DE8618283U1

DE8618283U1 - Retaining spring for attaching semiconductors to any heat sink

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Publication number: DE8618283U1
Application number: DE19868618283
Authority: DE
Original assignee: Austerlitz Electronic 8500 Nuernberg De GmbH
Current assignee: Austerlitz Electronic 8500 Nuernberg De GmbH
Priority date: 1986-07-09
Filing date: 1986-07-09
Publication date: 1986-11-06

Description

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Haltefeder zur Befestigung von Halbleitern auf beliebigen KühlkörpernRetaining spring for fastening semiconductors on any heat sinks

Die Neuerung betrifft eine Haltefeder zur Befestigung von Halbleitern auf beliebigen Kühlkörpern entsprechend dem Gattungsbegriff von Anspruch 1. Derartige Halbleiter haben die Form eines flachen Quaders mit Lötanschlüssen auf einer der schmalen Seitenflächen.The innovation relates to a retaining spring for attaching semiconductors any heat sinks according to the generic term of claim 1. Such semiconductors have the shape of a flat cuboid with soldered connections on one of the narrow side surfaces.

Die eine große Seitenfläche ist metallisch leitend und überragt den eigentlichen Halbleiterquader; im überragenden Teil befindet sich eine Bohrung, mit deren Hilfe der Halbleiter auf dem Kühlkörper festgeschraubt wird.One large side surface is metallically conductive and protrudes beyond the actual semiconductor cuboid; there is a hole in the protruding part, with the help of which the semiconductor is screwed onto the heat sink.

Diese Befestigung eines Halbleiters auf einem Kühlkörper hat mehrere Nachteile. Durch die Verschraubung außerhalb des eigentlichen Quaders ist die Druckverteilung über die Quaderfläche selbst ungleichmäßig, so daß sich ein schlechter Wärmeübergang ergibt. Weiterhin ist es zeitaufwendig und damit teuer, den Kühlkörper zunächst mit Löchern und Gewinden zu versehen und dann den Halbleiter aufzuschrauben. Aus diesem Grunde ist bereits vorgeschlagen worden (GM 85 16 915.3), statt der Verschraubung eine L-förmige Haltefeder zu benutzen, deren einer L-Schenkel den Halbleiter auf den Kühlkörper preßt und deren anderer L-Schenkel im Kühlkörper selbst verankert ist. Nachteilig an dieser bekannten Haltefeder ist, daß sie nur für ganz spezielle, eben an diese Haltefeder angepaßte Kühlkörper verwendet werden kann.This mounting of a semiconductor on a heat sink has several disadvantages. The screw connection outside the actual cuboid is the Pressure distribution over the square itself unevenly, so that a poor heat transfer results. Furthermore, it is time consuming and therefore expensive to first provide the heat sink with holes and threads and then unscrew the semiconductor. For this reason it has already been proposed (GM 85 16 915.3) that an L-shaped connection should be used instead of the screw connection To use retaining spring, one L-leg of which presses the semiconductor onto the heat sink and the other L-leg anchors in the heat sink itself is. The disadvantage of this known retaining spring is that it is only for the whole special heat sinks adapted to this retaining spring can be used.

Aufgabe der Neuerung ist es daher, eine Haltefeder anzugeben, mit der ein Halbleiter an jedem beliebigen Kühlkörper und ganz unabhängig von dessen Form befestigt werden kann. Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen von Anspruch 1 gelöst.The task of the innovation is therefore to provide a retaining spring with which a Semiconductors can be attached to any heat sink, regardless of its shape. This task is indicated by the identifier of Claim 1 solved.

Wie aus der aus Fig. 1 ersichtlichen Draufsicht und Seitenansicht hervorgeht, drückt die neuerungsgemäße, L-förmige Haltefeder 4 mit ihrem längeren L-Schenkel den Halbleiter 5 gegen den Kühlkörper 2. Dabei ist die eigentliche Lage ues Kalbleiters 5 auf dem Kühlkörper 2 nach elektrischen oder mechanischen Gesichtspunkten frei wählbar und ist insbesondere nicht von der Form des Kühlkörpers abhängig. Auch die Lage des rechteckigen oder ovalen Ausschnitts 1 im Kühlkörper 2 i:c frei wählbar, wobei die Länge des längeren L-Schenkels der Haltefeder 4 zweckmäßigerweise so gewählt werden kann, daß auch gegebenenfalls notwendige Kriechstrecken zum Halbleiter 5 eingehalten werden. Ersichtlich liegt der von der Haltefeder 4 auf den Halbleiter 5 ausgeübte Druck 3 immer mittig zum Halbleiter, so daß ein über den Halbleiter gleichmäßiger Anpreßdruck u;<d damit ein bestmöglicher Wärmeübergang erzielt werden. Weiterhin können am längeren L-Schenkel der Haltefeder 4 zwei seitliche Laschen '9 abgebogen werden, damit auch eine seitliche Fixierung zwischen Haltefer 4 und Halbleiter 5 gegeben ist.As can be seen from the top and side view of FIG. 1, the L-shaped retaining spring 4 according to the invention presses the semiconductor 5 against the heat sink 2 with its longer L-leg or mechanical aspects can be freely selected and in particular does not depend on the shape of the heat sink. The position of the rectangular or oval cutout 1 in the heat sink 2 i: c is also freely selectable, the length of the longer L-leg of the retaining spring 4 being expediently selected so that any necessary creepage distances to the semiconductor 5 are maintained. It can be seen that the pressure 3 exerted by the retaining spring 4 on the semiconductor 5 is always in the center of the semiconductor, so that a contact pressure u; <d that is uniform over the semiconductor is achieved with the best possible heat transfer. Furthermore, two lateral tabs 9 can be bent off on the longer L-leg of the retaining spring 4, so that a lateral fixation between the retaining element 4 and the semiconductor 5 is also provided.

austeri.ltz electronic gmbh, LUchvlg^Feuerbach-Sir'aße 38, Postfach 1048, 85 Nürnbergausteri.ltz electronic gmbh, LUchvlg ^ Feuerbach-Sir'aße 38, Postfach 1048, 85 Nuremberg

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Blatt 2page 2

Der kürzere L-Schenkel der Haltefeder 4 ist im Bereich 10 V-förmig zurückgebogen. Aus dem einen V-Schenkel ist in Richtung auf den längeren L-Schenkel der Haltefeder eine Rastnase 7 herausgedrückt, während der freie V-Schenkel in einer abgewinkelten Gegenlasche 8 endet. Um von der Wandstärke der jeweils verwendeten Kühlkörper 2 unabhängig zu sein, wird der Abstand zwischen der Rastnase 7 und der Gegenlasche 8 mindestens gleich der größten Wandstärke gebräuchlicher Kühlkörper bemessen.The shorter L-leg of the retaining spring 4 is bent back in the area 10 in a V-shape. One of the V-legs is in the direction of the longer L-leg the retaining spring pressed out a locking lug 7, while the free V-leg ends in an angled counter flap 8. To get from the wall thickness of each used heat sink 2 to be independent, the distance between the locking lug 7 and the counter tab 8 is at least equal to the greatest wall thickness conventional heat sink.

Eine fortschrittliche Weiterentwicklung der neuerungsgemäßen Haltefeder 1st in Fig. 2 gezeigt, weil es unter Umständen fortschrittlicher 1st, zwei Bohrungen 1' im Kühlkörper 2 vorzusehen, anstatt das aus Fig. 1 ersichtliche Langloch 1 zu stanzen oder zu fräsen. Zu diesem Zweck wird oberhalb der seitlichen Laschen 9 die Haltefeder 4 in zwei identische schmalere Haltefedern 4* aufgeteilt, von denen jede entsprechend Fig. 1 aufgebaut ist und in die entsprechende Bohrung I¹ gedrückt wird. Sollte der mechanische Aufbau des eigentlichen Kühlkörpers 2 besonders kleine Bohrungen Γ und damit besonders schmale Haltefedern 4' erfordern, so läßt sich trotzdem oin hinreichend großer Druck auf den Halbleiter 5 erreichen, wenn im Bereich des kürzeren L-Schenkels kurz nach dessen Abbug eine Sicke 11 in jeden kürzeren L-Schenkel eingedrückt wird.A progressive further development of the retaining spring according to the invention is shown in FIG. 2 because it may be more progressive to provide two bores 1 'in the cooling body 2 instead of punching or milling the elongated hole 1 shown in FIG. For this purpose, the retaining spring 4 is divided into two identical narrower retaining springs 4 * above the lateral tabs 9, each of which is constructed as shown in FIG. 1 and is pressed ^{into the corresponding bore I 1.} Should the mechanical structure of the actual heat sink 2 require particularly small bores Γ and thus particularly narrow retaining springs 4 ', a sufficiently high pressure can still be achieved on the semiconductor 5 if a bead 11 is formed in the area of the shorter L-leg shortly after it is bent is pressed into each shorter L-leg.

Bei der Montage können der Halbleiter 5 und der Kühlkörper 2 bereits in der Leiterplatte 6 eingelötet bzw. an ihr befestigt sein. Die Haltefeder bzw. 4¹ wird mit ihrem V-förmigen Bereich 10 in den Ausschnitt 1, bzw. T des Kühlkörpers 2 gedrückt, bis die Rastnase 7 einrastet. Ebenso gut kann eine aus Kühlkörper 2, einem oder mehreren Halbleitern 5 und einer oder mehreren Haltefedern 4 bestehende Einheit komplett vormontiert und dann auf der Leitplatte 6 befestigt werden.During assembly, the semiconductor 5 and the heat sink 2 can already be soldered into the circuit board 6 or attached to it. The retaining spring or 4 ¹ is pressed with its V-shaped area 10 into the cutout 1 or T of the heat sink 2 until the locking lug 7 engages. A unit consisting of a heat sink 2, one or more semiconductors 5 and one or more retaining springs 4 can just as well be completely preassembled and then fastened to the guide plate 6.

austerlitz electronic gmbh, Uüdwig-FVue'rbech'Slraße 38, Postfach 1048, 85 Nürnbergausterlitz electronic gmbh, Uüdwig-FVue'rbech'Slraße 38, Postfach 1048, 85 Nuremberg

A/99K77A / 99K77

Claims

Haltefeder zum Befestigen eines Halbleiters an einem beliebig geformten Kühlkörper, die im wesentlichen L-förmig gebogen ist und bei der der längere L-Schenkel den Halbleiter an den Kühlkörper drückt, während der kürzere L-Schenkel in sich noch einmal V-förmig abgebogen und im Kühlkörper verankert ist, dadurch gekennzeichnet,Retaining spring for attaching a semiconductor to any shape Heat sink that is bent into an L-shape and in which the longer L-leg presses the semiconductor against the heat sink, during the the shorter L-leg is bent again in a V-shape and anchored in the heat sink, characterized in that

daß im Bereich der V-förmigen Abbiegung (10) aus dem kürzeren L-Schenkel eine Rastnase (7) in Richtung auf den längeren L-Schenkel der Haltefeder (4) herausgedrückt ist undthat in the area of the V-shaped bend (10) from the shorter L-leg a locking lug (7) in the direction of the longer one L-leg of the retaining spring (4) is pushed out and

daß das Ende der V-förmigen Abbiegung in einer Gegerrlasche (8) endet.that the end of the V-shaped bend ends in a counter tab (8).

2)2)

Haltefeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Rastnase (7) und der Gegenlasche (8) mindestens so groß ist wie die größte Wandstärke gebräuchlicher Kühlkörper (2).Retaining spring according to claim 1, characterized in that the distance between the locking lug (7) and the counter tab (8) is at least as large as the greatest wall thickness of common heat sinks (2).

3)3)

Haltefeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefeder (4) in ihrem Auflagebereich auf dem Halbleiter (5) mit zwei seitlichen Laschen (9) versehen ist.Retaining spring according to Claim 1 or 2, characterized in that the retaining spring (4) has two lateral ones in its contact area on the semiconductor (5) Tabs (9) is provided.

4)4)

Haltefeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der seitlichen Laschen (9) die Haltefeder (4) in zwei identische schmalere Haltefedern (4¹) aufgeteilt ist.Retaining spring according to Claim 3, characterized in that the retaining spring (4) is divided into two identical narrower retaining springs (4 ¹ ) above the lateral tabs (9).

5)5)

Haltefeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jede der Haltelfedern (4') im Bereich des kürzeren L-Schenkels kurz nach dessen Abbug vom längeren L-Schenkel eine Sicke (11) eingedrückt ist.Retaining spring according to Claim 4, characterized in that in each of the retaining springs (4 ') in the region of the shorter L-leg shortly after it is bent away from the a bead (11) is pressed in on the longer L-leg.

uutterlltz electronic gmbh, LüdWlg-Föufefbafeti-SfrWJb 38, Postfach 1048, 85 Nürnberguutterlltz electronic gmbh, LüdWlg-Föufefbafeti-SfrWJb 38, Postfach 1048, 85 Nuremberg