DE7342382U - Transistorkühlkörper mit großer Hochfrequenzdichtigkeit, guter elektrischer Isolierung bei kleinem Wärmeübergang - Google Patents

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Transistorkühikörper mit großer Köchfreqüenzdieatigki-it, gute" elektrischer Isolierung bei kleine™ Väj

Die vorliegende Neuerung befaßt sich mit einem Transistorkühl- <ör körper mit großer Hochfrequenzdichtigkeit, guter elektrischer

[se Isolierung bei kleinem Wärmeübergang.

0i< Die Verwendung von Transistoren bei sehr hohen Frequenzen

st stößt besonders dann auf erhöhte Schwierigkeiten, Kenn es

sich um große Leistungen handelt. Diese Schwierigkeiten bestehen darin, die durch die Verlustleistung entstehende Värme von den in ihren Abmessungen ab verhältnismäßig klein gehaltenen Transistorgehäusen abzuführen und treten besonders dann in Erscheinung, wenn das Gehäuse elektrisch isoliert werden muß, was in den meisten Fällen der Fall ist und Hochfrequenzabstrahlungen nicht auftreten sollen.

Allgemein üblich ist es, einen Metallring mit Kühllamellen um das Transistorgehäuse zu legen, Kühlstern genannt. Solche Kühlsterne haben eine große Kühlfläche, so daß viel Platz beansprucht wird. Dieser Platz geht für Schaltungsbauelemente, wie Widerstände, Kondensatoren u. dgl. verloren. Die Verlustwärme der Transistoren wird nicht in dem Kühlkörper konzentriert, der einen kleinen Wärmeübergangswiderstand haben sollte, um dann zu einer günstig gelegenen oder angebrachten Kühlfläche (Kühlblech, Gehäusewände, Abschirmwände in der Schaltung) abtransportiert und dort dann an die Luft abgegeben zu werden, sondern sie bleibt in dem Kühlkörper, d.h. es wird nur der an die Luft abgehbare Teil der Wärme abgeführt, der unter Umständen sehr klein sein kann, wenn nicht eine genügende Wärmekonvektion vorhanden ist. Es können dadurch leicht Wärmestauungen auftreten, wenn der Wärmeaustausch mit der Luft durch Abschirmwände und Abdeckungen behindert wird. Das heißt es können nur geringe Wärmemengen abgeführt werden und das bedingt wieder, daß der Transistor nicht bis an seine Grenzdaten ausgenutzt werden kann, ohne seine Lebensdauer erheblich einzuschränken.

Will man Kühlbleche zur g· ößeren Wärmeabfuhr anbringen, ist dies bei fast allen Kühlkörpern mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden, zum größten Teil sogar unmöglich. Aus diesem Grunde scheiden viele Kühlkörper bei größeren Transistor-Verlustleistungen von vornherein aus.

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Die elektrischen Probleme, die auftreten, sind oft noch schwer wiegender. So treten z.B. bei Kühlsternen Abstrahlungen der Hochfrequenz auf, da die Kühllamellen als verkürzte Dipole die Hochfrequenz, besonders gut aber Oberwellen der Grundfrequenz, abstrahlen. Es werden daher zum Teil Oberwellenfilter nötig; auch ist der Transistorwirkungsgrad, wenn auf dem Kollektor die verstärkte Hochfrequenz geführt wird, durch die Hochfrequenzabstrahlung geringer. Zum Teil lassen sich die Schwierigkeiten durch eine isolierende, wärmebeständige Folie, zwischen Transistorgehäuse und Kühlkörper gelegt, beheben, aber der Wärmeübergangswiderstand wird dadurch erheblich erhöht. Abstrahlungen von Hochfrequenz werden dadurch aber immer noch nicht unterdrückt.

Bei elektrisch isolierenden Kühlkörpern besteht die Isolierung oft nur aus einer gut wärmeleitenden Oxydschicht. Diese Schicht kann durch Kratzer oder Unebenheiten des Transistors leicht beschädigt werden. Durch hohe Feldstärkekonzentrationen an Ecken und Kanten des Transistorgehäuses kann die Schicht dureh Überschläge und durch Krieehströme sehr leicht zerstört und damit der Kühlkörper elektrisch leitend gemacht -veröden. Dadurch wird die Wirkungsweise der Schaltung nicht mehr gewährleistet.

Der Neuerung lag die Aufgabe zugrunde, einen Kühlkörper zu schaffen, der eine gute Wärmeabführung und eine gute elektrische Isolierung bietet, hochfrequenzdicht und als Einheitsge-

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hause vielseitig verwendbar ist, bei dem Abschirm- und/oder
Gehäubebleche unmittelbar als Kühlfläche benutzt werden kön-

Neuerungsgemäß wird die Aufgabe durch die in dem Anspruch 1
beschriebene Neuerung gelöst. Weiterbildungen für diese Neuerung si.id in den Ansprüchen 2 bis 5 aufgeführt.

Mit dieser Neuerung ist ein Bauelement geschaffen Korde-., das als Einheitsbauteil vielseitig verwendbar, hochfrequenzdicht ist, eine gute elektrische Isolierung und eine gute Wärmeabführung an seine Umgebung hat=

Anhand der Zeichnung wird die Neuerung in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.

In der Fig. 1 ist ein Kühlkörper im Schnitt dargestellt.
Die Fig. 2 zeigt eine Ansicht von oben und
die Fig. 3 eine Ansicht von unten.

In der Fig. ¹I ist die Anwendung des Kühlkörpers dai rcstcllt, montiert auf einer LciteiDlatte und auf seiner -- * Oberseite mit exnem Kuhlblech versehen.
Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Anvendungsbc *pi el , bei dem das Kühlblech zwischen Leiterplatte und Kühlkörper angeordnet ist.

Tn der Fig. 1 ist ein Transistor 1 in einem Kühlkörper J an-BK 73/75 - 5 -

geordnet. Dieser Kühlkörper 2 besteht aus einem Oberxeil 2a und einem Unterteil 2b. Beide Teile, Oberteil 2a und Unterteil 2b, sind durch Schrauben 3 miteinander verschraubt. Oberteil 2a und Unterteil 2b sind mit Ansätzen und Aussparungen 2c versehen, um eine gegenseitige Führung zu gewährleisten. Der Transistor 1 hat Drahtanschlüsse Li, die nach unten durch das Unterteil 2b durch Bohrun= gen nach außen geführt und gegen den Kühlkörper 2 isoliert sind. Die elektrische Isolierung des Transistors 1 wird gegen das Unterteil 2b durch eine Isolierrcheibe 5 und gegen das Oberteil 2a durch ein«; Isolierscheibe 6 erreicht.

Eine gute Wärmeabgabe erfordert ein festes Anliegen des Transistors i an die wärmeabführenden Teile. Hierzu ist eine Feder 7 vorgesehen, die zwischen der weiteren Isolierscheibe 6 und dem Oberteil 2a angeordnet ist. Sie ist als Blatt- oder Tellerfeder ausgeführt und leitet die Wärme an das Oberteil 2a weiter, das die Wärme dann an seine Umgebung abgibt. Unterstützt wird die Wärmeabführung durch ein Kühlblech (vgl. Fig. 4), das mittels einer Schraube, die in das Gewindcloch 8 eingeschraubt wird, gehalten ist. Ein gleiches, Gewindcloch 8 befindet sich on dem Unterteil 2b, da das Anbringen eines Kühlbleches hier ebenfe.lls vorgesehen ist (vgl. Fig. 5).

In der Fig. 2 ist eine Ansicht des Kühlkörpers von oben BK 73/75 -G-

dargestellt. Hier sind drei Befestigungsschrauben 3 vorgesehen. An diese Anzahl ist der Neuerungsgedanke jedoch nicht gebunden. In der Mitte befindet sich das Gewindeloch 8.

In der Fig. 3 ist eine Ansicht von unten wiedergegeben. Hier sind die Gewindebohrungen für die Schrauben 3 noch sichtbar. Das Gewindeloch 8 ist am Unterteil 2b seitlich versetzt

Die Fig. h zeigt ein Anwendungsbeispiel dieser Neuerung. Hier ist ein Transistor 1 mit einem Kühlkörper 2 angeordnet. Dieses Bauelement ist auf einer Leiterplatte 9 montiert, auf der weitere Bauelemente 10 angeordnet sind. Die Kühlung in dieser Anwendung wirkt durch ein Kühlblech 11, das mit einer Halteschraube 12 mit dem Kühlkörper wärmeleitend verbunden ist .

Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel. Hier ist das Kühlblech 11 zwischen Leiterplatte 9 und Kühlkörper 2 angeordnet. Weitere Befestigungsschrauben 13 mit Abstandsrollen lk sind deshalb erforderlich.

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Claims (1)

1. Schutzansprüche

   1. Transistorkühlkörper mit große- Hochfrequenzdichtigkeit, guter elektrischer Isolierung bei kleinem Wärmeübergang, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (2) zylindrisch ist und aus zwei Teilen besteht, in dessen Innenraum der Transistor (l) so angeordnet ist. daß dieser mit je einer gut wärmeleitenden und elektrisch isolierenden Scheibe (5, 6) gegen Unterteil (2b) und Oberteil (2a) gepreßt ist, daß die Anschlußdrähte (k) des Transistors (l) isoliert durch Bohrungen im Unterteil (2b) geführt sind und daß Ober- (2a) und l'Aterteil (2b) miteinander verschraubbar sind.

   2. Transistorkühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Nahtstelle zwischen Oterteil (2a) und Unterteil (2b) Ansätze und Aussparungen (2c) zur gegenseitigen Führung angeordnet sind.

   3. Transistorkühlkörper nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Stirnfläche des Kühlkörpers (2) ein Gewindeloch (8) (Muttergewinde) ange ordnet ist.

   Ί. Tranaistorgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Stirnflä-

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   ehe des Kiihlkörf rs (2) ein Kühlblech (ll) angeordnet ist.

   5. Transistorgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dar über dem Transistor (l) angeordneten Isolierscheibe (6) und dem Oberteil (2a) eine Blatt- oder Tellerfeder (7) angeordnet ist.

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