DE3703728C1 - Arrangement for mounting heat-generating electrical circuit elements on a circuit board - Google Patents

Abstract

In the case of a device for mounting circuit elements, especially power semiconductors (thyristors, triacs, power transistors and the like) together with an associated heat sink on a base (printed circuit board), it is proposed to allow guide means (11a, 11b; 23a, 23b; 25a, 25b; 26) to originate from the base (printed circuit board 10; potting frame 12), which guide means position both the circuit element (15) and the associated, but separate, heat sink (14) adjacent to one another and to introduce a potting compound (21) in the region of the circuit element/heat sink, such that the intermediate space between the circuit element (15) and the heat sink (14) is filled by the capillary effect. <IMAGE>

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.The invention is based on an arrangement according to the Ober Concept of claim 1.

Eine bekannte Anordnung dieser Art (DE-OS 33 31 207) um­ faßt eine Baugruppe für elektronische Steuergeräte, die aus einem Kühlteil besteht, an welches mindestens ein elek­ trisches Bauelement mit einem Federelement angepreßt wird, so daß die abzuleitende Verlustwärme auf das Kühlteil über­ geht. Dabei übergreift das Federelement das Kühlteil und an diesem ein- oder beidseitig angeordnete elektrische Bau­ elemente U-förmig und lagert diese lösbar am Kühlteil, wobei das Federelement selbst an einem Teil der Baugruppe ein­ rastet.A known arrangement of this type (DE-OS 33 31 207) summarizes an assembly for electronic control units there is a refrigerator to which at least one elec trical component is pressed with a spring element, so that the dissipated heat to be dissipated to the refrigerator goes. The spring element overlaps the cooling part and on this one or both sides arranged electrical construction elements U-shaped and releasably supports them on the refrigerator, whereby the spring element itself on part of the assembly snaps.

Durch das Anpressen ergibt sich zwar eine mechanisch eng anliegende Verbindung, die aber dennoch wegen der niemals vollkommen glatten Oberflächen oder auch aufgrund von Ver­ drehungen oder Verkantungen keine absolut deckende Anlage sein kann, so daß sich ein verringertes Wärmeübergangsver­ halten ergibt.The pressing results in a mechanically tight fit adjacent connection, but nevertheless because of the never completely smooth surfaces or due to ver rotations or canting not an absolutely covering system  can be, so that a reduced heat transfer ver hold results.

Grundsätzlich ist es bekannt, zur Wärmeableitung bei Lei­ stungshalbleitern oder vergleichbaren Schaltungselementen diesen entsprechende Kühlteile oder Kühlkörper zuzuordnen, die beliebige Form aufweisen können. Kühlkörper können als sternförmig gezackte Kühlbleche (zur Vergrößerung der wärme­ abgebenden Oberfäche), als Trägerstrukturen oder auch als massive, Kühlrippen aufweisende Gußstücke ausgebildet sein, die mit den zu kühlenden Schaltungselementen mechanisch eng anliegend zur Erzielung eines möglichst guten Wärmeübergangs verbunden sind. Dabei kann das zu kühlende Schaltungselement, beispielsweise ein Thyristor oder ein Triac so ausgebildet sein, daß dessen zu kühlende Hauptfläche als Anode sofort mit einer Bohrung versehen ist, so daß eine Verbindung mit einem zugehörigen Kühlkörper, der die Form eines flächigen Blechteils o. dgl. aufweisen kann, auch formschlüssig, etwa durch Verschraubung erfolgen kann, anders als durch die ledigliche Federanpressung bei der genannten DE-OS 33 31 207.Basically, it is known for heat dissipation in Lei device semiconductors or comparable circuit elements assign corresponding cooling parts or heat sinks to them, can have any shape. Heatsinks can be used as Star-shaped serrated cooling plates (to increase the heat emitting surface), as support structures or as massive castings with cooling fins are formed, mechanically tight with the circuit elements to be cooled adjacent to achieve the best possible heat transfer are connected. The circuit element to be cooled, for example, a thyristor or a triac be that its main surface to be cooled immediately as an anode is provided with a hole so that a connection with an associated heat sink, which has the shape of a flat Sheet metal part or the like. Can also have a positive fit, for example by screwing can take place, unlike the only spring pressure in the aforementioned DE-OS 33 31 207.

Die Problematik, die sich aber stets in diesem Zusammenhang ergibt, liegt darin, daß davon auszugehen ist, daß bei den bekannten bisherigen Kühlkörperausführungen, auch wenn völlig glatt erscheinende, aneinandergrenzende Oberflächen von zu kühlendem Schaltungselement, also Leistungshalbleiter o. dgl. und Kühlkörper gegenseitig zur Anlage kommen, diese stets nur punktförmig sein kann, einmal, weil es in der tech­ nischen Realität nicht gelingt, die beiden Elemente in ihren äußeren, aneinandergrenzenden Teilbereichen oder Seiten ab­ solut kongruent verlaufen lassen zu können oder weil die Materialien, aus denen sie bestehen, stets winzige Un­ ebenheiten, Höcker u. dgl. aufweisen, so daß eine vollkommen plane, durchgehend geschlossene Anlage zur Sicherung eines optimalen Wärmeübergangs nicht erreicht werden kann.The problem, which is always in this context results in the fact that it can be assumed that the known previous heat sink designs, even if completely smooth-appearing, adjoining surfaces of zu cooling circuit element, so power semiconductors or the like. and the heat sink come into contact with each other, this always can only be punctiform, once because it is in the tech the two elements in their reality outer, adjacent sections or sides to be able to run congruently or because the materials from which they are made are always tiny un flatness, bumps u. Like. So that a perfect flat, continuously closed system to secure a  optimal heat transfer cannot be achieved.

Problematisch ist in diesem Zusammenhang ferner, daß bei einer mechanischen Fixierung, also dem Verbinden von Leistungshalbleitern und Kühlkörpern durch Nieten, Schrau­ ben u. dgl. eine Beschädigung des zu bearbeitenden Chips durch die mechanische Einwirkung nicht ausgeschlossen ist. Eine solche Verbindung ist ferner aufwendig herzustellen, da Schraub- oder Nietarbeiten durchgeführt werden müssen, so daß sich die Montagezeit erhöht. Üblicherweise müssen ferner größere Abmessungen als der zu kühlende Halbleiter aufweisende Kühlkörper auch irgendwie an der tragenden Unter­ lage, also einer Schaltungsplatte o. dgl. für sich selbst nochmals befestigt werden, insbesondere dann, wenn das zu kühlende Schaltungselement oder der Halbleiter selbst nur durch Lötungen seiner Anschlußstifte auf der Schaltungsplatte befestigt wird und schon dimensionsmäßig nicht in der Lage ist, noch den unter Umständen sogar schwereren Kühlkörper zu lagern.It is also problematic in this connection that a mechanical fixation, i.e. the connection of Power semiconductors and heat sinks through rivets, screws ben u. Damage to the chip to be processed is not excluded by the mechanical action. Such a connection is also complicated to produce, since screwing or riveting work has to be carried out, so that the assembly time increases. Usually have to also larger dimensions than the semiconductor to be cooled having heat sinks somehow on the supporting sub location, i.e. a circuit board or the like for yourself be attached again, especially if that is too cooling circuit element or the semiconductor itself only by soldering its pins on the circuit board is attached and not dimensionally able is the possibly even heavier heat sink to store.

Es ist ferner bekannt (DE-AS 19 27 066), für gedruckte Schaltungsplatten Führungsteile anzuordnen, die dazu die­ nen, in bestimmter Weise ausgebildete Tochterschaltungs­ platten an einer Mutterschaltungsplatte zu haltern. Solche Führungsteile können aus einem langgestreckten Isolierteil aus elastisch biegsamem Kunststoff mit Befestigungsmitteln bestehen, die zwecks Verrastung des Führungsteils in der Mutterschaltungsplatte durch eine Öffnung in derselben hindurchführbar sind.It is also known (DE-AS 19 27 066) for printed Circuit boards to arrange guide parts, which the NEN, daughter circuit trained in a certain way to hold boards on a motherboard. Such Guide parts can be made from an elongated insulating part Made of elastic, flexible plastic with fasteners exist, for the purpose of locking the guide part in the Mother circuit board through an opening in the same can be passed through.

Es ist ferner allgemein bekannt, Bauelemente insbesondere zu deren Schutz, aber auch zur Halterung und Wärmeleitung mit einer Vergußmasse zu vergießen (DE-AS 15 91 394; US-PS 43 53 108; DE-GM 18 27 449).It is also generally known, in particular components for their protection, but also for mounting and heat conduction to be cast with a casting compound (DE-AS 15 91 394; U.S. Patent 4,353,108; DE-GM 18 27 449).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und kostengünstige Anordnung zur aneinandergrenzenden Lagerung und Verbindung eines Kühlkörpers mit einem Schaltungselement, insbesondere Leistungshalbleiter zu schaffen, die sich durch einen entscheidend besseren Wärmeübergang auszeichnet.The invention has for its object a simple and Inexpensive arrangement for adjacent storage and connection of a heat sink to a circuit element, in particular to create power semiconductors that stand out distinguishes a significantly better heat transfer.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß die Fertigung und Montage der Kombination zu kühlendes Lei­ stungshalbleiterelement/Kühlkörper stark vereinfacht, be­ sonders kostengünstig und ohne größeren Aufwand durchge­ führt werden kann, und zwar in Verbindung mit dem durch die Maßnahmen der Erfindung erzielten, erheblich verbesserten Wärmeübergang. Die Erfindung stellt sicher, daß, unab­ hängig davon, wie die einander gegenüberliegenden Flächen von Kühlkörper und zu kühlendem Leistungshalbleiter be­ schaffen sind, stets ein vollflächiger Wärmeübergang er­ zielt werden kann, auch dann, wenn durch Formgebung und/ oder Unregelmäßigkeiten bei einem mechanischen Aufeinan­ derlegen deutlich sichtbare Abweichungen bestehen, d. h. die Erfindung ermöglicht einen hervorragenden Wärme­ übergang auch bei solchen Kombinationen, bei denen von An­ fang an eine die Wärmeableitung ermöglichende, doch minde­ stens einigermaßen gute gegenseitige Anlage aus bestimmten Gründen ausgeschlossen ist.The invention solves this problem with the characterizing Features of the main claim and has the advantage that the Manufacturing and assembly of the combination of lei to be cooled device semiconductor element / heat sink greatly simplified, be particularly inexpensive and without much effort can be carried out in connection with that by the Measures of the invention achieved significantly improved Heat transfer. The invention ensures that, regardless depending on how the opposite faces of heat sink and power semiconductor to be cooled create a full-surface heat transfer can be aimed, even if by shaping and / or irregularities in a mechanical match there are clearly visible deviations, d. H. the invention enables excellent warmth transition also in those combinations in which from An  start with a heat dissipation, but mind very reasonably good mutual investment from certain Reasons is excluded.

Ferner kann bei der Erfindung vollkommen auf eine mechanische Verbindung zwischen diesen beiden Teilen, bei­ spielsweise die übliche Nietung o. dgl. verzichtet wer­ den, so daß sich eine absolut unkritische Verarbeitung des Leistungshalbleiters ergibt und eine mechanische Be­ schädigung des jeweiligen Chips ausgeschlossen ist.Furthermore, the invention can be completely based on a mechanical connection between these two parts, at for example, the usual riveting or the like the, so that there is absolutely uncritical processing of the power semiconductor and a mechanical loading Damage to the respective chip is excluded.

Die noch erforderliche Montagearbeit kann auch von unge­ übten Personen durchgeführt werden, da ausschließlich Steck­ verbindungen erforderlich sind, wobei die Einsteckberei­ che durch geeignete Führungen vorgegeben sind und nicht verfehlt werden können.The still necessary assembly work can also be done trained persons can be carried out, since only plug Connections are required, the plug-in area are specified by suitable guides and not can be missed.

Um das innige Anliegen der zu kühlenden Fläche des Lei­ stungshalbleiters am Kühlkörper sicherzustellen, nutzt die Erfindung die Möglichkeit, die sich beim Einbringen einer Vergußmasse aufgrund der auf diese wirkenden Kapil­ larwirkung ergibt. Die Vergußmasse steigt daher in den kapillaren Spalt zwischen Kühlkörper und Leistungshalb­ leiter, schließt diesen vollflächig und schafft einen hervorragenden Wärmeübergang, wobei gleichzeitig eine durch die Klebwirkung erzielte, mechanisch sichere Ver­ bindung zwischen Kühlkörper und Leistungshalbleiter er­ zielt wird.To the intimate concern of the surface of the Lei to be cooled device semiconductor on the heat sink, uses the invention the possibility of introducing itself a potting compound due to the Kapil acting on it results. The potting compound therefore rises in the capillary gap between heat sink and power half ladder, closes the entire area and creates one excellent heat transfer, at the same time a achieved by the adhesive effect, mechanically safe Ver bond between heat sink and power semiconductor is aimed.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich. Beson­ ders vorteilhaft ist die Ausbildung der Kühlkörper und Leistungshalbleiter aufnehmenden und lagernden Führungen gleichzeitig als Klemmverbindungen oder Rastungen, so daß die beiden Elemente auf der Leiterplatte durch die Führungen so sicher befestigt werden können, daß ein pro­ blemloses Umdrehen und Anlöten der elektrischen Verbin­ dungen auf der Leiterplattenrückseite (Leiterseite) mög­ lich ist. Besonders vorteilhaft ist ferner, wenn die Füh­ rungsmittel für die Aufnahme und Lagerung von Kühlkörper und Leistungshalbleiter Teil eines bei bestimmten Appli­ kationen vorgesehenen Vergußrahmens sind, der mit einer Leiterplatte in geeigneter Weise verbunden wird, damit die auf der Bauelementenseite der Leiterplatte angeordneten Bauelemente in einer geeigneten Vergußmasse, die ein ela­ stischer Polyurethan oder ein sonstiger Formstoff sein kann, vergossen werden können. Durch dieses Vergießen er­ gibt sich dann gleichzeitig das Hochziehen der Verguß­ masse in den Kapillarspalt zwischen Kühlkörper und Lei­ stungshalbleiter und deren innige Wirkverbindung zur Er­ zielung eines entscheidend verbesserten Wärmeübertrags.By the measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements to  arrangement specified in the main claim possible. Especially ders advantageous is the formation of the heat sink and Power semiconductor receiving and storing guides at the same time as clamp connections or detents, so that the two elements on the circuit board through the Guides can be attached so securely that a pro easy turning and soldering of the electrical connector possible on the back of the circuit board (conductor side) is. It is also particularly advantageous if the guide Means for the absorption and storage of heat sinks and power semiconductors part of a certain appli cations provided casting frame, which with a Printed circuit board is connected in a suitable manner so that the arranged on the component side of the circuit board Components in a suitable potting compound that an ela be rigid polyurethane or another molding material can be shed. By this shedding he then at the same time pulling up the potting mass in the capillary gap between the heat sink and Lei device semiconductors and their intimate connection to the Er aiming for a significantly improved heat transfer.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is in the drawing shown and is in the description below explained in more detail. It shows

Fig. 1 in vergrößerter Darstellung in einer Seitenansicht den grundsätzlichen Aufbau und die Zuordnung von Kühlkörper und jeweiligem Leistungshalbleiter und Fig. 1 in an enlarged representation in a side view of the basic structure and the assignment of heat sink and respective power semiconductor and

Fig. 2 mit teilweise geschnittenen Teilen eine Vorderan­ sicht einer Ausführungsform der Vorrichtung in Verbindung mit einem auf einer Leiter­ platte angeordneten Vergußrahmen, während die Fig. 2 with partially cut parts a Vorderan view of an embodiment of the device in conjunction with a potting frame arranged on a circuit board, while the

Fig. 3 die Ausführungsform der Fig. 2 in einer Schnittdar­ stellung längs der Linie II-II der Fig. 2 zeigt. Fig. 3 shows the embodiment of Fig. 2 in a Schnittdar position along the line II-II of Fig. 2.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Der in der Darstellung der Fig. 1 erkennbare Grundgedanke besteht darin, durch geeignete Führungsmittel, die ein Einstecken von Leistungshalblei­ ter und Kühlkörper ermöglichen, dafür zu sorgen, daß diese so angrenzend zueinander stehen, wobei sie bei der Montage separat gehandhabt sind, daß bei Einbringen einer geeig­ neten Vergußmasse als Formstoff in den Bereich des Lei­ stungshalbleiters und des zugehörigen Kühlkörpers diese Vergußmasse durch Kapillarwirkung zwischen Kühlkörper und Leistungshalbleiterschalter hochgezogen wird und nach der Erstarrung eine vollflächige Verbindung und damit ein einwandfreier Wärmeübergang zwischen den beiden Elementen gewährleistet ist.The recognizable basic idea in the illustration of FIG. 1 is to ensure, by suitable guide means which enable the insertion of power semiconductors and heat sinks, that these are so adjacent to one another, whereby they are handled separately during assembly, that at insertion a suitable casting compound as a molding material in the area of the power semiconductor and the associated heat sink, this casting compound is pulled up by capillary action between the heat sink and the power semiconductor switch and, after solidification, a full-area connection and thus a perfect heat transfer between the two elements is ensured.

In Fig. 1 sind die als Unterlage fungierende Schaltungs- bzw. Leiterplatte mit 10 und von der Unterlage ausgehende Führungsmittel mit 11 a und 11 b bezeichnet. Die Führungsmittel dienen mindestens der anfänglichen Lagerung und aneinandergren­ zenden Positionierung von Kühlkörper und Leistungshalb­ leiter, wie im folgenden das an sich beliebige, zu küh­ lende Schaltungselement lediglich noch genannt werden soll. In Fig. 1, the circuit or circuit board functioning as a base are designated by 10 and guide means starting from the base by 11 a and 11 b . The guide means are used at least for the initial storage and contiguous positioning of the heat sink and power semiconductor, as in the following the arbitrary circuit element to be cooled is merely to be called.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Führungs­ mittel vorzugsweise einstückige Teile oder Teilbereiche eines an der Leiterplatte 10 befestigten Vergußrahmens 12, von dem in der Darstellung der Fig. 1 hauptsächlich die untere, auf der Leiterplatte 10 flächig aufliegende, ge­ gebenenfalls durchbrochene Basisplatte 13 sichtbar ist.In the illustrated embodiment, the guide means are preferably one-piece parts or portions of a potting frame 12 attached to the circuit board 10 , of which in the illustration of FIG. 1, mainly the lower, flat on the circuit board 10 , possibly perforated base plate 13 is visible.

Die vergrößerte Darstellung der Fig. 1 läßt deutlich er­ kennen, daß die von den in Fig. 1 lediglich sichtbaren Führungsmitteln 11 a und 11 b gehaltenen Teile, nämlich Kühl­ körper 14 und Leistungshalbleiter 15 eng aneinanderste­ hend positioniert werden, wobei die elektrischen Anschluß­ beinchen 16 des Leistungshalbleiters 15, gegebenen­ falls nach entsprechender Abbiegung, durch Durchfüh­ rungsöffnungen 17 a und 17 b in Vergußrahmen-Basisplatte 13 und Leiterplatte 10 geführt und auf der Leiterplatten­ rückseite (Leiterseite) durch eine Lötung 18 angeschlossen sind.The enlarged view of FIG. 1 can clearly he know, are that the parts of the only visible in FIG. 1, guide means 11 a and b 11-held, namely, heat sink 14 and power semiconductors 15 aneinanderste closely starting position, wherein the electrical connection pins 16 of the power semiconductor 15 , if appropriate after a corresponding turn, through lead-through openings 17 a and 17 b in casting frame base plate 13 and circuit board 10 and on the back of the circuit board (conductor side) are connected by soldering 18 .

Bei der Darstellung der Fig. 1 sind als Führungs- und Halte­ mittel für Kühlkörper und Leistungshalbleiter lediglich eine hintere, vom Vergußrahmen einstückig nach oben wegstehende Rippe 11 b erkennbar, die von der in der Zei­ chenebene linken Seite am Kühlkörper 14 anliegt, während ein weiterer, nach oben wegstehender Steg 11 a am Lei­ stungshalbleiter 15 anliegt, und zwar gegebenenfalls mit Vorspannung, wie die strichpunktiert gezeigte Aus­ gangsposition 11 a′ des Stegs 11 a erkennen läßt. Der Lei­ stungshalbleiter 15, der bei dem Ausführungsbeispiel ein Triac mit nach oben hochgezogener, metallischer, eige­ ner Anoden-Kühlplatte 15 a ist, kann daher auch mit Vor­ spannung gegen den zugeordneten Kühlkörper, der ein flächi­ ges Kühlblech oder ein sonstiges Kühlelement beliebiger Form sein kann, angepreßt werden, wobei ergänzend am Steg 11 a auch noch ein Rastnasenvorsprung 19 vorgesehen sein kann, der den eingeführten Leistungshalbleiter 15 hin­ tergreift oder durch Einfallen in eine Ausnehmung in ver­ rasteter Form sichert.In the illustration of FIG. 1, only a rear rib 11 b projecting integrally upwards from the sealing frame and recognizable as a guide and holding means for the heat sink and power semiconductor can be seen, which rests on the heat sink 14 from the left side in the plane of the drawing, while another , upstanding web 11 a on Lei stungs semiconductors 15 is present, and possibly with bias, as shown by the dot-dash starting position 11 a 'of the web 11 a can be seen. The Lei power semiconductor 15 , which is a triac with a raised, metallic, own ner anode cooling plate 15 a in the embodiment, can therefore also with voltage against the associated heat sink, which is a flat cooling plate or another cooling element of any shape can be pressed, in addition to the web 11 a also a locking projection 19 can be provided, which engages the inserted power semiconductor 15 back or secured by falling into a recess in a latched shape.

Wird nun in den Bereich Kühlkörper/Leistungshalbleiter eine Vergußmasse 21 bis auf ein vorgegebenes Niveau 20 eingebracht, dann ergibt sich auch bei engstem Aneinander­ liegen der zugewandten Flächen von Kühlkörper und Lei­ stungshalbleiter durch die Kapillarspaltwirkung zwischen diesen beiden Elementen ein Hochsteigen der Vergußmasse, so daß diese vollflächig deckend als entsprechend dünne Zwischenform 22 im ausgehärteten Zustand Kühlkörper und Leistungshalbleiter miteinander verbindet. Diese durch Kapillarwirkung hochgestiegene Vergußmasse 22 ergibt einen entscheidend verbesserten Wärmeübergang zwischen Halb­ leiter und Kühlkörper, verglichen mit den üblichen mechani­ schen Verbindungen und Anlagen, eben wegen der vollflä­ chigen Verbindung, die auf diese Weise erzeugt wird. Dabei muß zwar die Wärmeenergie hauptsächlich über die Vergußmasse vom Halbleiter zum Kühlkörper übertreten; die­ se Vergußmasse ist jedoch ein hinreichend guter Wärmelei­ ter und kann, falls gewünscht, auch in dieser Richtung optimiert werden, so daß, verglichen mit den sonst bei mechanischer Anlage lediglich punktförmigen Übergangs­ möglichkeiten wesentlich bessere Wärmeübergänge erzielt werden. If a potting compound 21 is now introduced into the area of the heat sink / power semiconductor up to a predetermined level 20 , the facing surfaces of the heat sink and the power semiconductor result from the capillary gap action between these two elements, so that the potting compound rises, so that these pots rise up covering the entire surface as a correspondingly thin intermediate form 22 in the hardened state connects the heat sink and power semiconductor to one another. This increased by capillary potting compound 22 results in a significantly improved heat transfer between the semiconductor and heat sink, compared to the usual mechanical connections and systems, precisely because of the full surface connection, which is produced in this way. Thereby, the thermal energy must pass mainly from the semiconductor to the heat sink via the sealing compound; However, this sealing compound is a sufficiently good heat conductor and can, if desired, also be optimized in this direction, so that, compared to the otherwise punctiform transition possibilities otherwise achieved in mechanical systems, much better heat transfers can be achieved.

Bei einer Ausführungsform, die in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, bildet das Führungsmittel für den Kühlkörper eine vorzugsweise min­ destens an dessen Rändern schlitzförmige Aufnahme, wo­ bei der Vergußrahmen entsprechend Fig. 3 eine zur Aufnahme der einzufüllenden flüssigen Vergußmasse allseitig hoch­ gezogene, äußere Umrandung 13 a bildet. Nach innen weg­ stehende Rippen oder Teilvorsprünge bilden dann die beid­ seitigen Schlitzaufnahmen 23 a, 23 b für den Kühlkörper, dessen Positionierung durch die Rippe 11 b vervollstän­ digt wird. Ferner können die beidseitigen Schlitzaufnah­ men 23 a, 23 b im anfänglichen Einführungsbereich allsei­ tig sich erweiternd ausgebildet sein, wie der schräge Einführungsbereich 24 erkennen läßt, so daß der in diesem Fall als flächiges Kühlblech ausgebildete Kühlkörper 14 ohne Schwierigkeiten in seine schlitzförmige Aufnahme einge­ schoben werden kann.In one embodiment, which is shown in FIGS. 2 and 3, the guide means for the heat sink forms a slot-shaped receptacle, preferably at least at the edges thereof, where, in the casting frame according to FIG. 3, a liquid potting compound which is drawn up on all sides to accommodate the liquid casting compound to be filled in, outer border 13 a forms. Inwardly projecting ribs or partial projections then form the bilateral slot receptacles 23 a , 23 b for the heat sink, the positioning of which is completed by the rib 11 b . Furthermore, the two-sided slot receptacles 23 a , 23 b in the initial insertion area can be expanded on all sides, as can be seen in the inclined insertion area 24 , so that the heat sink 14 formed in this case as a flat heat sink can be pushed into its slot-shaped receptacle without difficulty can.

Zur entsprechend problemlosen Positionierung des zugeord­ neten Leistungshalbleiters 15 dienen zusätzlich zu dem einen, in Fig. 1 sichtbaren Steg 11 a weitere Haltestege, nämlich zwei seitliche Begrenzungsrippen 25 a, 25 b, wäh­ rend der insoweit von vorne auf den Leistungshalbleiter 15 passende Steg 11 a durch einen weiteren Steg 26 er­ gänzt sein kann. Auch hier können die Führungsmittel, also die Begrenzungsrippen und Stege im Einführungsbereich, wie bei 27 erkennbar, abgeschrägt ausgebildet sein, um die Einführung nicht zu erschweren.For correspondingly problem-free positioning of the assigned power semiconductor 15 serve in addition to the one in FIG. 1 web 11 a further holding webs, namely two lateral limiting ribs 25 a , 25 b , while the web 11 a matching from the front on the power semiconductor 15 it can be supplemented by a further web 26 . Here, too, the guide means, that is to say the delimiting ribs and webs in the insertion area, as can be seen at 27 , can be designed so as not to complicate the insertion.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann auch das Kühlblech bis auf die Leiterseite der Leiterplatte 10 durchgeführte untere Ansätze oder Fort­ sätze 28 a, 28 b aufweisen, die auch und vorzugsweise in Form von Rasthaken ausgebildet sein können, so daß beim Einschieben des Kühlkörper-Blechs in die Schlitzaufnahmen gleichzeitig die Rastbeinchenfortsätze 28 a, 28 b Bohrun­ gen in der Vergußrahmen-Basisplatte und der Leiterplatte durchdringen und sich anschließend verrastend mit ihren Rastnasenvorsprüngen an die Leiterplattenrückseite (Leiterseite) anlegen. Hierdurch gewinnt auch der Kühl­ körper einen sicheren Halt nach dem anfänglichen Ein­ schieben, während der Leistungshalbleiter durch die Preß- und gegebenenfalls Verrastungswirkung des Stegs 11 a in seiner Aufnahme gesichert ist.In an advantageous embodiment, the heat sink can have up to the conductor side of the circuit board 10 performed lower approaches or extensions 28 a , 28 b , which can also and preferably be designed in the form of latching hooks, so that when inserting the heat sink plate in the Slot recordings at the same time penetrate the locking leg extensions 28 a , 28 b holes in the sealing frame base plate and the printed circuit board and then engage with their locking projections on the back of the printed circuit board (conductor side). As a result, the cooling body also gains a secure hold after the initial insertion, while the power semiconductor is secured in its receptacle by the pressing and possibly locking action of the web 11 a .

Anschließend kann dann die Vergußmasse 21 bis zum ange­ gebenen Niveau 20 in den Vergußrahmen eingebracht werden, und es ergibt sich dann von selbst durch das Hochsteigen der Vergußmasse infolge Kapillarwirkung zwischen Kühl­ körper und Leistungshalbleiter die innige Verbindung zwi­ schen diesen beiden Teilen.Then the potting compound 21 can be introduced up to the specified level 20 in the potting frame, and it then arises by itself by the rising of the potting compound due to capillary action between the cooling body and power semiconductor, the intimate connection between these two parts.

Falls gewünscht, können die Rastbeinchen-Fortsätze 28 a, 28 b des Kühlkörpers 14 auch auf der Leiterseite der Lei­ terplatte 10 mit entsprechenden, dort verlaufenden Lei­ terbahnen verlötet werden, so daß sich eine elektrische Ver­ bindung ergibt, die für eine elektrische Verbindung mit dem Leistungs­ halbleiters ausgenutzt werden kann. In diesem Fall ist auch für eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden metallischen Teilen des Leistungshalbleiters und des Kühlkörpers noch zu sorgen.If desired, the locking leg extensions 28 a , 28 b of the heat sink 14 can also be soldered on the conductor side of the circuit board 10 with corresponding Lei tracks, so that there is an electrical connection that leads to an electrical connection with the Power semiconductor can be exploited. In this case, an electrically conductive connection between the two metallic parts of the power semiconductor and the heat sink must also be ensured.

Claims (8)

1. Anordnung zur Befestigung von wärmeerzeugenden elektrischen Schaltungselementen, insbesondere von Leistungshalbleitern, zusammen mit einem zugehörigen Kühlkörper auf einer Schal­ tungsplatte, dadurch gekennzeichnet, daß von der Schal­ tungsplatte (10) Führungsmittel (11 a, 11 b; 23 a, 23 b; 25 a, 25 b, 26) ausgehen, die sowohl das Schaltungsele­ ment (15) als auch den dazugehörigen, jedoch separaten Kühlkörper (14) aneinandergrenzend positionieren und daß in den Bereich zwischen Schaltungselement, Kühlkörper und Schaltungsplatte (10) eingebrachte wärmeleitende Vergußmasse (21) den spaltförmigen Zwischenraum zwischen Schaltungselement (15) und Kühlkörper (14) ausfüllt.1. Arrangement for attaching heat-generating electrical circuit elements, in particular power semiconductors, together with an associated heat sink on a circuit board, characterized in that the circuit board ( 10 ) guide means ( 11 a , 11 b ; 23 a , 23 b ; 25 a , 25 b , 26 ), which position both the circuit element ( 15 ) and the associated but separate heat sink ( 14 ) adjacent to each other and that in the area between the circuit element, heat sink and circuit board ( 10 ) introduced heat-conductive casting compound ( 21 ) fills the gap between the circuit element ( 15 ) and the heat sink ( 14 ). 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel (11 a, 11 b; 23 a, 23 b; 25 a, 25 b, 26) für die Einführung und zumindest anfängliche Halterung und Lagerung von Kühlkörper und Schaltungselement (15) einstückige Fortsetzungen oder Teile eines auf der Schaltungs­ platte (10) befestigten, eine Basisplatte (13) auf­ weisenden Vergußrahmens (12) sind. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the guide means ( 11 a , 11 b ; 23 a , 23 b ; 25 a , 25 b , 26 ) for the introduction and at least initial mounting and mounting of the heat sink and circuit element ( 15 ) one-piece continuations or parts of a on the circuit board ( 10 ) attached, a base plate ( 13 ) on facing potting frame ( 12 ). 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Führungsmittel für den Kühlkörper beidsei­ tige Schlitzausnehmungen (23 a, 23 b) sowie mindestens eine auf der zum Leistungshalbleiter abgewandten Seite des Kühlkörpers angeordnete mittlere Rippe (11 b) umfassen.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the guide means for the heat sink bilateral slot recesses ( 23 a , 23 b) and at least one arranged on the side facing away from the power semiconductor side of the heat sink central rib ( 11 b) . 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel für das Schal­ tungselement (15) von seitlichen Begrenzungsrippen (25 a, 25 b) und mindestens einem auf der zum Kühlkörper abge­ wandten Seite des Schaltungselements (15) angeordneten Steg (11 a, 26) gebildet sind.4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the guide means for the scarf processing element ( 15 ) of lateral limiting ribs ( 25 a , 25 b) and at least one on the side facing away from the heat sink of the circuit element ( 15 ) Web ( 11 a , 26 ) are formed. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel (11 a, 11 b; 23 a, 23 b; 25 a, 25 b, 26) abgeschrägte oder sich nach außen öff­ nende Einführungsöffnungen zur erleichterten Einführung von Kühlkörper und Schaltungselement (15) aufweisen.5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the guide means ( 11 a , 11 b ; 23 a , 23 b ; 25 a , 25 b , 26 ) beveled or outwardly opening insertion openings to facilitate the introduction of Have heat sink and circuit element ( 15 ). 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Führungsmittel (11 a, 26) Rastnasen oder Rastvorsprünge (19) aufweisen in Verbindung mit einer federnden Ausbildung der Stegform zur Verrastung mit dem eingeführten Schaltungselement durch Hintergreifen oder Einfallen in Rastausnehmungen.6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least some of the guide means ( 11 a , 26 ) have locking lugs or locking projections ( 19 ) in conjunction with a resilient design of the web shape for locking with the inserted circuit element by reaching behind or engaging in recesses. 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Kühlkörper die Basisplatte (13) und die Schaltungsplatte (10) durchsetzende Rastbeinchen-Fort­ sätze (28 a, 28 b) angeordnet sind, die die Schaltungsplatten­ rückseite hintergreifen.7. Arrangement according to one of claims 2 to 6, characterized in that on the heat sink, the base plate ( 13 ) and the circuit board ( 10 ) penetrating detent legs sets ( 28 a , 28 b) are arranged which engage behind the circuit boards back. 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastbeinchen-Fortsätze (28 a, 28 b) des Kühlkörpers (14) auf der Leiterbahnenseite der Schaltungsplatte (10) mit Leiterbahnen verlötet sind.8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the locking leg extensions ( 28 a , 28 b) of the heat sink ( 14 ) on the conductor track side of the circuit board ( 10 ) are soldered to conductor tracks.