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WO2010020202A2 - Apparatus with a semiconductor component-array and a cooling element - Google Patents

Apparatus with a semiconductor component-array and a cooling element Download PDF

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WO2010020202A2
WO2010020202A2 PCT/DE2009/000796 DE2009000796W WO2010020202A2 WO 2010020202 A2 WO2010020202 A2 WO 2010020202A2 DE 2009000796 W DE2009000796 W DE 2009000796W WO 2010020202 A2 WO2010020202 A2 WO 2010020202A2
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WO
WIPO (PCT)
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channel sections
sections
channel
recess
width
Prior art date
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PCT/DE2009/000796
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WO2010020202A3 (en
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Dirk Lorenzen
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Original Assignee
Individual
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Publication of WO2010020202A3 publication Critical patent/WO2010020202A3/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024Arrangements for thermal management
    • HELECTRICITY
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    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024Arrangements for thermal management
    • H01S5/02407Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling
    • H01S5/02423Liquid cooling, e.g. a liquid cools a mount of the laser
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar

Definitions

  • the invention relates to a device with a semiconductor device arrangement, which is arranged .auf a receiving surface of a cooling element.
  • the semiconductor device arrangement comprises a laser diode or a laser diode bar or stack thereof.
  • the cooling element typically comprises channels, which are arranged in superimposed planes and flowed through by a cooling liquid.
  • the cooling element for cooling the electronic component on the one hand should be as small and compact as possible, but on the other hand allow efficient cooling.
  • Such efficient cooling requires high heat exchange performance, which in turn can only be achieved with coolant throughput.
  • the structural design of the cooling element i. In the arrangement and geometric shaping of the channels extending in the interior of the cooling element for supplying and discharging the coolant to the microchannels or from the microchannels, it is therefore desirable to minimize the pressure drop within the cooling element for a given coolant throughput required for cooling the electronic component is low.
  • the plurality of known microchannel heat sinks contain different functional planes in a sequence of merged structured layers, the electronic device to be cooled being applied to an upper cover layer, e.g. by soldering, is applied.
  • the functions of Zuq uqd the discharge ofméfiüsstechnik and the actual cooling via the microchannels are housed.
  • a five-layer microchannel heat sink is known.
  • the coolant supplied via an inflow is distributed to the microchannels which are located below the diode-diode mounted on the cover layer.
  • the cooling liquid is led into a collection plate, from where there is a connection to a drain.
  • a baseplate closes the microchannel heat sink down.
  • a device for cooling electronic elements is described in DE 197 10 716 A1, in which the pressure loss which the cooling fluid undergoes when passing through the microchannel heat sink can be reduced.
  • an intermediate plate is modified by a layering in such a way that a successive flow cross-section adaptation is achieved via a staircase structure.
  • the disadvantage of this is that the stratification increases the height.
  • DE 100 47 780 A1 provides a device for cooling diode lasers, in which the heat transfer coefficient is increased at low height of the device such that the pressure losses occurring also ensure a flow-parallel operation of stacked heat sinks in an effective manner.
  • the channels in each level are divided into fluidically serially connected groups in sequence, which open for the subsequent connection in common for the superimposed planes fluidic connection links, are available from the Groups of channels a first group with a common inflow and another, last downstream group with a common outlet for the cooling liquid in combination.
  • the heat dissipation device has a planar housing defining a planar interior therein. It further comprises a dividing unit that divides the interior into a plurality of upper fluid channels and a plurality 'of lower dkanälen flui which cross the upper fluid channels. Each of the upper fluid channels is in fluid communication with at least one of the lower fluid channels at a point of intersection therebetween.
  • the upper and. lower fluid channels in a flow connection.
  • a cooling element is also known in which an inlet is connected via a channel structure with cooling channels for cooling an electronic component.
  • the component to be cooled is applied to the mutually parallel cooling channels.
  • a device with a semiconductor component arrangement is proposed, which is arranged on a receiving surface of a cooling element and extends over at least part of the width of the cooling element.
  • the cooling element has a coolant structure with the following. Characteristics on: at least a first recess for the inlet or outlet of the coolant, which has a smaller width than the semiconductor device arrangement; a first number n of fan-shaped first channel sections, which are the first
  • Recess are downstream of flow; at least one second recess for the outlet or inlet of the coolant, the lower one
  • a second number m in itself fan-shaped extending second channel sections, which are upstream of the second recess fluidically.
  • the first and second channel sections are downstream of each other in terms of flow and cross each other in different levels.
  • the first and second channel sections extend at least partially below the semiconductor device arrangement.
  • cooling element arrangement means a region of the smallest area surrounding the semiconductor component arrangement which extends perpendicular to the pickup area This means that the previously used flow-spreading chamber and the flow-constriction chamber are subdivided into individual channels which cross over in different planes
  • this provides an improved stability of the cooling element and, on the other hand, the heat flow paths created by the channels in the flow spreading and constriction structures can be increased to one size rte heat transfer surface access.
  • the thermal resistance of the cooling element is reduced as a result.
  • Another advantage that allows uniform heat dissipation is that the distance for the coolant from the inlet to the drain, regardless of through which the channel sections of the fan structure flows this, is almost the same length.
  • the naturally uniform distribution of the flow resistance of flow-parallel to each other through flowed first and second channel sections thus allows for identical channel cross-sections a same flow velocity in all channel sections, which advantageously results in a homogeneous cooling of the receiving surface.
  • first and the second recess are at least partially juxtaposed in one direction along the width of the semiconductor device arrangement. This feature also contributes to optimizing the outer dimensions of the cooling element.
  • the cooling element according to the invention is preferably distinguished 'further characterized in that the first and second channel portions at least nx (m - l) / 2 and at most n ⁇ (m + l) / 2 points of intersection crossing, the following three combination cases are permissible : a) n straight, m straight; b) n odd, m odd; c) n even, m odd. It is particularly expedient if the first number n corresponds to the second number m. In a further embodiment, the number of crossing points, the at least one of the first channel sections with the second channel sections is not smaller than (m-1) and / or the number of crossing points having at least one of the second channel sections with the first channel sections is not smaller than (n-1).
  • an inventive cooling element between an upper and lower cover layer on at least three levels for guiding the coolant.
  • the three levels for guiding the coolant may for example be located in three layers of the cooling element.
  • a further advantageous embodiment of the device has a coolant structure with the following additional features: a third number of third channel sections aligned essentially parallel to one another, which are distributed below the semiconductor component arrangement, and of which at least some are fluidically connected in series with the first number n are fan-shaped extending, first channel sections are interconnected; and a fourth number of substantially parallel aligned fourth channel sections distributed below the semiconductor device array, and at least some of the fourth channel sections are fluidly connected in series with the second number m of fan-shaped second channel sections.
  • the thermal resistance is reduced efficiently in particular if the number of the first or second channel sections is at least one third, preferably at least half the number of the third or fourth channel sections, and ideally corresponds to their number.
  • the cooling element according to the invention can be combined with other microchannel structures, in particular those of cascade cooling elements, as described for example in DE 100 47 780 A1.
  • a "cascading" is to be understood as meaning the fluidic series connection of adjacent and / or mutually parallel channel sections.
  • substantially parallel running is in the context 'of this description to be understood that the longitudinal axes of the respective channel sections adjacent and lie in a direction perpendicular to their longitudinal axes parallel to one another, so that angular deviations from parallelism of up to 15 °, in particular 10 °, preferably 5 ° are allowed.
  • the first channel sections are oriented at least partially obliquely to the third channel sections and / or the fourth channel sections are oriented at least partially obliquely to the second channel sections.
  • This feature allows to design the shape of the "fan” as desired by the hard ⁇ interpretation of respective lengths of the channel sections.
  • the embodiment can be carried out with respect to pressure and flow technical constraints or with respect to an optimization of the thermal resistance.
  • the third channel sections form a microchannel structure which is connected via the first channel sections to the first recess and / or the fourth channel sections form a microchannel structure which is connected to the second recess via the second channel sections.
  • a cooling element designed in this way has a known microchannel structure in the region of the receiving surface, which are connected to the inlet and outlet via the first or second channel sections extending in a fan-shaped manner. This configuration makes it possible to considerably increase the receiving area compared to the cooling elements known from the prior art, so that the length of the laser diode bar can be considerably increased in the case of an electronic component designed as a laser diode bar. The magnification of the actively acting receiving area becomes achieved solely by the internal channel structure training, without having to change the external dimensions of the cooling element. In this way can be used optimized laser diode bar in terms' efficiency.
  • the cooling element can be formed by a total of three functional layers plus a lower and upper cover layer.
  • the cooling element according to the invention can be formed with a small thickness.
  • the longitudinal axes of the third and fourth channel sections are aligned substantially perpendicular to the width direction of the cooling element and thus of the semiconductor device arrangement. This favors efficient cooling of the laser diode bar.
  • the semiconductor device arrangement in a direction of extension perpendicular to the width direction of the cooling element (and thus the semiconductor device arrangement) has a total length which corresponds to up to 3 times the length of the third or fourth channel sections.
  • the cooling element according to the invention allows compact dimensions of the device due to the efficient cooling,
  • one of the first channel sections is connected to one or two adjacent third channel sections and / or one of the second channel sections is connected to one or two adjacent fourth channel sections.
  • first channel sections each have a width that is greater than or equal to the width of one of the third channel sections and smaller than twice the width of one of the third channel sections and / or the second channel sections each have a width, which is greater than or equal to the width of one of the fourth channel sections and less than twice the width of one of the fourth channel sections.
  • the distance between two adjacent first and / or second channel sections corresponds to
  • the first and / or second channel sections have feed or drain sections running parallel to the third and / or fourth channel sections.
  • the supply or discharge sections of the first and / or second channel sections are approximately the same length.
  • the number of the third and the number of first channel sections are arranged symmetrically with respect to an axis of symmetry of the cooling element and / or the number of the fourth and the number of second channel sections are arranged symmetrically with respect to an axis of symmetry of the cooling element.
  • the semiconductor device arrangement has at least one laser diode bar or at least one row of a plurality of juxtaposed laser diodes or consists of a laser diode bar or at least one row of a plurality of juxtaposed laser diodes.
  • 6e shows a cross section through a stackable cooling element with a laser diode bar on a coolant guide structure of the sixth embodiment
  • Fig. 6f the cooling element of Fig. 6e in a plan view.
  • FIGS. 1 b, 1 c, 1 d, 2 b, 2 c, 2 d, 3 c, 3 c, 3d, 4b, 4c, 4d which, when arranged one above the other, give the overall view.
  • the illustrated coolant guide structures are incomplete in that their connection to inlets and outlets in the cooling element is not shown.
  • FIG. 1 comprising FIGS. 1a to 1d, is a .
  • FIG. 1a shows a plan view of the coolant guide structure KM, which are arranged one above the other in Figs. 1b, 1c and 1d
  • Each of the planes shown in Figures 1b and 1d may, for example, be located in a layer S1, S2 and S3, which may be arranged between an upper and a lower cover layer to form the coolant guide structure arranged one above the other
  • coolant guide structure described in the embodiments need not necessarily 'of superposed layers to be formed.
  • the coolant guiding structure can be manufactured by molding or in the aggregate for example.
  • the coolant guide structure KM is formed on a good heat conductive material of the cooling element 1.
  • the edge boundaries of the cooling element 1 are not shown in the present figures, since they are of minor importance to the invention.
  • the cooling element 1 has a receiving surface 2 a, the dimensions of which are marked DA and U in FIG. 1 a.
  • bA denotes the width of the receiving surface 2a
  • IA the length of the receiving surface.
  • the receiving surface 2 a serves to receive a semiconductor component arrangement 2 of corresponding size, wherein a reliable, essentially homogeneous cooling of the semiconductor component arrangement 2 is ensured in the region of the receiving surface 2 a owing to the channel structure of the cooling element 1.
  • the receiving surface 2a thus corresponds in the following description to the region below the semiconductor device arrangement or the outline of the projection of the semiconductor device arrangement 2.
  • the semiconductor device arrangement 2 which is not shown in the figures, is in particular a laser diode or a laser diode bar or extending in the width direction row / row thereof, the cooling element according to the invention or the coolant guide structure formed therein is in principle, however, also for cooling other and / or more electronic components.
  • the coolant guide structure of the first exemplary embodiment in FIG. 1 has a first number of substantially parallel third channel sections 3, which in the exemplary embodiment are uniformly distributed over the width of the receiving surface b A of the cooling element. This means that the longitudinal axes of two adjacent channel sections each have the same distance from each other.
  • the third channel sections 3 form a microchannel structure of known type. In the version For example, a total of 16 parallel juxtaposed third channel sections 3 are shown. In principle, a different number of third channel sections 3 can be provided.
  • the third channel sections 3 are arranged in a first layer S1 (see Fig. 1b). Two adjacent each of the third channel sections 3 are connected to one another via a connecting section 13 extending along the width bA of the receiving surface 2a. This results in approximately a U-shaped channel guide.
  • Each second of the third channel sections 3 (ie each "U") is connected via a second number of fan-shaped first channel sections 5 to a first recess 4, eg an inlet, which is symmetrical with respect to an axis of symmetry 10 and approximately horseshoe-shaped Channel sections 5 are in this case oriented obliquely in sections to the third channel sections 3, these opening into feed sections 7 running parallel to the third channel sections, which connect the first channel sections 5 to the first recess and the feed sections 7 of the first channel sections 5 are such that there is symmetry with respect to the axis of symmetry 10.
  • FIG. 1d shows the profile of the channel centerline structure in the fourth layer S3.
  • This has substantially parallel aligned fourth channel sections 8, wherein each two adjacent channel sections are connected via a connecting portion 14. This also results in a U-shaped channel guide. If the first and fourth layers S1 and S3 are arranged one above the other, then the third channel sections 3, the fourth channel sections 8 and the connecting sections 13 and 14 come to lie one above the other.
  • Each second of the fourth channel sections 8 is fluidically interconnected with the second recess 6 via a second number of second channel sections 9 extending in a fan-shaped manner.
  • the second channel sections 9 have, corresponding to the first channel sections 5, outlet sections 11 which are located substantially in respective axes of the fourth channel sections 8.
  • the run-off sections 11 thus run essentially parallel to one another.
  • the discharge sections 11 lead into the second recess 6.
  • the feed sections of the first channel sections 5, the outlet sections 11 of the second channel sections 9 and the first and second recesses 4, 6 extend over all layers S1, S2 and S3.
  • the flow-related course in the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1 results in the following sequence: first recess 4-first channel sections 5-third channel sections 3-fourth channel sections 8-second channel sections 9-second recess 6.
  • the length of the Zuferrabroughe 7 of the first channel sections 5 is identical in the voriiegenden embodiment.
  • the respective left and right of the axis of symmetry 10 arranged Zuferrabroughe 7 are arranged offset from each other in the longitudinal direction, so that the inclined portions of the first channel sections 5 parallel to each other.
  • the oblique sections of the first channel sections 5 extend approximately at a 45 ° angle to the third channel sections 3 and to the feed sections 7.
  • the second channel sections 9 formed in the fourth layer S3 which are connected via the flow sections 11 with the second recess 6.
  • each of the left and right of the axis of symmetry 10 extending oblique portions of the first Kanaiabitese 5 could run at a different angle relative to the third channel sections 3 and feed sections 7, which could be effected in particular by a different length of the feed sections 7.
  • the ends of the feed sections 7 opening into the first recess 4 could lie in a line which is e.g. perpendicular to the longitudinal axes of the third channel sections 3 extends.
  • the second channel sections 9 and the outlet sections 11 of the second channel sections can also be dispensed with and replaced by the first or second cutouts 4, 6.
  • the distance between two adjacent first and / or second channel sections 5, 9 corresponds to 1, 2 times, preferably 4 ⁇ times the distance between two adjacent third and / or fourth channel sections 4, 8.
  • the distance between two adjacent channel sections becomes here the distance between their respective centrally located longitudinal axes of the channel sections understood.
  • the coolant for example, fed into the first recess 4
  • the width b AN i is expediently less than 60% of the width bA of the receiving surface 2a.
  • the coolant flowing from the third channel sections 3 into the fourth channel sections 8 is narrowed via the fan-shaped second channel sections 9 and the second recess 6, the 'process, fed.
  • the two recesses 6 provided due to the symmetrical arrangement together assume a width which results from the difference between bA and ⁇ ANI.
  • a cooling element according to the invention could also be formed only by the part shown on the left or the right of the axis of symmetry 10.
  • the mirror-symmetrical embodiment in the exemplary embodiment has practical advantages, which have already been explained above.
  • the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1 has a partial coolant-carrying structure formed on the left or right of the axis of symmetry 10. a number of ten crossing points. This is calculated according to the formula n ⁇ (m + l) / 2, where n is the number of parallel first channel separations. sections 5 and m is the number of parallel second channel sections 9. Both n and m are 4 in this embodiment.
  • the second exemplary embodiment shown in Figure 2, comprising Figures 2a to 2d, is of the type "U channel guide laterally long, type 2."
  • the coolant guide structure differs from the variant shown in the first embodiment shown in FIG Instead of this, the third channel section 3, the first channel section 5 and the feed section 7 lie in one axis
  • the axis of symmetry 10 at the furthest away from the third channel sections 3 directly, ie in the layer S1 and on a line with one of the drainage sections 11, opens into the same
  • the fourth embodiment in Fig. 3 is of the "U-channel vertical length" type, as best seen in Fig. 3b, two adjacent third channel sections 3 are connected to one channel of the first channel sections 5, respectively Channel sections 3 opposite ends of the inclined portions of the first channel sections 5 open fan-shaped approximately equal length Zuurerabroughe 7 of the first Kanalabschrjitte, which extend in the direction of the third channel sections 3 and turn into the first due to the symmetrical configuration horseshoe-shaped recess 4.
  • the fourth channel sections 8 in the fourth layer S3 are connected to the second recess 6 via the second channel sections 9.
  • two fourth channel sections 8 arranged adjacent to one another are fluidically connected in parallel by corresponding channels of the second channel sections 9.
  • the exemplary embodiment of the same length trained drain sections 11 of the second channel sections 9 connect the second recess 6 with the ends of the inclined sections of the second channel sections 9, which are the fourth channel sections 8 facing away.
  • a flow-related sequential connection of the third channel sections 3 and the fourth channel sections 8 results from the connection sections 12 in the second layer S2.
  • the flow-related course of the embodiment shown in Fig. 3 results in the order: first recess 4 - first channel sections 5 - third, channel sections 3 - fourth channel sections 8 - second channel sections 9 - second recess 6.
  • the second recess 6 and the feed sections 7 and the drain sections 11 all of the three layers S1.
  • S2 and S3
  • the second embodiment shown in Fig. 4 corresponds to a "U-channel guide laterally short.”
  • the parallel third channel sections 3 are substantially shorter and moreover, a smaller number of parallel third channel sections 3 are provided are connected via the first Kanaiabterrorisme 5, which relative to the third channel sections 3 obliquely extending portions and parallel to the third channel sections 3 extending feed sections 7 with the first recess 4.
  • the first Kanaiabriske 5 which relative to the third channel sections 3 obliquely extending portions and parallel to the third channel sections 3 extending feed sections 7 with the first recess 4.
  • the previous embodiment of FIG. 2 which is the symmetry axis 10 immediately adjacent third channel section 3 directly connected in straight connection with the first recess 4, in a corresponding manner, this applies to those third channel sections 3, which are arranged farthest from the axis of symmetry 10.
  • the fourth channel sections 8 are connected to the second recess 6 via the second channel sections 9, which have sections and drain sections 11 running obliquely with the fourth channel sections 8.
  • the fourth channel sections 8 which are immediately adjacent to the axis of symmetry 10 and farthest to this formed, directly, ie in straight connection, connected to the second recess 6.
  • the fluidic The series connection of the channels extending in the first and third layers S1 and S3, and in particular of the crossing first and second channel sections, results via the connecting sections 12 provided in the second layer S2.
  • first recess 4 first channel sections 5 - third channel sections 3 - fourth channel sections 8 - second channel sections 9 - second recess 6.
  • first recess - third channel sections - second channel sections - fourth channel sections - second channel sections - second recess also take place in the following order: first recess - third channel sections - second channel sections - fourth channel sections - second channel sections - second recess.
  • the channel sections 7 can be regarded as third channel sections and the channel sections 11 as first channel sections.
  • n represents the number of parallel first channel sections 5 and m the number of parallel second channel sections 9.
  • the third and fourth channel sections 3, 8 could also be dispensed with, so that the ends of the oblique sections of the first and second channel sections 5, 9 remote from the first and second recesses 4, 6, respectively are directly connected to the respective connecting portions 13, and 14, respectively.
  • the connecting sections 13 and 14 lie on a common axis in different planes of the layers S1 and S3.
  • the fluidic profile results in the following order: first recess - third channel sections - first channel sections - fourth channel sections - second channel sections - second recess.
  • the channel sections 7 can be regarded as third channel sections and the channel sections 11 as first channel sections.
  • the coolant guide structure KM has fan-shaped first and second channel sections 5, 9, with the first channel sections 5 downstream of the first recess 4 and the second channel portion 9 of the second recess 6 are upstream of flow.
  • the first and second channel sections 5, 9 are fluidly connected downstream via connecting sections 12 in the second, middle layer S2. Due to the waiver of the third and fourth channel sections, as compared to the exemplary embodiment according to FIG. 4, and the channel sections which connect the fan structures to the inlet and outlet, the microchannel structure is formed essentially exclusively by the first and second channel sections 5, 9 , Below the receiving surface 2a or the Halbleiterbauelement- arrangement thus extend only channel sections of the fan structures.
  • FIGS. 5e and 5f respectively illustrate alternative embodiments of FIG. 5a in which the outflow-side coolant-guiding structures in the third layer S3 are shifted toward the inlet-side coolant-carrying structure (FIG. 5e) or away from it (FIG. 5f)
  • the ends of the first and second fan-shaped extending channel sections 5, 9 are no longer one above the other, but slightly offset from each other,
  • the connection of the ends of the first and second channel section 5, 9 is carried out by in the width direction of the semiconductor device arrangement, ie lateral, extending channels in the second, middle layer S2.
  • the fifth exemplary embodiment of the coolant guide structure KM in FIGS. 6a to 6d represents a variant which, in comparison to the embodiment of FIGS. 5a to 5d, additionally comprises third channel sections 3 and fourth channel sections 8 which are arranged between the inlet 4 and the outlet 6 and the first channel sections 5 and the second channel sections 9 are arranged.
  • the first and second channel sections 5, 9 are, as in the exemplary embodiment according to FIGS. 5 a to 5 d, downstream of each other (directly) in terms of flow.
  • the receiving surface 2 a or the region below the semiconductor component arrangement 2 can thereby be made larger.
  • This ⁇ variant also has the advantage that the distance for the coolant from the inlet 4 to the outlet 6, regardless of the channel sections of the fan structure flows through this, is almost the same length. This results in a uniform distribution channel-individual flows with relatively homogeneous cooling effect on the receiving surface 2a.
  • FIG. 6e shows a cross-sectional view of a stackable cooling element 1 with a laser diode bar 2 mounted on the receiving surface 2a as a semiconductor component arrangement, wherein the cooling medium guide structure KM of the cooling element 1 according to FIG. 6a is formed.
  • FIG. 6f shows the stackable cooling element 1 provided with the laser diode bar 2 in a top view, wherein the topmost layer (S1) of the internal cooling medium guide structure KM is indicated by dots.
  • An inlet 15 designed as a breakthrough is connected to the inlet 4, and an outlet designed as a breakthrough is on. the sequence 6 connected.
  • the length of the receiving surface U can be up to 3 times the usual length.
  • the usual length used here is the length IKAI of the third channel sections 3, as shown for example in FIGS. 1, 2 and 3. This is made possible by the provision of first and second channel sections, which run fan-shaped and cross each other in different planes.
  • the first and second channel sections, whose respective channels can be flowed through in parallel by coolant, are in this case downstream of each other in terms of flow.
  • first recess e.g., inlet

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Abstract

The invention relates to an apparatus with a semiconductor component-array (2) which is arranged on an accommodation surface (2a) of a cooling element (1), and extends at least across a portion of the width of the cooling element (1).  The cooling element (1) comprises at least one coolant control structure.  The coolant control structure comprises at least a first recess (4) for the inlet or outlet of the coolant which has a smaller width (bAN1) than the semiconductor-component array (2).  Furthermore, the coolant control structure comprises a first number n of first channel sections (5) extending in a fan-shape and which are outlet-connected to the flow from the first recess (4).  The coolant control structure comprises at least a second recess (6) for the outlet or inlet of the coolant which has a smaller width than the semiconductor component array (2).  Finally, the coolant control structure comprises a second number of second channel sections (9) extending fan-like and which are inlet-connected to the flow from the second recess.  The first and second channel sections (5, 9) intersect in different planes and are einarider outlet-connected to the flow.  The first and second channel sections (5, 9) run underneath the semiconductor element array (2).

Description

Vorrichtung mit einer Halbleiterbauelement-Anordnung und einem Kühlelement Device with a semiconductor device arrangement and a cooling element

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2008 026 857,7, deren Dffenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.This patent application claims the priority of German Patent Application 10 2008 026 857.7, the Dungenbarungsgehalt hereby incorporated by reference.

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Halbleiterbauelement-Anordnung, welche .auf einer Aufnahmefläche eines Kühlelements angeordnet ist. Die Halbleiterbauelement-Anordnung umfasst insbesondere eine Laserdiode oder einen Laserdiodenbarren oder Stapeln davon. Das Kühlelement umfasst typischerweise Kanäle, die in übereinander liegenden Ebenen angeordnet und von einer Kühlflüssigkeit durchflössen sind.The invention relates to a device with a semiconductor device arrangement, which is arranged .auf a receiving surface of a cooling element. In particular, the semiconductor device arrangement comprises a laser diode or a laser diode bar or stack thereof. The cooling element typically comprises channels, which are arranged in superimposed planes and flowed through by a cooling liquid.

Der Einsatz von z.B. Hochleistungs-Laserdioden ist immer mit dem Erfordernis einer Kühlung verbunden, die sich auf besonders effiziente Weise durch eine fluiddynamische Mikrokanalkühlung mit Wasser als Kühlflüssigkeit realisieren lässt. So werden beachtliche Wärmeeintragsflächen mit sog. Mikrokanalwär- mesenken erreicht, in denen die Mikrokanäle mit unterschiedlichen Methoden in ein Material von guter Wärmeleitfähigkeit eingearbeitet sind.The use of e.g. High-power laser diodes are always associated with the requirement for cooling, which can be realized in a particularly efficient manner by fluid-dynamic microchannel cooling with water as the cooling fluid. Thus, considerable heat input surfaces are achieved with so-called microchannel heat sinks, in which the microchannels are incorporated with different methods into a material of good thermal conductivity.

Allgemein soll das Kühlelement zur Kühlung des elektronischen Bauelements einerseits möglichst klein und kompakt sein, andererseits aber eine effiziente Kühlung ermöglichen. Eine solche effiziente Kühlung erfordert eine hohe Wärmeaustauschleistung, die ihrerseits nur mit einem Kühlmitteldurchsatz erreicht werden kann. Bei der konstruktiven Ausgestaltung des Kühlelements, d.h. bei der Anordnung und geometrischen Formgebung der im Inneren des Kühlelements verlaufenden Kanäle zum Zu- und Abführen des Kühlmittels an die Mikrokanäle bzw. von den Mikrokanälen ist somit anzustreben, dass der Druckabfall innerhalb des Kühlelements für einen gegebenen und zur Kühlung des elektronischen Bauelements erforderlichen Kühlmitteldurchsatz möglichst gering ist.Generally, the cooling element for cooling the electronic component on the one hand should be as small and compact as possible, but on the other hand allow efficient cooling. Such efficient cooling requires high heat exchange performance, which in turn can only be achieved with coolant throughput. In the structural design of the cooling element, i. In the arrangement and geometric shaping of the channels extending in the interior of the cooling element for supplying and discharging the coolant to the microchannels or from the microchannels, it is therefore desirable to minimize the pressure drop within the cooling element for a given coolant throughput required for cooling the electronic component is low.

Bei stapelbaren Kühlelementen oder Mikrokanalwärmesenken besteht die Aufgabe, einen schmalen Zu- und Rücklauf auf die Breite des elektronischen Bauelements zu erstrecken, um dieses durch Kanäle mög¬ lichst homogen kühlen zu können. Sowohl der Zu- als auch der Rücklauf werden üblicherweise als sich über die Breite des elektronischen Bauelements erweiternde Kammern ausgeführt. Dabei wird die Strömung in dem Zulauf zwischen dem Einlass und der Mikrokanalstruktur räumlich lateral aufgespreizt und im Rücklauf zwischen der Mikrokanalstruktur und dem Auslass räumlich lateral verengt. Diese als Strö- mungsspreiz- und Verengungskammern bezeichneten Kammern weisen Nachteile für das Kühlelement auf, weil sie - verglichen mit den üblichen Strukturen des Kühlelements - sehr groß sind, Dadurch leidet zum einen die Stabilität des Kühlelements, insbesondere deren Resistenz gegen Druck, Biege- und Torsionskräfte. Darüber hinaus tragen die Kammern, die in der Nähe des elektronischen Bauelements angeordnet sind, kaum zu einem Wärmeeintrag bei.In stackable cooling elements or microchannel heat sinks the task of extending a narrow supply and return to the width of the electronic component in order to cool this mög ¬ lichst homogeneously through channels exist. Both the intake and the return are usually carried out as widening over the width of the electronic component chambers. In this case, the flow in the inlet between the inlet and the microchannel structure spatially laterally spread and in the return between the microchannel structure and the outlet spatially laterally narrowed. These chambers, which are referred to as flow spreading and constriction chambers, have disadvantages for the cooling element, because they are very large compared with the usual structures of the cooling element. This suffers, on the one hand, the stability of the cooling element, in particular its resistance to pressure, bending and bending torsional forces. In addition, the chambers, which are arranged in the vicinity of the electronic component, hardly contribute to a heat input.

Die Vielzahl bekannter Mikrokanalwärmesenken enthält in einer Folge zusammengeführter strukturierter Schichten unterschiedliche funktionale Ebenen, wobei das zu kühlende elektronische Bauelement auf eine obere Deckschicht, z.B. durch Löten, aufgebracht ist. In der Schichtenstruktur sind die Funktionen der Zu- uqd der Ableitung der Kühlfiüssigkeit sowie der eigentlichen Kühlung über die Mikrokanäle untergebracht.The plurality of known microchannel heat sinks contain different functional planes in a sequence of merged structured layers, the electronic device to be cooled being applied to an upper cover layer, e.g. by soldering, is applied. In the layer structure, the functions of Zuq uqd the discharge of Kühlfiüssigkeit and the actual cooling via the microchannels are housed.

Aus der DE 43 15 580 A1 ist eine aus fünf Schichten bestehende Mikrokanalwärmesenke bekannt. In einer Mikrokanal bzw, Verteilerplatte wird die über einen Zufluss zugeführte Kühlflüssigkeit auf die Mikrokanäle verteilt, die sich unterhalb des auf der Deckschicht befestigten Diodeniasers befinden. Über Verbindungskanäle in einer Zwischenschicht wird die Kühlflüssigkeit in eine Sammelplatte geleitet, von wo aus eine Verbindung zu einem Abfluss besteht. Eine Grundplatte schließt die Mikrokanalwärmesenke nach unten ab. Dieser modulare Aufbau ist prinzipiell für eine vertikale Stapelung geeignet.From DE 43 15 580 A1 a five-layer microchannel heat sink is known. In a microchannel or distributor plate, the coolant supplied via an inflow is distributed to the microchannels which are located below the diode-diode mounted on the cover layer. Via connecting channels in an intermediate layer, the cooling liquid is led into a collection plate, from where there is a connection to a drain. A baseplate closes the microchannel heat sink down. This modular structure is in principle suitable for vertical stacking.

Aufbauend auf der DE 43 15 580 A1 ist in der DE 197 10 716 A1 eine Vorrichtung zum Kühlen von elektronischen Elementen beschrieben, bei welcher der Druckverlust, den die Kühlflüssigkeit beim Passieren durch die Mikrokanalwärmesenke erfährt, gesenkt werden kann. Dazu wird eine Zwischenplatte durch eine Schichtung derart modifiziert, dass über eine Treppenstruktur eine sukzessive Strömungsquerschnittsanpassung erreicht wird. Nachteilig hieran ist, dass durch die Schichtung eine Vergrößerung der Bauhöhe erfolgt.Based on DE 43 15 580 A1, a device for cooling electronic elements is described in DE 197 10 716 A1, in which the pressure loss which the cooling fluid undergoes when passing through the microchannel heat sink can be reduced. For this purpose, an intermediate plate is modified by a layering in such a way that a successive flow cross-section adaptation is achieved via a staircase structure. The disadvantage of this is that the stratification increases the height.

Die DE 100 47 780 A1 schafft eine Einrichtung zur Kühlung von Diodenlasern, bei der der Wärmeübergangskoeffizient bei niedriger Bauhöhe der Einrichtung derart vergrößert ist, dass die auftretenden Druckverluste auch einen strömungstechnisch parallelen Betrieb von gestapelten Wärmesenken in effektiver Weise gewährleisten. Bei dieser Einrichtung sind die Kanäle in jeder Ebene in strömungstechnisch seriell nacheinander geschaltete Gruppen aufgeteilt, die zur Nacheinanderschaltung in für die übereinander liegenden Ebenen gemeinsame strömungstechnische Verbindungsglieder münden, Dabei stehen von den Gruppen der Kanäle eine erste Gruppe mit einem gemeinsamen Zufluss und eine andere, zuletzt nachgeschaltete Gruppe mit einem gemeinsamen Abfluss für die Kühlflüssigkeit in Verbindung.DE 100 47 780 A1 provides a device for cooling diode lasers, in which the heat transfer coefficient is increased at low height of the device such that the pressure losses occurring also ensure a flow-parallel operation of stacked heat sinks in an effective manner. In this device, the channels in each level are divided into fluidically serially connected groups in sequence, which open for the subsequent connection in common for the superimposed planes fluidic connection links, are available from the Groups of channels a first group with a common inflow and another, last downstream group with a common outlet for the cooling liquid in combination.

Die DE 10 2006 023 177 A1 offenbart eine planare Wärmeableitungsvorrichtung zum Ableiten von Wärme von einer elektronischen Komponente wie z.B. einer CPU. Die Wärmeableitungsvorrichtung weist ein planares Gehäuse auf, das einen planaren Innenraum darin begrenzt. Es umfasst ferner eine Unterteilungseinheit, die den Innenraum in eine Mehrzahl von oberen Fluidkanälen und eine Mehrzahl von unteren Flui'dkanälen unterteilt, die die oberen Fluidkanäle kreuzen. Jeder der oberen Fluidkanäle ist in Fluid- verbindung mit wenigstens einem der unteren Fluidkanäle an einem Kreuzungspunkt zwischen denselben. Dabei stehen die oberen und. unteren Fluidkanäle in einer Strömungsverbindung.DE 10 2006 023 177 A1 discloses a planar heat dissipation device for dissipating heat from an electronic component such as a CPU. The heat dissipation device has a planar housing defining a planar interior therein. It further comprises a dividing unit that divides the interior into a plurality of upper fluid channels and a plurality 'of lower dkanälen flui which cross the upper fluid channels. Each of the upper fluid channels is in fluid communication with at least one of the lower fluid channels at a point of intersection therebetween. Here are the upper and. lower fluid channels in a flow connection.

Aus der EP 1 253 685 A1 ist ferner ein Kühlelement bekannt, bei welchem, ein Zulauf über eine Kanalstruktur mit Kühlkanälen zur Kühlung eines elektronischen Bauelements verbunden ist. Das zu kühlende Bauelement wird hierbei auf die parallel zueinander verlaufenden Kühlkanäle aufgebracht.From EP 1 253 685 A1 a cooling element is also known in which an inlet is connected via a channel structure with cooling channels for cooling an electronic component. The component to be cooled is applied to the mutually parallel cooling channels.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung mit einem, Kühlelement für eine Halbleiterbauelement-Anordnung anzugeben, bei der der Wärmeeintrag in das Kühlelement verbessert und der thermische Widerstand des Kühlelements verringert ist.It is an object of the present invention, an apparatus having a specifying cooling member for a semiconductor device arrangement in which the heat input improved in the cooling element and the thermal resistance of the cooling element is reduced.

Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.These objects are achieved by a device having the features of claim 1. Advantageous embodiments result from the dependent claims.

Es wird eine Vorrichtung mit einer Halbleiterbauelement-Anordnung vorgeschlagen, welche auf einer Aufnahmefläche eines Kühlelementes angeordnet ist und sich zumindest über einen Teil der Breite des Kühlelements erstreckt. Das Kühlelement weist eine Kühlmittelstruktur mit folgenden. Merkmalen auf: zumindest eine erste Ausnehmung für den Zu- oder Ablauf des Kühlmittels, die eine geringere Breite als die Halbleiterbauelement-Anordnung aufweist; eine erste Anzahl n an sich fächerförmig erstreckenden, ersten Kanalabschnitten, welche der erstenA device with a semiconductor component arrangement is proposed, which is arranged on a receiving surface of a cooling element and extends over at least part of the width of the cooling element. The cooling element has a coolant structure with the following. Characteristics on: at least a first recess for the inlet or outlet of the coolant, which has a smaller width than the semiconductor device arrangement; a first number n of fan-shaped first channel sections, which are the first

Ausnehmung strömungstechnisch nachgeschaltet sind; zumindest eine zweite Ausnehmung für den Ab- oder Zulauf des Kühlmittels, die eine geringereRecess are downstream of flow; at least one second recess for the outlet or inlet of the coolant, the lower one

Breite als die Halbleiterbauelement-Anordnung aufweist; eine zweite Anzahl m an sich fächerförmig erstreckenden zweiten Kanalabschnitten, welche der zweiten Ausnehmung strömungstechnisch vorgeschaltet sind. Hierbei sind die ersten und zweiten Kanalabschnitte einander strömungstechnisch nachgeschaltet und überkreuzen sich in unterschiedlichen Ebenen. Ferner verlaufen die ersten und zweiten Kanalabschnitte zumindest teilweise unterhalb der Halbleiterbauelement-Anordnung .Having width as the semiconductor device arrangement; a second number m in itself fan-shaped extending second channel sections, which are upstream of the second recess fluidically. Here, the first and second channel sections are downstream of each other in terms of flow and cross each other in different levels. Furthermore, the first and second channel sections extend at least partially below the semiconductor device arrangement.

„Unterhalb der Halbleiterbauelement-Anordnung" bedeutet dabei in einer zur Autnahmefläche senkrechten Projektion des kleinsten, die Halbleiterbauelement-Anordnung umschließenden, Bereiches. Erfindungsgemäß verlaufen unterhalb der Halbleiterbauelement-Anordnung und damit der Aufnahmefläche sich fächerförmig erstreckende Kanalabschnitte, welche das Kühlmittel von einem Zulauf in Richtung der Halbleiterbauelement-Anordnung bzw. der Aufnahmefläche erweitern oder von der Halbleiterbauelement- Anordnung bzw. der Aufnahmefläche in Richtung eines Ablaufs verengen. Anschaulich bedeutet dies, dass die bislang verwendete Strömungsspreizkammer als auch die Strömungsverengungskammer in einzelne Kanäle unterteilt ist, welche sich in verschiedenen Ebenen überkreuzen. Zum einen erhält man hierdurch eine verbesserte Stabilität des Kühlelements. Zum anderen können die durch die Kanäle in den Strömungsspreiz- und Verengungsstrukturen entstandenen Wärmeflusspfade auf eine vergrößerte Wärmeübergangsfläche Zugriff nehmen. Hierdurch wird im Ergebnis der thermische Widerstand des Kühlelements verringert. Ein weiterer Vorteil, der eine gleichmäßige Wärmeabfuhr ermöglicht, besteht darin, dass die Wegstrecke für das Kühlmittel vom Zulauf zum Ablauf, unabhängig davon, durch welchen der Kanalabschnitte der Fächerstruktur dieses strömt, nahezu gleich lang ist. Die naturgemäß gleichmäßige Verteilung des Strömungswiderstandes von strömungstechnisch parallel zueinander durchflossenen ersten und zweiten Kanalabschnitten ermöglicht damit bei identischen Kanalquerschnitten eine gleiche Strömungsgeschwindigkeit in allen Kanalabschnitten, was vorteilhafterweise in einer homogenen Kühlung der Aufnahmefläche resultiert.In this case, "below the semiconductor component arrangement" means a region of the smallest area surrounding the semiconductor component arrangement which extends perpendicular to the pickup area This means that the previously used flow-spreading chamber and the flow-constriction chamber are subdivided into individual channels which cross over in different planes On the one hand, this provides an improved stability of the cooling element and, on the other hand, the heat flow paths created by the channels in the flow spreading and constriction structures can be increased to one size rte heat transfer surface access. As a result, the thermal resistance of the cooling element is reduced as a result. Another advantage that allows uniform heat dissipation is that the distance for the coolant from the inlet to the drain, regardless of through which the channel sections of the fan structure flows this, is almost the same length. The naturally uniform distribution of the flow resistance of flow-parallel to each other through flowed first and second channel sections thus allows for identical channel cross-sections a same flow velocity in all channel sections, which advantageously results in a homogeneous cooling of the receiving surface.

Es ist weiterhin vorgesehen, dass die erste und die zweite Ausnehmung in einer Richtung längs der Breite der Halbleiterbauelement-Anordnung zumindest abschnittsweise nebeneinander angeordnet sind. Dieses Merkmal trägt ebenfalls zu einer Optimierung der äußeren Abmaße des Kühlelements bei.It is further provided that the first and the second recess are at least partially juxtaposed in one direction along the width of the semiconductor device arrangement. This feature also contributes to optimizing the outer dimensions of the cooling element.

Das erfindungsgemäße Kühlelement zeichnet sich vorzugsweise 'weiterhin dadurch aus, dass sich die ersten und zweiten Kanalabschnitte an wenigstens n x (m - l)/2 und an höchstens n χ (m + l)/2 Kreuzungspunkten überkreuzen, wobei die folgenden drei Kombinationsfälle zulässig sind: a) n gerade, m gerade; b) n ungerade, m ungerade; c) n gerade, m ungerade. Es ist insbesondere zweckmäßig, wenn die erste Anzahl n der zweiten Anzahl m entspricht. In einer weiteren Ausgestaltung ist die Anzahl der Kreuzungspunkte, die wenigstens einer der ersten Kanalabschnitte mit den zweiten Kanalabschnitten aufweist, nicht kleiner als (m - 1) ist und/oder die die Anzahl der Kreuzungspunkte, die wenigstens einer der zweiten Kanalabschnitte mit den ersten Kanalabschnitten aufweist, nicht kleiner als (n - 1) .The cooling element according to the invention is preferably distinguished 'further characterized in that the first and second channel portions at least nx (m - l) / 2 and at most n χ (m + l) / 2 points of intersection crossing, the following three combination cases are permissible : a) n straight, m straight; b) n odd, m odd; c) n even, m odd. It is particularly expedient if the first number n corresponds to the second number m. In a further embodiment, the number of crossing points, the at least one of the first channel sections with the second channel sections is not smaller than (m-1) and / or the number of crossing points having at least one of the second channel sections with the first channel sections is not smaller than (n-1).

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung weist ein erfindungsgemäßes Kühlelement zwischen einer oberen und unteren Deckschicht zumindest drei Ebenen zur Führung des Kühlmittels auf. Die drei Ebenen zur Führung des Kühlmittels können beispielsweise in drei Schichten des Kühlelements gelegen sein.According to a further expedient embodiment, an inventive cooling element between an upper and lower cover layer on at least three levels for guiding the coolant. The three levels for guiding the coolant may for example be located in three layers of the cooling element.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung weist eine Kühlmittelstruktur mit folgenden, zusätzlichen Merkmale auf: eine dritte Anzahl an im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichteten dritten Kanalabschnitten, welche unterhalb der Halbleiterbauelement-Anordnung verteilt sind, und von denen zumindest manche strömungstechnisch seriell mit der ersten Anzahl n an sich fächerförmig erstreckenden, ersten Kanalabschnitten verschaltet sind; und eine vierte Anzahl an im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichteten vierten Kanalabschnitten, welche unterhalb der Halbleiterbauelement-Anordnung verteilt sind, und von denen zumindest manche der vierten Kanalabschnitte strömungstechnisch seriell mit der zweiten Anzahl m an sich fächerförmig erstreckenden, zweiten Kanalabschnitten verschaltet sind. ' A further advantageous embodiment of the device has a coolant structure with the following additional features: a third number of third channel sections aligned essentially parallel to one another, which are distributed below the semiconductor component arrangement, and of which at least some are fluidically connected in series with the first number n are fan-shaped extending, first channel sections are interconnected; and a fourth number of substantially parallel aligned fourth channel sections distributed below the semiconductor device array, and at least some of the fourth channel sections are fluidly connected in series with the second number m of fan-shaped second channel sections. '

Der thermische Widerstand wird insbesondere dann effizient verringert, wenn die Anzahl der ersten bzw. zweiten Kanalabschnitte wenigstens ein Drittel, vorzugsweise wenigstens die Hälfte der Anzahl der dritten bzw. vierten Kanalabschnitte beträgt und idealerweise ihrer Anzahl entspricht. Vorteilhafterweise ist das erfindungsgemäße Kühlelement kombinierbar mit anderen Mikrokanalstrukturen, insbesondere denen von Kaskadenkühlelementen, wie diese beispielsweise in der DE 100 47 780 A1 beschrieben sind. Unter einer „Kaskadierung" ist die strömungstechnische Serienschaltung von nebeneinander beziehungsweise übereinander liegenden, zueinander parallelen Kanalabschnitten zu verstehen.The thermal resistance is reduced efficiently in particular if the number of the first or second channel sections is at least one third, preferably at least half the number of the third or fourth channel sections, and ideally corresponds to their number. Advantageously, the cooling element according to the invention can be combined with other microchannel structures, in particular those of cascade cooling elements, as described for example in DE 100 47 780 A1. A "cascading" is to be understood as meaning the fluidic series connection of adjacent and / or mutually parallel channel sections.

Unter dem Begriff „ im Wesentlichen parallel verlaufend" ist im Rahmen' dieser Beschreibung zu verstehen, dass die Längsachsen der betreffenden Kanalabschnitte benachbart und in einer Richtung senkrecht zu ihren Längsachsen parallel zueinander liegen, so dass Winkelabweichungen von der Parallelität von bis zu 15°, insbesondere 10°, bevorzugt 5°, erlaubt sind. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind die ersten Kanalabschnitte zumindest teilweise schräg zu den dritten Kanalabschnitten orientiert und/oder die vierten Kanalabschnitte zumindest teilweise schräg zu den zweiten Kanalabschnitten orientiert. Dieses Merkmal erlaubt es, die Gestalt des „Fächers" durch die Fest¬ legung jeweiliger Längen der Kanalabschnitte beliebig auszubilden. Insbesondere kann die Ausgestaltung hinsichtlich druck- und strömungstechnischer Nebenbedingungen oder hinsichtlich einer Optimierung des thermischen Widerstands erfolgen.The term "substantially parallel running" is in the context 'of this description to be understood that the longitudinal axes of the respective channel sections adjacent and lie in a direction perpendicular to their longitudinal axes parallel to one another, so that angular deviations from parallelism of up to 15 °, in particular 10 °, preferably 5 ° are allowed. In an expedient embodiment, the first channel sections are oriented at least partially obliquely to the third channel sections and / or the fourth channel sections are oriented at least partially obliquely to the second channel sections. This feature allows to design the shape of the "fan" as desired by the hard ¬ interpretation of respective lengths of the channel sections. In particular, the embodiment can be carried out with respect to pressure and flow technical constraints or with respect to an optimization of the thermal resistance.

Es ist weiterhin vorgesehen, dass die dritten Kanalabschnitte eine Mikrokanalstruktur ausbilden, welche über die ersten Kanalabschnitte mit der ersten Ausnehmung verbunden ist und/oder die vierten Kanalabschnitte eine Mikrokanalstruktur ausbilden, welche über die zweiten Kanalabschnitte mit der zweiten Ausnehmung verbunden ist. Ein derart ausgestaltetes Kühlelement weist eine bekannte Mikrokanalstruktur im Bereich der Aufnahmefläche auf, welche über die fächerförmig sich erstreckenden ersten bzw. zweiten Kanalabschnitte mit dem Zu- bzw. Ablauf verbunden sind. Durch diese Ausgestaltung wird es möglich, die Aufnahmefläche gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Kühlelementen erheblich zu vergrößern, so dass bei einem als Laserdiodenbarren ausgebildeten elektronischen Bauelement die Länge des Laserdiodenbarrens erheblich vergrößert werden kann, Die Vergrößerung der aktiv wirksamen Auf- .nahmefläche wird alleine durch die interne Kanalstrukturausbildung erreicht, ohne die externen Abmessungen des Kühlelements verändern zu müssen. Hierdurch lassen sich hinsichtlich' des Wirkungsgrads optimierte Laserdiodenbarren verwenden.It is further provided that the third channel sections form a microchannel structure which is connected via the first channel sections to the first recess and / or the fourth channel sections form a microchannel structure which is connected to the second recess via the second channel sections. A cooling element designed in this way has a known microchannel structure in the region of the receiving surface, which are connected to the inlet and outlet via the first or second channel sections extending in a fan-shaped manner. This configuration makes it possible to considerably increase the receiving area compared to the cooling elements known from the prior art, so that the length of the laser diode bar can be considerably increased in the case of an electronic component designed as a laser diode bar. The magnification of the actively acting receiving area becomes achieved solely by the internal channel structure training, without having to change the external dimensions of the cooling element. In this way can be used optimized laser diode bar in terms' efficiency.

Insbesondere sind die dritten und die ersten Kanalabschnitte in einer gemeinsamen ersten Ebene angeordnet und/oder die vierten und die zweiten Kanalabschnitte in einer gemeinsamen zweiten Ebene ange¬ ordnet. Hierdurch kann das Kühlelement durch insgesamt drei funktionale Schichten zuzüglich einer unteren und oberen Deckschicht ausgebildet werden. Hierdurch lässt sich das erfindungsgemäße Kühlelement mit einer geringen Dicke ausbilden.In particular, the third and the first channel portions in a common first plane are arranged and / or the fourth and the second channel sections in a common second plane being arranged ¬. In this way, the cooling element can be formed by a total of three functional layers plus a lower and upper cover layer. As a result, the cooling element according to the invention can be formed with a small thickness.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Längsachsen der dritten und vierten Kanalabschnitte im Wesentlichen senkrecht zur Breitenrichtung des Kühlelements und damit der Halbleiterbauelement- Anordnung ausgerichtet. Dies begünstigt eine effiziente Kühlung des Laserdiodenbarrens.According to a further embodiment, the longitudinal axes of the third and fourth channel sections are aligned substantially perpendicular to the width direction of the cooling element and thus of the semiconductor device arrangement. This favors efficient cooling of the laser diode bar.

Bei einem erfindungsgemäßen Kühlelement weist die Halbleiterbauelement-Anordnung in einer Erstre- ckungsrichtung senkrecht zur Breitenrichtung des Kühlelements (und damit der Halbleiterbauelement- Anordnung) eine Gesamtlänge auf, welche bis zu dem 3-fachen der Länge der dritten oder der vierten Kanalabschnitte entspricht. Gegenüber einem herkömmlichen Kühlelement aus dem Stand der Technik kann dadurch die für die Halbleiterbauelement-Anordnung zur Verfügung stehende Fläche dreimal so groß ausgebildet werden. Dabei erlaubt das erfindungsgemäße Kühlelement kompakte Abmaße der Vorrichtung aufgrund der effizienten Kühlung,In a cooling element according to the invention, the semiconductor device arrangement in a direction of extension perpendicular to the width direction of the cooling element (and thus the semiconductor device arrangement) has a total length which corresponds to up to 3 times the length of the third or fourth channel sections. Compared to a conventional cooling element of the prior art As a result, the area available for the semiconductor component arrangement can be made three times as large. In this case, the cooling element according to the invention allows compact dimensions of the device due to the efficient cooling,

In einer weiteren Ausgestaltung ist jeweils einer der ersten Kanalabschnitte mit einem oder zwei nebeneinander liegenden der dritten Kanalabschnitte verbunden und/oder jeweils einer der zweiten Kanalabschnitte mit einem oder zwei nebeneinander liegenden der vierten Kanalabschnitte verbunden.In a further refinement, in each case one of the first channel sections is connected to one or two adjacent third channel sections and / or one of the second channel sections is connected to one or two adjacent fourth channel sections.

In einer weiteren konkreten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die ersten Kanalabschnitte jeweils eine Breite aufweisen, die größer oder gleich der Breite eines der dritten Kanalabschnitte und kleiner als die doppelte Breite eines der dritten Kanalabschnitte ist und/oder die zweiten Kanalabschnitte jeweils eine Breite aufweisen, die größer oder gleich der Breite eines der vierten Kanalabschnitte und kleiner als die doppelte Breite eines der vierten Kanalabschnitte ist. In einer weiteren alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung entspricht der Abstand zweier benachbarter erster und/oder zweiter Kanalabschnitte demIn a further concrete embodiment it can be provided that the first channel sections each have a width that is greater than or equal to the width of one of the third channel sections and smaller than twice the width of one of the third channel sections and / or the second channel sections each have a width, which is greater than or equal to the width of one of the fourth channel sections and less than twice the width of one of the fourth channel sections. In a further alternative or additional embodiment, the distance between two adjacent first and / or second channel sections corresponds to

1- bis 2-fachen, vorzugsweise dem 42 -fachen des Abstandes zweier benachbarter dritter und/oder vierter Kanalabschnitte.1 to 2 times, preferably 42 times the distance between two adjacent third and / or fourth channel sections.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weisen die ersten und/oder zweiten Kanalabschnitte relativ zu den dritten und/oder vierten Kanalabschnitten parallel verlaufende Zuführ- oder Ablaufabschnitte auf. Hierbei sind die Zuführ- oder Ablaufabschnitte der ersten und/oder zweiten Kanalabschnitte in etwa gleich lang.According to a further embodiment, the first and / or second channel sections have feed or drain sections running parallel to the third and / or fourth channel sections. In this case, the supply or discharge sections of the first and / or second channel sections are approximately the same length.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Anzahl der dritten und die Anzahl der ersten Kanalabschnitte symmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse des Kühlelements angeordnet und/oder die Anzahl der vierten und die Anzahl der zweiten Kanalabschnitte symmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse des Kühlelements angeordnet. Hierdurch ergeben sich besonders vorteilhafte Druckverlust- oder Strömungsverhältnisse, wobei gleichzeitig eine große Aufnahmefläche für das zu" kühlende elektronische Bauelement geschaffen wird.In accordance with a further embodiment, the number of the third and the number of first channel sections are arranged symmetrically with respect to an axis of symmetry of the cooling element and / or the number of the fourth and the number of second channel sections are arranged symmetrically with respect to an axis of symmetry of the cooling element. This results in particularly advantageous pressure loss or flow conditions, simultaneously a large receiving surface for the cooling to "electronic device is provided.

Die Halbleiterbauelement-Anordnung weist wenigstens einen Laserdiodenbarren oder wenigstens eine Reihe mehrerer, nebeneinander angeordneter Laserdioden auf oder besteht aus einem Laserdiodenbarren oder wenigstens eine Reihe mehrerer nebeneinander angeordneter Laserdioden.The semiconductor device arrangement has at least one laser diode bar or at least one row of a plurality of juxtaposed laser diodes or consists of a laser diode bar or at least one row of a plurality of juxtaposed laser diodes.

Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand von Ausführungsbeispielen in den Figuren beschrieben. Es zeigen: Fig. 1a bis 1d ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kühlmittelführungsstruktur eines erfindungsgemäßen Kühlelements,The invention will be described in more detail below with reference to exemplary embodiments in the figures. Show it: 1a to 1d a first embodiment of a coolant guide structure of a cooling element according to the invention,

Fig. 2a bis 2d ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kühlmittelführungsstruktur eines erfindungsgemäßen Kühlelements,2a to 2d, a second embodiment of a coolant guide structure of a cooling element according to the invention,

Fig. 3a bis 3d ein drittes Ausführungsbeispiel einer Kühlmittelführungsstruktur eines erfindungsgemäßen Kühlelements,3a to 3d a third embodiment of a coolant guide structure of a cooling element according to the invention,

Fig. 4a bis 4d ein viertes Ausführungsbeispiel einer Kühlmittelführungsstruktur eines erfindungsgemäßen Kühlelements,4a to 4d, a fourth embodiment of a coolant guide structure of a cooling element according to the invention,

Fig. 5a bis 5d ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Kühlmittelführungsstruktur eines erfindungsgemäßen Kühlelements,5a to 5d, a fifth embodiment of a coolant guide structure of a cooling element according to the invention,

Fig. 5e eine erste Abwandlung der Kanalmittelführungsstruktur des fünften Ausführungsbeispiels,5e shows a first modification of the channel center guide structure of the fifth embodiment,

Fig. 5f eine zweite Abwandlung der Kanalmittelführungsstruktur des fünften Ausführungsbeispiels,5f shows a second modification of the channel center guide structure of the fifth embodiment,

Fig. 6a bis 6d ein sechstes Ausführungsbeispiel einer Kühlmittelführungsstruktur eines erfindungsgemäßen Kühlelements,6a to 6d, a sixth embodiment of a coolant guide structure of a cooling element according to the invention,

Fig. 6e einen Querschnitt durch ein stapelbares Kühlelement mit einem Laserdiodenbarren auf einer Kühlmittelführungsstruktur des sechsten Ausführungsbeispiels,6e shows a cross section through a stackable cooling element with a laser diode bar on a coolant guide structure of the sixth embodiment,

Fig. 6f das Kühlelement aus Fig. 6e in einer Draufsicht.Fig. 6f the cooling element of Fig. 6e in a plan view.

In den Figuren ist jeweils übereinstimmend eine Gesamtansicht der Kühlmittelführungsstruktur (Fig. 1a, 2a, 3a, 4a) sowie dreier paralleler Ebenen (vgl. Fig. 1b, 1c, 1d; Fig. 2b, 2c, 2d; Fig, 3b, 3c, 3d; Fig. 4b, 4c, 4d) dargestellt, welche übereinander angeordnet die Gesamtansicht ergeben. Die dargestellten Kühlmittelführungsstrukturen sind insofern unvollständig, als dass ihre Verbindung mit Ein- und Auslässen im Kühlelement nicht dargestellt ist. In dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, umfassend Fig. 1a bis 1d, ist eine. Kanalmittelführungs- struktur KM eines Kühlelements 1 dargestellt, welche als „U-Kanalführung lateral lang, Typ 1" bezeichnet wird. Fig. 1a zeigt eine Draufsicht auf die Kühlmittelführungsstruktur KM, welche sich aus den in den Fig. 1b, 1c und 1d übereinander angeordneten, parallel zueinander liegenden Ebenen zusammensetzt. Jede der in den Fig. 1b bzw. 1d gezeigten Ebenen kann beispielsweise in einer Schicht S1, S2 und S3 liegen, welche zur Ausbildung der Kühlmittelführungsstruktur übereinander angeordnet zwischen einer oberen und einer unteren Deckschicht angeordnet sein können. Die in den Ausführungsbeispielen beschriebene Kühlmittelführungsstruktur braucht jedoch nicht zwingend' aus übereinander angeordneten Schichten gebildet zu werden. Stattdessen kann die Kühlmittelführungsstruktur z.B. durch Abformen auch im Ganzen gefertigt werden. Wenn in der folgenden Beschreibung auf Schichten Bezug genommen wird, so, ist dies nicht als einschränkend zu verstehen.1 a, 2 a, 3 a, 4 a) as well as three parallel planes (see FIGS. 1 b, 1 c, 1 d, 2 b, 2 c, 2 d, 3 c, 3 c, 3d, 4b, 4c, 4d) which, when arranged one above the other, give the overall view. The illustrated coolant guide structures are incomplete in that their connection to inlets and outlets in the cooling element is not shown. In the first embodiment shown in FIG. 1, comprising FIGS. 1a to 1d, is a . Channel centering structure KM of a cooling element 1, which is referred to as "U-channel guide laterally long, type 1." Fig. 1a shows a plan view of the coolant guide structure KM, which are arranged one above the other in Figs. 1b, 1c and 1d Each of the planes shown in Figures 1b and 1d may, for example, be located in a layer S1, S2 and S3, which may be arranged between an upper and a lower cover layer to form the coolant guide structure arranged one above the other However coolant guide structure described in the embodiments need not necessarily 'of superposed layers to be formed. Instead, the coolant guiding structure can be manufactured by molding or in the aggregate for example. When reference is made in the following description, layers, so this is not to be limiting understand.

Die Kühlmittelführungsstruktur KM ist auf einem gut Wärme leitenden Material des Kühlelements 1 ausgebildet. Die Randbegrenzungen des Kühlelements 1 sind in den vorliegenden Figuren nicht eingezeichnet, da diese für die Erfindung von untergeordneter Bedeutung sind. In bekannter Weise weist das Kühlelement 1 jedoch eine Aufnahmefläche 2a auf, deren Abmaße in Fig. 1a mit DA und U gekennzeichnet sind. bA kennzeichnet hierbei die Breite der Aufnahmefiäche 2a, IA die Länge der Aufnahmefläche. Die Aufnahmefiäche 2a dient zur Aufnahme einer Halbleiterbauelement-Anordnung 2 entsprechender Größe, wobei im Bereich der Aufnahmefläche 2a aufgrund der Kanalstruktur des Kühlelements 1 eine zuverlässi- ge, im Wesentlichen homogene Kühlung der Halbleiterbauelement-Anordnung 2 sichergestellt ist. Die Aufnahmefläche 2a entspricht damit in der nachfolgenden Beschreibung dem Bereich unterhalb der Halbleiterbauelement-Anordnung oder dem Umriss der Projektion der Halbleiterbauelement-Anordnung 2. Bei der Halbleiterbauelement-Anordnung 2, das in den Figuren nicht dargestellt ist, handelt es sich insbesondere um eine Laserdiode oder einen Laserdiodenbarren oder eine sich in Breitenrichtung erstreckende Zeile/ Reihe davon, Das erfindungsgemäße Kühlelement bzw. die darin ausgebildete Kühlmittelführungsstruktur eignet sich prinzipiell jedoch auch zur Kühlung anderer und/oder mehrerer elektronischer Bauelemente.The coolant guide structure KM is formed on a good heat conductive material of the cooling element 1. The edge boundaries of the cooling element 1 are not shown in the present figures, since they are of minor importance to the invention. However, in a known manner, the cooling element 1 has a receiving surface 2 a, the dimensions of which are marked DA and U in FIG. 1 a. In this case, bA denotes the width of the receiving surface 2a, IA the length of the receiving surface. The receiving surface 2 a serves to receive a semiconductor component arrangement 2 of corresponding size, wherein a reliable, essentially homogeneous cooling of the semiconductor component arrangement 2 is ensured in the region of the receiving surface 2 a owing to the channel structure of the cooling element 1. The receiving surface 2a thus corresponds in the following description to the region below the semiconductor device arrangement or the outline of the projection of the semiconductor device arrangement 2. The semiconductor device arrangement 2, which is not shown in the figures, is in particular a laser diode or a laser diode bar or extending in the width direction row / row thereof, the cooling element according to the invention or the coolant guide structure formed therein is in principle, however, also for cooling other and / or more electronic components.

Die Kühlmittelführungsstruktur des ersten Ausführungsbeispiels in Fig. 1 weist eine erste Anzahl an im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichteten dritten Kanalabschnitten 3 auf, welche im Ausführungsbeispiel gleichförmig über die Breite der Aufnahmefläche bA des Kühlelements verteilt sind. Dies bedeutet, dass die Längsachsen zweier benachbarter Kanalabschnitte den jeweils gleichen Abstand zueinander aufweisen. Die dritten Kanalabschnitte 3 bilden eine Mikrokanalstruktur bekannter Art aus. Im Ausfüh- rungsbeispiel sind insgesamt 16 parallel nebeneinander angeordnete dritte Kanalabschnitte 3 dargestellt. Grundsätzlich kann eine davon abweichende Anzahl an dritten Kanalabschnitten 3 vorgesehen sein.The coolant guide structure of the first exemplary embodiment in FIG. 1 has a first number of substantially parallel third channel sections 3, which in the exemplary embodiment are uniformly distributed over the width of the receiving surface b A of the cooling element. This means that the longitudinal axes of two adjacent channel sections each have the same distance from each other. The third channel sections 3 form a microchannel structure of known type. In the version For example, a total of 16 parallel juxtaposed third channel sections 3 are shown. In principle, a different number of third channel sections 3 can be provided.

Die dritten Kanalabschnitte 3 sind in einer ersten Schicht S1 (vgl. Fig. 1b) angeordnet. Jeweils zwei benachbarte der dritten Kanalabschnitte 3 sind über einen sich längs der Breite bA der Aufnahmefläche 2a erstreckenden Verbindungsabschnitt 13 miteinander verbunden. Hierdurch ergibt sich in etwa eine U- förmige Kanalführung. Jeder zweite der dritten Kanalabschnitte 3 (d.h. jedes „U") ist über eine zweite Anzahl an sich fächerförmig erstreckenden, ersten Kanalabschnitten 5 mit einer symmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse 10 und in etwa hufeisenförmig ausgebildeten ersten Ausnehmung 4 , z.B. einem Zulauf, verbunden. Die ersten Kanalabschnitte 5 sind hierbei abschnittsweise schräg zu den dritten Kanalabschnitten 3 orientiert, wobei diese in parallel zu den dritten Kanalabschnitten verlaufende Zuführabschnitte 7 münden, welche die ersten Kanalabschnitte 5 mit der ersten Ausnehmung Verbinden. Die Anordnung bzw. Ausgestaltung der dritten und ersten Kanalabschnitte 3, 5 sowie der Zuführabschnitte 7 der ersten Kanalabschnitte 5 ist derart, dass eine Symmetrie bezüglich der Symmetrieachse 10 gegeben ist. Symmetrisch zu der Symmetrieachse 10 ist in der ersten Schicht S1 ferner eine zweite Ausnehmung 6, z.B. ein Ablauf, ausgebildet, welcher mit kanalförmigen Ablaufabschnitten 11 verbunden ist, welche sich in Richtung der dritten Kanalabschnitte 3 bzw. der Zuführabschnitte 7 der ersten Kanalabschnitte 5 erstrecken.The third channel sections 3 are arranged in a first layer S1 (see Fig. 1b). Two adjacent each of the third channel sections 3 are connected to one another via a connecting section 13 extending along the width bA of the receiving surface 2a. This results in approximately a U-shaped channel guide. Each second of the third channel sections 3 (ie each "U") is connected via a second number of fan-shaped first channel sections 5 to a first recess 4, eg an inlet, which is symmetrical with respect to an axis of symmetry 10 and approximately horseshoe-shaped Channel sections 5 are in this case oriented obliquely in sections to the third channel sections 3, these opening into feed sections 7 running parallel to the third channel sections, which connect the first channel sections 5 to the first recess and the feed sections 7 of the first channel sections 5 are such that there is symmetry with respect to the axis of symmetry 10. Symmetrically with the axis of symmetry 10, a second recess 6, eg a drain, is formed in the first layer S1, which is connected to channel-shaped drain sections 11 is which extending in the direction of the third channel sections 3 and the Zuführabschnitte 7 of the first channel sections 5.

Fig. 1d zeigt den Verlauf der Kanalmittelführungsstruktur in der vierten Schicht S3. Diese weist im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtete vierte Kanalabschnitte 8 auf, wobei jeweils zwei benachbarte Kanalabschnitte über einen Verbindungsabschnitt 14 verbunden sind. Hierdurch ergibt sich ebenfalls eine U-förmige Kanalführung. Werden die erste und die vierte Schicht S1 und.S3 übereinander angeordnet, so kommen die dritten Kanalabschnitte 3, die vierten Kanalabschnitte 8 sowie die Verbindungsabschnitte 13 und 14 übereinander zum Liegen. Jeder zweite der vierten Kanalabschnitte 8 ist über eine zweite Anzahl an sich fächerförmig erstreckenden zweiten Kanalabschnitten 9 mit der zweiten Ausnehmung 6 strömungstechnisch verschaltet. Die zweiten Kanalabschnitte 9 weisen entsprechend zu den ersten Kanalabschnitten 5 Ablaufabschnitte 11 auf, welche im Wesentlichen in jeweiligen Achsen der vierten Kanalabschnitte 8 gelegen sind. Die Ablaufabschnitte 11 verlaufen damit im Wesentlichen parallel zueinander. Die Ablaufabschnitte 11 münden in die zweite Ausnehmung 6. Die Zuführabschnitte der ersten Kanalabschnitte 5, die Ablaufabschnitte 11 der zweiten Kanalabschnitte 9 sowie die erste und zweite Ausnehmung 4, 6 erstrecken sich über alle Schichten S1, S2 und S3. Über Verbindungsabschnitte 12, deren Anzahl der Anzahl der dritten Kanalabschnitte 3 bzw. der vierten Kanalabschnitte 8 entspricht, und die in der zweiten Schicht S2 im Bereich bzw. auf Höhe der Verbindungsabschnitte 13 bzw. 14 angeordnet sind, ergibt sich eine strömungstechnische Nachschaltung der ersten und zweiten Kanalabschnitte, welche sich, wie aus Fig. 1a hervorgeht, in unterschiedlichen Ebenen überkreuzen. Der strömungstechnische Verlauf in dem in Fig, 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich in der Reihenfolge: erste Ausnehmung 4 - erste Kanalabschnitte 5 - dritte Kanalabschnitte 3 - vierte Kanalabschnitte 8 - zweite Kanalabschnitte 9 - zweite Ausnehmung 6.FIG. 1d shows the profile of the channel centerline structure in the fourth layer S3. This has substantially parallel aligned fourth channel sections 8, wherein each two adjacent channel sections are connected via a connecting portion 14. This also results in a U-shaped channel guide. If the first and fourth layers S1 and S3 are arranged one above the other, then the third channel sections 3, the fourth channel sections 8 and the connecting sections 13 and 14 come to lie one above the other. Each second of the fourth channel sections 8 is fluidically interconnected with the second recess 6 via a second number of second channel sections 9 extending in a fan-shaped manner. The second channel sections 9 have, corresponding to the first channel sections 5, outlet sections 11 which are located substantially in respective axes of the fourth channel sections 8. The run-off sections 11 thus run essentially parallel to one another. The discharge sections 11 lead into the second recess 6. The feed sections of the first channel sections 5, the outlet sections 11 of the second channel sections 9 and the first and second recesses 4, 6 extend over all layers S1, S2 and S3. By connecting portions 12, the number of the number of third channel sections 3 and the fourth channel sections 8 corresponds, and which are arranged in the second layer S2 in the region or at the height of the connecting portions 13 and 14, there is a fluidic downstream of the first and second channel sections, which, as is apparent from Fig. 1a, cross in different planes. The flow-related course in the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1 results in the following sequence: first recess 4-first channel sections 5-third channel sections 3-fourth channel sections 8-second channel sections 9-second recess 6.

Die Länge der Zuführabschnitte 7 der ersten Kanalabschnitte 5 ist im voriiegenden Ausführungsbeispiel identisch. Die jeweils links bzw. rechts der Symmetrieachse 10 angeordneten Zuführabschnitte 7 sind derart in Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet, so dass die schräg verlaufenden Abschnitte der ersten Kanalabschnitte 5 parallel zueinander verlaufen. Bei der in der Zeichnung gezeigten Dimensionierung verlaufen die schräg verlaufenden Abschnitte der ersten Kanalabschnitte 5 in etwa in einem 45°- Winkel zu den dritten Kanalabschnitten 3 bzw. zu den Zuführabschnitten 7. Entsprechendes gilt auch für die in der vierten Schicht S3 ausgebildeten zweiten Kanalabschnitte 9, welche über die Ablaufabschnitte 11 mit der zweiten Ausnehmung 6 verbunden sind.The length of the Zuführabschnitte 7 of the first channel sections 5 is identical in the voriiegenden embodiment. The respective left and right of the axis of symmetry 10 arranged Zuführabschnitte 7 are arranged offset from each other in the longitudinal direction, so that the inclined portions of the first channel sections 5 parallel to each other. In the dimensioning shown in the drawing, the oblique sections of the first channel sections 5 extend approximately at a 45 ° angle to the third channel sections 3 and to the feed sections 7. The same applies to the second channel sections 9 formed in the fourth layer S3 , which are connected via the flow sections 11 with the second recess 6.

Es ist ohne Weiteres ersichtlich, dass diese im ersten Ausführungsbeispiel gewählte Ausgestaltung nicht zwingend ist. Vielmehr könnte jeder der links und rechts der Symmetrieachse 10 verlaufenden schrägen Abschnitte der ersten Kanaiabschnitte 5 in einem unterschiedlichen Winkel relativ zu den dritten Kanalabschnitten 3 bzw. Zuführabschnitten 7 verlaufen, was insbesondere durch eine unterschiedliche Länge der Zuführabschnitte 7 bewirkt werden könnte. In einer anderen Variante könnten die in die erste Ausnehmung 4 mündenden Enden der Zuführabschnitte 7 auf einer Linie liegen, welche z.B. senkrecht zu den Längsachsen der dritten Kanalabschnitte 3 verläuft. Entsprechendes gilt wiederum für die zweiten Kanalabschnitte 9 sowie die Ablaufabschnitte 11 der zweiten Kanalabschnitte. In einer weiteren alternativen Ausgestaltung können die Zuführabschnitte 7 der ersten Kanalabschnitte 5 bzw. die Ablaufabschnitte 11 der zweiten Kanalabschnitte 9 auch entfallen und durch die erste bzw. zweite Ausnehmung 4, 6 ersetzt werden.It is readily apparent that this embodiment chosen in the first embodiment is not mandatory. Rather, each of the left and right of the axis of symmetry 10 extending oblique portions of the first Kanaiabschnitte 5 could run at a different angle relative to the third channel sections 3 and feed sections 7, which could be effected in particular by a different length of the feed sections 7. In another variant, the ends of the feed sections 7 opening into the first recess 4 could lie in a line which is e.g. perpendicular to the longitudinal axes of the third channel sections 3 extends. The same again applies to the second channel sections 9 and the outlet sections 11 of the second channel sections. In a further alternative embodiment, the feed sections 7 of the first channel sections 5 and the drain sections 11 of the second channel sections 9 can also be dispensed with and replaced by the first or second cutouts 4, 6.

Der Abstand zweier benachbarter erster und/oder zweiter Kanalabschnitte 5, 9 entspricht dem 1- bzw, 2- fachen, vorzugsweise dem 4Ϊ -fachen des Abstandes zweier benachbarter dritter und/oder vierter Kanalabschnitte 4, 8. Unter dem Abstand zweier benachbarter Kanalabschnitte wird hierbei der Abstand zwischen deren jeweiligen zentrisch liegenden Längsachsen der Kanalabschnitte verstanden. Wie aus der Gesamtansicht gemäß Fig, 1a erkennbar ist, wird das beispielsweise in die erste Ausnehmung 4 eingespeiste Kühlmittel über die fächerförmig sich erstreckenden ersten Kanalabschnitte 5 von einer Breite bANi der ersten Ausnehmung 4 über die gesamte Breite bA der Aufnahmefläche 2a, d.h. des Bereichs unterhalb der Halbleiterbauelement-Anordnung 2 oder dessen Umriss der Projektion, aufgespreizt. Die Breite bANi ist zweckmäßigerweise kleiner als 60 % der Breite bA der Aufnahmefläche 2a, In entsprechender Weise wird die von den dritten Kanalabschnitten 3 in die vierten Kanalabschnitte 8 fließende Kühlmittel über die fächerförmig sich erstreckenden zweiten Kanalabschnitte 9 verengt und der zweiten Ausnehmung 6, dem 'Ablauf, zugeführt. Die aufgrund der symmetrischen Anordnung vorgesehenen zwei Ausnehmungen 6 nehmen zusammen eine Breite ein, die sich aus der Differenz von bA und ÖANI ergibt.The distance between two adjacent first and / or second channel sections 5, 9 corresponds to 1, 2 times, preferably 4Ϊ times the distance between two adjacent third and / or fourth channel sections 4, 8. The distance between two adjacent channel sections becomes here the distance between their respective centrally located longitudinal axes of the channel sections understood. As can be seen from the overall view according to FIG. 1a, the coolant, for example, fed into the first recess 4, is spread across the fan-shaped first channel sections 5 from a width bANi of the first recess 4 over the entire width bA of the receiving surface 2a, ie below the semiconductor device arrangement 2 or its outline of the projection, spread. The width b AN i is expediently less than 60% of the width bA of the receiving surface 2a. In a corresponding manner, the coolant flowing from the third channel sections 3 into the fourth channel sections 8 is narrowed via the fan-shaped second channel sections 9 and the second recess 6, the 'process, fed. The two recesses 6 provided due to the symmetrical arrangement together assume a width which results from the difference between bA and ÖANI.

Es ist ohne Weiteres ersichtlich, dass nicht nur die dritten Kanalabschnitte 3 und die vierten Kanalabschnitte 8 zur Wärmeabfuhr beitragen, sondern auch die ersten Kanalabschnitte 5 und die zweiten Kanalabschnitte 9, welche sich in der ersten und dritten Ebene überkreuzen. Hierdurch bedingt kann die Länge der Bereich unterhalb der Halbleiterbauelement-Anordnung 2 über die dritten bzw. vierten Kanalabschnitte 3, 8 hinaus erstreckt werden, so dass diese zumindest einen Teil der ersten und zweiten Kanalabschnitte 5, 9 umschließt. Neben einer verbesserten Stabilität der Wärmesenke kann auf die durch die ersten und zweiten Kanalabschnitte entstandenen Wärmeflusspfade Zugriff genommen werden, so dass eine vergrößerte Wärmeübergangsfläche für das elektronische Bauelement zur Verfügung steht. Damit kann der thermische Widerstand des Kühlelements 1 gezielt verringert werden, Ein Vorteil dieser Variante besteht darin, dass die Wegstrecke für das Kühlmittel vom Zulauf 4 zum Ablauf 6, unabhängig davon, durch welchen der Kanalabschnitte der Fächerstruktur dieses strömt, nahezu gleich lang ist. Hierdurch ergeben sich in allen Kanalabschnitten 7, 5, 3, 8, 9 und 11 ähnliche, idealerweise identische, Durchflüsse, die in Kanalabschnitten von gleichen Kanalquerschnitten prinzipiell identische Strömungsgeschwindigkeiten mit identischem Wärmeabführvermögen des Kühlmediums ermöglichen. .It is readily apparent that not only the third channel sections 3 and the fourth channel sections 8 contribute to the heat dissipation, but also the first channel sections 5 and the second channel sections 9, which cross each other in the first and third planes. As a result of this, the length of the area below the semiconductor component arrangement 2 can be extended beyond the third or fourth channel sections 3, 8 so that it encloses at least part of the first and second channel sections 5, 9. In addition to improved stability of the heat sink, access can be made to the heat flow paths formed by the first and second channel sections, so that an enlarged heat transfer surface is available for the electronic component. An advantage of this variant is that the distance for the coolant from the inlet 4 to the drain 6, regardless of the channel sections of the fan structure flows through this, is almost the same length. This results in all the channel sections 7, 5, 3, 8, 9 and 11 similar, ideally identical, flows that allow in channel sections of the same channel cross sections in principle identical flow velocities with identical heat dissipation of the cooling medium. ,

Entgegen der Darstellung in Fig. 1 könnte ein erfindungsgemäßes Kühleiement auch lediglich durch den links oder den rechts der Symmetrieachse 10 dargestellten Teil ausgebildet sein. Die im Ausführungsbeispiel spiegelsymmetrische Ausgestaltung weist jedoch praktische Vorteile auf, welche oben bereits erläutert wurden.Contrary to the representation in FIG. 1, a cooling element according to the invention could also be formed only by the part shown on the left or the right of the axis of symmetry 10. However, the mirror-symmetrical embodiment in the exemplary embodiment has practical advantages, which have already been explained above.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel weist in einer links oder rechts der Symmetrieachse 10 ausgebildeten Teil-Kühlmittelführungsstruktur. eine Anzahl von zehn Kreuzungspunkten auf. Dies errechnet sich nach der Formel nχ (m + l)/2 , wobei n die Anzahl der parallel verlaufenden ersten Kanalab- schnitte 5 und m die Anzahl der parallel verlaufenden zweiten Kanalabschnitte 9 ist. Sowohl n als auch m betragen in diesem Ausführungsbeispiel 4.The exemplary embodiment illustrated in FIG. 1 has a partial coolant-carrying structure formed on the left or right of the axis of symmetry 10. a number of ten crossing points. This is calculated according to the formula nχ (m + l) / 2, where n is the number of parallel first channel separations. sections 5 and m is the number of parallel second channel sections 9. Both n and m are 4 in this embodiment.

Das in Fig. 2, umfassend die Fig. 2a bis 2d, gezeigte zweite Ausführungsbeispiel ist vom Typ „U- Kanalführung lateral lang, Typ 2". Die Kühlmittelführungsstruktur unterscheidet sich von der im ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 gezeigten Variante dadurch, dass der der Symmetrieachse 10 nächst- liegende Kanal der ersten Kanalabschnitte 5 keinen schräg zu den dritten Kanalabschnitten 3 verlaufenden Abschnitt aufweist. Stattdessen liegen der betreffende dritte Kanalabschnitt 3, der erste Kanalabschnitt 5 und der Zuführabschnitt 7 in einer Achse. Hieraus ergibt sich, dass der von der Symmetrieachse 10 am weitest entfernt liegende Kanal der dritten Kanalabschnitte 3 direkt, d.h. in der Schicht S1 und auf einer Linie mit einem der Ablaufabschnitte 11, in diesen mündet. Entsprechendes gilt auch für die in der vierten Schicht S3 liegende Kühlmittelführungsstruktur. Hieraus ergibt sich, dass in der zweiten Schicht S2 für diejenigen dritten Kanalabschnitte 3 bzw. vierten Kanalabschnitte 8, welche unmittelbar neben der Symmetrieachse 10 gelegen sind und welche am weitesten von der Symmetrieachse 10 entfernt angeordnet sind, keine Verbindungsabschnitte 12 benötigt werden. Im Übrigen entspricht die Gestalt der Kühlmittelfύhmng in der zweiten. Schicht S2 (vgl. Fig. 2c) der Ausführung des ersten Ausführungsbeispiels. Der strömungstechnische Verlauf in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich in der Reihenfolge: erste Ausnehmung 4 - erste Kanalabschnitte 5 - dritte Kanalabschnitte 3 - vierte Kanalabschnitte 8 - zweite Kanalabschnitte 9 - zweite Ausnehmung 6.The second exemplary embodiment shown in Figure 2, comprising Figures 2a to 2d, is of the type "U channel guide laterally long, type 2." The coolant guide structure differs from the variant shown in the first embodiment shown in FIG Instead of this, the third channel section 3, the first channel section 5 and the feed section 7 lie in one axis The axis of symmetry 10 at the furthest away from the third channel sections 3 directly, ie in the layer S1 and on a line with one of the drainage sections 11, opens into the same The same applies to the lying in the fourth layer S3 coolant flow guide structure in the second layer S2 for those third channel sections 3 and fourth Ka, respectively Nalabschnitte 8, which are located immediately adjacent to the axis of symmetry 10 and which are located farthest from the axis of symmetry 10, no connection sections 12 are required. Incidentally, the shape of Kühlmittelfύhmng in the second corresponds. Layer S2 (see Fig. 2c) of the embodiment of the first embodiment. The flow-related course in the exemplary embodiment illustrated in FIG. 2 results in the following order: first recess 4-first channel sections 5-third channel sections 3-fourth channel sections 8-second channel sections 9-second recess 6.

Die Anzahl der Kreuzungspunkte in einer links oder rechts der Symmetrieachse 10 angeordneten Kühlmittelführungsstruktur bestimmt sich nach der Formel nχ (m - l)/2 , so dass sich im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 insgesamt sechs Kreuzungspunkte ergeben, n stellt wiederum die Anzahl der parallel verlaufenden ersten Kanalabschnitte 5 und m die Anzahl an parallel verlaufenden zweiten Kanalabschnitte 9 dar, wobei n = m = 4 ist.The number of crossing points in a coolant-guiding structure arranged on the left or right of the axis of symmetry 10 is determined by the formula nχ (m-1) / 2, so that a total of six crossing points result in the embodiment of FIG. 2, n in turn represents the number of parallel runs first channel sections 5 and m, the number of parallel second channel sections 9, where n = m = 4.

Das vierte Ausführungsbeispiel in Fig. 3 ist vom Typ „U-Kanalführung vertikal lang". Wie am Besten aus Fig. 3b hervorgeht, sind jeweils zwei benachbart zueinander angeordnete dritte Kanalabschnitte 3 mit jeweils einem Kanal der ersten Kanalabschnitte 5 verbunden. Die von den dritten Kanalabschnitten 3 abgewandten Enden der schräg verlaufenden Abschnitte der ersten Kanalabschnitte 5 münden fächerförmige in etwa gleich lange Zuführabschnitte 7 der ersten Kanalabschrjitte, welche sich in Richtung der dritten Kanalabschnitte 3 erstrecken und wiederum in die erste aufgrund der symmetrischen Ausgestaltung hufeisenförmige Ausnehmung 4 münden. In entsprechender Weise sind die vierten Kanalabschnitte 8 in der vierten Schicht S3 über die zweiten Kanalabschnitte 9 mit der zweiten Ausnehmung 6 verbunden. Auch hier sind jeweils zwei benachbart zueinander angeordnete vierte Kanalabschnitte 8 strömungstechnisch parallel durch entsprechende Kanäle der zweiten Kanalabschnitte 9 miteinander verbunden. Die im Ausführungsbeispiel jeweils gleich lang ausgebildeten Ablaufabschnitte 11 der zweiten Kanalabschnitte 9 verbinden die zweite Ausnehmung 6 mit den Enden der schräg verlaufenden Abschnitte der zweiten Kanalabschnitte 9, welche den vierten Kanalabschnitten 8 abgewandt sind. Eine strömungstechnische Nacheinanderschaltung der dritten Kanaiabschnitte 3 und der vierten Kanalabschnitte 8 ergibt sich durch die Verbindungsabschnitte 12 in der zweiten Schicht S2. Der strömungstechnische Verlauf des in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiels ergibt sich in der Reihenfolge: erste Ausnehmung 4 - erste Kanalabschnitte 5 - dritte, Kanalabschnitte 3 - vierte Kanalabschnitte 8 - zweite Kanalabschnitte 9 - zweite Ausnehmung 6. Wie in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen durchdringen die erste Ausnehmung 4, die zweite Ausnehmung 6 sowie die Zuführabschnitte 7 und die Ablaufabschnitte 11 alle der drei Schichten S1. S2 und S3,The fourth embodiment in Fig. 3 is of the "U-channel vertical length" type, as best seen in Fig. 3b, two adjacent third channel sections 3 are connected to one channel of the first channel sections 5, respectively Channel sections 3 opposite ends of the inclined portions of the first channel sections 5 open fan-shaped approximately equal length Zuführabschnitte 7 of the first Kanalabschrjitte, which extend in the direction of the third channel sections 3 and turn into the first due to the symmetrical configuration horseshoe-shaped recess 4. In a corresponding manner the fourth channel sections 8 in the fourth layer S3 are connected to the second recess 6 via the second channel sections 9. Here, too, two fourth channel sections 8 arranged adjacent to one another are fluidically connected in parallel by corresponding channels of the second channel sections 9. The exemplary embodiment of the same length trained drain sections 11 of the second channel sections 9 connect the second recess 6 with the ends of the inclined sections of the second channel sections 9, which are the fourth channel sections 8 facing away. A flow-related sequential connection of the third channel sections 3 and the fourth channel sections 8 results from the connection sections 12 in the second layer S2. The flow-related course of the embodiment shown in Fig. 3 results in the order: first recess 4 - first channel sections 5 - third, channel sections 3 - fourth channel sections 8 - second channel sections 9 - second recess 6. As in the previous embodiments penetrate the first recess 4, the second recess 6 and the feed sections 7 and the drain sections 11 all of the three layers S1. S2 and S3,

Die Anzahl der Knotenpunkte in einer links oder rechts der Symmetrieachse 10 angeordneten Kühlmittelführungsstruktur bestimmt sich nach der Formel n χ (m - l)/2 , so dass sich ,im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 insgesamt sechs Kreuzungspunkte ergeben, n stellt wiederum die Anzahl der parallel verlaufenden ersten Kanalabschnitte 5 und m die Anzahl an parallel verlaufenden zweiten Kanalabschnitte 9 dar, wobei n = m = 4 ist.The number of nodes in a left or right of the axis of symmetry 10 arranged coolant flow structure is determined according to the formula n χ (m - l) / 2, so that in the embodiment of FIG. 2 result in a total of six intersection points, n in turn, the number of parallel extending first channel sections 5 and m, the number of parallel second channel sections 9, where n = m = 4.

Das-in Fig. 4 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel entspricht einer „U-Kanalführung lateral kurz". Im Unterschied zum vorangegangenen Ausführungsbeispiel sind die parallel verlaufenden dritten Kanalabschnitte 3 wesentlich kürzer ausgebildet. Darüber hinaus ist eine geringere Anzahl an parallel verlaufenden dritten Kanalabschnitten 3 vorgesehen. Diese sind über die ersten Kanaiabschnitte 5, welche relativ zu den dritten Kanalabschnitten 3 schräg verlaufende Abschnitte und parallel zu den dritten Kanalabschnitten 3 verlaufende Zuführabschnitte 7 aufweisen mit der ersten Ausnehmung 4 verbunden. Wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist der der Symmetrieachse 10 unmittelbar benachbarte dritte Kanalabschnitt 3 direkt in gerader Verbindung mit der ersten Ausnehmung 4 verbunden, in entsprechender Weise gilt dies für diejenigen dritten Kanalabschnitte 3, welche am weitesten entfernt von der Symmetrieachse 10 angeordnet sind. In entsprechender, „inverser" Weise sind die vierten Kanalabschnitte 8 über die zweiten Kanalabschnitte 9, welche mit den vierten Kanalabschnitten 8 schräg verlaufende Abschnitte und Ablaufabschnitte 11 aufweisen, mit der zweiten Ausnehmung 6 verbunden. Ebenfalls analog zu dem zweiten Ausführungsbeispiel in Fig. 2 sind diejenigen vierten Kanalabschnitte 8, welche unmittelbar benachbart zu der Symmetrieachse 10 und am weitesten entfernt zu dieser ausgebildet sind, direkt, d.h. in gerader Verbindung, mit der zweiten Ausnehmung 6 verbunden. Die strömungstechni- sche Nacheinanderschaltung der in der ersten und der dritten Schicht S1 und S3 verlaufenden Kanäle und insbesondere der sich überkreuzenden ersten und zweiten Kanalabschnitte .ergibt sich über die in der zweiten Schicht S2 vorgesehenen Verbindungsabschnitte 12. Für diejenigen dritten und vierten Kanalabschnitte 3, 8, welche benachbart der Symmetrieachse 10 und am weitesten entfernt zu dieser angeordnet sind, werden entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel keine Verbindungsabschnitte 12 benötigt. In Entsprechung zu den bereits voran beschriebenen Ausführungsbeispielen durchdringen die erste und zweite Ausnehmung 4, 6 sowie die Zuführabschnitte 7 und die Ablaufabschnitte 8 die erste bis dritte Schicht S1. S2 und S3.The second embodiment shown in Fig. 4 corresponds to a "U-channel guide laterally short." In contrast to the previous embodiment, the parallel third channel sections 3 are substantially shorter and moreover, a smaller number of parallel third channel sections 3 are provided are connected via the first Kanaiabschnitte 5, which relative to the third channel sections 3 obliquely extending portions and parallel to the third channel sections 3 extending feed sections 7 with the first recess 4. As in the previous embodiment of FIG. 2 which is the symmetry axis 10 immediately adjacent third channel section 3 directly connected in straight connection with the first recess 4, in a corresponding manner, this applies to those third channel sections 3, which are arranged farthest from the axis of symmetry 10. In a corresponding, "inverse" manner the fourth channel sections 8 are connected to the second recess 6 via the second channel sections 9, which have sections and drain sections 11 running obliquely with the fourth channel sections 8. Also analogous to the second embodiment in Fig. 2 are those fourth channel sections 8, which are immediately adjacent to the axis of symmetry 10 and farthest to this formed, directly, ie in straight connection, connected to the second recess 6. The fluidic The series connection of the channels extending in the first and third layers S1 and S3, and in particular of the crossing first and second channel sections, results via the connecting sections 12 provided in the second layer S2. For those third and fourth channel sections 3, 8 adjacent thereto are arranged at the farthest axis 10 and farthest to this, no connecting portions 12 are required according to the second embodiment. Corresponding to the exemplary embodiments already described above, the first and second recesses 4, 6 and the feed sections 7 and the discharge sections 8 penetrate the first to third layers S1. S2 and S3.

Der strömungstechnische Verlauf des in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiels ergibt sich in der Reihenfolge: erste Ausnehmung 4 - erste Kanalabschnitte 5 - dritte Kanalabschnitte 3 - vierte Kanalabschnitte 8 - zweite Kanalabschnitte 9 - zweite Ausnehmung 6. In einer (nicht dargestellten) Ausgestaltung kann der strömungstechnische Verlauf auch in folgender Reihenfolge erfolgen: erste Ausnehmung - dritte Kanalabschnitte - zweite Kanalabschnitte - vierte Kanalabschnitte - zweite Kanalabschnitte - zweite Ausnehmung. In dieser Variante können die Kanalabschnitte 7 als dritte Kanaiabschnitte und die Kanalabschnitte 11 als erste Kanalabschnitte angesehen werden.The flow-related course of the embodiment shown in Fig. 4 results in the order: first recess 4 - first channel sections 5 - third channel sections 3 - fourth channel sections 8 - second channel sections 9 - second recess 6. In a (not shown) embodiment of the fluidic Course also take place in the following order: first recess - third channel sections - second channel sections - fourth channel sections - second channel sections - second recess. In this variant, the channel sections 7 can be regarded as third channel sections and the channel sections 11 as first channel sections.

Die Anzahl der Kreuzungspunkte in einer links oder rechts der Symmetrieachse 10 angeordneten Kühlmittelführungsstruktur bestimmt sich nach der Formel n χ (m - ϊ)/2 , so dass sich im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 insgesamt sechs Kreuzungspunkte ergeben.' n stellt wiederum die Anzahl der parallel verlaufenden ersten Kanalabschnitte 5 und m die Anzahl an parallel verlaufenden zweiten Kanalabschnitte 9 dar. Auch hier gilt: n = m = 4. ■,.The number of crossing points in a coolant-guiding structure arranged on the left or right of the axis of symmetry 10 is determined according to the formula n χ (m-ϊ) / 2, so that a total of six crossing points result in the exemplary embodiment of FIG. In turn, n represents the number of parallel first channel sections 5 and m the number of parallel second channel sections 9. Again, n = m = 4. ■.

In einer nicht dargestellten Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4 könnten die dritten und vierten Kanalabschnitte 3, 8 auch entfallen, so dass die von der ersten bzw. zweiten Ausnehmung 4, 6 abgewandten Enden der schräg verlaufenden Abschnitte der ersten und zweiten Kanalabschnitte 5, 9 unmittelbar mit den jeweiligen Verbindungsabschnitten 13, bzw. 14 verbunden sind. Wie aus der Fig. 4b und der Fig. 4d ohne Weiteres hervorgeht, liegen die Verbindungsabschnitte 13 und 14 auf einer gemeinsamen Achse in unterschiedlichen Ebenen der Schichten S1 und S3. Der strömungstechnische Verlauf ergibt sich hierbei in folgender Reihenfolge: erste Ausnehmung - dritte Kanalabschnitte - erste Kanalabschnitte - vierte Kanalabschnitte - zweite Kanalabschnitte - zweite Ausnehmung. In dieser Variante können die Kanalabschnitte 7 als dritte Kanalabschnitte und die Kanalabschnitte 11 als erste Kanalabschnitte angesehen werden. Das in Fig. 5a bis d gezeigte fünfte Ausführungsbeispiel stellt eine allgemeinere Variante des vierten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4 dar. Die Kühlmittelführungsstruktur KM weist sich fächerförmig erstreckende erste und zweite Kanalabschnitte 5, 9 auf, wobei die ersten Kanalabschnitte 5 der ersten Ausnehmung 4 strömungstechnisch nachgeschaltet und die zweiten Kanalabschnitt 9 der zweiten Ausnehmung 6 strömungstechnisch vorgeschaltet sind. Die ersten und zweiten Kanalabschnitte 5, 9 sind über Verbindungsabschnitte 12 in der zweiten, mittleren Schicht S2 strömungstechnisch einander nachgeschaltet. Durch den im Vergleich zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 vorgesehenen Verzicht auf die dritten und vierten Kanalabschnitte sowie die Kanalabschnitte, welche die Fächerstrukturen mit dem Zu- bzw. Ablauf verbinden, ist die Mikrokanalstruktur im Wesentlichen ausschließlich durch die ersten und zweiten Kanalabschnitte 5, 9 gebildet. Unterhalb der Aufnahmefläche 2a bzw. der Halbleiterbauelement- Anordnung verlaufen damit ausschließlich Kanalabschnitte der Fächerstrukturen. Ein Vorteil dieser Variante besteht darin, dass die Wegstrecke für das Kühlmittel vom Zulauf 4 zum Ablauf 6, unabhängig davon, durch welchen der Kanaiabschnitte der Fächerstruktur dieses strömt, nahezu gleich lang ist. Hierdurch ergeben sich gleiche Strömungsgeschwindigkeiten in allen Kanalabschnitten.4, the third and fourth channel sections 3, 8 could also be dispensed with, so that the ends of the oblique sections of the first and second channel sections 5, 9 remote from the first and second recesses 4, 6, respectively are directly connected to the respective connecting portions 13, and 14, respectively. As can readily be seen from FIG. 4b and FIG. 4d, the connecting sections 13 and 14 lie on a common axis in different planes of the layers S1 and S3. The fluidic profile results in the following order: first recess - third channel sections - first channel sections - fourth channel sections - second channel sections - second recess. In this variant, the channel sections 7 can be regarded as third channel sections and the channel sections 11 as first channel sections. The fifth exemplary embodiment shown in FIGS. 5 a to 5 d represents a more general variant of the fourth exemplary embodiment according to FIG. 4. The coolant guide structure KM has fan-shaped first and second channel sections 5, 9, with the first channel sections 5 downstream of the first recess 4 and the second channel portion 9 of the second recess 6 are upstream of flow. The first and second channel sections 5, 9 are fluidly connected downstream via connecting sections 12 in the second, middle layer S2. Due to the waiver of the third and fourth channel sections, as compared to the exemplary embodiment according to FIG. 4, and the channel sections which connect the fan structures to the inlet and outlet, the microchannel structure is formed essentially exclusively by the first and second channel sections 5, 9 , Below the receiving surface 2a or the Halbleiterbauelement- arrangement thus extend only channel sections of the fan structures. An advantage of this variant is that the distance for the coolant from the inlet 4 to the outlet 6, regardless of which of the Kanaiabschnitte the fan structure flows this is almost the same length. This results in the same flow velocities in all channel sections.

Fig. 5e und 5f stellen jeweils alternative Ausführungsvarianten von Fig. 5a dar, bei denen die ablaufseiti- gen Kühlmittelführungsstrukturen in der dritten Schicht S3 zu der zulaufseitigen Kühlmittelführungsstruktur hin (Fig. 5e) oder von ihr weg (Fig. 5f) verschoben sind, so dass die Enden der ersten und zweiten, sich fächerförmig erstreckenden Kanalabschnitte 5, 9 nicht mehr übereinander, sondern leicht versetzt zueinander liegen, Die Verbindung der Enden der ersten und zweiten Kanalabschnitt 5, 9 erfolgt durch sich in Breitenrichtung der Halbleiterbauelement-Anordnung, d.h. lateral, erstreckende Kanäle in der zweiten, mittleren Schicht S2. In diesen Ausführungsvarianten werden die unterschiedlichen möglichen Anzahlen von Kreuzungspunkten, die durch die schwarz ausgefüllten Punkte, gekennzeichnet sind, deutlich: Bei jeweils fünf Kanalabschnitten (n=5, m=5) ergeben sich im Falle von Fig. 5e insgesamt 5 x 6 / 2 = 15 Kreuzungspunkte, im Falle von Fig. 5f insgesamt 5 x 4 / 2 = 10 Kreuzungspunkte.FIGS. 5e and 5f respectively illustrate alternative embodiments of FIG. 5a in which the outflow-side coolant-guiding structures in the third layer S3 are shifted toward the inlet-side coolant-carrying structure (FIG. 5e) or away from it (FIG. 5f) The ends of the first and second fan-shaped extending channel sections 5, 9 are no longer one above the other, but slightly offset from each other, The connection of the ends of the first and second channel section 5, 9 is carried out by in the width direction of the semiconductor device arrangement, ie lateral, extending channels in the second, middle layer S2. In these embodiment variants, the different possible numbers of crossing points, which are characterized by the black-filled points, become clear: for every five channel sections (n = 5, m = 5), in the case of FIG. 5e a total of 5 × 6/2 results = 15 crossing points, in the case of Fig. 5f a total of 5 x 4/2 = 10 crossing points.

Das fünfte Ausführungsbeispiel der Kühlmittelführungsstruktur KM in den Fig. 6a bis 6d stellt eine Variante dar, die im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel von Fig. 5a bis 5d zusätzlich dritte Kanalabschnitte 3 und vierte Kanalabschnitte 8 aufweist, welche zwischen dem Zulauf 4 bzw. dem Ablauf 6 und den ersten Kanalabschnitten 5 bzw. den zweiten Kanalabschnitten 9 angeordnet sind. Die ersten und zweiten Kanalabschnitte 5, 9 sind, wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5a bis 5d, einander (direkt) strömungstechnisch nachgeschaltet. Gegenüber dem vierten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5a bis 5d kann hierdurch die Aufnahmefläche 2a bzw. der Bereich unterhalb der Halbleiterbauelement-Anordnung 2 vergrößert ausgebildet sein. Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6a bis 6d ermöglicht damit die Kühlung einer im Vergleich größeren Halbleiterbauelement-Anordnung 2. Diese~Ausführungsvariante weist auch den Vorteil auf, dass die Wegstrecke für das Kühlmittel vom Zulauf 4 zum Ablauf 6, unabhängig davon, durch welchen der Kanalabschnitte der Fächerstruktur dieses strömt, nahezu gleich lang ist. Hierdurch ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung kanalindividueller Durchflüsse mit relativ homogener Kühlwirkung über die Aufnahmefiäche 2a.The fifth exemplary embodiment of the coolant guide structure KM in FIGS. 6a to 6d represents a variant which, in comparison to the embodiment of FIGS. 5a to 5d, additionally comprises third channel sections 3 and fourth channel sections 8 which are arranged between the inlet 4 and the outlet 6 and the first channel sections 5 and the second channel sections 9 are arranged. The first and second channel sections 5, 9 are, as in the exemplary embodiment according to FIGS. 5 a to 5 d, downstream of each other (directly) in terms of flow. Compared with the fourth exemplary embodiment according to FIGS. 5 a to 5 d, the receiving surface 2 a or the region below the semiconductor component arrangement 2 can thereby be made larger. The embodiment of FIGS. 6a to 6d thus enables the cooling a comparatively larger semiconductor device arrangement 2. This ~ variant also has the advantage that the distance for the coolant from the inlet 4 to the outlet 6, regardless of the channel sections of the fan structure flows through this, is almost the same length. This results in a uniform distribution channel-individual flows with relatively homogeneous cooling effect on the receiving surface 2a.

Fig. 6e zeigt eine Querschnittsdarstellung eines stapelbaren Kühlelements 1 mit einem auf der Aufnahmefläche 2a montierten Laserdiodenbarren 2 als Halbleiterbauelement-Anordnung, wobei die Kühimittelsfüh- rungsstruktur KM des Kühlelements 1 gemäß Fig. 6a ausgebildet ist.6e shows a cross-sectional view of a stackable cooling element 1 with a laser diode bar 2 mounted on the receiving surface 2a as a semiconductor component arrangement, wherein the cooling medium guide structure KM of the cooling element 1 according to FIG. 6a is formed.

Fig. 6f zeigt das mit dem Laserdiodenbarren 2 versehene stapelbare Kühlelement 1 in einer Draufsicht, wobei die oberste Schicht (S1) der internen Kühlmitteiführungsstruktur KM gepunktet angedeutet ist. Ein als Durchbruch ausgeführter Einlass 15 ist an den Zulauf 4 angeschlossen, ein als Durchbruch ausgeführter Auslass ist an. den Ablauf 6 angeschlossen.FIG. 6f shows the stackable cooling element 1 provided with the laser diode bar 2 in a top view, wherein the topmost layer (S1) of the internal cooling medium guide structure KM is indicated by dots. An inlet 15 designed as a breakthrough is connected to the inlet 4, and an outlet designed as a breakthrough is on. the sequence 6 connected.

Allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass eine im Vergleich zu herkömmlichen Kühlelementen wesentlich größere Halbleiterbauelement-Anordnung 2 aufgenommen und gekühlt werden kann. Insbesondere kann die Länge der Aufnahmefläche U bis zum 3-fachen der üblichen Länge betragen. Als übliche Länge wird dabei die Länge IKAI der dritten Kanalabschnitte 3 zu Grunde gelegt, wie diese beispielsweise in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt ist. Ermöglicht wird dies durch das Vorsehen erster und zweiter Kanalabschnitte, welche fächerförmig verlaufen und sich in verschiedenen Ebenen überkreuzen. Die ersten und zweiten Kanalabschnitte, deren jeweilige Kanäle parallel von Kühlmittel durchströmbar sind, sind hierbei strömungstechnisch einander nachgeschaltet. All embodiments have in common that a compared to conventional cooling elements much larger semiconductor device assembly 2 can be added and cooled. In particular, the length of the receiving surface U can be up to 3 times the usual length. The usual length used here is the length IKAI of the third channel sections 3, as shown for example in FIGS. 1, 2 and 3. This is made possible by the provision of first and second channel sections, which run fan-shaped and cross each other in different planes. The first and second channel sections, whose respective channels can be flowed through in parallel by coolant, are in this case downstream of each other in terms of flow.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 Kühlelement1 cooling element

2 Halbleiterbauelement-Anordnung2 semiconductor device arrangement

2a Aufnahmefläche2a receiving surface

3 dritte Kanalabschnitte3 third channel sections

4 erste Ausnehmung (z.B. Zulauf)4 first recess (e.g., inlet)

5 erste Kanalabschnitte5 first channel sections

6 zweite Ausnehmung (z.B. Ablauf)6 second recess (e.g., drain)

7 Zuführabschnitte der zweiten Kanalabschnitte7 supply sections of the second channel sections

8 vierte Kanalabschnitte8 fourth channel sections

9 zweite Kanalabschnitte9 second channel sections

10 Symmetrieachse10 symmetry axis

11 Ablaufabschnitte vierten Kanalabschnitte11 drain sections fourth channel sections

12 Verbindungsabschnitt12 connecting section

13 Verbindungsabschnitt13 connecting section

14 Verbindungsabschnitt14 connecting section

15 Einlass15 inlet

16 Auslass16 outlet

20 Halbleiterbauelement-Anordnung bk Breite des Kühlelements bA Breite der Aufnahmefläche20 semiconductor device arrangement bk width of the cooling element b A width of the receiving surface

IA Länge der AufnahmeflächeIA length of the receiving surface

IKA1 Länge, der ersten Kanalabschnitte bAN1 Breite der ersten AusnehmungIKA1 length, the first channel sections bAN1 width of the first recess

S1 erste SchichtS1 first layer

S2 zweite SchichtS2 second layer

S3 dritte Schicht S3 third shift

Claims

Patentansprüche claims 1. Vorrichtung mit einer Halbleiterbauelement-Anordnung (2), welche auf einer Aufnahmefläche (2a) des Kühlelementes (1) angeordnet ist und sich zumindest über einen Teil der Breite des Kühlelements (1) erstreckt, wobei das Kühlelement (1) zumindest eine Kühlmittelführungsstruktur mit folgenden Merkmalen aufweist: zumindest eine erste Ausnehmung (4) für den Zu- oder Ablauf des Kühlmittels, die eine geringere Breite (bANi) als die Halbleiterbauelement-Anordnung (2) aufweist; eine erste Anzahl n an sich fächerförmig erstreckenden, ersten Kanalabschnitten (5), welche der ersten Ausnehmung (4) strömungstechnisch nachgeschaltet sind; zumindest eine zweite Ausnehmung (6) für den Ab- oder Zulauf des Kühlmittels, die eine geringere Breite als die Halbleiterbauelement-Anordnung (2) aufweist; eine zweite Anzahl m an sich fächerförmig erstreckenden zweiten Kanalabschnitten (9), welche der zweiten Ausnehmung (6) strömungstechnisch vorgeschaltet sind; wobei die ersten und zweiten Kanalabschnitte (5, 9) einander strömungstechnisch nachgeschaltet sind, sich in unterschiedlichen Ebenen überkreuzen und zumindest teilweise unterhalb der Halbleiterbauelement-Anordnung (2) verlaufen.1. Device having a semiconductor component arrangement (2) which is arranged on a receiving surface (2a) of the cooling element (1) and extends over at least part of the width of the cooling element (1), wherein the cooling element (1) at least one coolant guide structure comprising: at least a first recess (4) for the inlet or outlet of the coolant, which has a smaller width (bANi) than the semiconductor device arrangement (2); a first number n of fan-shaped, first channel sections (5), which are connected downstream of the first recess (4) in terms of flow; at least one second recess (6) for the outlet or inlet of the coolant, which has a smaller width than the semiconductor component arrangement (2); a second number m in itself fan-shaped extending second channel sections (9), which are upstream of the second recess (6) fluidically; wherein the first and second channel sections (5, 9) are downstream of one another in terms of flow, intersect in different planes and run at least partially beneath the semiconductor component arrangement (2). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , bei der die erste und die zweite Ausnehmung (4, 6) in einer Richtung längs der Breite der Halbleiterbauelement-Anordnung (2) zumindest abschnittsweise nebeneinander angeordnet sind.2. Device according to claim 1, wherein the first and the second recess (4, 6) in a direction along the width of the semiconductor device arrangement (2) at least partially arranged side by side. 3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der sich die ersten und zweiten Kanalabschnitte (5, 9) an wenigstens n - {m -\)ll und an höchstens n - {m + \)l2 Kreuzungspunkten überkreuzen, wobei die folgenden drei Kombinationsfälle zulässig sind: a) n gerade, m gerade; b) n ungerade, m ungerade; c) n gerade, m ungerade.Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the first and second channel sections (5, 9) intersect at least n - {m - \) ll and at most n - {m + \) l2 crossing points, the following three Combination cases are permissible: a) n straight, m straight; b) n odd, m odd; c) n even, m odd. 4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die erste Anzahl n der zweiten Anzahl m entspricht. 4. Device according to one of the preceding claims, in which the first number n corresponds to the second number m. 5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Anzahl der Kreuzungspunkte, die wenigstens einer der ersten Kanalabschnitte (5) mit den zweiten Kanalabschnitten (8) aufweist, nicht kleiner als (m -i) ist und/oder die die Anzahl der Kreuzungspunkte, die wenigstens einer der zweiten Kanaiabschnitte (8) mit den ersten Kanalabschnitten (5) aufweist, nicht kleiner als (w - l) ist.5. Device according to one of the preceding claims, wherein the number of crossing points, which has at least one of the first channel sections (5) with the second channel sections (8) is not less than (m -i) and / or the number of Cross points having at least one of the second channel sections (8) with the first channel sections (5) is not smaller than (w - l). 6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der das Kühlelement (1) zwischen einer oberen und einer unteren Deckschicht zumindest drei Ebenen zur Führung des Kühlmittels aufweist.6. Device according to one of the preceding claims, wherein the cooling element (1) between an upper and a lower cover layer has at least three levels for guiding the coolant. 7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, deren Kühlmittelstruktur folgende zusätzliche Merkmale aufweist: eine dritte Anzahl an im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichteten dritten Kanalabschnitten (3), welche unterhalb der Halbleiterbauelement-Anordnung (2) verteilt sind, und von denen zumindest manche strömungstechnisch seriell mit der ersten Anzahl n an sich fächerförmig erstreckenden, ersten Kanalabschnitten (5) verschaltet sind; eine vierte Anzahl an im wesentlichen parallel zueinander ausgerichteten vierten Kanalabschnitten (8), welche unterhalb der Halbleiterbauelement-Anordnung (2) verteilt sind, und von denen zumindest manche der vierten Kanalabschnitte (8) strömungstechnisch seriell mit der zweiten Anzahl m an sich fächerförmig erstreckenden, zweiten Kanalabschnitten (9) verschaltet sind.7. Device according to one of the preceding claims, whose coolant structure has the following additional features: a third number of substantially parallel aligned third channel sections (3), which are distributed below the semiconductor device arrangement (2), and of which at least some fluidically serially are interconnected with the first number n of fan-shaped extending first channel sections (5); a fourth number of substantially parallel aligned fourth channel sections (8) distributed below the semiconductor device array (2), and at least some of the fourth channel sections (8) are serially extending in a fan shape in series with the second number m, second channel sections (9) are interconnected. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die ersten Kanalabschnitte (5) zumindest teilweise schräg zu den dritten Kanalabschnitten (3) orientiert sind und/oder die zweiten Kanalabschnitte (8) zumindest teilweise schräg zu den vierten Kanalabschnitten (9) orientiert sind.8. Apparatus according to claim 7, wherein the first channel sections (5) are at least partially oriented obliquely to the third channel sections (3) and / or the second channel sections (8) are oriented at least partially obliquely to the fourth channel sections (9). 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der die dritten Kanalabschnitte (3) eine Mikrokanalstruktur ausbilden, welche über die ersten Kanalabschnitte (5) mit der ersten Ausnehmung (4) verbunden ist; und/oder die vierten Kanalabschnitte (8) eine Mikrokanalstruktur ausbilden, welche .über die zweiten Kanalabschnitte (9) mit der zweiten Ausnehmung (5) verbunden ist. 9. Device according to claim 7 or 8, wherein the third channel sections (3) form a microchannel structure which is connected to the first recess (4) via the first channel sections (5); and / or the fourth channel sections (8) form a microchannel structure which is connected to the second recess (5) via the second channel sections (9). 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der die ersten und die dritten Kanalabschnitte (5, 3) in einer gemeinsamen ersten Ebene angeordnet sind und/oder die zweiten und die vierten Kanalabschnitte (9, 8) in einer gemeinsamen zweiten Ebene angeordnet sind.10. Device according to one of claims 7 to 9, wherein the first and the third channel sections (5, 3) are arranged in a common first plane and / or the second and the fourth channel sections (9, 8) in a common second plane are arranged. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der Längsachsen der dritten und vierten Kanalabschnitte (3, 8) im Wesentlichen senkrecht zur Breitenrichtung des Kühlelementes (1) ausgerichtet sind.11. Device according to one of claims 7 to 10, are aligned in the longitudinal axes of the third and fourth channel portions (3, 8) substantially perpendicular to the width direction of the cooling element (1). 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , bei der die Halbleiterbauelement-Anordnung (2) in einer Erstreckungsrichtung senkrecht zur Breitenrichtung des Kühlelements (1) eine Gesamtlänge aufweist, welche bis zu dem 3-fachen der Länge der ersten oder dritten Kanalabschnitte (3, 8) entspricht.12. Device according to one of claims 7 to 11, wherein the semiconductor device arrangement (2) in an extension direction perpendicular to the width direction of the cooling element (1) has a total length which up to 3 times the length of the first or third channel sections ( 3, 8) corresponds. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, bei der jeweils einer der ersten Kanalabschnitte (5) mit einem oder zwei nebeneinander liegenden der dritten Kanalabschnitte (3) verbunden ist und/oder jeweils einer der zweiten Kanalabschnitte (9) mit einem oder zwei nebeneinander liegenden der vierten Kanalabschnitte (8) verbunden ist.13. Device according to one of claims 7 to 12, wherein in each case one of the first channel sections (5) with one or two adjacent of the third channel sections (3) is connected and / or one of the second channel sections (9) with one or two adjacent the fourth channel sections (8) is connected. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, bei der die ersten Kanalabschnitte (5) jeweils eine Breite aufweisen, die größer oder gleich der Breite eines der dritten Kanalabschnitte (3) und kleiner ist als die doppelte Breite eines der dritten Kanalabschnitte (3) ist und/ oder die zweiten Kanalabschnitte (9) jeweils eine Breite aufweisen, die größer oder gleich der Breite eines der vierten Kanalabschnitte (8) und kleiner ist als die doppelte Breite eines der vierten Kanalabschnitte (8) ist.14. Device according to one of claims 7 to 13, wherein the first channel sections (5) each have a width which is greater than or equal to the width of one of the third channel sections (3) and smaller than twice the width of one of the third channel sections (3 ) and / or the second channel sections (9) each have a width which is greater than or equal to the width of one of the fourth channel sections (8) and less than twice the width of one of the fourth channel sections (8). 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, bei der der Abstand zweier benachbarter erster und/oder zweiter Kanalabschnitte (5, 9) dem 1- bis 2-fachen, vorzugsweise dem 4ϊ -fachen, des Abstandes zweier benachbarter dritter und/oder vierter Kanalabschnitte (3, 8) entspricht.15. Device according to one of claims 7 to 14, wherein the distance between two adjacent first and / or second channel sections (5, 9) to 1 to 2 times, preferably 4ϊ times, the distance between two adjacent third and / or fourth channel sections (3, 8) corresponds. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, bei der die ersten und/oder zweiten Kanalabschnitte (5, 9) relativ zu den dritten und/oder vierten Kanalabschnitten (3, 8) parallel verlaufende Zuführ- oder Ablaufabschnitte (7, 11) aufweisen. 16. Device according to one of claims 7 to 15, wherein the first and / or second channel sections (5, 9) relative to the third and / or fourth channel sections (3, 8) parallel feed or drain sections (7, 11) exhibit. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Zuführ- oder Ablaufabschnitte (7, 11) der ersten und/oder zweiten Kanalabschnitte (5, 9) in etwa gleich lang sind.17. The apparatus of claim 16, wherein the supply or drain sections (7, 11) of the first and / or second channel sections (5, 9) are approximately equal in length. 18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Halbleiterbauelement- Anordnung wenigstens einen Laserdiodenbarren oder wenigstens eine Reihe mehrerer, nebeneinander angeordneter Laserdioden aufweist oder aus einem Laserdiodenbarren oder wenigstens eine Reihe mehrerer nebeneinander angeordneter Laserdioden besteht. 18. Device according to one of the preceding claims, wherein the Halbleiterbauelement- arrangement comprises at least one laser diode bar or at least one row of a plurality of juxtaposed laser diodes or consists of a laser diode bar or at least one row of a plurality of juxtaposed laser diodes.
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