DE2425723B2 - HEAT SINK FOR AN INTEGRATED CIRCUIT - Google Patents
HEAT SINK FOR AN INTEGRATED CIRCUITInfo
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Description
angepreßt werden und bei denen Kühlfahnen radial abstehen. Solche Federkühlkörper lassen sich für integrierte Schaltkreise nicht einsetzen, da deren Seitenwandungen bei den üblichen Ausführungsformen für die Wärmeabfuhr zu klein sind und durch die Seitenwandungen außerdem noch die Anschlußfah· nen geführt sind.are pressed and in which cooling vanes protrude radially. Such spring heat sinks can be used for integrated Do not use circuits, since their side walls in the usual embodiments are too small for heat dissipation and the side walls also make the connection are led.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß mit den bekannten Kühlkörpern höhere Fetigungs- und Reparaturkosten verbunden sind und daß sie zu einer erhöhten Fehlrate führen. Außerdem ist die mit diesen Kühlkörpern erreichte Kühlung, wie Versuche zeigten, für größere Leistungen nicht mehr ausreichend. In summary, it can be stated that with the known heat sinks, higher manufacturing and repair costs and that they lead to an increased failure rate. Besides, the one with these As tests have shown, cooling achieved with heat sinks is no longer sufficient for greater powers.
Es besteht die Aufgabe, einen Kühlkörper der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß auch bei größeren Leistungen eine ausreichende Kühlung erhalten wird und höhere Fertigungs- und Wartekosten vermieden werden.The object is to design a heat sink of the type mentioned so that even with a sufficient cooling is obtained and higher production and maintenance costs be avoided.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelös., daß die Haltefedern klammerartig ausgebildet und nur zum Umfassen von Stirn- und/oder Seitenflächen der integrierten Schaltung bestimmt sind. Der erfindungsgemäße Kühlkörper, bei dem die Haltefedern nur die integrierte Schaltung umfassen, wird auf die intergrierte Schaltung lediglich aufgeschnappt, und die Schnappverbindung kann zu jeder Zeit einfach wieder gelöst werden. Damit ist eine einfache Montage und ein leichtes Abnehmen des Kühlkörpers zu Prüf- oder Wartungszwecken jederzeit möglich. Dies ist besonders dann wichtig, wenn vom Kühlkörper abstehende Kühlflächen andere Bauteile auf der Leiterplatte überdecken. Man erhält außerdem mit dem erfindungsgemäßen Kühlkörper einen guten wärmeleitenden Kontakt mit der freien Oberfläche der integrierten Schaltung, unabhängig von der Einbauhöhe der integrierten Schaltung. Durch den Kühlkörper bedingte Toleranzgrenzen brauchen beim Einbau der integrierten Schaltung also nicht berücksichtigt zu werden und die Montagekosten bleiben gering, zumal der erfindungsgemäße Kühlkörper auch nicht auf die integrierte Schaltung aufgeschraubt werden muß. Es zeigte sich außerdem, daß der erfindungsgemäße Kühlkörper auch bei integrierten Schaltungen mit gutem Erfolg eingesetzt werden kann, die an ihrer freien Oberfläche kein gesondertes Metallteil zur Wärmeableitung besitzen, auf dem die Wärmeableitungsfläche des Kühlkörpers aufliegt. According to the invention this object is achieved., that the retaining springs are designed like clamps and only to encompass end and / or side surfaces the integrated circuit are determined. The heat sink according to the invention, in which the retaining springs only include the integrated circuit, is only snapped onto the integrated circuit, and the snap connection can easily be released at any time. That’s an easy one Assembly and easy removal of the heat sink for testing or maintenance purposes is possible at any time. This is particularly important if there are other components protruding from the cooling surfaces cover on the circuit board. One also obtains a with the heat sink according to the invention good heat conductive contact with the free surface of the integrated circuit, regardless of the installation height of the integrated circuit. Need tolerance limits due to the heat sink when installing the integrated circuit so not to be taken into account and the assembly costs remain low, especially since the heat sink according to the invention is also not screwed onto the integrated circuit must become. It was also found that the heat sink according to the invention also with integrated Circuits can be used with good success that do not have a separate surface on their free surface Have a metal part for heat dissipation on which the heat dissipation surface of the heat sink rests.
Vorzugsweise ist wenigstens eine Lasche an einer Längskante der Wärmeleitfläche angebracht und so geformt, daß sie an jeweils wenigstens einer Kühllasche der integrierten Schaltung elastisch mit wärmeleitendem Kontakt anliegt. Mit dieser Ausführungsform wird das Einschwallen des Kühlkörpers vermieden, das bisher bei integrierten Schaltungen erforderlich und üblich war, bei denen ein Teil der Anschlußfahnen als Kühllaschen zur Wärmeableitung vorgesehen sind. Damit werden Funktionsstörungen und eine Verkürzung der Lebensdauer des integrierten Schaltkreises vermieden, die wegen der Erwärmung auf Grund der hohen Wärmekapazität des Kühlkörpers beim Einschwallen des Kühlkörpers zusammen mit der integrierten Schaltung auftreten können. Außerdem ist der Kühlkörper auch in dieser bevorzugten Ausführungsform jederzeit und ohne weitere Maßnahmen vom Kühlkörper abnehmbar, und die oben geschilderten Vorteile bleiben voll erhalten. Die Laschen können in Richtung der Haltefedern von dem Kühlkörper abstehen, oder es können die Laschen U-förmig gebogen sein und entgegengesetzt zur Richtung der Haltefedern von dem Kühlkörper abstehen. Bei Verwendung eines Kühlkörpers, der mit Kühlblechen ausgerüstet ist, die an seiner Längsseite befestigt sind und seitlich vom Kühlkörper abstehen, können die Laschen ein Teil des Kühlbleches sein, und sie können wenigstens zumAt least one tab is preferably attached to a longitudinal edge of the heat-conducting surface and so shaped so that they are elastic with thermally conductive at least one cooling tab of the integrated circuit Contact is pending. With this embodiment, the surge in the heat sink is avoided, which was previously necessary and customary in integrated circuits in which part of the Terminal lugs are provided as cooling tabs for heat dissipation. This will cause malfunctions and avoid shortening the life of the integrated circuit due to heating due to the high heat capacity of the heat sink when the heat sink swells in can occur with the integrated circuit. In addition, the heat sink is also in this Preferred embodiment can be removed from the heat sink at any time and without further measures, and the advantages outlined above are retained in full. The tabs can point in the direction of the retaining springs protrude from the heat sink, or the tabs can be bent U-shaped and opposite protrude from the heat sink in the direction of the retaining springs. When using a heat sink, which is equipped with cooling plates that are attached to its long side and to the side of the Stand out heat sink, the tabs can be part of the cooling plate, and they can at least to
xo Teil als Stanzteil aus dem Kühlblech geformt sein. Damit ist eine einfache Fertigung für die Laschen des Kühlkörpers gegeben, die seine Fertigungskosten keinesfalls erhöhen.xo part be formed as a stamped part from the cooling plate. This enables simple production for the tabs of the heat sink, which reduces its production costs never increase.
Zur Verbesserung des Wärmeleitungskontaktes können die Auflage- oder Andruckflächen, die zum Wärmeleitungskontakt des Kühlkörpers mit der integrierten Schaltung vorgesehen sind, wenigstens teilweise mit einer Wärmeleitpaste bestrichen sein, wie sie beispielsweise aus einem Katalog der Fa. AssmannTo improve the heat conduction contact, the contact or pressure surfaces that are used for Thermal conduction contact of the heat sink with the integrated circuit are provided, at least partially be coated with a thermal paste, for example from a catalog from Assmann
»ο & Söhne »Elektronische Bauelemente«, 1971, S. 30, zur Anwendung zwischen Halbleiter und Kühlkörper bereits bekannt ist. Damit läßt sich auch bei größeren Belastungen eine befriedigende Wärmeabfuhr und damit eine ausreichende Kühlung für die inte-»Ο & Sons» Electronic Components «, 1971, p. 30, for use between semiconductors and heat sinks is already known. This can also be used for larger Loads a satisfactory heat dissipation and thus sufficient cooling for the internal
»5 grierte Schaltung erhalten, ohne daß hierzu der Aufbau und die konstruktive Ausführung der integrierten Schaltung selbst abgewandelt werden muß.»5 integrated circuit obtained without the structure and the structural design of the integrated circuit itself must be modified.
Vorzugsweise ist der Kühlkörper als Stanzbiegeteil gefertigt. Damit ist eine billige Serienfertigung des Kühlkörpers möglich, die seinen Einsatz in vielfältiger Weise ohne eine besondere Kostenerhöhung erlaubt. The heat sink is preferably manufactured as a stamped and bent part. This means that the Heat sink possible, which allows its use in a variety of ways without a particular increase in costs.
Im folgenden wird der erfindungsgemäße Kühlkörper beispielhaft an Hand der F i g. 1 bis 3 näherIn the following, the heat sink according to the invention is exemplified with reference to FIGS. 1 to 3 closer
erläutert. In den Figuren sind zwei unterschiedliche Ausführungsbeispiele von Kühlkörpern dargestellt, die mit Laschen versehen sind, wobei gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. F i g. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen erfindungsgemäßen Kühlkörper und eine integrierte Schaltung. Der Kühlkörper 1 besitzt eine Wärmeableitfiäche 2, die nach dem Zusammenbau mit Wärmeleitungskontakt auf der freien Oberfläche 3 der integrierten Schaltung 4 aufliegt. Dabei wird unter freier Oberfläche der integrierten Schaltung die Fläche verstanden, die von den Anschlußl'ahnen 5 der integrierten Schaltung abgewandt ist. An den schmalen Seiten bzw. an der Vorder- und der Hinlerkante der Wärmeleitfläche 2 sind Haltefedern 6 angebracht, die klammerartig ausgebildet sind und mit denen der Kühlkörper 1 auf die integrierte Schaltung aufgeschnappt werden kann. Um eine gute Verbindung zu erhalten, ist der Kühlkörper 1 aus einem Material mit Federcharakteristik, beispielsweise aus einem Blech aus Kupferlegierung, hergestellt. Dabei umfassen die Haltefedern 6, wie die F i g. 2 zeigt, die Stirnseiten 7 der integrierten Schaltung 4. Mit dieser Schnappbefestigung wird die Wärmeableitfläche 2 auf die freie Oberfläche 3 der integrierten Schaltung 4 aufgepreßt, und es kommt zi. einer guten wärmeleitenden Verbindung zwischen dem Kühlkörper 1 und der integrierten Schallung 4. In Abwandlung zum gezeigten Ausführungsbeispiel können die Hallefcdern 6 auch so angebracht oder geformt sein, daß sie wenigstens teilweise die Seitenflächen 8 der integrierten Schaltung umfassen, von denen auch die Anschlußfahnen 5 abstehen.explained. In the figures, two different exemplary embodiments of heat sinks are shown, which are provided with tabs, the same components being provided with the same reference numerals. F i g. 1 shows a perspective view of a device according to the invention Heat sink and an integrated circuit. The heat sink 1 has a heat dissipation surface 2, which after assembly with thermal conduction contact on the free surface 3 of the integrated circuit 4 rests. This is under the free surface of the integrated circuit Understood the area facing away from the connecting lugs 5 of the integrated circuit. To the Retaining springs 6 are provided on the narrow sides or on the front and rear edges of the heat-conducting surface 2 attached, which are designed like a bracket and with which the heat sink 1 on the integrated circuit can be snapped on. In order to obtain a good connection, the heat sink 1 is made of one Material with spring characteristics, for example made from a sheet of copper alloy. Included comprise the retaining springs 6, as shown in FIG. 2 shows that End faces 7 of the integrated circuit 4. With this snap fastening, the heat dissipation surface 2 is on the free surface 3 of the integrated circuit 4 is pressed, and it comes zi. a good thermally conductive Connection between the heat sink 1 and the integrated formwork 4. In modification of the The embodiment shown, the Hallfcdern 6 can also be attached or shaped so that they at least partially comprise the side surfaces 8 of the integrated circuit, of which the Terminal lugs 5 protrude.
Im Ausführungsbeispiel ist eine integrierte Schal-In the exemplary embodiment, an integrated switch
tung 4 gezeigt, die Anschlußfahnen besitzt, die als Kühllaschen 5a zur Wärmeleitung dienen. Im Ausführungsbeispiel sind drei Anschlußfahnen 5 α an jeder Seite des integrierten Schaltkreises 4 zu einer einzigen Kühllasche 5 a zusammengefaßt. An den Längsseiten bzw. Längskanten der Wärmeableitfläche 2 des Kühlkörpers 1 sind Laschen bzw. Fahnen 9 angebracht, die beim Ausführungsbeispiel nach unten in Richtung der Haltefedern 6 abstehen und so geformt sind, daß sie beim Aufschnappen des Kühlkörpers 1 auf die integrierte Schaltung auf den Kühllaschen 5 a elastisch bzw. federnd und damit in gutem Wärmeleitungskontakt anliegen. Damit ist die Wärmeabfuhr auch von den Kühllaschen 5 a sichergestellt, ohne daß die hierzu benutzten Laschen 9 des Kühlkörpers 1 zusammen mit der integrierten Schaltung in die Leiterplatte eingeschwallt werden müssen. Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß bei dieser Ausführungsform Überhitzungen der integrierten Schaltung vermieden sind, die beim gemein- ao samen Einschwallen wegen der großen Wärmekapazität des Kühlkörpers auftreten können. Durch die Laschen 9 ist zusätzlich eine Seitenführung für den Kühlkörper 1 gegeben, die sein Abrutschen von der integrierten Schaltung verhindert. Bei Kühlkörpern 1, die in Abwandlung zum Ausführungsbeispiel nicht mit Laschen 9 versehen sind, kann es erforderlich sein, gesonderte Seitenführungen, beispielsweise an den Haltefedern 6, vorzusehen.device 4 shown, which has terminal lugs that serve as cooling tabs 5a for heat conduction. In the exemplary embodiment are three terminal lugs 5 α on each side of the integrated circuit 4 to one single cooling tab 5 a summarized. On the long sides or long edges of the heat dissipation surface 2 of the heat sink 1 tabs or flags 9 are attached, which in the embodiment according to protrude below in the direction of the retaining springs 6 and are shaped so that they are when snapping on the Heat sink 1 on the integrated circuit on the cooling tabs 5 a elastic or resilient and thus in make good thermal conduction contact. This ensures that heat is also dissipated from the cooling tabs 5 a, without the tabs 9 of the heat sink 1 used for this purpose together with the integrated Circuit must be flushed into the circuit board. It has already been pointed out that in this embodiment overheating of the integrated circuit is avoided, which is common to ao seed surge can occur because of the large heat capacity of the heat sink. Through the Tabs 9 is also given a side guide for the heat sink 1, which can be slipped off the integrated circuit prevented. In the case of heat sinks 1, which in a modification of the exemplary embodiment are not are provided with tabs 9, it may be necessary to separate side guides, for example on the retaining springs 6 to be provided.
Von der Wärmeableitfläche 2 des Kühlkörpers 1 stehen Kühlbleche 10 seitlich ab. Diese Kühlbleche 10 sind im Ausführungsbeispiel abgewinkelt, um eine möglichst große, wärmeabstrahlende Oberfläche zu erhalten. Diese Wirkung kann dadurch vergrößert werden, daß die wärmeabführenden Kühlbleche 10 wellenförmig ausgebildet sind.Cooling plates 10 protrude laterally from the heat dissipation surface 2 of the heat sink 1. These heat sinks 10 are angled in the exemplary embodiment in order to produce as large a heat-emitting surface as possible obtain. This effect can be increased in that the heat-dissipating cooling plates 10 are formed wave-shaped.
Der erfindungsgemäße Kühlkörper wird nach dem Einschwallen der integrierten Schaltung auf den Kühlkörper aufgeschnappt. Besondere Fertigungskosten treten dabei nicht auf, da bei der Fertigung weder Einbautoleranzen zu beachten sind, noch der Kühlkörper gesondert aufgeschraubt oder in anderer Form aufwendig befestigt werden muß. Die Spannverbindung des Kühlkörpers 1 mit der integrierten Schaltung läßt sich jederzeit lösen, so daß der Kühlkörper 1 zu Prüf- oder Wartungszwecken jederzeit vom integrierten Schaltkreis abgenommen werden kann. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn die seitlich abstehenden Kühlbleche 10 andere Bauteile auf der Leiterplatte abdecken und diese unzugäng-Hch machen.The heat sink according to the invention is after the surge of the integrated circuit on the Snap-on heat sink. There are no special manufacturing costs, as they are involved in manufacturing neither installation tolerances have to be observed, nor the heat sink screwed on separately or in another Form has to be attached in a complex manner. The clamping connection of the heat sink 1 with the integrated Circuit can be solved at any time, so that the heat sink 1 for testing or maintenance purposes at any time can be removed from the integrated circuit. This is particularly advantageous when the Laterally protruding cooling plates 10 cover other components on the circuit board and make them inaccessible do.
Der erfindungsgemäße Kühlkörper kann aus einem Blech, beispielsweise Kupferblech, als Stanzbsegeteil gefertigt sein. Dabei lassen sich die Laschen 9 und die Haltefedem 6 ohne besondere Schwierigkeiten formen, wobei die Laschen 9 als Stanzteil aus den seitlich abstehenden Kühlblechen 10 zu gewinnen sind. Der erfindungsgemäße Kühlkörper 1 läßt sich daher in Serienfertigung herstellen und bedingt keine besonderen Fertigungskosten.The heat sink according to the invention can be made from a sheet metal, for example copper sheet, as a punched part be made. The tabs 9 and the retaining springs 6 can be adjusted without any particular difficulties shape, the tabs 9 to be won as a stamped part from the laterally protruding cooling plates 10 are. The heat sink 1 according to the invention can therefore be mass-produced and does not require any special manufacturing costs.
Da die Wärmeleitung beim erfindungsgemäßen Kühlkörper 1 über die gesamte freie Oberfläche 3 der integrierten Schaltung 4 bei gutem Wärmeleitungskontakt und falls die integrierte Schaltung 4 entsprechend ausgebildet ist, auch über die wärmeleitenden Kühllaschen 5 a der integrierten Schaltung 4 erfolgt, ist auch bei höheren Leistungen mit dem erfindungsgemäßen Kühlkörper 1 eine ausreichende Wärmeabfuhr sichergestellt. Sollte sich der wärmeleitende Kontakt zwischen der Wärmeleitfläche 2 und der freien Oberfläche 3 bzw. zwischen den Laschen 9 und den Kühllaschen 5 a der integrierten Schaltung als nicht ausreichend erweisen, kann zur Verbesserung des Wärmeleitungskontaktes zwischen die freie Oberfläche 3 der integrierten Schaltung 4 und die Wärmeableitfläche 2 oder zwischen die Kühllaschen 5 a und die Laschen bzw. Klappen 9 eine Wärmeleitpaste, beispielsweise eine silikonhaltige Masse, eingefügt sein.Since the heat conduction in the heat sink 1 according to the invention over the entire free surface 3 of the integrated circuit 4 with good heat conduction contact and if the integrated circuit 4 accordingly is formed, also takes place via the heat-conducting cooling tabs 5 a of the integrated circuit 4, is sufficient heat dissipation even at higher powers with the heat sink 1 according to the invention ensured. Should the thermally conductive contact between the heat conducting surface 2 and the free surface 3 or between the tabs 9 and the cooling tabs 5 a of the integrated circuit Prove to be insufficient, can improve the thermal contact between the free Surface 3 of the integrated circuit 4 and the heat dissipation surface 2 or between the cooling tabs 5 a and the tabs or flaps 9, a thermal paste, for example a silicone-containing compound, inserted be.
In F i g. 3 ist die perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers 1 dargestellt. Dieser Kühlkörper 1 kann in Verbindung mit einer integrierten Schaltung 4 a verwendet werden, bei der die zur Wärmeableitung benutzten Kühllaschen 5 a in Richtung der freien Oberfläche 3 der integrierten Schaltung 4 α nach oben abgebogen sind.In Fig. 3 is a perspective view of a second embodiment of one according to the invention Heat sink 1 shown. This heat sink 1 can be used in conjunction with an integrated circuit 4 a are used, in which the cooling tabs 5 a used for heat dissipation in the direction of the free Surface 3 of the integrated circuit 4 α are bent upwards.
Am Kühlkörper 1 sind nach oben abstehende U-förmige Laschen 9 a vorgesehen, die zwischen ihren Schenkeln die Anschlußfahnen 5 α aufnehmen, wobei die Schenkel elastisch an den Anschlußfahnen anliegen und in Wärmeleitungskontakt mit diesen Anschlußfahnen sind. Falls erforderlich, kann zwischen die Schenkel der U-förmig gebogenen Laschen 9 a eine Wärmeleitpaste eingebracht sein, um den Wärmeleitungskontakt mit den Anschlußfahnen 5 α zu verbessern. Im Ausführungsbeispiel sind auch die U-förmigen Laschen 9 a aus den Kühlflächen 10 des Kühlkörpers 1 herausgestanzt, wodurch sich wiederum eine einfache Fertigung ergibt. Außerdem wird die Wärmeabführung optimiert, da die Laschen 9 a aus dem kälteren Teil der Kühlbleche 10 herausgestanzt sind.On the heat sink 1 protruding U-shaped tabs 9 a are provided between their Legs receive the terminal lugs 5 α, the legs being resilient to the terminal lugs and are in thermal conduction contact with these terminal lugs. If necessary, between the legs of the U-shaped bent tabs 9 a be introduced a thermal paste to the To improve heat conduction contact with the terminal lugs 5 α. In the exemplary embodiment, the U-shaped tabs 9 a punched out of the cooling surfaces 10 of the heat sink 1, which in turn a simple production results. In addition, the heat dissipation is optimized because the tabs 9 a are punched out of the colder part of the cooling plates 10.
Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß mit dem erfindungsgemäßen Kühlkörper auch bei höheren Leistungen eine ausreichende Wärmeabfuhr gesichert ist Die Fertigungskosten für den erfindungsgemäßen Kühlkörper sind gering, und es treten auch keine besonderen Montagekosten auf. Außerdem sind Schaltungen, in denen integrierte Schaltungen mit dem erfindungsgemäßen Kühlkörper eingesetzt sind, sowohl prüf- als auch wartungsfreundlich.In summary, it can be stated that with the heat sink according to the invention even with higher Performances a sufficient heat dissipation is ensured The production costs for the invention Heat sinks are small and there are no special assembly costs. aside from that are circuits in which integrated circuits are used with the heat sink according to the invention are both easy to test and easy to maintain.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Applications Claiming Priority (1)
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DE2425723A1 DE2425723A1 (en) | 1975-12-11 |
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DE2425723C3 DE2425723C3 (en) | 1976-12-16 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10153173B4 (en) | 2001-02-27 | 2019-09-05 | Robert Bosch Gmbh | Electric drive with a heat conducting element for heat dissipation from an electrical circuit |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10153173B4 (en) | 2001-02-27 | 2019-09-05 | Robert Bosch Gmbh | Electric drive with a heat conducting element for heat dissipation from an electrical circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2425723A1 (en) | 1975-12-11 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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