NL8601072A - Werkwijze voor het thermisch koppelen van een halfgeleiderpakket met een koelplaat en inrichting voor het toepassen van deze werkwijze. - Google Patents

Description

t 6 VO 8152

Werkwijze voor het thermisch koppelen van een halfge 1eiderpakket met een koelplaat en inrichting voor het toepassen van deze werkwijze.

De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op het koelen van halfgeleiderpakketten en meer in het bijzonder op een inrichting en werkwijze om dergelijke pakketten met een uitwendige koelplaat te koppelen.

5 Het is op dit terrein bekend een halfgeleiderpakket met een koelplaat te koppelen door een mechanisch stelsel, dat het pakket in innig contact met de koelplaat kan drukken. Meer in het bijzonder is voor pakketten, welke op een geperforeerd paneel zijn gemonteerd een stelsel van het schroeftype gebruikt omdat een innig thermisch contact 10 tussen het pakket en de koelplaat nodig was. Ofschoon het bekende stelsel van het schroeftype voorzag in enige mate van mechanische hechting, kan een ongewenste opwaartse beweging van het gedeelte van het pakket, dat het verst van het schroefgebied is gelegen, optreden, waardoor de thermische weerstand op een ongewenste wijze wordt vergroot. In de Itali-15 aanse u.M. 21048 b/78 is een halfgeleider-warmteafvoerin- richting van het schroeftype beschreven. Hierbij is een geïntegreerd plaatje in een kunstharsblok en een metalen strook, welke unilateraal uit het blok uitsteekt, aan de warmteafvoerinrichting bevestigd door een schroef, welke zich uitstrekt door gecentreerde openingen in het uitste-20 kende strookgedeelte en een zich daarboven bevindende klem. De bovenliggende klem wordt om het uitstekende strookgedeelte tot een huis gebogen, waarbij een vrijdragende tong zich boven het kunstharsblok bevindt. De vrijdragende tong bezit een uitsteeksel, dat op het kunstharsblok rust en daarop een druk uitoefent.

25 In de octrooiaanvrage nr. .,.., wordt op het electro- nische pakket in plaats van op een tong, die uit het pakket uit steekt, direct een kracht uitgeoefend. Een dergelijk stelsel van het schroeftype vergroot de mechanische hechting tussen het electronische pakket en de koelplaat aanzienlijk, waardoor de kans, dat het pakket zich naar 30 boven beweegt, waardoor een ongewenste thermische dissipatieweerstand * >, -· ^ *- „ .. Λ • - ζ 2 ontstaat, wordt verkleind. De hoogte van de schroefkop is groter dan de hoogte van hetzij de klem hetzij het pakket, waardoor wordt voorzien in een meer directe of positieve kracht, welke op de klem wordt uitgeoefend dan bij de eerder onder verwijzing naar de Italiaanse octrooiaan-5 vrage nr. 18.638 beschreven uitvoeringsvorm. De positieve klemkracht, die direct op het electronische pakket wordt uitgeoefend, naast het aanbrengen van een buigzaam thermisch materiaal tussen het pakket en de koelplaat, vergroot de warmtedissipatie, hetgeen neerkomt op een belangrijke verbetering ten opzichte van de stand der techniek. Ofschoon 10 de bovengenoemde octrooiaanvrage leidt tot het verschaffen van een meer significante mechanische hechting dan bij de eerder beschreven Italiaanse octrooiaanvrage nr. 18.638, strekken de geleiders uit het pakket in de bovengenoemde octrooiaanvrage zich voor het koppelen met de keten uit slechts één zijde van het pakket uit, dat aan de uitwendige warmteafvoer-15 inrichting is bevestigd. Deze uitvoeringsvorm beperkt het aantal geleiders voor koppeling met het ketenpaneel, waardoor het gebruik van meer uitgebreide ketens wordt beperkt.

Er bestaat derhalve vraag naar een inrichting en werkwijze voor het thermisch koppelen van pakketten van electronische compo-20 nenten met een koelplaat, welke een betrekkelijk gemakkelijk inbrengen en verwijderen van het pakket mogelijk maakt en voorziet in een grotere flexibiliteit bij de positionering van het electronische pakket of de component, welke een koeling vereist, terwijl het tevens mogelijk wordt gemaakt, dat pakketten met een aantal geleiders aan meer dan één zijde 25 daarvan (door oppervlaktemontage) met een ketenpaneel worden gekoppeld.

Derhalve is een doel van de uitvinding het verschaffen van een verbeterd warmteafvoerkoppelmechanisme voor een halfgeleiderpak-ket.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van 30 een verbeterde werkwijze voor het koppelen van een halfgeleiderpakket met een koelplaat.

Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een werkwijze en inrichting om een electronische pakketcomponent met een koelplaat te koppelen, waarbij het mogelijk is, dat het pakket aan 35 meer dan één zijde daarvan is voorzien van geleiders, die electrisch met een gedrukt-ketenpaneel moeten worden gekoppeld.

-J

s 3

Daartoe voorziet de uitvinding in een warmteafvoerin-richting voor het dissiperen van warmte bij een halfgeleiderpakket, waarbij het pakket is voorzien van geleiders, die zich uit een aantal zijden daarvan uitstrekken, inclusief een koelplaat met eerste en tweede 5 oppervlakken, een ketenpaneel met een opening, welke zich door dit ketenpaneel uitstrekt, en welk ketenpaneel op het eerste oppervlak van de koelplaat is gemonteerd, en veerklemorganen om het pakket aan het eerste oppervlak van de koelplaat binnen de opening van het ketenpaneel te bevestigen, waarbij de veerklemorganen contact maken met het boven-10 vlak van het pakket en het tweede oppervlak van de koelplaat.

Overeenkomstig een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvat een inrichting voor het koelen van een pakket, dat aan meer dan één zijde daarvan geleiders bezit, een koelplaat, een gedrukt ketenpaneel, dat zich bij het pakket bevindt, en veerklemorganen om het pakket aan de 15 koelplaat te bevestigen, waarbij het mogelijk is, dat de geleiders, die zich aan meer dan één zijde van het pakket bevinden, in electrisch contact staan met het gedrukte ketenpaneel, waarbij de veerklemorganen in het algemeen samenwerken met een gedeelte van het pakket, tegenover een zijde van het pakket, die bij de koelplaat is gelegen, en de veer-20 klemorganen bestemd zijn om met de koelplaat samen te werken aan een oppervlak, dat niet in contact staat met het pakket.

Overeenkomstig een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvat de werkwijze voor het thermisch koppelen van een componentpakket met geleiders aan meer dan één zijde daarvan, met een 25 koelplaat het bevestigen van het pakket aan de koelplaat door een veer- klem, welke met een bovenvlak van het pakket en een ondervlak van de koelplaat samenwerkt. De veerklem is bestemd om het mogelijk te maken, dat. het pakket aan de koelplaat wordt bevestigd in de nabijheid van een rand van de koelplaat, terwijl wordt toegestaan, dat de geleiders, die zich 30 aan meer dan één zijde van het pakket bevinden, electrisch contact maken met een gedrukt ketenpaneel.

De uitvinding voorziet voorts in een inrichting voor het koelen van een pakket van electrische componenten met geleiders aan meer dan één zijde daarvan voor verbinding met een gedrukt ketenpaneel.

35 De inrichting omvat wazmteafvoerorganen om warmte, welke daaraan wordt toegevoerd te verbruiken, en koppelorganen om het pakket gedwongen met de warmteafvoerorganen te koppelen. De koppelorganen vereisen een beperkte r ύ 4 ruimte voor contact met de warmteafvoerorganen, terwijl het mogelijk is, dat de geleiders, die zich aan meer dan één zijde van het pakket bevinden, electrisch contact maken met het gedrukte ketenpaneel.

De uitvinding voorziet voorts in een electronische ke-5 tenconfiguratie. De configuratie omvat een ketenpaneel, een koelplaat, welke zich aan een eerste zijde van het ketenpaneel bevindt, en tenminste één componentpakket, dat thermische koeling vereist en voorzien is van geleiders aan meer dan één zijde van het pakket. De component is zodanig op de koelplaat aangebracht, dat contact wordt gemaakt met gekozen 10 geleiders van het ketenpaneel. Er zijn koppelorganen aanwezig om het pakket aan de koelplaat te bevestigen.

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening. Daarbij toont: fig. la een verticaal aanzicht van een inrichting voor 15 het af voeren van warmte van een halfgeleiderpakket overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de bovengenoemde aanvrage; fig. 1b een perspectivisch aanzicht van de inrichting volgens fig. la; fig. 2a een doorsnede in de richting van de pijlen x -20 x, als aangegeven in fig. 2b, van een inrichting voor warmteafvoer van een halfgeleiderpakket met geleiders aan meer dan één zijde van het pakket overeenkomstig de uitvinding; en fig. 2b een perspectivisch aanzicht van de inrichting volgens fig. 2a.

25 In de figuren la en lb is een inrichting voor een doel treffende warmteafvoer van een halfgeleiderpakket 10 afgebeeld. De warm-teafvoerinrichting 20 dient als een plateau voor het gedrukte ketenpaneel 15, dat bijvoorbeeld een gedeelte van een hybridesubstraat kan zijn. Het halfgeleiderpakket 10 bezit zich daaruit uitstrekkende geleiders 11.

30 De geleiders 11 zijn electrisch gekoppeld met geleidende banen 16 op het gedrukte ketenpaneel 15. Een uit een moer en een bout bestaand mechanisme 22 oefent een kracht op het hefboom- of bruggedeelte 21 en het halfgeleiderpakket 10 uit. De op het halfgeleiderpakket 10 uitgeoefende kracht maakt het mogelijk, dat een buigzaam thermisch materiaal 25 35 voorziet in een goed thermisch contact tussen het halfgeleiderpakket 10 en de warmteafvoerinrichting 20 (namelijk via het thermische materiaal 25) .

* % X . ...

5

Bij deze constructie kunnen de geleiders voor de koppeling met het ketenpaneel zich uit slechts één zijde van het pakket uitstrekken.

In de figuren 2a en 2b is een inrichting volgens de uitvinding afgeheeld, welke dient voor het thermisch koppelen van het pakket 5 10 met geleiders aan meer dan één zijde van het pakket, met een warmte- afvoerinrichting of koelplaat 20. De inrichting omvat een veerklem 30, welke contact maakt met een gedeelte van het bovenvlak van het halfgelei-derpakket 10 en een bodemvlak van de koelplaat 20. Het ketenpaneel 15, waarin een opening is gevormd, is bestemd om in de directe nabijheid om 10 drie zijden van het pakket 10 te zijn aangebracht. Derhalve kan het pakket’10 zijn voorzien van geleiders 11, die zich uit drie zijden daarvan uitstrekken en electrisch met het ketenpaneel 15 zijn gekoppeld. Er kan weer tussen het halfgeleiderpakket 10 en de koelplaat 20 een thermisch geleidend materiaal 25 aanwezig zijn om de thermische geleiding te ver-15 beteren.

Zoals aangegeven in fig. 2a en fig. 2b vervangt de veerklem 30 de uit een moer en bout bestaande inrichting volgens de figuren la en 1b, bij het bevestigen van het pakket 10 met geleiders aan meer dan één zijde daarvan aan de koelplaat 20. Bij deze configuratie leidt 20 de veerklem 30 in combinatie met de opening in het ketenpaneel 15, waarin zich het pakket 10 bevindt, tot een aantal voordelen. De plaats van het halfgeleiderpakket 10 op de koelplaat 20 kan iets meer flexibel zijn en de plaats van het pakket wordt niet begrensd door de plaats van de boutopeningen, welke anders nodig zijn in de koelplaat volgens de 25 figuren la en lb. Deze flexibiliteit maakt het mogelijk, dat het pakket 10 bij verschillende gedeelten van het bovenvlak van de koelplaat 20 wordt bevestigd. Bovendien maakt de veerklem 30 het mogelijk, dat het pakket dichter bij de rand van de koelplaat 20 wordt opgesteld. De veerklem 30 wordt gemakkelijk en snel verwijderd indien de koelplaat 20 30 ten opzichte van het ketenpaneel 15 moet worden bewogen. Indien de verbinding tussen het pakket 10 en het ketenpaneel 15 moet worden verbroken, wordt dit vereenvoudigd door het gemakkelijk verwijderen van de veerklem 30. Het vermogen om geleiders uit een aantal zijden van het halfgeleiderpakket (aan drie zijden), als aangegeven in fig. 2b, te koppelen 35 vergroot de· ketenkoppelflexibiliteit tussen het pakket en het ketenpaneel.

Het is duidelijk, dat binnen het kader van de uitvinding 6 variaties mogelijk zijn. Zo kunnen bijvoorbeeld het uit de moer en bout bestaande stelsel volgens de figuren la en lb tezamen met het pakket worden gebruikt in een opening in het ketenpaneel 15, overeenkomstig de uitvoeringsvorm volgens de figuren 2a en 2b.

Claims (12)

1. Inrichting voor de warmteafvoer van een pakket, dat electronische componenten bevat en voorzien is van geleiders, die zich uit een aantal zijden daarvan uitstrekken, gekenmerkt door een koelplaat (20) met eerste en tweede planaire oppervlakken, en veerklemorganen 5 (30) om het pakket (10) aan het eerste oppervlak van de koelplaat (20) te bevestigen, waarbij het mogelijk is, dat de geleiders (11), die zich aan het aantal zijden van het pakket (10) bevinden, voorzien in een electrisch contact met een ketenpaneel (15), waarbij de veerklemorganen (30) in het algemeen samenwerken met een gedeelte van het pakket (10) , 10 dat gelegen is tegenover een zijde van het pakket (10), welke dicht bij het eerste oppervlak van de koelplaat (20) is gelegen, waarbij de veerklemorganen (30) bestand zijn om met de koelplaat (20) aan het genoemde tweede oppervlak, dat niet in contact is met het pakket (10), samen te werken, en een ketenpaneel (15) met een aantal daarop gevormde gelei-15 dende banen (16), waarmede respectieve geleiders (11) van het pakket (10) worden gekoppeld, welk ketenpaneel (15) om meer dan één zijde van het pakket (10) is aangebracht.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de veerklemorganen (30) bestemd zijn om het pakket (10) aan de koelplaat 20 (20) in de nabijheid van een rand van de koelplaat (20) te bevestigen.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat tussen het pakket (10) en het genoemde eerste oppervlak van de koelplaat (20) een thermisch geleidend materiaal (25) is aangebracht.

4. Werkwijze voor het thermisch koppelen van een halfgelei-25 derpakket met geleiders, die zich.uit een aantal zijden daarvan uitstrekken, met een warmteafvoerinrichting, waarbij het mogelijk is, de geleiders met een ketenpaneel met een daarin gevormde inrichting, die op de warmteafvoerinrichting is gemonteerd, te koppelen, met het kenmerk, dat het pakket (10) in de opening van het ketenpaneel (15) wordt geplaatst 30 waarbij de geleiders (11) van het pakket (10) electrisch met het ketenpaneel (15) worden verbonden, en het pakket (10) aan de warmteafvoerinrichting (20) wordt bevestigd door een veerklem (30), welke samenwerkt met het bovenvlak van het pakket (10) en het ondervlak van de warmteafvoer-\ % 8 inrichting (20), waarbij de veerklem (30) kan worden verwijderd om het mogelijk te maken, dat het pakket (10) ten opzichte van het ketenpaneel (15) en de warmteafvoerinrichting (20) wordt gepositioneerd.

5. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat tus-5 sen het pakket (10) en de warmteafvoerinrichting (20) thermisch geleidend materiaal (25) wordt aangebracht.

6. Inrichting voor het koelen van een pakket voorzien van . electrische componenten, en voorzien van geleiders, die zich uit het pakket aan meer dan één zijde uitstrekken, gekenmerkt door warmteafvoer- 10 organen (20) , welke contact maken met het pakket (10) voor het dissipe-ren van daaraan uit het pakket (10) toegevoerdê warmte, koppelorganen (30) om het pakket (10) aan de warmteafvoerorganen (20) te bevestigen, waarbij het mogelijk is, dat de geleiders (11), die zich uit meer dan één zijde van het pakket (10) uitstrekken, voorzien in een electrisch con-15 tact met een ketenpaneel (15) , en een ketenpaneel (15), dat om meer dan één zijde van het pakket (10) is gelegen wanneer het pakket (10) aan de warmteafvoerorganen (20) is bevestigd.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat tussen de warmteafvoerorganen (20) en het pakket (10) uit thermisch ge- 20 leidend materiaal bestaande organen (25) zijn aangebracht om de thermische geleiding tussen het pakket (10) en de warmteafvoerorganen (20) te verbeteren,

8. Koelinrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de warmteafvoerorganen (20) bestaan uit een metalen plaat (20) en de 25 koppelorganen (30) bestaan uit een veerklem teneinde een flexibiliteit in de positionering van het pakket (10) op de metalen plaat (20) mogelijk te maken.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de veerklem (30) met de metalen plaat (20) slechts in een gebied tegen- 30 over een positie van het pakket (10) waarin de veerklem (30) contact maakt met het pakket (10) contact maakt.

10. Electronische configuratie, gekenmerkt door een ketenpaneel (15) met een daarin gevormde doorgaande opening, een koelplaat (20) met eerste en tweede oppervlakken, waarbij het eerste oppervlak 35 aansluit op het bodemoppervlak van het ketenpaneel (15), tenminste één componentpakket (10), dat een thermische koeling vereist, welk component- 9 pakket (10) op de koelplaat (20) in de genoemde opening van het ketenpaneel (15) is aangebracht om contact te maken met gekozen geleiders (16) op het ketenpaneel (15), waarbij het componentpakket (10) is voorzien van geleiders (11) , die zich uit een aantal zijden daarvan uitstrekken 5 en met het ketenpaneel (15) zijn gekoppeld, en koppelorganen (30) om het pakket (10) flexibel aan de koelplaat (20) te bevestigen.

11. Electronische ketenconfiguratie volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de koppelorganen (30) uit een veerklem bestaan.

12. Electronische ketenconfiguratie volgens conclusie 10, 10 met het kenmerk, dat tussen de koelplaat (20) en het pakket (10) een thermisch geleidend materiaal (25) is aangebracht.