DE3740235A1

DE3740235A1 - Kuehldose zum abfuehren der verlustwaerme von halbleiterelementen

Info

Publication number: DE3740235A1
Application number: DE19873740235
Authority: DE
Inventors: Erwin Klein
Original assignee: ASEA BROWN BOVERI AG; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1987-11-27
Publication date: 1989-08-31
Anticipated expiration: 2007-11-28
Also published as: DE3740235C2

Description

Das Hauptpatent (unsere Mp.-Nr. 644/87) bezieht sich auf eine Kühldose zum Abführen der Verlustwärme von Halb leiterelementen, insbesondere von Leistungsgleichrich tern, bestehend aus zwei Schalen mit Stutzen zum Zu- und Abführen der Kühlflüssigkeit (Brauchwasser), mit im In neren der Schalen vorgesehenen Strömungshindernissen (Kühlrippen) und mit Kontaktplatten zur Aufnahme der von dem Halbleiterelement abgegebenen Wärme und deren Ver teilung an die Kühlflüssigkeit und einer Isolierplatte aus anorganischem Isoliermaterial, die zwischen der Kon taktplatte und der Schale angeordnet ist und deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Schale und der Kontaktplatte.

Die Kühldosen nach dem Hauptpatent können kompakt gebaut werden, da die Kühldose selbst elektrisch spannungslos ist. Die elektrische Isolation muß nicht in die hydrau lischen Leitungen gelegt werden, so daß kurze Zu- und Ableitungen auch bei Verwendung von Wasser als Kühlmit tel ermöglicht werden. Da die Kühldosen von Kontaktflä che zu Kontaktfläche elektrisch isolierend sind, müssen die Halbleiter nicht mehr unter Berücksichtigung ihrer Spannungspotentiale gestapelt werden, sondern sie können frei zugeordnet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Kühldosen nach dem Hauptpatent derart weiterzubilden, daß der Aufbau noch kompakter wird.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Zu- und Abflußrohr konzentrisch zueinander angeordnet sind und für das äußere Abflußrohr ein Wellrohr verwen det wird und für das innere Zuflußrohr ein elastisches Kunststoffrohr und die Kühlrippen mit außenliegenden Durchbrüchen mit einer zusätzlichen Bohrung in der Mit te für die Aufnahme des elastischen Kunststoffrohres versehen sind.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden die in der Mitte liegenden Durchbrüche der Kühlrippen um die Quer schnittsfläche des Kunststoffrohres vergrößert. Die Boh rungen in der Mitte der Kühlrippen sind derart bemessen, daß das eingeführte Kunststoffrohr diese Bohrungen dich tend abschließt. Weiterhin wird zweckmäßig zur Befesti gung des Wellrohres an eine Armatur mit Zu- und Abfluß leitungen ein Flansch an dem Wellrohr vorgesehen, der mittels Schrauben gegen die Armatur gepreßt wird. Zur Befestigung des Kunststoffrohres an der Armatur mit Zu- und Abflußleitungen ist ein Gewinde am oberen Ende des Kunststoffrohres vorgesehen.

Anhand der Figuren wird nachfolgend die Kühldose mit ihrer Armatur im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Kühldose mit hydraulischer Armatur, das Gehäuse und die Armatur geschnitten;

Fig. 2 im Aufriß ein Halbleiterelement mit zwei Kühl dosen in Verbindung mit der Armatur.

Die elektrisch isolierende Kühldose 1 besteht im wesent lichen aus zwei miteinander verlöteten Halbschalen 4, die zwei Kontaktflächen 2 und zwei elektrische Anschlüs se 3 besitzen. Die Kühldose ist mit einem Anschlußstüt zen 5 versehen. Umhüllt werden die Halbschalen 4 und die nur mit den Kontaktflächen 2 sichtbaren Kontaktplatten, sowie die zwischen den Kontaktflächen und den Halbscha len angeordneten Isolierplatten - die hier nicht darge stellt sind - mit einem Kunststoff 6. Innerhalb der Schalen sind zwei verschiedene Kühlrippenarten vorgese hen. Die eine Art hat an ihren Enden Durchbrüche 7, die andere hat Durchbrüche 8 in der Mitte.

In den Rippen mit den Durchbrüchen 7 sind Bohrungen 10 vorgesehen, die durch ein durch die Bohrung 9 eingeführ tes elastisches Kunststoffrohr 11 verschlossen werden. Die Bohrung 9 ist größer als die Bohrungen 10 in den Rippen. Das Kunststoffrohr 11 besitzt an einem Ende ein Gewinde 12, während am anderen Ende seitliche Bohrungen 13 vorgesehen sind. Aus diesen Bohrungen 13 kann das durch das Rohr 11 zugeführte Kühlwasser austreten, auch wenn das Rohr unten auf dem Boden aufsteht. Durch die Kühlrippen fließt das Kühlwasser in parallelen Strömen zum Anschlußstutzen 5 zurück. An diesem ist ein Wellrohr 14 mit einem Hals 15, der in die Bohrung 9 hineinreicht, stoffschlüssig befestigt. Auf dem anderen Ende des Well rohrs 14 ist ein Bund 16 angeformt. Über diesen Bund 16 und eine Dichtung 17 wird das Wellrohr 14 mittels eines Flansches 18 und der Verschraubungen 19 an einer Armatur 20 dicht befestigt.

Die Armatur 20 besitzt eine Kammer 21, über die das Kühlwasser zufließt und dem Kunststoffrohr 11 zugeleitet wird, über das die Kühlflüssigkeit an die Kühldose wei tergeleitet wird. Das Kunststoffrohr 11 ist mit seinem Gewinde 12 in der Wandung 22 der Armatur befestigt. Die zweite Kammer 23 nimmt das zurückfließende Wasser auf, das vom Wellrohr 14 über eine Bohrung 24, die in der Wand 25 der Armatur vorgesehen ist und in der auch das Kunststoffrohr 11 angeordnet ist, zurückfließen kann.

Weiterhin ist noch ein Halbleiterelement 30 in Fig. 2 mit einer folgenden Kühldose 31 dargestellt. Weiterhin ist noch einer von zwei bis vier Spannstäben 32 zur Ver spannung des Kühldosen- und Halbleiterelementstapels dargestellt.

Claims

1. Kühldose zum Abführen der Verlustwärme von Halb leiterelementen, insbesondere von Leistungsgleichrich tern, bestehend aus zwei Schalen mit Stutzen zum Zu- und Abführen der Kühlflüssigkeit (Brauchwasser), mit im In neren der Schalen vorgesehenen Strömungshindernissen (Kühlrippen) und mit Kontaktplatten zur Aufnahme der von dem Halbleiterelement abgegebenen Wärme und deren Ver teilung an die Kühlflüssigkeit und einer Isolierplatte aus anorganischem Isoliermaterial, die zwischen der Kon taktplatte und der Schale angeordnet ist und deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Schale und der der Kontaktplatte, nach Patent ... (unsere Mp.- Nr. 644/87), dadurch gekennzeichnet, daß Zu- und Abfluß rohr konzentrisch zueinander angeordnet sind und für das äußere Abflußrohr ein Wellrohr (14) verwendet wird und für das innere Zuflußrohr ein elastisches Kunststoffrohr (11) und die Kühlrippen mit außenliegenden Durchbrüchen (7) mit einer zusätzlichen Bohrung (10) in der Mitte für die Aufnahme des elastischen Kunststoffrohres versehen sind.

2. Kühldose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß bei Kühlrippen mit in der Mitte liegenden Durchbrüchen (8) diese um die Querschnittsfläche des Kunststoffrohres vergrößert sind.

3. Kühldose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Bohrungen (10) in der Mitte der Kühlrippen derart bemessen sind, daß das eingeführte Kunststoffrohr (11) diese Bohrungen dichtend abschließt.

4. Kühldose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß zur Befestigung des Wellrohres (14) an einer Armatur (20) mit Zu- und Abflußleitungen (21, 23) ein Flansch (18) an dem Wellrohr vorgesehen ist, der mittels Schrauben (19) gegen die Armatur gepreßt wird.

5. Kühldose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß zur Befestigung des Kunststoffrohres (11) an einer Armatur (20) mit Zu- und Abflußleitungen (21, 23) ein Gewinde (12) am oberen Ende des Kunststoffrohres vorgesehen.