder durch Überhitzung infolge einer unterbrochener Wärmeleitkleberschicht 12.The elements connected by the adhesive layer 12 generally have a different coefficient of thermal expansion. As a result, the ceramic circuit board 11 on the one hand and the heat sink 13 on the other hand expand and contract differently due to temperature fluctuations. This creates shear stresses across the entire surface. Such shear stresses can lead to cracks 14 in the adhesive layer 12 or to a break 15 in the printed circuit board 11 . For the sake of clarity, these phenomena are shown together in the drawing, usually only one of these phenomena occurring. Depending on the point of occurrence, such a break or crack usually leads to a complete failure of the entire component due to the breakage of a conductor track on the printed circuit board or due to overheating as a result of an interrupted heat-conducting adhesive layer 12 .

Es soll für ein solches Bauteil in einem Temperaturbereich von -40°C bis +120°C eine Schaltung auf einer Leiterplatte aus einem Keramiksubstrat durch einen Kühlkörper gekühlt werden. Das Keramiksubstrat des Beispiels einschließlich der Passivierung, Bestückung und dergleichen weist einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa αth = 10 × 10-6 1/K auf. Für andere Keramiksubstrate und andere Bestückungen sind auch andere Wärmeausdehnungskoeffizienten möglich.For such a component, a circuit on a circuit board made of a ceramic substrate is to be cooled by a heat sink in a temperature range from -40 ° C. to + 120 ° C. The ceramic substrate of the example including passivation, placement and the like has a coefficient of thermal expansion of approximately α th = 10 × 10 -6 1 / K. Other coefficients of thermal expansion are also possible for other ceramic substrates and other assemblies.

Als Werkstoff für den Kühlkörper wird eine herkömmliche Aluminiumdruckgußlegierung (GD-AlSi12) verwendet, die einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa αth = 20 × 10-6 1/K aufweist. Etwa 1000 Temperaturzyklen führen zum Bruch der Keramik und zu einem Versagen des gesamten Bauteils.A conventional die-cast aluminum alloy (GD-AlSi12) is used as the material for the heat sink, which has a coefficient of thermal expansion of approximately α th = 20 × 10 -6 1 / K. About 1000 temperature cycles lead to the breakage of the ceramic and to failure of the entire component.

Durch die homogene Zugabe von 20 Gew.-% Siliziumcarbid (SiC) wurde der Wärmeausdehnungskoeffizient und das Wärmeausdehnungsverhalten des Werkstoffes GD-AlSi12 verändert. Der Wärmeausdehnungskoeffizient beträgt etwa αth = 17 × 10-6 1/K. Es hat sich gezeigt, daß das Bauteil die erforderlichen Belastungen standhält.The coefficient of thermal expansion and the thermal expansion behavior of the material GD-AlSi12 were changed by the homogeneous addition of 20% by weight silicon carbide (SiC). The coefficient of thermal expansion is approximately α th = 17 × 10 -6 1 / K. It has been shown that the component can withstand the necessary loads.

Es ist offensichtlich, daß durch einen solchen Kühlkörper der Einsatzbereich von elektronischen Bauelementen weiter vergrößert werden kann. Insbesondere ist es nunmehr möglich, größere Schaltungen, die eine entsprechend große Verlustwärme erzeugen, einstückig auf einer Leiterplatte auszubilden und durch einen metallischen Kühlkörper zu kühlen.It is obvious that through such a heat sink the area of application of electronic components continues can be enlarged. In particular, it is now possible larger circuits that have a correspondingly large Generate heat loss, in one piece on a circuit board train and through a metallic heat sink cool.

Es ist nunmehr möglich, beispielsweise bestehende System durch solche Anordnungen zuverlässiger zu gestalten, da die Belastungsgrenzen nicht mehr ausgeschöpft zu werden brauchen. Auch ist es möglich, die Packungsdichte der elektronischen Bauelemente auf einer Leiterplatte zu vergrößern. Schließlich kann eine besonders gute Wärmeabführung erreicht werden, da der Verbundwerkstoff des Kühlkörpers relativ starr ist, so daß eine unelastischere Lötverbindung anstelle einer schlechter wärmeleitenden elastischeren Klebverbindung durchgeführt werden kann.It is now possible, for example existing systems by making such arrangements more reliable because the Stress limits can no longer be exhausted need. It is also possible to determine the packing density of the electronic components on a circuit board enlarge. Finally, a particularly good one Heat dissipation can be achieved because of the composite material of the Heatsink is relatively rigid, making it less elastic Solder connection instead of a poorer heat-conducting more elastic adhesive connection can be performed.

Claims (7)

1. Anordnung mit einem Kühlkörper aus einem Aluminiumwerkstoff und zu kühlende Elemente, wie elektronische Bauelemente oder Leiterplatten aus Keramikwerkstoffen, der mittelbar oder unmittelbar in Kontakt mit dem zu kühlenden Element steht und aus einem Verbundwerkstoff auf der Basis von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundwerkstoff 5,0-50,0 Gew.-% partikelförmiges oder faserförmiges Siliziumcarbid aufweist, um das Wärmeausdehnungsverhalten des Kühlkörpers an das Wärmeausdehnungsverhalten des zu kühlenden Elementes anzupassen.1. Arrangement with a heat sink made of an aluminum material and elements to be cooled, such as electronic components or printed circuit boards made of ceramic materials, which is in direct or indirect contact with the element to be cooled and consists of a composite material based on aluminum or an aluminum alloy, characterized that the composite material has 5.0-50.0% by weight of particulate or fibrous silicon carbide in order to adapt the thermal expansion behavior of the heat sink to the thermal expansion behavior of the element to be cooled. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundwerkstoff 10,0-30,0 Gew.-% Siliziumcarbid aufweist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the composite material 10.0-30.0 wt .-% silicon carbide having. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumlegierung eine Aluminiumdruckgußlegierung oder eine Aluminiumknetlegierung für das Strangpressverfahren ist.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the aluminum alloy is a Die-cast aluminum alloy or wrought aluminum alloy for the extrusion process. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundwerkstoff Kunststoffpartikel oder Kunststoffasern enthält.4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the composite plastic particles or contains plastic fibers. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundwerkstoff Carbonpartikel oder Carbonfasern enthält. 5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the composite carbon particles or contains carbon fibers.   6. Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterplatte auf den Kühlkörper geklebt oder gelötet ist.6. Arrangement according to one of the preceding claims, with the circuit board glued to the heat sink or is soldered. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte eine Keramikleiterplatte ist.7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the circuit board is a ceramic circuit board.
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