DE29811666U1

DE29811666U1 - Zellenmatrix eines Kühlelementes für Halbleiter

Info

Publication number: DE29811666U1
Application number: DE29811666U
Authority: DE
Original assignee: LAJUPEK Oy
Current assignee: Nordic Aluminium Oyj
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 1998-10-29
Anticipated expiration: 2008-07-01
Also published as: DK199800250U3; GB9814292D0; GB2326937A

Description

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PRÜFER & PARTNER GbR ■ PATENTANWÄLTE · EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

HH 44-12545.1 P/JM/is

Lajupek Oy, Hyvinkää, Finnland

Zellenmatrix eines Kühlelementes für Halbleiter

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zellenmatrix eines Kühlelementes für Halbleiter, wie sie bei der Herstellung eines Kühlelementes mit vergrößerter Kühlkapazität benötigt wird.

Aluminiumprofile, die durch Strangpressen hergestellt werden und für eine Zelle benutzt werden, die bei der Herstellung eines Kühlelementes gemäß der vorliegenden Erfindung benötigt werden, sind in dem US-Patent 4 669 535 beschrieben worden. Es ist eine Eigenschaft dieser Art von Profilen, daß sie Greifelemente zum Zusammenbauen aufweisen, wobei sie ursprünglich eine Oberfläche im wesentlichen bündig aufweisen. Verschiedene Arten von Lösungen für Kühlelemente sind in verschiedenen Patentveröffentlichungen beschrieben worden, als ein Beispiel wird die DE 24 60 631 angegeben. In der DE 24 60 631 ist eine Idee zum Ausrüsten der in Frage stehenden Kühlplatten mit Blasen vorgeschlagen worden. Der Vorschlag würde auf der einen Seite die Kühloberfläche erhöhen und auf der anderen Seite den Luftdurchgang von linear in turbulent umwandeln. Die Profile

D-81545 MÜNCHEN, HARTHAUSER STR. 25d ■ Telefon (089) 640640 · Telefax (089) 6422238

gemäß der in Frage stehenden Veröffentlichungen können nicht aneinander mit Greifelementen befestigt werden, die sich in der Längsrichtung der Profile erstrecken. Für diesen Zweck muß zum Beispiel eine Nietenbefestigung wie ein Hohlniet 4, der durch die Zellen geht. Schweißen usw. benutzt werden.

Die Zellenmatrix nach der DE 24 60 631 ist so durch mindestens zwei unterschiedliche Teile und in der Praxis durch drei unterschiedliche Teile aufgebaut, mit anderen Worten durch eine Kühlplatte 2, eine Abstandsplatte 3 und einen Halteblock 4, mit anderen Worten geht ein Hohlniet durch die Platten. Die Veröffentlichung DE 25 02 472 offenbart eine Modifikation auf der Grundlage der DE 24 60 631. Auch hier ist ausgeführt, daß die Matrix durch mindestens zwei getrennte Teile zu bilden ist. Die Veröffentlichung DE 25 02 472 schlägt eine handliche Lösung auf der Grundlage der Benutzung zweier Teile vor: In der Bodenplatte 3 sind Rillen 4 gemacht, in die die Kühlplatten 2 gepreßt sind.

In der Veröffentlichung DE 19 60 768 ist es vorgeschlagen, daß als ein Verfahren zum Verursachen von Turbulenz Aluminium mechanisch von den Kühlplatten 6 und 7 entfernt wird und somit Wirbelvorsprünge 11 in den Längsprofilen der Platten verursacht werden.

Die Veröffentlichungen DE 34 15 554 und DE 34 06 122 beschreiben nur entfernt liegende Lösungen, die beide auf das gleiche Ziel gerichtet sind, nämlich die Kühlkapazität zu erhöhen, aber die Lösungen unterscheiden sich deutlich voneinander.

Als eine weitere Lösung schlägt die DE 34 15 554 die Benutzung der wesentlichen Qualitäten des Strangpreßverfahrens vor, nämlich das Bilden von Längskanälen, jedoch wird das wichtigste Ziel, nämlich die Turbulenz von Kühlflüssen so nicht erreicht.

Dieses kann nur erzielt werden, indem quer gerichtete Blasen oder entsprechende Merkmale vorgesehen werden.

Die DE 34 06 122 beschreibt die Entdeckung einer solchen Modifikation des Strangpreßverfahrens, das "wellenartige" Formen in der Vorschubrichtung eines Aluminiumprofiles verursachen würde. Obwohl dieses erfolgreich sein könnte, entspricht das Resultat nicht der Lösung der vorliegenden Erfindung.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Zellenmatrix zum Herstellen eines Kühlelementes, wie es zum Kühlen von Halbleitern benutzt wird, vorzusehen, bei dem die Kühleffektivität verbessert wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Zellenmatrix, wie sie in Anspruch 1 angegeben ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es wird eine Kombination vorgesehen, die aus drei Unterteilen besteht:

- Das Startmaterial ist ein Aluminiumprofil das durch das Strangpreßverfahren hergestellt ist. Während des Herstellungsvorganges werden beliebige Greifelemente in das Profil geformt, und in der Mitte ist eine ursprüngliche Oberfläche im wesentlichen eben und glatt.

- Zum Verbessern der Kühlfähigkeit wird eine vergrößerte Kühloberfläche und Maßnahmen zum Verursachen von Turbulenzen vor der Herstellung bewirkt, nämlich Blasen, Vorsprünge, Kuppen und entsprechende Merkmale, die quer zu der Längsrichtung des Profiles angeordnet sind. Sie werden in der ursprünglich

im wesentlichen ebenen Oberfläche des Startmateriales gebildet.

- Die Zellenmatrix wird aus den wie oben beschriebenen Teilen hergestellt, sie werden in gleiche Länge zueinander geschnitten.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei ergeben sich weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung aus dieser Beschreibung anhand der Figuren. In den Figuren:

Figur 1

zeigt von oben ein geformtes Profil gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, das durch Strangpressen von Aluminium hergestellt ist;

Figur 2

zeigt den Querschnitt des stranggepreßten geformten Profiles entlang der Linie A-A in Figur 1;

Figur 3

zeigt den Querschnitt des stranggepreßten geformten Aluminiumprofiles entlang der Linie B-B in Figur 1;

Figur 4

zeigt von der Stirnseite die Elementmatrix, die durch die stranggepreßten Profile hergestellt ist, die gemäß der Erfindung geformt sind;

Figur 5

zeigt eine stranggepreßtes Profil, das mit einer anderen Ausgestaltung versehen ist,

5
die die Kühloberfläche vergrößert;

Figur 6 zeigt das Profil, wie es in einem Schnitt

entlang der Linie C-C in Figur 5 zu sehen ist;

Figur 7 zeigt den Querschnitt eines stranggepreß

ten geformten Aluminiumprofiles, das die zuvor erwähnten anderen Ausgestaltungen zur Vergrößerung der Kühloberfläche aufweist, entlang der Linie D-D in Figur 5;

Figur 8 zeigt eine aus dieser Art von geformten

Profilen hergestellte Zellenmatrix in der Stirnansicht.

In den Figuren 1 bis 8 wird die Kühloberfläche der Profile durch die Bezugszeichen la und Ib bezeichnet. Die Greifelemente werden durch die Bezugszeichen la und 2b bezeichnet.

Die Form der Kühloberfläche des Profiles unterscheidet sich in Abhängigkeit der Position des Querschnittes. Sie unterscheidet sich davon, an welcher Stelle des stranggepreßten Profiles der Querschnitt genommen wird. Der Querschnitt A-A (Figur 2) ist somit in der Richtung der Greifelemente genommen. Der Querschnitt B-B (Figur 3) ist in der Richtung der Formstruktur genommen .

Die Figuren 6 und 7 zeigen andere Querschnitte eines anderen Profiles, wie es in Figur 5 gezeigt ist. Die Figur 6 zeigt den Querschnitt C-C, während Figur 7 den Querschnitt D-D zeigt. Der Schnitt C-C ist wie der obige Schnitt A-A in der Richtung der Greifelemente genommen, der Schnitt D-D ist in der Rieh-

tung der Formstruktur genommen. Die die Oberfläche vergrößernde Formstruktur ist gemäß den Figuren 6 und 7 in einem Winkel
in Bezug auf die Greifelemente gesetzt, bevorzugt im wesentlichen in einem Winkel von 90 Grad zu den Greifelementen.

Diese Zellenmatrix eines Kühlelementes gemäß der Erfindung
kann vorteilhafterweise auf technische und ökonomische Weise
ausgeführt werden:

- von den stranggepreßten Profilen muß nichts abgenommen werden
und nichts hinzugefügt werden (das Rohmaterial ist teuer);

- Blasen und entsprechende Merkmale für jede besondere Notwendigkeit können mit einfachen Werkzeugen und Verfahren (mit geringen Kosten) erzielt werden.

Claims

Ansprüche

1. Zellenmatrix zur Herstellung eines Kühlelementes wie es zum Kühlen von Halbleitern benutzt wird, wobei die Zellenmatrix aus einem Aluminiumprofil hergestellt ist, das durch Strangpressen hergestellt ist und mit geeigneten Innen- und Außengreifelementen (2a, 2b) versehen ist, wobei die Aluminiumprofile nur und ausschließlich durch die Greifelemente (2a, 2b) aneinander befestigt sind, dadurch gekennzeichnet,

daß vor dem Zusammenbau die Profile mit einer Formstruktur (la, Ib) versehen sind, die die Oberfläche der Profile vergrößert und die sich quer in bezug auf die Innen- und Außengreifelemente (2a, 2b) erstreckt.

2. Matrix nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die die Oberfläche des Profiles vergrößernde Formstruktur (la, Ib) wellenförmig gebildet ist.

3. Matrix nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen der die Oberfläche des Profiles vergrößernden Formstruktur (la, Ib) in einem Winkel von 30 bis 60 Grad in bezug auf die Innen- und Außengreifelemente (2a, 2b) angeordnet sind.

4. Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die die Oberfläche des Profiles vergrößernde Formstruktur (la, Ib) als eine scharfrippige Kerbenstruktur gebildet ist.

5. Matrix nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die scharfrippige Kerbenstruktur der die Oberfläche des Profiles vergrößernde Formstruktur (la,

Ib) im wesentlichen in einem Winkel von 90 Grad in bezug auf die Innen- und Außengreifelemente (2a, 2b) angeordnet ist.