DE102007046684B3

DE102007046684B3 - Metallic flat section i.e. cooling body, producing method for semiconductor device, involves crushing connecting regions of respective wall together after extrusion molding process and before application of cooling fin

Info

Publication number: DE102007046684B3
Application number: DE102007046684A
Authority: DE
Inventors: Stephan Bock; Werner Graf; Rosario Cennamo
Original assignee: Alcan Technology and Management Ltd
Current assignee: 3A Composites International AG
Priority date: 2007-08-20
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2027-09-29

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Flachprofils aus metallischem Werkstoff - insbesondere eines Kühlkörpers - mit in Abstand etwa parallel zueinander von einer Grundplatte aufragenden Kühlrippen etwa stabartigen Querschnittes, die mit einem Sockelstreifen in Nuten der Grundplatte einragen sowie in diesen festgelegt werden, wird ein querschnittlich mehrkantiges Hohlprofil (50) auf dem Wege des Strangpressens hergestellt, dessen Wandungen oder Wandflächen (52, 54, 56) jeweils dem Querschnitt des Flachprofils, insbesondere einer Kühlrippe, entsprechen und die mit ihren Fußbereichen (42) jeweils an den Kopfabschitt einer benachbarten Wandung angeformt werden; nach dem Strangpressvorgang sowie vor dem Einsatz des Flachprofils bzw. dem Anschluss der Kühlrippen an die Grundplatte des Kühlkörpers werden die Verbindungsbereiche der einzelnen Wandungen (52, 54, 56) zueinander gebrochen. Das Hohlprofil (50) ist bevorzugt als Vierkantrohr quadratischen Querschnittes ausgeformt und der Querschnitt jeder der vier Wandungen (52, 54, 56) dem Querschnitt einer Kühlrippe angepasst.at a method for producing a flat profile of metallic Material - in particular a heat sink - with at a distance approximately parallel to each other from a base plate towering Cooling fins about rod-like cross-section, with a base strip in grooves the base plate protrude and be set in this is a cross-section polygonal hollow profile (50) on the way of Extruded whose walls or wall surfaces (52, 54, 56) in each case the cross section of the flat profile, in particular a cooling fin, correspond and with their foot areas (42) each at the Kopfabschitt an adjacent wall are formed; to the extrusion process and before the use of the flat profile or the connection of the cooling fins to the base plate of the heat sink the connecting portions of the individual walls (52, 54, 56) to each other Broken. The hollow profile (50) is preferably square as a square tube Cross-section shaped and the cross-section of each of the four walls (52, 54, 56) the cross section of a cooling fin customized.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Flachprofils aus metallischem Werkstoff, insbesondere eines Kühlkörpers aus einer Leichtmetall-Legierung für Halbleiterbauelement od. dgl. Bauteile mit in Anstand etwa parallel zueinander von einer Grundplatte aufragenden Kühlrippen etwa stabartigen Querschnittes, die mit einem Sockelstreifen in Nuten der Grundplatte einragen sowie in diesen festgelegt werden, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Zudem erfasst die Erfindung ein mit diesem Verfahren behandeltes Profil.The The invention relates to a method for producing a flat profile made of metallic material, in particular a heat sink made of a light metal alloy for semiconductor device od. Like. Components with in decency about parallel to each other from a Base plate rising cooling fins about rod-like cross-section, with a base strip in Protrude grooves of the base plate and are set in this according to the preamble of claim 1. In addition, the invention covers a profile treated with this procedure.

Der DE 100 53 240 A1 ist ein Kühlkörper aus metallischen Werkstoff – insbesondere aus einer Leichtmetall-Legierung – für Halbleiterbauelemente od. dgl. Bauteile zu entnehmen mit in Abstand etwa parallel zueinander von einer Grundplatte aufragenden Kühlrippen etwa stabartigen Querschnittes, die mit einem Sockelstreifen in die Grundplatte einragen. Die aus Metallwerkstoff bestehende Grundplatte ist an die – ihrerseits metallischen – Kühlrippen im Bereich von deren Sockelstreifen angegossen, d. h. nachträgliche Einsetz- und Verformungsvorgänge entfallen. Zudem ermöglicht der Gießvorgang die Integration von Einlegeteilen aus wärmeleitendem Werkstoff zum Erhöhen der Leitfähigkeit sowie zur Steuerung der Wärmeverteilung. Als Einlegeteile können bevorzugt sog. Wärmerohre zur Steuerung der Wärmeleitung eingegossen werden. Als Formwerkzeug dient eine Gießkokille mit Formraum für die Basis- oder Grundplatte, welchem vor dem eigentlichen Gießvorgang die aus Blech oder einem Profil erzeugten parallelen Kühlrippen so zugeordnet werden, dass deren Fußkanten samt anschließenden Sockelstreifen in den für die Gießmasse bestimmten Bereich ragen und dort von letzterer erfasst werden; nach dem Erstarren der Gießmasse ist der Kühlkörper mit den metallisch innig verbundenen Bestandteilen einsatzbereit.Of the DE 100 53 240 A1 is a heat sink made of metallic material - especially of a light metal alloy - for semiconductor devices od. Like. Remove components with spaced approximately parallel to each other by a base plate towering cooling ribs about rod-like cross-section, which protrude with a base strip in the base plate. The existing metal base plate is cast on the - in turn metallic - cooling ribs in the range of the base strip, ie subsequent insertion and deformation operations omitted. In addition, the casting process allows the integration of inserts made of thermally conductive material for increasing the conductivity and for controlling the heat distribution. As inserts preferably so-called. Heat pipes for controlling the heat conduction can be poured. The molding tool used is a casting mold with a forming space for the base plate or base plate, which is assigned the sheet metal or a profile generated parallel fins prior to the actual casting so that their Fußkanten together with subsequent base strip protrude into the specific area for the casting compound and there from the latter be recorded; after solidification of the casting compound of the heat sink with the metallically intimately connected components is ready for use.

Die DE 35 18 310 A1 beschreibt einen Kühlkörper mit in die Oberfläche der Grundplatte eingeformten Einsatznuten rechteckigen Querschnitts zur Aufnahme des Kupplungssockels einer Kühlrippe. Die Mittelachse der Einsatznut ist deren – – und des Kupplungssockels – Symmetrieachse. Der Kupplungssockel ist mit Längsrippen und – von dieses begrenzten – längsgerichteten Seitennuten versehen, in welche während des Herstellungsprozesses durch ein verformendes – querschnittlich keilartiges – Werkzeug Grundplatten-Matrix eingepresst wird; so entsteht ein formschlüssiger Verbund zwischen Kühlrippe und Grundplatte. In letzterer werden durch die Verformung sowohl in Längs- als auch in Querrichtung Spannungen erzeugt, die zum festen Sitz der Kühlrippen wesentlich beitragen; die Rückfederung der zwischen Einsatznut und Hilfsnut verbleibenden engen Rippenabschnitte des Grundprofiles wird kompensiert. Dieser Rückfederungseffekt nimmt naturgemäß mit steigender Festigkeit des Grundwerkstoffes zu. Entsprechend hoch müssen dann die erzeugten Spannungen in der Grundplatte – und damit die Stanzkraft – sein, was wiederum zu größeren Planheitsabweichungen der Grundplatte führen kann.The DE 35 18 310 A1 describes a heat sink with molded into the surface of the base plate insert grooves rectangular cross-section for receiving the coupling socket of a cooling fin. The center axis of the insert groove is its - - and the coupling base - symmetry axis. The coupling base is provided with longitudinal ribs and - of this limited - longitudinal side grooves, in which during the manufacturing process by a deforming - cross-sectional wedge-like - tool baseplate matrix is pressed; This creates a positive connection between the cooling fin and the base plate. In the latter, stresses are generated in both the longitudinal and in the transverse direction by the deformation, which contribute substantially to the tight fit of the cooling fins; the resilience of the remaining between insert groove and auxiliary groove narrow rib sections of the basic profile is compensated. This springback effect naturally increases with increasing strength of the base material. Accordingly high then the voltages generated in the base plate - and thus the punching force - must be, which in turn can lead to greater flatness deviations of the base plate.

Die Kühlrippen solcher Kühlkörper bestehen aus sehr dünnen Profilen, die in einigen Fällen geriffelt sind, um eine größere Oberfläche zu haben. Diese dünnen und flachen Kühlrippen sind nur sehr schwierig und teuer zu produzieren und zudem instabil. Sie verformen sich während des Strangpressens, besonders im warmen Zustand. Wegen des instabilen Querschnitts sind die Kühlrippen auch nicht besonders gut zu handhaben. Die dünnen Kühlrippen sind leicht; das geringe Gewicht wirkt sich negativ auf die Pressleistung (in kg/Std.) und dadurch auf die Kosten aus.The cooling fins Such heatsinks consist of very thin Profiles, in some cases are grooved to have a larger surface area. This thin one and flat cooling fins are very difficult and expensive to produce and also unstable. They deform while of extrusion, especially in the warm state. Because of the unstable Cross section are the cooling fins also not very good to handle. The thin cooling fins are light; the small one Weight has a negative effect on the press capacity (in kg / h) and thereby on the costs.

Um leichte Querschnitte wirtschaftlich zu fertigen, werden sie oft mehrsträngig gepresst. Eine große Herausforderung beim Strangpressen mit mehreren Durchbrüchen ist es, den Fluss im Werkzeug so zu steuern, dass alle Querschnitte gleich schnell austreten. Ist dies nicht der Fall, verformen sich die Profile schon beim Pressen. Je dünner ein Querschnitt ist, desto genauer müssen die Fließbedingungen eingestellt sein.Around They are often used to produce lightweight cross-sections economically mehrsträngig pressed. A big The challenge is with extrusion with multiple breakthroughs it to control the flow in the tool so that all cross sections emerge equally fast. If this is not the case, it will deform the profiles already during pressing. The thinner a cross-section, the better have to be more precise the flow conditions be set.

In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, die Herstellung von Flachprofilen aus metallischem Werkstoff zu vereinfachen; insbesondere soll ein Kühlkörper geschaffen werden, der die oben beschriebenen Mängel nicht aufweist und dessen Kühlrippen leicht herstellbar gestaltet sind.In Knowing this state of the art, the inventor has the goal set, the production of flat profiles of metallic material to simplify; In particular, a heat sink to be created, the the deficiencies described above does not have and its cooling fins are designed easy to produce.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Bei angegebenen Benennungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar sein.to solution performs this task the teaching of the independent claim; to give the dependent claims favorable Further education. In addition, all fall within the scope of the invention Combinations of at least two in the description, the drawing and / or the claims disclosed features. For specified naming ranges should also Values within limits are disclosed as limits and be used as desired.

Erfindungsgemäß wird ein querschnittlich mehrkantiges Hohlprofil auf dem Wege des Strangpressens hergestellt, dessen Wandungen oder Wandflächen jeweils dem Querschnitt des Flachprofils, insbesondere einer Kühlrippe, entsprechen und die mit ihrem Fußbereich jeweils an den Kopfabschnitt einer benachbarten Wandung angeformt werden; nach dem Strangpressvorgang sowie vor dem Einsatz der Flachprofile – also vor dem Anschluss der Kühlrippen an die Grundplatte des Kühlkörpers – werden die Verbindungsbereiche der einzelnen Wandungen zueinander gebrochen, d. h. die Wandungen voneinander getrennt. Die Anzahl der Kanten am Profilquerschnitt kann i. w. beliebig gewählt werden. Dabei wird der Querschnitt jeder zwischen zwei der Kanten des Hohlprofils verlaufenden Wandungen angepasst.According to the invention, a cross-sectionally polygonal hollow profile is produced by extrusion, whose walls or wall surfaces respectively correspond to the cross-section of the flat profile, in particular a cooling rib, and which are integrally formed with their foot region on the head section of an adjacent wall; After the extrusion process and before the use of flat profiles - ie before the connection of the cooling fins to the base plate of the heat sink - the connecting areas of the individual Wan broken each other, ie the walls separated from each other. The number of edges on the profile cross-section can iw optionally be chosen. In this case, the cross section of each running between two of the edges of the hollow profile walls is adjusted.

Bevorzugt wird, das Hohlprofil als Vierkantrohr quadratischen Querschnittes auszuformen und den Querschnitt jeder der vier Wandungen dem Querschnitt einer Kühlrippe anzupassen.Prefers is, the hollow section as a square tube square cross-section form and cross-section each of the four walls a cooling fin adapt.

Nach dem Ausformen des Hohlprofils oder Mehrkantrohres wird dieses erfindungsgemäß mittels einer – in einer durch zwei diagonal zueinander angeordnete Eckbereiche gelegten Diagonalen verlaufenden – Formkraft so verformt, dass die beiden Eckbereiche unter Änderung des Mehrkantquerschnittes zueinander geführt werden. Als besonders günstig hat es sich erwiesen, eine Wandung des bevorzugten Vierkantrohres auf eine Haltefläche aufzulegen und die Diagonale durch einen von deren Eckbereichen zu führen, wonach die in Abstand zur Haltefläche verlaufende Wandung unter Neigung der seitlichen Wandungen zur Haltefläche hin gedrückt wird. Die Wandungen werden also während des Verformens zur Haltefläche hingeführt; die Relativbewegung der Wandungen zueinander wird durch die Verbindungsstellen zwischen ihnen gesteuert. Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, einen Eckbereich des Mehrkantrohres auf die Halteflächen aufzusetzen und diesem den diagonal gegenüber liegenden Eckbereich zuzuführen, wobei auch hierbei die Wandungen zur Haltefläche hingeführt werden.To the molding of the hollow section or polygonal pipe according to this invention by means of - in one by two diagonally arranged corner areas laid Diagonal running - form force deformed so that the two corner areas with changing the polygonal cross-section to each other guided become. As a particularly favorable it turned out, a wall of the preferred square tube on a holding surface to hang up and the diagonal through one of their corners to lead, after which the distance running to the support surface wall under Tilt of the side walls is pressed to the holding surface. The walls will be so during deforming to the holding surface be led; the relative movement of the walls to each other is through the joints controlled between them. It is also within the scope of the invention to place a corner area of the polygonal tube on the holding surfaces and this one diagonally opposite to supply the lying corner area, whereby in this case the walls are guided to the holding surface.

Der rechtwinkelige Querschnitt des Vierkantrohres wird also durch die oben erwähnte Formkraft in ein Vierkantrohr rautenförmigen Querschnittes umgeformt sowie die Verbindungsstelle jeweils zweier benachbarter Wandungen durch jene Formkraft belastet. Durch dieses erfindungsgemäße Vorgehen werden an der Verbindungsstelle jeweils zweier benachbarter Wandungen diese voneinander abgebrochen und so die einzelnen Flachprofile bzw. Kühlrippen hergestellt.Of the rectangular cross section of the square tube is so by the mentioned above Forming force transformed into a square tube of diamond-shaped cross-section as well as the junction of two adjacent walls burdened by that formative force. By this procedure according to the invention at the junction of two adjacent walls this broken off each other and so the individual flat profiles or cooling fins produced.

Insgesamt ergibt sich ein einfaches Verfahren zum günstigen Herstellen der Flachprofile, insbesondere der Kühlrippen und damit des gesamten Kühlkörpers.All in all results in a simple method for the favorable production of flat profiles, especially the cooling fins and thus the entire heat sink.

Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein mit diesem Verfahren behandeltes Profil. Ein auf dem Wege des Strangpressens hergestelltes querschnittlich mehrkantiges Hohlprofil weist Wandungen auf, die als Flachprofile gestaltet sind, insbesondere jeweils dem Querschnitt einer Kühlrippe entsprechen, und die mit ihren Fußbereichen jeweils nahe dem Kopfabschnitt einer benachbarten Wandung an diese angeformt sind; die Verbindungsbereiche zwischen den einzelnen Wandungen sind als Sollbruchstellen ausgebildet. Bevorzugt wird – wie gesagt – ein als Vierkantrohr mit vier Wandungen, dessen Wandungen sind zueinander etwa rechtwinkelig angeordnet. Vorteilhafter Weise sind zwei benachbarte Wandungen des Hohlprofils durch einen angeformten Formstreifen verbunden, der eine Ober- oder Außenfläche der einen Wandung mit der Stirnfläche der anschließenden Wandung verbindet, die etwa rechtwinkelig zur erstgenannten Wandung verläuft. Dabei soll die Stirnfläche der einen Wandung in Abstand zur Sohlenfläche der anderen Wandung an diese angeformt sein, bevorzugt durch einen schmalen Formstreifen, der an die Stirnfläche der einen Wandung sowie an die Oberfläche der anderen Wandung angeformt ist.in the The invention also relates to a treated with this method Profile. A cross-section made by extrusion polygonal hollow profile has walls that as flat profiles are designed, in particular in each case the cross section of a cooling fin match, and with their foot areas each near the head section an adjacent wall are formed on this; the connection areas between the individual walls are designed as predetermined breaking points. Preference is - like said - one as a square tube with four walls, whose walls are to each other arranged at a right angle. Advantageously, two adjacent ones Walls of the hollow profile connected by an integrally molded strip, the one upper or outer surface of the a wall with the end face the subsequent Wall connects, which is approximately at right angles to the former wall runs. Here is the end face one wall at a distance from the sole surface of the other wall These molded, preferably by a narrow strip of molding, the to the face the one wall and formed on the surface of the other wall is.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Abstand der Verbindungsstelle der einen Wandung mit der anderen Wandung größer als die Länge des Fußbereiches der letzteren. Dieser Fußbereich der einen Wandung soll im Übrigen die Oberfläche der angeschlossenen Wandung überragen. In den Fußbereich sind erfindungsgemäß beidseits Längskerben eingeformt, bevorzugt vier Längskerben. Dabei liegen die Längskerben der einen Seite des Fußbereiches querschnittlich den Längskerben der anderen Seite gegenüber. In Anlehnung an die Form der Kühlrippen sollen die Wandungen querschnittlich durch Formwellen einen gewellten Querschnitt aufweisen; die Länge des Querschnittes einer Formwelle entspricht etwa der Breite der Wandung.To Another feature of the invention is the spacing of the joint one wall with the other wall larger than the length of the wall foot area the latter. This foot area of the By the way, one wall should the surface of the project beyond the connected wall. In the foot area are according to the invention on both sides longitudinal notches molded, preferably four longitudinal notches. Here are the longitudinal notches one side of the foot area cross-section the Längskerben the other side opposite. Based on the shape of the cooling fins should the walls cross-sectioned by waves form a corrugated Have cross-section; the length of the cross section of a shaping shaft corresponds approximately to the width of Wall.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt inFurther Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of a preferred embodiment as well as from the drawing; this shows in

1: eine Schrägsicht auf einen Kühlkörper mit von einer Grundplatte aufragenden parallelen Kühlrippen nach dem Stand der Technik; 1 a perspective view of a heat sink with upstanding from a base plate parallel cooling fins according to the prior art;

2: eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Herstellen des Kühlkörpers der 1; 2 FIG. 2: a plan view of a device for producing the heat sink of FIG 1 ;

3 bis 5: jeweils eine Schrägsicht unter die Grundplatte von drei verschiedenen Ausführungsformen des Kühlkörpers der 1; 3 to 5 in each case an oblique view under the base plate of three different embodiments of the heat sink of 1 ;

6: die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers mit von der Grundplatte aufragenden Kühlrippen; 6 : the side view of a heat sink according to the invention with cooling fins rising from the base plate;

7: die Frontansicht eines Rohlings zum Herstellen der Kühlrippen; 7 : the front view of a blank for producing the cooling fins;

8: einen vergrößerten Ausschnitt aus 7 gemäß deren Feld VIII; 8th : an enlarged section 7 according to their box VIII;

9: eine Skizze zur Herstellung der Kühlrippen aus dem Rohling der 7 in drei Verfahrensschritten; 9 : a sketch for the production of cooling fins from the blank of the 7 in three proceedings walked;

10: einen vergrößerten Querschnitt aus 9 nach deren Feld X. 10 : an enlarged cross-section 9 after the field X.

Ein längsschnittlich etwa kammartiger Kühlkörper 11 aus einer Aluminiumlegierung – beispielsweise einer AlMgSi-Legierung – für in der Zeichnung aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht weiter dargestellte Halbleiterbauelemente weist eine Grundplatte 12 der Länge a, der Breite b sowie der Höhe e auf mit von deren Oberfläche 12 in freien Abständen f geringer Weite aufragenden plattenartigen dünnen Kühlrippen 20 der freien Höhe h₁. Der Abstand zwischen einer die Oberfläche 14 der Grundplatte 12 bestimmenden Ebene E und der in gezeigter Gießstellung oberen Kontur einer in 2 erkennbaren – parallel zur Grundplatte 12 verlaufenden – Welle 19 ist mit t bezeichnet.A longitudinally approximately comb-like heat sink 11 from an aluminum alloy - for example, an AlMgSi alloy - for in the drawing for reasons of clarity not shown semiconductor devices has a base plate 12 the length a, the width b and the height e on with the surface thereof 12 at free intervals f small width towering plate-like thin cooling fins 20 the free height h ₁ . The distance between a the surface 14 the base plate 12 determining plane E and the casting position shown in the upper contour of an in 2 recognizable - parallel to the base plate 12 running - wave 19 is denoted by t.

Die beiden endwärtigen Kühlrippen 20_e verlaufen zu der jeweils benachbarten Stirnfläche 16 der Grundplatte 12 in einem horizontalen Abstand i, dessen Länge nahezu der Plattenhöhe e entspricht. Die Seitenkanten 22 der Kühlrippen 20 fluchten mit den Seitenflächen 18 der Grundplatte 12. Die massive Grundplatte 12 verteilt die Wärme und die Kühlrippen 20, 20_e geben diese Wärme an die Umgebung ab.The two endward cooling fins 20 _e run to the respective adjacent end face 16 the base plate 12 at a horizontal distance i, the length of which almost corresponds to the plate height e. The side edges 22 the cooling fins 20 aligned with the side surfaces 18 the base plate 12 , The massive base plate 12 distributes the heat and cooling fins 20 . 20 _e give this heat to the environment.

Zum Herstellen des Kühlkörpers 11 werden die aus Blech oder Profilen gefertigten Kühlrippen 20, 20_e der Gesamthöhe h so in eine in 2 dargestellte Kokille 30 aus Stahl eingelegt, dass jeweils ein – von der Fußkante 23 der Kühlrippe 20, 20_e ausgehender – kurzer Sockelstreifen 24 der Höhe t₁ in einen Formraum 32 der Kokille 30 ragt, dessen Boden von jene Ebene E bestimmt wird und dessen Höhe e₁ einem Mehrfachen der Höhe t₁ jenes Sockelstreifens 24 entspricht. Der Formraum 32 ist im oberen Bereich der 2 innerhalb ihn bestimmender Stirn- und Seitenwände 34, 36 der Kokille 30 zu erkennen. Die Höhe q –zumindest – der Stirnwände 34 ist so bemessen, dass diese in der in 2 skizzierten Gießstellung die Firstkanten 26 der Kühlrippen 20, 20_e mit ihren Wandstirnkanten 38 überragen. Durch das Ausgießen des Formraumes 32 entsteht die Grundplatte 12, in welche die Kühlrippen 20, 20_e mit ihren Fußabschnitten eingegossen – und nach dem Erstarren festgelegt – sind.To make the heat sink 11 are made of sheet metal or profiles cooling fins 20 . 20 _e the total height h so in a 2 illustrated mold 30 Inlaid steel, one each - from the foot edge 23 the cooling fin 20 . 20 _e outgoing - short base strip 24 the height t ₁ in a mold space 32 the mold 30 whose bottom is determined by that plane E and whose height e _{1 is} a multiple of the height t _{1 of} that base strip 24 equivalent. The shape space 32 is in the upper range of 2 within him determining end and side walls 34 . 36 the mold 30 to recognize. The height q - at least - the end walls 34 is sized so that these in the in 2 sketched casting position the ridge edges 26 the cooling fins 20 . 20 _e with their wall front edges 38 overtop. By pouring out the mold cavity 32 the base plate is created 12 into which the cooling fins 20 . 20 _e cast with their foot sections - and fixed after solidification - are.

Je nach Anordnung der elektronischen Bauteile können vor dem Gießvorgang in den Formraum 32 plattenartige – flach oder gewölbt ausgebildete – Teile 28 bzw. 28_a aus besonders gut wärmeleitendem Material eingelegt werden, welche die Leitfähigkeit erhöhen bzw. die Wärmeverteilung steuern; diese Einlegeteile 28, 28_a werden gem. 3, 4 in die Grundplatte 12 eingegossen.Depending on the arrangement of the electronic components can be in the mold space before the casting process 32 plate-like - flat or curved trained - parts 28 respectively. 28 _a be inserted from particularly good heat conducting material, which increase the conductivity or control the heat distribution; these inserts 28 . 28 _a be gem. 3 . 4 in the base plate 12 cast.

Statt der plattenartigen Einlegeteile 28, 28_a können auch sog. Wärmerohre 29 (heat-pipes) zur Steuerung der Wärmeleitung eingelegt werden, die im Beispiel der 5 in der Grundplatte 12 parallel zueinander und zu den Stirnflächen 16 verlaufen. Die Wärmerohre 29 erstrecken sich – wie auch jene plattenartigen Einlegeteile 28, 28_a – zwischen den zueinander parallelen Seitenflächen 18 der Grundplatte 12.Instead of the plate-like inserts 28 . 28 _a can also so-called heat pipes 29 (heat-pipes) are inserted to control the heat conduction, which in the example of 5 in the base plate 12 parallel to each other and to the faces 16 run. The heat pipes 29 extend - as well as those plate-like inserts 28 . 28 _a - Between the mutually parallel side surfaces 18 the base plate 12 ,

Die Kühlrippen 20, 20_e sind bei einigen Anwendungen – zum Erzielen einer größeren Oberfläche – geriffelt. Diese sehr dünnen und flachen Kühlrippen 20, 20_e sind sehr schwierig und teuer zu produzieren; sie sind verhältnismäßig instabil, weshalb sie sich während des Strangpressens verformen, dies besonders im warmen Zustand. Wegen des instabilen Querschnitts sind die Profile auch nicht besonders gut zu handhaben.The cooling fins 20 . 20 _e are fluted in some applications - for a larger surface area. These very thin and flat cooling fins 20 . 20 _e are very difficult and expensive to produce; they are relatively unstable, which is why they deform during extrusion, especially when warm. Because of the unstable cross section, the profiles are also not very easy to handle.

Beim Kühlkörper 10 der 6 ragen von dessen Grundplatte 12 in freien Abständen f voneinander achtzehn plattenartige Kühlrippen 40 der freien Höhe h₁ parallel auf, die jeweils mit einem Fußbereich 42 der Höhe h₂ von etwa 3 mm in Nuten dieser Grundplatte 12 eingesetzt sind, die von der letzteren Oberfläche 14 ausgehen.At the heat sink 10 of the 6 protrude from its base plate 12 at free intervals f from each eighteen plate-like cooling fins 40 the free height h _{1 in} parallel, each with a foot area 42 the height h ₂ of about 3 mm in grooves of this base plate 12 are used by the latter surface 14 out.

Die Kühlrippen 40 werden durch Strangpressen eines in 7 verdeutlichten querschnittlich quadratischen Vierkantrohres 50 hergestellt, wobei dessen Seitenlänge n von etwa 65,55 mm zum einen die Dicke c von 1,55 mm jenes Fußbereiches 42 einer Kühlrippe 40 enthält sowie zum anderen die hier als Kraglänge vorhandene Höhe h₂ eines anderen Fußbereiches 42. Der Innenabstand n₁ zweier gegenüberliegender Wandungen als Seitenwände 52, aus denen nach der unten beschriebenen Zerteilung des Vierkantrohres 50 jeweils eine Kühlrippe 40 entsteht, misst hier etwa 59,5 mm.The cooling fins 40 are made by extruding one in 7 clarified cross-section square square tube 50 with its side length n of about 65.55 mm, on the one hand, the thickness c of 1.55 mm of that foot region 42 a cooling fin 40 contains as well as on the other hand here as a cantilever height h ₂ another foot area 42 , The inner distance n _{1 of} two opposite walls as side walls 52 , from which after the fragmentation of the square tube described below 50 one cooling fin each 40 arises, measures here about 59.5 mm.

Einen vergrößerten Ausschnitt des unteren linken Eckbereiches des Vierkantrohres 50 verdeutlicht 8, die den unteren Endbereich der linken Seitenwand 52 und den an diese rechtwinkelig angeformten Kopfabschnitt 55 einer anderen Wandung als Bodenwand 54 erkennen lässt, der in 7 eine Firstwand 56 des Vierkantrohres (50) gegenüber liegt. Jener Kopfabschnitt 55 der Breite b₁ von 1,37 mm verläuft in einem Abstand i₁ von 3 mm zur Sohlenflächen 45 der Seitenwand 52 bzw. der aus dieser entstehenden Kühlrippe 40. Oberhalb jener Sohlenfläche 44 sind in den Fußbereich 42 beidseits vier Längskerben 43 eingeformt, von denen in 8 die einander gegenüberliegenden Querschnitte beider Seiten sichtbar sind. Die zwischen diesen liegenden Zwischenrippen 44 verlaufen in mittigem Abstand f₁ von 0,5 mm zueinander.An enlarged section of the lower left corner of the square tube 50 clarifies 8th , which is the lower end of the left sidewall 52 and at this rectangular shaped head section 55 another wall as a bottom wall 54 reveals that in 7 a ridge wall 56 of the square tube ( 50 ) is opposite. That head section 55 the width b ₁ of 1.37 mm extends at a distance i ₁ of 3 mm to the sole surfaces 45 the side wall 52 or the resulting from this cooling fin 40 , Above that sole surface 44 are in the foot area 42 four longitudinal notches on both sides 43 formed of which in 8th the opposite cross sections of both sides are visible. The intermediate ribs lying between them 44 run at a central distance f ₁ of 0.5 mm to each other.

Der an diesen Fußbereich 42 anschließende Teil der Seitenwand 52 bzw. der Kühlrippe 40 weist ebenso querschnittliche Formwellen 46 auf wie der quer zum Fußbereich 42 stehende Kopfabschnitt 55 der Bodenwand 54, dessen Stirnfläche 58 mittels eines schmalen Formstreifens 48 an die Oberfläche 47 der Seitenwand 52 bzw. der Kühlrippe 40 angeschlossen ist. Der Abstand des Formstreifens 48 von der Sohlenfläche 45 ist mit i₂ bezeichnet. Die Formwellen 46 beginnen hier in einem Abstand f₂ von etwa 2,4 mm vom Formstreifen 48 und verlaufen zueinander in einem axialen Abstand f₃ von etwa 1,85 mm bei einer Wellentiefe q₁ von hier 0,2 mm.The at this foot area 42 subsequent part of the side wall 52 or the cooling fin 40 has also cross-sectional shape waves 46 on like the cross to the foot area 42 standing head section 55 the bottom wall 54 whose end face 58 by means of a narrow strip of molding 48 to the surface 47 the side wall 52 or the cooling fin 40 connected. The distance of the molding strip 48 from the sole area 45 is denoted by i ₂ . The shape waves 46 start here at a distance f ₂ of about 2.4 mm from the molding strip 48 and extend to each other at an axial distance f ₃ of about 1.85 mm at a wave depth q ₁ from here 0.2 mm.

Gemäß 9 wird das – mit der Bodenwand 54 einer Haltefläche 62 aufliegende – Vierkantrohr 50 durch eine Druckkraft P in diagonaler Richtung Q ihres Querschnittes zusammengedrückt und dabei die diagonale Querschnittslänge k zwischen zwei einander diagonal gegenüberliegenden Eck- oder Kantenbereichen 60 vermindert bzw. der Querschnitt verflacht, wie die zweite Skizze der 9 mit dem flachen rautenartigen Querschnitt 50_a deutlich werden lässt. Dabei lösen sich die Stirnflächen 58 der Wandungen 52, 54, 56 von ihrem jeweiligen Anformpartner, und es entstehen die Kühlrippen 40.According to 9 will that - with the bottom wall 54 a holding surface 62 resting - square tube 50 compressed by a compressive force P in the diagonal direction Q of their cross-section, while the diagonal cross-sectional length k between two diagonally opposite corner or edge regions 60 reduced or the cross section flattened, as the second sketch of 9 with the flat diamond-shaped cross-section 50 _a makes it clear. At the same time, the front surfaces are released 58 the walls 52 . 54 . 56 from their respective partner, and the cooling fins are created 40 ,

Es werden also nicht mehr vier einzelne Profile 40 gepresst, sondern deren Querschnitte zueinander so angeordnet, dass sie gemeinsam ein Vierkantrohr 50 bilden. Durch dessen anschließende Verformung brechen die Profile an den Verbindungsstellen, also den Formstreifen 48, zu jenen Kühlrippen 40 auseinander und können dann getrennt weiterbehandelt werden. Dies veranschaulicht insbesondere die Skizze der 10 It will not be four individual profiles 40 but their cross sections to each other arranged so that they together a square tube 50 form. As a result of its subsequent deformation, the profiles break at the connection points, that is to say the shaped strip 48 , to those cooling fins 40 apart and can then be treated separately. This illustrates in particular the sketch of the 10

Claims

Method for producing a flat profile made of a metallic material, in particular a heat sink made of a light metal alloy for semiconductor components or the like, with a spacing (f) approximately parallel to one another from a base plate ( 12 ) projecting cooling fins ( 40 ) about rod-like cross-section, with a base strip ( 42 ) protrude into grooves of the base plate and be set in this, characterized in that a cross-section polygonal hollow profile ( 50 ) is produced by extrusion, whose walls or wall surfaces ( 52 . 54 . 56 ) in each case the cross section of the flat profile, in particular a cooling rib ( 40 ) and those with their foot areas ( 42 ) to the head section ( 55 ) of an adjacent wall are formed, wherein after the extrusion process and before the use of the flat profiles, the connecting portions of the individual walls are broken to each other.

A method according to claim 1, characterized in that the cross section of each between two of the edges of the hollow profile ( 50 ) extending wall ( 52 . 54 . 56 ) the cross section of a cooling fin ( 40 ) is adjusted.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the hollow profile ( 50 ) formed as a square tube of square cross section and the cross section of each of the four walls ( 52 . 54 . 56 ) is adapted to the cross section of a cooling fin.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that after the molding of the hollow profile or polygonal tube ( 50 ) this by means of a in two by a diagonally arranged corner regions ( 60 ) diagonal (Q) forming force (P) is deformed so that the two corner regions are guided by changing the polygonal cross-section to each other.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hollow profile ( 50 ) with a wall ( 54 ) a holding surface ( 62 ) and the other walls ( 52 . 56 ) are guided to this, wherein the relative movement of the walls to each other is controlled by the connection points between them.

Method according to claims 3 and 5, characterized in that a wall ( 54 ) of the square tube ( 50 ) of the holding surface ( 62 ) and the diagonal (D) through one of its corners ( 60 ), according to which the wall running at a distance from the holding surface (FIG. 56 ) under inclination of the lateral walls ( 52 ) is pressed towards the holding surface.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hollow profile ( 50 ) with a corner area ( 60 ) a holding surface ( 62 ) and a diagonally arranged other corner area is led to this.

Method according to claim or 7, characterized in that the rectangular cross-section of the square tube ( 50 ) by the molding force (P) in a square tube ( 50a ) is transferred diamond-shaped cross-section ( 9 ).

Method according to one of claims 4 to 8, characterized in that the connection point in each case two adjacent walls ( 52 . 54 . 56 ) is loaded by the molding force (P).

A method according to claim 9, characterized in that at the junction of two adjacent walls ( 52 . 54 . 56 ) these are broken off from each other ( 10 ).

Profile of metallic material, in particular a heat sink made of a light metal alloy Component for semiconductor devices or the like, treated with the method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a cross-sectionally polygonal hollow profile produced by way of extruding ( 50 ) Walls ( 52 . 54 . 56 ), which are designed as flat profiles.

Profile according to claim 11, characterized in that the walls ( 52 . 54 . 56 ) in each case the cross section of a cooling rib ( 40 ) and which are formed with their foot portions each near the head portion of an adjacent wall, wherein the connecting portions between the individual walls are formed as predetermined breaking points.

Profile according to claim 11 or 12, characterized in that the hollow profile ( 50 ) as a square tube with four walls ( 52 ) is formed, and these are arranged approximately at right angles to each other.

Profile according to one of claims 11 to 13, characterized in that two adjacent walls ( 52 . 54 . 56 ) by a molded strip ( 48 ) having an upper or outer surface ( 47 ) of a wall ( 52 ) with the end face ( 58 ) of the adjoining wall ( 54 ) connects.

Profile according to one of claims 11 to 14, characterized in that the end face ( 58 ) of a wall ( 54 ) at a distance (i ₂ ) to the sole surface ( 45 ) of the other wall ( 52 ) is formed on these ( 8th ).

Profile according to claim 14 or 15, characterized by a narrow molding strip ( 48 ), which is at the end face ( 58 ) of a wall ( 54 ) as well as to the surface ( 47 ) of the other wall ( 52 ) is formed.

Profile according to claim 15 or 16, characterized in that the distance (i ₂ ) of the connection point ( 48 ) of a wall ( 54 ) with the other wall ( 52 ) is greater than the length (h ₂ ) of the foot area ( 42 ) of the latter.

Profile according to claim 17, characterized in that the foot area ( 42 ) of a wall ( 52 ) the surface ( 48 ) of the connected wall ( 54 ) surmounted.

Profile according to claim 16 or 17, characterized in that in the foot area ( 42 ) on both sides longitudinal notches ( 43 ), preferably four longitudinal notches ( 8th ).

Profile according to claim 18, characterized in that the longitudinal notches ( 43 ) one side of the foot area ( 42 ) are cross-sectionally opposite the longitudinal notches on the other side.

Profile according to one of claims 11 to 20, characterized in that the walls ( 52 . 54 . 56 ) cross-section through shaped waves ( 46 ) have a corrugated cross-section.

Profile according to claim 21, characterized in that the length (f ₃ ) of the cross-section of a shaping shaft ( 46 ) about the width (b ₁ ) of the wall ( 52 . 54 . 56 ) corresponds.