DE60310666T2

DE60310666T2 - Integriertes Schaltungssystem mit Latentwärmespeichermodul

Info

Publication number: DE60310666T2
Application number: DE60310666T
Authority: DE
Inventors: Michael Frisch; Ralf Ehler
Original assignee: Tyco Electronics AMP GmbH
Current assignee: Vincotech GmbH
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2023-10-17
Also published as: US20040145048A1; DE10250604A1; EP1416534B1; EP1416534A1; US6963131B2; DE60310666D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein integriertes Schaltungssystem mit Latentwärmespeichermodul, das thermisch mit einem Kühlkörper verbunden ist, um die von der integrierten Schaltung erzeugte Wärme zeitweilig zu speichern und sie zum Kühlkörper zu transportieren.
Integrierte Schaltungssysteme werden oftmals über eine kurze Zeit oder diskontinuierlich mit einer sehr hohen Leistung betrieben. Das trifft besonders bei Leistungsbauelementen für Anwendungen zu, wie beispielsweise Servoantriebe, Sanftanlaufvorrichtungen, Krane und Hebe- oder Schweißgeräte. Ein Kühlkörper wird verwendet, um die durch den Hochleistungsbetrieb erzeugte Wärme aus dem integrierten Schaltungssystem herauszuleiten. Der bei Hochleistungsbetriebsbedingungen eingesetzte Kühlkörper ist typischerweise in einer derartigen Weise bemessen, dass die Halbleiter im integrierten Schaltungssystem nicht überhitzt werden, selbst in Spitzenbelastungszeiten. Außerdem müssen die Kühlkörper nicht nur eine ausreichende Wärmeübertragung bewirken, um das Überschreiten der maximalen Dipolschichttemperatur zu verhindern, sondern die Kühlkörper müssen sichern, dass die Temperatur nicht auf eine Temperatur ansteigt, die die Betriebslebensdauer der integrierten Schaltung nachteilig beeinflussen würde. Dementsprechend muss der Kühlkörper, um eine verkürzte Betriebslebensdauer zu verhindern, sogar größer bemessen werden, als es erforderlich wäre, um die Wärme während des Spitzenbetriebes zu übertragen, um ein Überschreiten der maximalen Dipolschichttemperatur zu verhindern. Bei vielen Anwendungen führen große Kühlkörper jedoch zu Problemen, wie beispielsweise das Gewicht, die Strukturgröße und die Materialverwendung.
Aus diesem Grund wird die kurzzeitige maximale abgeleitete Energie nicht konventionell direkt durch einen Kühlkörper nach außen geführt, sondern sie wird zeitweilig in einem Wärmespeicher gespeichert. Eine Metallgrundplatte mit einer ausreichenden Dicke wird typischerweise als ein Wärmespeicher im Fall der sogenannten Leistungsmodule verwendet. Das hat jedoch zwei Nachteile. Erstens ist die Grundplatte sehr schwer und kostspielig. Zweitens hängt die Wärmekapazität dieser Art von Wärmespeicher vom Temperaturanstieg ab.
Es wurde jedoch darauf hingewiesen, dass ein Latentwärmespeicher, wie im US 4057101 gezeigt wird, die gleiche Wärmekapazität wie ein Grundplattenwärmespeicher mit einem bedeutend geringeren Gewicht bereitstellen kann. Der vorgeschlagene Latentwärmespeicher basiert auf der Verwendung eines schmelzbaren Materials als Latentwärmespeichermedium. Wenn ein schmelzbares Material dieser Art seinen Aggregatzustand von fest nach flüssig verändert, absorbiert dieses Material eine Wärmemenge, auf die man sich als Schmelzwärme bezieht. Diese Schmelzwärme wird freigesetzt, wenn sich das Latentwärmespeichermedium wieder verfestigt. Daher kann ein Material mit einer hohen Schmelzwärme als ein Wärmespeicher verwendet werden. Wenn Temperaturen auftreten, die höher sind als die Übergangstemperatur des schmelzbaren Materials, wird der Wärmespeicher die Übergangstemperatur bis zu einem derartigen Zeitpunkt beibehalten, zu dem das gesamte Latentwärmespeichermaterial geschmolzen ist. Auf diese Weise kann ein Wärmespeicher dieser Art einen Schutz gegen eine zeitweilige Überhitzung infolge der Tatsache bewirken, dass überschüssige Wärme zeitweilig bis zu einem derartigen Zeitpunkt gespeichert wird, zu dem sie weggeführt werden kann. Mögliche Materialien, die als Latentwärmespeichermedien verwendet werden können, werden beispielsweise im EP 0402304 A1 und im EP 1087003 A2 gezeigt.
Eine weitere Anordnung, bei der ein Latentwärmespeichermedium für das Abkühlen der Leistungshalbleiterbauelemente verwendet wird, wird im US 5455458 gezeigt.
Das U.S. Patent 5455458 offenbart eine integrierte Schaltungsanordnung, bei der ein elektronischer Stapel mit elektronischen Halbleiterbauelementen auf einem Trägermaterial montiert wird, wie beispielsweise Berylliumoxid, Aluminiumnitrid oder dergleichen, das auf einer Wärmeentzugsbasis montiert ist. Ein Gehäuse umfasst eine Halbleiterscheibe und ein Trägermaterial und ist mit einem Phasenumwandlungsmaterial für das Absorbieren von Wärme bei einer Übergangstemperatur unterhalb der kritischen Temperatur der Halbleiterbauelemente gefüllt.
Aus dem U.S.Patent 6269866 B1 ist eine Kühlvorrichtung mit einem Wärmerohr bekannt, das auf einer Seite mit einem Halbleiterbauelement in Kontakt gebracht wird und auf der anderen Seite mit einem Wärmeableiter. Das Wärmerohr entsprechend diesem Dokument ist mit einem Arbeitsfluid gefüllt, das Wasser, organische Lösungsmittel und Alkohol einschließt. Daher wird ein Teil des Arbeitsfluids in die Dampfphase infolge der Wärme übertragen, die von der integrierten Schaltung abgegeben wird. Das Wärmerohr, das dieses Latentwärmespeichermedium enthält, ist direkt auf der integrierten Schaltung befestigt.
Aus „LIQUID PISTON WITH PHASE CHANGE TO ABSORB THERMAL TRANSIENTS" IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN, IBM CORP., NEW YORK, USA, Band 38, Nr. 10, 1. Oktober 1995, Seiten 69–70 ist eine Wärmeableiteranordnung bekannt, bei der zwischen abzukühlenden CMOS-Chips und einem Wärmeableiter ein Metallgehäuse angeordnet ist, das ein Phasenumwandlunssmaterial enthält.
Die US Patentanmeldung 2002/033247 A1 offenbart einen Wärmeableiter für das Abkühlen elektrischer oder elektronischer Bauelemente, worin eine Kammer, die ein Phasenumwandlungsmaterial enthält, mit einem konventionellen Wärmeableiter integriert ist und in direkten Kontakt mit dem elektrischen oder elektronischen Bauelement gebracht wird.
Das Deutsche Gebrauchsmuster DE 9313483 U offenbar ein Trägermaterial für das Montieren von elektronischen Bauelementen, worin eine Kupferschicht auf einem keramischen Träger angeordnet ist, und worin die elektronischen Bauelemente mit der Kupferschicht mittels Lötsegmenten verbunden sind. Dieses Verfahren ist einem Fachmann als Direktkupferbondingverfahren bekannt.
Eine weitere Anordnung von Leistungshalbleitermodulen mittels des Direktkupferbondingverfahrens wird in Bayerer, R. und Mitarbeiter: „LEISTUNGSHALBLEITERMODULE IN DIREKT-BONDING-TECHNIK", TECHNISCHE RUNDSCHAU, HALLWAG VERLAG, BERN, SCHWEIZ, Band 80, Nr. 32, 5. August 1988, Seiten 38–41, 43, 45, gezeigt.
Die vorangehend beschriebenen integrierten Schaltungssysteme mit Latentwärmespeicherung leiden jedoch an bestimmten Problemen. Die integrierten Schaltungssysteme mit Latentwärmespeicherung, wie sie vorangehend beschrieben werden, können nicht wirtschaftlich hergestellt werden. Ebenfalls ist das Problem des optimalen Wärmeüberganges zwischen dem Halbleiterbauelement, das die Wärme erzeugt, und dem tatsächlichen Latentwärmespeichermedium nicht zufriedenstellend gelöst.
Daher soll der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein integriertes Schaltungssystem und ein Latentwärmespeichermodul bei Anwendung des gleichen zeigen, worin der Wärmekontakt der integrierten Schaltung mit dem Latentwärmespeichermedium verbessert und gleichzeitig eine wirksame und wirtschaftliche Herstellbarkeit gesichert wird.
Die vorangehenden Probleme werden durch die vorliegende Erfindung nach Patentanspruch 1 überwunden.
Bei einem Ausführungsbeispiel stellt die vorliegende Erfindung ein integriertes Schaltungssystem mit einem Latentwärmespeichermodul bereit, worin der Wärmekontakt der integrierten Schaltung mit dem Latentwärmespeichermedium verbessert und gleichzeitig eine wirksame und wirtschaftliche Herstellbarkeit gesichert wird. Die Erfindung basiert auf dem grundlegenden Prinzip des direkten thermischen Koppelns eines Trägermaterials, auf dem ein Halbleiterbauelement montiert ist, mit einem Latentwärmespeichermodul. Die zuverlässige zeitweilige Speicherung der maximalen abgeleiteten Energie, die auf diese Weise zustande gebracht wird, sichert, dass das Halbleiterbauelement immer in einem optimalen Temperaturbereich betrieben wird. Außerdem weist das Latentwärmespeicherprinzip einen positiven Einfluss auf die Lebensdauer des Halbleiterbauelementes auf, da im Gegensatz zu einem konventionellen Wärmespeicher die Wärmespeicherung nur durch eine Veränderung des Aggregatzustandes ohne einen Temperaturanstieg durchgeführt wird.
Die Direktwärmekopplung des Trägermaterials mit dem Latentwärmespeichermodul verringert den Wärmewiderstand zwischen dem Halbleiterbauelement und dem Latentwärmespeichermedium und verringert daher die Gefahr eines übermäßig hohen Temperaturanstieges. Wenn das für die Latentwärmespeicherung verwendete Material so ausgewählt wird, dass es für die Anwendung geeignet ist, kann eine Wärmespeicherung fast ohne Temperaturanstieg erfolgen, was zu einer bedeutend verbesserten Lebensdauer des Moduls führt. Außerdem kann die gesamte Anordnung in starkem Maß miniaturisiert werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Trägermaterial mittels eines DCB(Direktkupferbonding)-Trägermaterials gebildet werden. Unter einem DCB-Trägermaterial dieser Art sollte ein Keramikträgermaterial verstanden werden, das auf zwei Seiten mit Kupfer beschichtet und direkt auf den Halbleiterbauelementen montiert ist. Die Vorteile von DCB-Trägermaterialien umfassen: eine gute mechanische Stabilität; eine Konosionsbeständigkeit; und eine ausgezeichnete elektrische Isolierung kombiniert mit einer sehr guten Wärmeleitfähigkeit. DCB-Trägermaterialien zeigen eine gute Stabilität betreffs Wärmewechselzyklen und weisen außerdem einen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, der sich dem von Silikon nähert, so dass keine Zwischenschichten zum Halbleiterbauelement erforderlich sind, um Unterschiede bei der Wärmedehnung auszugleichen. Schließlich sind die Strukturierung und Verarbeitung sehr einfach.
Eine besonders einfache Möglichkeit des Koppelns des Trägermaterials mit dem Latentwärmespeichermodul ist das mechanische Befestigen durch Verwendung von Schrauben. Andere mechanische Montageverfahren können jedoch ebenfalls zur Anwendung gebracht werden, wie beispielsweise das Nieten, Festklemmen oder Sichern durch Verwendung von Federklemmen.
Alternativ weisen Fügeverfahren, wie beispielsweise Schweißen, Löten und Kleben, den Vorteil eines noch niedrigeren Wärmewiderstandes auf.
Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Latentwärmespeichermodul ein Latentwärmespeichergehäuse auf, das einen Hohlkörper bildet, der mit dem Latentwärmespeichermedium gefüllt ist. Diese Konstruktion zeigt den Vorteil, dass das Latentwärmespeichermodul wirtschaftlich für bereits verfügbare Standardstrukturen eingesetzt werden kann, wie sie von verschiedenen Herstellern geliefert werden.
Entsprechend der Erfindung wird eine Wand des Latentwärmespeichergehäuses zumindestens teilweise durch das Trägermaterial gebildet, das mit der integrierten Schaltung in Wärmekontakt ist. Im Ergebnis dieser Maßnahme ist eine Trennwand nicht erforderlich, die den Wärmeübergang zwischen dem Halbleiterbauelement und dem Latentwärmespeichermedium behindert. Hierbei ist das Trägermaterial in direktem Kontakt mit dem Latentwärmespeichermedium und kann die vom Halbleiterbauelement erzeugte Wärme direkt zum Latentwärmespeichermedium transportieren.
Eine Trägermaterialstruktur kann bereitgestellt werden, bei der das Halbleiterbauelement auf einem Wärmekopplungselement montiert wird, das in einem elektrisch isolierenden Rahmen eingebettet ist. Diese Lösung hat den Vorteil, dass die bessere Wärmeleitfähigkeit eines elektrischen Leiters für die direkte Wärmeableitung vom Halbleiterbauelement in das Latentwärmespeichermedium genutzt werden kann. Im Vergleich zu einem Trägermaterial, das als ein Stück aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt wird, weist diese Lösung den Vorteil einer elektrisch isolierten Konstruktion der Halbleiterbauelemente in jedem Fall bei einer Struktur mit einer Vielzahl von Halbleiterbauelementen ebenso wie Gewichtseinsparungen auf. Wärmekopplungselemente dieser Art können beispielsweise aus Kupfer durch Stanzen und Biegen hergestellt werden, aber andere Strukturen und andere Herstellungsverfahren können ebenfalls zur Anwendung gebracht werden. Im Fall der Montage einer Vielzahl von Halbleiterbauelementen kann daher die elektrische Isolierung der Halbleiterbauelemente voneinander und mit Bezugnahme zum Kühlkörper mit einem gleichzeitigen Erreichen einer hohen Wärmekapazität und Wärmeleitung zustande gebracht werden.
Ein Beispiel für ein Wärmekopplungselement dieser Art kann einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei das Halbleiterbauelement auf der Basis montiert wird und die zwei Schenkel durch das Latentwärmespeichermedium umgeben werden. „Kühlinseln", die auf diese Weise konstruiert werden, zeigen den Vorteil einer optimalen Wärmeverbindung mit dem Latentwärmespeichermedium und gestatten gleichzeitig eine einfache Montage des Halbleiterbauelementes.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführung kann das Wärmekopplungselement gleichzeitig die elektrische Bulkkontaktierung des Halbleiterbauelementes bilden (d.h., die elektrische Kontaktierung des Halbleiterträgermaterials). Die Verwendung eines Wärmekopplungselementes, das im Trägermaterial eingebettet ist, für sowohl die Wärmekopplung des Halbleiterbauelementes mit dem Latentwärmespeichermodul als auch für die elektrische Bulkkontaktierung des Halbleiterbauelementes vereinfacht die Montage und sichert eine sichere elektrische Kontaktierung. In diesem Fall können verschiedene Wärmekopplungselemente, die elektrisch voneinander isoliert sind, in jedem Fall für Halbleiterbauelemente mit einem unterschiedlichen Volumenpotential bereitgestellt werden.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird eine Wand des Latentwärmespeichergehäuses, das mit dem Kühlkörper in Wärmekontakt ist, zumindestens teilweise durch den Kühlkörper selbst gebildet. Auf diese Weise ist das Latentwärmespeichermedium in direktem Wärmekontakt mit dem Kühlkörper, und die im Latentwärmespeichermodul gespeicherte Wärme kann noch einfacher in die Umgebung wegtransportiert werden. Bei der alternativen modularen Struktur wird der Kühlkörper am Latentwärmespeichermodul durch Löten, Kleben, Schweißen oder mittels anderer mechanischer Verbindungen befestigt.
Um eine besonders schnelle und wirksame Verteilung der im Volumen des Latentwärmespeichermediums gespeicherten Wärme zu sichern, kann zumindestens eine wärmeleitende Rippe in das innere Volumen des Hohlkörpers des Latentwärmespeichermoduls hinein vorstehen und thermisch mit dem Latentwärmespeichergehäuse verbunden werden. Eine Rippe dieser Art kann in einer besonders einfachen Weise durch eine Platte gebildet werden, die am Latentwärmespeichergehäuse in entsprechenden Nuten gehalten wird.
Alternativ kann das Latentwärmespeichergehäuse durch verstärkte periphere Bereiche einer Vielzahl von wärmeleitenden Rippen gebildet werden, die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und miteinander verbunden sind. Rippen dieser Art können in einer sehr einfachen Weise beispielsweise durch Strangpressen hergestellt werden. Durch Stapeln einer veränderlichen Anzahl von Rippen mit dem gleichen Profil kann eine hohe Flexibilität mit Bezugnahme auf die erforderliche Größe des Latentwärmespeichermoduls erreicht werden. Wenn Nuten und Federn an den Rippen bereitgestellt werden, können die einzelnen Rippen miteinander in einer besonders wirtschaftlichen Weise verbunden werden. Alternativ können jedoch weitere verriegelnde, kraftschlüssige oder Materialbond-Fügeverfahren ebenfalls zur Anwendung gebracht werden.
Eine besonders gute wärmeleitende und temperaturbeständige Art der Verbindung wird für eine Verbindung zwischen dem Halbleiterbauelement und dem Trägermaterial gefordert. Diese kann entweder eine Lötverbindung oder eine Klebeverbindung oder ansonsten eine Presspassungsverbindung sein.
Verschiedene Materialien, deren Übergangstemperatur in dem Temperaturbereich liegt, der während des Betriebes des Halbleiterbauelementes nicht überschritten werden sollte, sind als Latentwärmespeichermedien geeignet. Ein mögliches wirtschaftliches und leicht zu handhabendes Material ist in diesem Fall Paraffin.
Die elektrischen Verbindungen, die auf der Oberseite des Halbleiterbauelementes erforderlich sind, können in Abhängigkeit von der Art des Halbleiterbauelementes mittels konventioneller Drahtbondverbindungen hergestellt werden, aber ebenfalls mittels Fügeverbindungen und Presspassungsverbindungen.
Für einen verbesserten Wärmetransport in die Umgebung kann der Kühlkörper zumindestens eine Kühlrippe für die Ableitung der Wärme aufweisen. Um die Abmessungen des Kühlkörpers so klein wie möglich zu halten, kann der Kühlkörper in einer derartigen Weise konstruiert sein, dass er mit einem Kühlkreislauf verbunden werden kann. Ein Kühlkreislauf dieser Art kann durch einen Ventilator oder ansonsten durch einen Flüssigkeitskühlkreislauf realisiert werden. Auf diese Weise kann die Arbeitstemperatur sogar während sehr langer unterbrochener Perioden konstant gehalten werden.
Die Erfindung wird hierin nachfolgend detaillierter mit Bezugnahme auf die in den beigefügten Zeichnungen gezeigten Ausführungen beschrieben. Gleiche oder entsprechende Details sind mit den gleichen Bezugszahlen in den Fig. versehen, die zeigen:
1 eine auseinandergezogene Schnittdarstellung eines integrierten Schaltungssystems entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine Schnittdarstellung eines integrierten Schaltungssystems entsprechend einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 eine Schnittdarstellung eines integrierten Schaltungssystems entsprechend einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines teilweise montierten Latentwärmespeichermoduls entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 eine Draufsicht des Latentwärmespeichermoduls aus 4, wobei die Deckenplatte und/oder das Trägermaterial entfernt wurden;
6 einen Profilabschnitt eines Latentwärmespeichermoduls entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 eine perspektivische Darstellung eines Beispiels für ein Latentwärmespeichermodul, das durch Profilabschnitte gebildet wird, wie sie in 6 gezeigt werden;
8 eine perspektivische Darstellung von Profilabschnitten entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführung eines Latentwärmespeichermoduls mit einem integrierten Kühlkörper;
10 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführung eines Latentwärmespeichermoduls mit einem integrierten Kühlkörper;
11 eine perspektivische Darstellung des Latentwärmespeichermoduls aus 10 mit einem angeschlossenen Ventilator;
12 einen Schnitt durch einen Profilabschnitt eines Latentwärmespeichermoduls entsprechend einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung;
13 eine perspektivische Darstellung des Profilabschnittes aus 12;
14 eine perspektivische Darstellung eines Profilabschnittes eines Latentwärmespeichermoduls entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
15 eine perspektivische Darstellung eines Profilabschnittes eines Latentwärmespeichermoduls entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
16 eine perspektivische Darstellung eines Profilabschnittes eines Latentwärmespeichermoduls entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
17 eine perspektivische Darstellung eines montierten Latentwärmespeichermoduls entsprechend einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung;
18 eine Schnittdarstellung durch ein Latentwärmespeichermodul entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
19 eine Schnittdarstellung des Latentwärmespeichermoduls aus 18 im montierten Zustand;
20 eine perspektivische Darstellung des Profilabschnittes aus 18;
21 eine weitere Schnittdarstellung durch das Latentwärmespeichermodul aus 18;
22 eine perspektivische Darstellung eines Latentwärmespeichermoduls entsprechend einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung;
23 eine perspektivische Darstellung eines Latentwärmespeichermoduls mit einem integrierten Kühlkörper entsprechend einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung;
24 eine Schnittdarstellung durch eine Rippenstruktur eines Latentwärmespeichermoduls entsprechend einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung;
25 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Latentwärmespeichermoduls entsprechend einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung;
26 eine Schnittdarstellung eines Latentwärmespeichermoduls entsprechend einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung;
27 eine Schnittdarstellung eines Latentwärmespeichermoduls entsprechend einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung;
28 eine Schnittdarstellung längs der Schnittlinie I-I aus 29 durch das in 29 gezeigte integrierte Schaltungssystem; und
29 eine perspektivische Darstellung eines integrierten Schaltungssystems entsprechend einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt eine auseinandergezogene Schnittdarstellung eines integrierten Schaltungssystems 100 entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die hierin gezeigte modulare Struktur weist eine integrierte Schaltung 102, das Latentwärmespeichermodul 104 und einen Kühlkörper 106 auf. Hierbei weist die integrierte Schaltung 102 eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen 108 auf, die auf einem Trägermaterial 110 montiert werden. Im vorliegenden Fall wird das Trägermaterial 110 durch ein sogenanntes DCB-Trägermaterial (Direktkupferbonding) gebildet, wobei Kupferschichten 114, 116 auf beide Seiten einer Keramikschicht 112 aufgebracht werden. Eine Kunststoffgehäusehülle 118 bedeckt schützend die Halbleiterbauelemente 108 und gestattet die Montage der integrierten Schaltung 102 auf dem Latentwärmespeichermodul 104 mittels der Schrauben 120. Das Latentwärmespeichermodul 104 wird mittels eines Latentwärmespeichergehäuses 122 gebildet, das das tatsächliche Latentwärmespeichermedium 124 enthält.
Dieses Latentwärmespeichermedium 124 kann beispielsweise Paraffin sein. Andere Medien, beispielsweise Salze, die in Flüssigkeit aufgelöst sind, oder Metalllegierungen mit einem niedrigen Schmelzpunkt, sind jedoch ebenfalls möglich. Im Latentwärmespeichermodul wird die für das Verändern des Aggregatzustandes des Latentwärmespeichermediums erforderliche Energie für die Energiespeicherung verwendet. Weil die Energie, die für die Veränderung des Aggregatzustandes erforderlich ist, einem Temperaturanstieg von etwa 50 °K bis etwa 100 °K bei voller Ausnutzung der Wärmekapazität eines typischen Kühlkörpermaterials in Abhängigkeit vom Material entspricht, kann eine im Wesentlichen höhere Menge an Energie zeitweilig im Ergebnis des Latentwärmespeicherprinzips gespeichert werden als bei der Ausnutzung der Wärmekapazität eines Kühlkörpermaterials, beispielsweise einer Kupferplatte. Damit die zeitweilig zu speichernde Wärme zum Latentwärmespeichermedium 124 mit einem so niedrigen Wärmewiderstand wie möglich transportiert werden kann, ist das Trägermaterial 110 der integrierten Schaltung 102 in direktem Wärmekontakt mit dem Latentwärmespeichermodul 104. Wärmeleitende Metallrippen 126 bringen eine verbesserte Wärmeverteilung zum Latentwärmespeichermedium. Der Transport der zeitweilig gespeicherten Wärme in die Umwelt wird bei der gezeigten Ausführung mittels eines Kühlkörpers 106 vorgenommen. Der Kühlkörper 106 entspricht den konventionellen Metallkühlkörpern und weist die Kühlrippen 128 auf, die für einen optimalen Wärmetransport erforderlich sind. In der gezeigten Ausführung kann der Kühlkörper 106 in einer derartigen Weise ausgebildet werden, dass sein Wärmetransport durch einen Ventilator oder einen anderen Kühlkreislauf geführt wird. Daher kann die Arbeitstemperatur selbst während sehr langer diskontinuierlicher Perioden konstant gehalten werden.
Der Kühlkörper 106 kann so konstruiert werden, dass ohne Ventilatorbetrieb eine sehr geringe Wärmeabstrahlung auftritt und das Gebläse den Wärmetransport vom Kühlkörper 106 nur während des Betriebes des integrierten Schaltungssystems 100 sichert.
Obgleich die in 1 veranschaulichte Ausführung die integrierte Schaltung 102 verbunden mit dem Latentwärmespeichermodul 104 mittels Schrauben 120 zeigt, können ebenfalls andere Befestigungsmittel verwendet werden. Beispielsweise können ebenfalls Federklemmen, Niete, Sperrklinken und andere Montageverfahren für das Verbinden der integrierten Schaltung mit dem Latentwärmespeichermodul zur Anwendung gebracht werden.
Um die Wärmeübergangswiderstände so niedrig wie möglich zu halten, kann zusätzlich zu der in 1 gezeigten modularen Lösung ebenfalls eine vollständigere Integration der Bauelemente vorgesehen werden. Beispielsweise zeigt 2 eine Ausführung, bei der das Trägermaterial 110 mit dem Latentwärmespeichermodul 104 mittels einer Lötverbindung oder einer Klebeverbindung 130 verbunden ist. Dementsprechend kann ebenfalls eine Schweiß- oder Bondverbindung vorgesehen werden. In diesem Fall kann der Kühlkörper 106 ebenfalls am Latentwärmespeichermodul 104 durch Löten, Kleben oder Schweißen befestigt werden. Ein weiter verbesserter Transport der zeitweilig gespeicherten Wärme zum Kühlkörper kann durch die Tatsache bewirkt werden, dass der Kühlkörper eine Wand des Latentwärmespeichergehäuses 122 bildet. Dementsprechend können das Latentwärmespeichermodul 104 und der Kühlkörper 106 daher als ein integriertes Bauelement hergestellt werden.
Wie aus der Ausführung in 3 gesehen werden kann, kann ein weiterer verringerter Wärmeübergangswiderstand zwischen dem wärmeerzeugenden Halbleiterbauelement 108 und dem Latentwärmespeichermedium 124 dadurch bewirkt werden, dass die Unterseite des Trägermaterials im Fall eines DCB-Trägermaterials, die untere Kupferschicht 116, direkt eine der Wände des Latentwärmespeichergehäuses 122 bildet. Diese Ausführung, bei der die untere Kupferschicht 116 des DCB-Trägermaterials eine Einheit mit dem Latentwärmespeichergehäuse 122 bildet, ist eine sehr gute Lösung für upstream-integrierte Schaltungen, da die für diese Anwendungen erforderlichen Belastungszykluswerte infolge der Eigenschaften der DCB-Trägermaterialien erreicht werden können. Eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen 108 kann auf einem Trägermaterial 110 isoliert voneinander montiert werden. Die obere Kupferschicht 114 des Trägermaterials 110 kann im Fall einer Leiterplatte für die elektrische Verbindung der Halbleiterbauelemente 108 struktuiert werden, und im Ergebnis der dicken Kupferschicht kann eine hohe Strombelastbarkeit der einzelnen Bandleiter erreicht werden.
4 bis 26 zeigen verschiedene Möglichkeiten für das Realisieren des Latentwärmespeichermoduls 104, das schematisch in 1 bis 3 gezeigt wird. 4 zeigt eine Ausführung des Latentwärmespeichermoduls 104, bei dem das Latentwärmespeichergehäuse 122 durch verschiedene Metallplatten gebildet wird. Die ersten Metallplatten 132 weisen Nuten auf, in die die zweiten Metallplatten 134 eingesetzt werden können, die sowohl als weitere Gehäusewände als auch ebenfalls als wärmeleitende Rippen 126 dienen. Dieser Körper kann durch Decken- und Bodenplatten 136, 138 oder ansonsten direkt durch das Trägermaterial 110 und den Kühlkörper 106 geschlossen werden. Leitende Platten, die Materialien einschließen, bei denen es sich nicht um Metall handelt, können ebenfalls verwendet werden.
In 5 wird eine Draufsicht der Latentwärmespeichermodulstruktur aus 4 gezeigt, wobei die zwei ersten Metallplatten 132 vor der Montage gezeigt werden, wobei die zweiten Metallplatten 134 in die in den ersten Platten 132 gebildeten Nuten eingesetzt werden. Der Vorteil dieser Struktur liegt in der besonders einfachen Herstellbarkeit der einzelnen Bauelemente, wie beispielsweise Strangpressteile für die ersten Platten 132 und ein Walzblech für die zweiten Platten 134. In diesem Fall können die zweiten Metallplatten 134 eingelötet, hineingepresst, eingeklebt oder eingeschweißt werden. Die Platten 136 und 138 können ebenfalls geklebt, gelötet, geschweißt oder ansonsten durch nichtstoffschlüssige Fügeverfahren gesichert werden.
Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Speichermodul 104 durch Fügen einer Vielzahl von Profilabschnitten 140 hergestellt werden, wie in 6 gezeigt wird. Der Profilabschnitt 140 weist einen peripheren Bereich 142 auf in dem eine Nut 146 und eine Feder 148 so angeordnet sind, dass eine Vielzahl von Profilabschnitten 140 in Reihe angeordnet werden kann, wie in 7 gezeigt wird, um ein Latentwärmespeichermodul 104 zu bilden. Der mittlere Bereich 144 des Profilabschnittes 140 bildet so entweder eine der wärmeleitenden Rippen 126 oder ansonsten eine seitliche Wand des Latentwärmespeichergehäuses 122. Der Profilabschnitt 140 kann beispielsweise mittels eines Strangpressverfahrens hergestellt werden. Die Verbindung der einzelnen Profilabschnitte 140 kann durch Fügeverfahren. hergestellt werden, wie beispielsweise Kleben oder Löten, oder ansonsten durch eine reine Verriegelungspassung, wie beispielsweise eine Presspassung. 7 zeigt ebenfalls analog der Ausführung in 4 und 5, wie eine Deckenplatte 136 und eine Bodenplatte 138 das Latentwärmespeichergehäuse 122 schließen. Bei. dieser Ausführung kann jedoch wie bei der modularen Ausführung das Trägermaterial 110 und/oder der Kühlkörper 106 direkt das Latentwärmespeichermedium (in 6 und 7 nicht gezeigt) einschließen, das sich in den Zwischenbereichen 150 befindet.
Alternativ kann das Trägermaterial 110 mit der Fläche 152 verbunden werden, und dementsprechend kann der Kühlkörper 106 mit der Fläche 154 verbunden werden, die durch die peripheren Bereiche 142 der Profilabschnitte 150 gebildet wird.
Um den wärmeverteilenden Bereich zu vergrößern, können die Profilabschnitte 140, wie in 8 gezeigt wird, mit zusätzlichen Rippenstrukturen 156 in ihrem mittleren Bereich 144 versehen werden. In diesem Fall kann die Konfiguration der Rippenstruktur 156 ebenfalls anders sein als in der gezeigten Ausführung.
Ausgehend von der in 7 gezeigten Ausführung kann der Kühlkörper als ein integriertes Bauelement des Latentwärmespeichermoduls 104 hergestellt werden, in dem die Kühlrippen 128 an den Profilabschnitten 140 gebildet werden, wobei sich eine Rippe beispielsweise von einem der peripheren Bereiche eines jeden Profilabschnittes 140 erstreckt. Diese Ausführung wird in 9 gezeigt.
Die in 9 gezeigte Struktur kann, wie in 10 gezeigt wird, mit dem Ergebnis angepasst werden, dass die Kühlrippen 128 mit einem zusätzlichen peripheren Bereich oder Feder- und Nutabschnitt geschlossen werden. Diese Anordnung ist besonders gut für die Zwangskühlung mittels eines Ventilators oder sonst für die Verwendung eines flüssigen Kühlmittels geeignet. Eine Struktur dieser Art mit einem angeschlossenen Ventilator 160 wird in 11 gezeigt.
Mit Bezugnahme auf die Profilabschnitte 140 der vorangehend gezeigten Ausführungen erfordert die Herstellung eines geschlossenen Latentwärmespeichermediumbehälters, dass die Decken- und Bodenplatten 136, 138 verbunden werden müssen, was zusätzliche Arbeitsstufen bedeutet: die Platten müssen geschnitten und bearbeitet werden; das Gehäuse muss durch Löten oder Kleben geschlossen werden. Wenn die Profilabschnitte 140 nicht als stranggepresste Profile hergestellt werden, sondern als Gussteile, Pressteile, Tiefziehteile oder dergleichen, können sich die Nut 146 und die Feder 148 vollständig um den Umfang eines jeden Profilabschnittes 140 erstrecken. Das wird beispielsweise in 12 in einer Schnittdarstellung und in 13 in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. In diesem Fall ist es nicht länger erforderlich, das Latentwärmespeichermodul, das durch Montieren einer Vielzahl von Profilabschnitten 140 gebildet wird, bei Verwendung der Platten 136, 138 zu schließen, weil die peripheren Nut 146 und Feder 148 dazu dienen, die Abschnitte des Latentwärmespeichermoduls zwischen benachbarten Profilabschnitten zu schließen.
Wie in 13 gezeigt wird, können die Profilabschnitte 140 ein oder mehrere Löcher 162 aufweisen, die das Füllen der Zwischenräume zwischen den Profilabschnitten 150 mit dem Latentwärmespeichermedium gestatten.
Gleich der in 8 gezeigten Ausführung können diese Profilabschnitte 140, wie in 14 gezeigt wird, ebenfalls zusätzliche Rippenstrukturen 156 aufweisen, um die Wärmeverteilung zu verbessern.
15 zeigt einen Profilabschnitt 140 entsprechend der Ausführung in 12 mit einer ausgebildeten Kühlrippe 128.
Gleich der in den 10 und 11 gezeigten Ausführung können ebenfalls zusätzliche zweite Feder- und Nutverbindungen 158 bereitgestellt werden, um die Kühlrippen 128 miteinander zu verbinden. Diese Ausführung wird in 16 gezeigt.
17 zeigt die Anordnung des Latentwärmespeichermoduls 104 mit dem integrierten Kühlkörper 106, gebildet aus den zusammengefügten Profilabschnitten 140 aus 16, in einer perspektivischen Darstellung. In diesem Fall kennzeichnet die Fläche 152 die Trägermaterialmontagefläche.
Die bis jetzt gezeigten Ausführungen sind hauptsächlich für große Latentwärmespeicher geeignet, da sich das Latentwärmespeichermodul unterhalb der integrierten Schaltung bis zu einer sehr großen Tiefe erstrecken kann. Wenn jedoch eine derartige Tiefe nicht erreicht werden muss, kann es ausreichend sein, nur einen Profilabschnitt 140 auszubilden, der als ein Gussteil, Pressteil oder Tiefziehteil hergestellt wurde, wie in 18 gezeigt wird, und die integrierte Schaltung auf der Fläche 152 zu montieren. Eine Abdeckplatte 164, die ebenfalls als ein Gussteil, Pressteil oder Tiefziehteil hergestellt werden kann, schließt den Profilabschnitt 140 zum Latentwärmespeichermodul 104, wie in 19 gezeigt wird.
Bei der in 18 und 19 gezeigten Ausführung werden die wärmeleitenden Rippen 126, die am Profilabschnitt 140 gebildet werden, in entsprechende Nuten im Deckenabschnitt 164 eingepasst. Diese Rippen-Nut-Verbindung sichert einen verbesserten Wärmefluss von der Trägermaterialmontagefläche 152 zur Kühlkörperseite.
20 zeigt eine perspektivische Darstellung des Profilabschnittes 140 entsprechend der Ausführung aus 18 und 19.
Wie in 21 gezeigt wird, kann der Deckenabschnitt 164 ebenfalls mit Kühlrippen 128 ausgebildet werden, um einen Kühlkörper zu bilden.
22 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Latentwärmespeichermoduls 104 entsprechend der Erfindung. Hierbei werden die wärmeleitenden Rippen durch eine abgekantete Blechstruktur 166 gebildet. Eine Abdeckung 138 schließt die Struktur in Richtung des Kühlkörpers ab, während die Trägermaterialmontagefläche 152 offen bleiben kann, und das Latentwärmespeichermodul 104 wird direkt auf das Trägermaterial gelötet, um das Latentwärmespeichermodul 104 zu schließen.
Ein Latentwärmespeichermodul 104 mit einem integrierten Kühlkörper 106 kann aus zwei abgekanteten Blechplatten gebildet werden, wie in 23 in Perspektive gezeigt wird. Die Oberfläche kann weiter durch zusammengedrückte Rippen 166, wie in 24 gezeigt wird, oder durch irgendwelche andere Rippenformen vergrößert werden.
Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung werden das Latentwärmespeichermodul 104 und der Kühlkörper 106 als ein Stück ausgebildet, und das Latentwärmespeichermedium wird in den hohlen Kühlrippen 128 angeordnet. Eine Abdeckung, die die Anordnung schließt, dient gleichzeitig als eine Trägermaterialmontagefläche 152, oder der Verschluss des Latentwärmespeichermoduls kann vollständig durch das Trägermaterial bewirkt werden.
Wie in 26 und 27 als Beispiele gezeigt wird, muss die Verbindung der Profilelemente miteinander nicht zwingend mittels der Nuten und Federn vorgenommen werden, sondern kann mittels anderer Fügeverfahren vorgenommen werden.
28 und 29 zeigen ein integriertes Schaltungssystem 100 in einer weiteren voll integrierten Ausführung. Wie in einer Schnittdarstellung in 28 gezeigt wird, wird bei dieser Ausführung das Trägermaterial 110 durch elektrisch leitende Wärmekopplungselemente 168 gebildet, die in einem elektrisch isolierenden Kunststoffrahmen 170 eingebettet sind. Mindestens ein Halbleiterbauelement 108 ist auf den Wärmekopplungselementen 168 in jedem Fall montiert. Das kann mittels Löt-, Klebe- oder Pressverfahren durchgeführt werden.
Vergleichbar mit kleinen Inseln werden die Wärmekopplungselemente 168 direkt in das Latentwärmespeichermedium 124 getaucht, und transportieren auf diese Weise direkt die von den Halbleiterbauelementen 108 erzeugte Wärme zum Wärmespeichermedium 124. Die Wärmekopplungselemente 168 können aus Metall, vorzugsweise Kupfer, beispielsweise durch Pressen und Biegen hergestellt werden. In diesem Fall sichert der Rahmen 170 sowohl eine mechanische Befestigung als auch eine elektrische Isolierung der Wärmekopplungselemente 168. Mit Bezugnahme auf die gezeigte Ausführung bildet das Trägermaterial 110 direkt eine Wand des Latentwärmespeichermoduls 104. Eine weitere Wand wird durch den Kühlkörper 106 gebildet. Zusätzlich zu den Kühlrippen 128, die den Wärmeübergang zur Umgebung sichern, werden wärmeleitende Rippen 126 am Kühlkörper 106 gebildet, die eine Wärmeverteilung in das Innere des Latentwärmespeichermoduls 104 gestatten.
Mit Bezugnahme auf die gezeigte Ausführung realisieren die Wärmekopplungselemente 168 sowohl die elektrische Bulkkontaktierung der Halbleiterbauelemente 108 als auch ihre Wärmekopplung mit dem Latentwärmespeichermedium 124. Für jedes unterschiedliche Spannungspotential auf der Unterseite der elektrischen Bauelemente 108, d.h., dem Bulk, ist ein separates Wärmekopplungselement 168 isoliert von den anderen Elementen erforderlich. Mit Bezugnahme auf diese Ausführung weist das Latentwärmespeichermedium 124 elektrisch isolierende Eigenschaften auf. Hierbei kann das elektrische Bonden der oberen Seite des Halbleiterbauelementes 108 mittels Drahtbondverfahren, Fügeverfahren oder Pressverfahren durchgeführt werden. 29 zeigt eine perspektivische Darstellung einer integrierten Anordnung dieser Art.
Die stark integrierte Lösung, die in 28 und 29 gezeigt wird, zeigt den Vorteil, dass kostspielige Leistungsträgermaterialien nicht länger erforderlich sind. Außerdem wird der Wärmewiderstand des isolierenden Trägermaterials vermieden, das eine Keramikschicht bei den Ausführungen mit dem DCB-Trägermaterial ist. Insbesondere bei Anwendungen, die nur eine kurzzeitige aber dennoch sehr starke Energieableitung gewähren, können daher speziell bedeutend höhere Spitzenbelastungen gestattet werden. Außerdem, weil Fügeverfahren, wie beispielsweise ein Löten auf eine Kupferplatte, nicht erforderlich sind, kann diese Ausführung eine hohe Belastung und eine thermische Ermüdungsbeständigkeit bieten. Daher kann diese Ausführung vorteilhafterweise für Sanftanlaufvorrichtungen, um Elektromotoren zu induzieren, Frequenzwandler für stark dynamische Servomotoren in der Antriebstechnik ebenso wie für Starter-Generator-Wandler in der Automobilindustrie eingesetzt werden.

Claims

Latentwärmespeichermodul für eine Kühlvorrichtung zum Kühlen mindestens einer integrierten Schaltung, wobei das Latentwärmespeichermodul (104) ein Latentwärmespeichermedium (124) aufweist und thermisch mit einem Kühlkörper (106) für den Transport der Wärme verbunden werden kann, die durch die mindestens eine integrierte Schaltung (102) erzeugt wird, um zeitweilig die Wärme zu speichern, die durch die integrierte Schaltung (102) erzeugt wird, und um sie zum Kühlkörper (106) zu transportieren, wobei das Latentwärmespeichermodul (104) ein Latentwärmespeichergehäuse (122) aufweist, das einen Hohlkörper bildet, der mit dem Latentwärmespeichermedium (124) gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Latentwärmespeichermodul (104) unterhalb eines Trägermaterials (110) angeordnet und direkt thermisch mit einer Unterseite des Trägermaterials (110) verbunden ist, wobei die mindestens eine integrierte Schaltung (102) auf einer oberen Seite des Trägermaterials montiert ist, und dass eine Wand des Latentwärmespeichergehäuses (122) mindestens teilweise durch das Trägermaterial (110) gebildet wird.
Latentwärmespeichermodul nach Anspruch 1, bei dem das Trägermaterial (110) ein DCB-Trägermaterial, Direktkupferbindungsträgermaterial, ist, das durch eine Keramikstruktur (112) gebildet wird, die auf der vorderen und der hinteren Seite (114, 116) wenigstens teilweise mit Kupfer beschichtet ist.
Latentwärmespeichermodul nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Trägermaterial (110) am Latentwärmespeichermodul (104) mittels mindestens einer Schraubverbindung (120) mechanisch befestigt werden kann.
Latentwärmespeichermodul nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Trägermaterial (110) am Latentwärmespeichermodul (104) mittels einer stoffschlüssigen Verbindung mechanisch befestigt werden kann.
Latentwärmespeichermodul nach Anspruch 4, bei dem die stoffschlüssige Verbindung durch Löten, Schweißen oder Kleben gebildet wird.
Latentwärmespeichermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Trägermaterial (110) mindestens ein elektrisch leitendes Wärmekopplungselement (168), auf dem das Halbleiterbauelement (108) montiert ist, und einen elektrisch isolierenden Rahmen (170) aufweist, in dem das Wärmekopplungselement (168) eingebettet ist.
Latentwärmespeichermodul nach Anspruch 6, bei dem das Wärmekopplungselement (168) einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist, wobei das Halbleiterbauelement (108) auf der Basis des Wärmekopplungselementes (168) montiert wird und die zwei Schenkel des Wärmekopplungselementes (168) von dem Latentwärmespeichermedium (124) umgeben sind.
Latentwärmespeichermodul nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das Wärmekopplungselement (168) die elektrische Bulkkontaktierung des Halbleiterbauelementes (108) bildet.
Latentwärmespeichermodul nach Anspruch 8, bei dem Halbleiterbauelemente (108) mit unterschiedlichem Bulkpotential bereitgestellt werden, und bei dem verschiedene Wärmekopplungselemente (168), die voneinander elektrisch isoliert sind, für die Halbleiterbauelemente (108) mit unterschiedlichem Bulkpotential bereitgestellt werden.
Latentwärmespeichermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Latentwärmespeichermedium (124) Paraffin ist.
Integriertes Schaltungssystem mit mindestens einer integrierten Schaltung (102), einem Kühlkörper (106), um die durch die integrierte Schaltung (102) erzeugte Wärme abzuleiten, und einem Latentwärmespeichermodul (104) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Integriertes Schaltungssystem nach Anspruch 11, bei dem eine Wand des Latentwärmespeichergehäuses (122), das mit dem Kühlkörper (106) in Wärmekontakt ist, mindestens teilweise durch den Kühlkörper (106) gebildet wird.
Integriertes Schaltungssystem nach einem der Ansprüche 11 oder 12, bei dem mindestens eine wärmeleitende Rippe (126), die thermisch mit dem Latentwärmespeichergehäuse (122) verbunden ist, in das innere Volumen des Hohlkörpers hineinragt.
Integriertes Schaltungssystem nach Anspruch 13, bei dem die wärmeleitende Rippe (126) durch eine Platte gebildet wird, die am Latentwärmespeichergehäuse in entsprechenden Nuten einer Wand des Latentwärmespeichergehäuses gehalten wird.
Integriertes Schaltungssystem nach Anspruch 13, bei dem das Latentwärmespeichergehäuse (122) durch verstärkte periphere Bereiche (142) einer Vielzahl von wärmeleitenden Rippen (126, 140) gebildet wird, die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und miteinander verbunden sind.
Integriertes Schaltungssystem nach Anspruch 15, bei dem die wärmeleitenden Rippen (126, 140) miteinander mittels Nuten (146) und Federn (148) verbunden sind.
Latentwärmespeichermodul nach Anspruch 16, bei dem die Nuten (146) und Federn (148) in den peripheren Bereichen (142) gebildet werden und sich um den Umfang der wärmeleitenden Rippen (126, 140) erstrecken.
Integriertes Schaltungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 17, bei dem das Halbleiterbauelement (108) mit dem Trägermaterial (110) mittels einer Lötverbindung, einer Klebeverbindung oder einer Pressverbindung verbunden ist.
Integriertes Schaltungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 18, bei dem das Halbleiterbauelement (108) elektrisch auf einer oberen Seite davon durch mindestens eine Drahtbondverbindung, Fügeverbindung oder Pressverbindung angeschlossen ist.
Integriertes Schaltungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 19, bei dem der Kühlkörper (106) mindestens eine Kühlrippe (128) für den Wärmetransport aufweist.
Integriertes Schaltungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 20, bei dem der Kühlkörper (106) mit einem Kühlkreislauf verbunden werden kann.