DE19852933A1

DE19852933A1 - Kühlkörper zum Kühlen von Elementen

Info

Publication number: DE19852933A1
Application number: DE1998152933
Authority: DE
Inventors: Joachim Glueck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-11-17
Filing date: 1998-11-17
Publication date: 2000-05-18

Abstract

Kühlkörper zum Kühlen von Elementen, insbesondere von Halbleiterbauelementen, mit einer Basisplatte (1), die auf mindestens einer Oberfläche (11) mit einer Anzahl von Hauptnuten (2) versehen ist, und einer Anzahl von Kühlrippen (3), die an der Verbindungskante zu einem Basisprofil (1) einen Sockel (6) aufweisen, mit dem die Kühlrippen (3) in den Hauptnuten (2) der Basisplatte (1) befestigt sind, DOLLAR A dadurch gekennzeichnet, DOLLAR A daß die Kühlrippen am Sockel zwei Schenkel (4.1-5.2) aufweisen, die durch Stemmeisen (8) oder dergleichen plastisch verformt in die Hauptnuten (2) der Basisplatte (1) verpreßt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlelement, insbesondere für Halbleiterbauelemente, mit einer Basisplatte, die auf mindestens einer Oberfläche mit einer Anzahl von Nuten versehen ist, und einer Anzahl von Kühlrippen, die jeweils an einem Ende einen Sockel aufweisen, mit dem die Kühlrippen in den Nuten der Basisplatte befestigt sind.

Derartige Kühlelemente sind aus der DE 35 18 310 C2 bekannt. Die Basisplatte des Kühlelements weist je Kühlrippe eine im Querschnitt rechteckige Hauptnut auf, in die ein Sockel der Kühlrippe eingreift. Neben jeder Hauptnut ist eine im Querschnitt dreieckige Zwischennut vorgesehen. Die Hauptnuten sind dabei derart von den Zwischennuten flankiert, daß zwischen einer Hauptnut und einer benachbarten Zwischennut jeweils ein schmaler Steg gebildet ist. Die Stege werden mit einem entsprechenden Werkzeug derart in die Richtung der Hauptnut verformt, daß eine formschlüssige Verbindung zwischen der Basisplatte und der Kühlrippe hergestellt wird.

Ein Nachteil des Kühlelements gemäß der DE 35 18 310 C2 besteht darin, daß die Verbindungsfläche zwischen der Basisplatte und der Kühlrippe klein ist, da je Kühlrippe nur eine Hauptnut vorgesehen ist. Die Wärmeleitung von der mit einem zu kühlenden Gegenstand verbundenen Basisplatte auf die Kühlrippen ist proportional zur Fläche, mit der sich die Basisplatte und die Kühlrippen berühren. Da als Verbindungsfläche je Kühlrippe nur die Umfangsfläche der Hauptnut vorhanden ist, ist die Wärmeleitung ebenfalls begrenzt.

In der Erfindung nach DE 296 01 601 U1 ist der Sockel der Kühlrippe im Querschnitt umgekehrt U-förmig ausgebildet und in der Basisplatte sind je Kühlrippe zwei in bezug auf die Plattenebene der Kühlrippe spiegelsymmetrisch geneigt angeordnete Nuten, in die die Schenkel des umgekehrt U- förmigen Sockels eingepreßt sind.

Ein wesentlicher Nachteil der Erfindung nach DE 296 01 601 U1 ist, daß die Kühlrippen formelastisch in Nuten der Basisplatte eingedrückt werden und seine Schenkel je nach Neigungsrichtung der Nuten entweder gespreizt oder zusammengedrückt werden. Die Schenkel drücken somit nur mit der ihnen durch ihre Form bestimmte Federkraft punktuell gegen eine Nutwand.

Eine verbesserte Variante von der Erfindung nach DE 296 01 601 U1 ist bekannt, die den obigen Nachteil dadurch reduziert, daß eine dritte zusätzliche und im Querschnitt dreieckige Zwischennut zwischen zwei Kühlrippen vorhanden ist. Die Zwischennut und Schenkelnut einer der beiden benachbarten Kühlrippen bilden einen dünnen Steg aus. Die Stege werden von der Zwischennut in Richtung der benachbarten Kühlrippe derart verformt, daß sie jeweils gegen die rechte Schenkelnut der links stehenden Kühlrippe und gegen die linke Schenkelnut der rechts stehenden Kühlrippe gedrückt werden.

Nachteil aller obigen Erfindungen ist, daß die Rippensockel durch Verformung der an sie angrenzenden Teilen der Basisplatte eingeklemmt werden und damit nur indirekt verstemmt sind. D. h., Stemmeisen oder dergleichen Werkzeuge üben ihre Kraft nicht direkt auf die Rippensockel aus. Eine plastische Verformung und ein Aufbau des Preßdruckes erfolgt immer zuerst in Teilen der Basisplatte.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühlkörper und ein Verfahren zu seiner Herstellung zu entwickeln, bei welchem diese Nachteile beseitigt sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß der Rippensockel zwei im wesentlich seitlich abstehende und in die Hauptnuten führende Schenkel aufweist, welche direkt durch Stemmeisen angegriffen und unter plastischer Verformung in die jeweilige Hauptnut der Basisplatte eingestemmt werden.

Vorteil ist, daß die Stemmeisen die Kühlrippen in Richtung auf die Basisplatte und in die Hauptnuten hinein drücken. Unter der hoher Flächenreibung an den Nutwänden und der inneren plastischen Verformung der Schenkel gegen die Nutwände und den Nutgrund der Hauptnut erhöht sich die Kontaktfläche zwischen Rippenschenkel und Basisplatte signifikant um den Faktor 2 bis 5 gegenüber den bisherigen Verfahren. Insbesondere bei dünnwandigen Rippenschenkel verbessert sich der Wärmewiderstand zwischen Basisplatte und Rippenschenkel dadurch erheblich.

Bezüglich Verformungsgrad, Formschlüssigkeit, Festsitz und erreichbarem Wärmeübergang verhalten sich die Teile bei abweichenden Maßtoleranzen unkritisch. Durch die Querverstemmung der Rippenschenkel gegen die Rippensockel werden Verformungsspannungen und wird insbesondere ein Verzug im Basisprofil weitestgehend verhindert.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 eine Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßen Kühlkörper;

Fig. 2 eine Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßen Kühlkörper.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßen Kühlkörper. Die Basisplatte 1 weist eine Anzahl von Hauptnuten 2 auf. Kühlrippen 3 weisen an ihrem Sockel 6 zwei Schenkel 4 auf, die in die Hauptnuten 2 der Basisplatte 1 gesteckt werden. Stemmeisen 8 pressen auf die Schenkel 4.1, 4.2 und verstemmen diese in die Hauptnut in Richtung zum Nutgrund hinein und unter plastischer Verformung seitlich gegen die Nutwände. Die Kombination zwischen Reibung und gleichzeitigem Querdruck an den Nutwänden erhöht die Kontaktfläche gegenüber bisherigen Verfahren.

Bei Kühlkörper mit geringen Rippenabständen nach Fig. 2 liegen zwei Schenkel benachbarter Kühlrippen 3 in einer Hauptnut 2 fest. Das Stemmeisen 8.2 preßt gleichzeitig die beiden Schenkel 5.1, 5.2 zweier benachbarter Kühlrippen 3 in die gemeinsame Hauptnut 2 ein und verstemmt diese in Richtung Nutgrund und seitlich unter plastischer Verformung gegen die Nutwand.

Positionszahlenliste

1

Basisplatte,

Fig.

1

2

Hauptnut,

Fig.

1

3

Kühlrippe,

Fig.

1

4

Rippenschenkel,

Fig.

1

5

Rippenschenkel,

Fig.

2

6

Rippensockel,

Fig.

1

8

Stemmeisen,

Fig.

1

11

Oberfläche der Basisplatte,

Fig.

1

Claims

1. Kühlkörper zum Kühlen von Elementen, insbesondere von Halbleiterbauelementen, mit einer Basisplatte (1), die auf mindestens einer Oberfläche (11) mit einer Anzahl von Hauptnuten (2) versehen ist, und einer Anzahl von Kühlrippen (3), die an der Verbindungskante zu einer Basisplatte (1) einen Sockel (6) aufweisen, mit dem die Kühlrippen (3) in den Hauptnuten (2) der Basisplatte (1) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen am Sockel zwei seitlich abstehende und in Hauptnuten (2) der Basisplatte (1) hinab reichende Schenkel (4-5.2) aufweisen, welche durch Stemmeisen (8) oder dergleichen Werkzeuge, die zwischen den Kühlrippen (3) einfahren, plastisch verformt und in den Hauptnuten (2) der Basisplatte (1) verstemmt sind.

2. Kühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (5.1, 5.2) zweier benachbarter Kühlrippen (3) in einer gemeinsamen Hauptnut (2) der Basisplatte (1) verpreßt sind.

3. Verfahren zum Herstellen eines Kühlkörper zum Kühlen von Elementen, insbesondere von Halbleiterbauelementen, mit einer Basisplatte (1), die auf mindestens einer Oberfläche (11) mit einer Anzahl von Hauptnuten (2) versehen ist, und einer Anzahl von Kühlrippen (3), die an der Verbindungskante zu einem Basisprofil (1) einen Sockel (6) mit zwei seitlich abstehenden Schenkel (4-5.2) aufweisen, welche in die Hauptnuten (2) der Basisplatte (1) zumindest teilweise hinab reichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (4) von Stemmeisen angegriffen und in Richtung Nutgrund und seitlich gegen mindestens eine Nutwand einer Hauptnut (2) plastisch verstemmt werden.