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WO2015039920A1 - Kühlkörper - Google Patents

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WO2015039920A1
WO2015039920A1 PCT/EP2014/069128 EP2014069128W WO2015039920A1 WO 2015039920 A1 WO2015039920 A1 WO 2015039920A1 EP 2014069128 W EP2014069128 W EP 2014069128W WO 2015039920 A1 WO2015039920 A1 WO 2015039920A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat sink
heat
electrically insulating
emc
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2014/069128
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ludwig Arlt
Stefan Dietz
Lars Balschat
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of WO2015039920A1 publication Critical patent/WO2015039920A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H10W40/251—
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20409—Outer radiating structures on heat dissipating housings, e.g. fins integrated with the housing
    • H05K7/20418—Outer radiating structures on heat dissipating housings, e.g. fins integrated with the housing the radiating structures being additional and fastened onto the housing
    • H10W40/255—
    • H10W42/20—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/06—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations

Definitions

  • Heatsink The present invention relates to a heat sink.
  • heat sinks made of aluminum which have to make do without the use of a shielding plate and thus offer no solution to EMC problems.
  • a grounding of the metallic heat sink is required.
  • the voltage-carrying areas are covered with an insulating layer and having a heat sink a heat sink made of a good heat conducting material with a large surface area.
  • the heat sink consists of a molding compound which is interspersed with heat-conducting metal.
  • the molding compound consists of a curable synthetic material ⁇ .
  • thermally conductive layer material is known, which is produced by pressure or press bonding with a conductive film over a base layer. Further- It is disclosed that, when using a magnetic film, the effect of electromagnetic wave shielding on the conductive film is further improved.
  • the layer material is used as a heat-conducting layer between a heat-generating element and a heat-dissipating element.
  • US 2001/0024724 AI discloses a plastic heat sink comprising a plate made of a carbon-carbon matrix, which improves the heat spreading without the mechanical stability and thus the freedom of design of the heatsink to impair ⁇ gen.
  • the invention has for its object to provide a heat sink, which provides an advantageous solution in the cooling of electrical components and components even in the presence of electromagnetic interference.
  • FIG. 1 shows a representation of the individual components for constructing a heat sink according to the invention made of plastic
  • FIG. 2 shows the back of the heat sink according to the invention according to FIG. 1
  • a heat sink 1 which is made essentially of electrically insulating, heat-conducting plastic.
  • the plastic is a particle / fiber composite material for molded parts with poly ⁇ mermatrix of elastomers and electrically insulating fillers.
  • an EMC shield plate 2 is integrated.
  • a metallic plate eg a copper plate, which in addition to its EMC shielding also has the advantage of good heat conduction.
  • the EMC shield plate 2 is connected according to FIG 1 with a Abstandshal ⁇ ter 3, which is suitable for connecting an electrical component to be cooled or device. 2 shows the back of a heat sink 1 according to the invention in the assembled state.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

Erfindungsgemäß wird ein Kühlkörper (1), der aus einem elektrisch isolierenden, wärmeleitenden Kunststoff besteht vorgeschlagen.

Description

Beschreibung
Kühlkörper Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkörper.
Aus dem Stand der Technik sind Kühlkörper mit metallischen Materialien bekannt. Sie haben eine Veränderung der EMV
(Elektromagnetische Verträglichkeit) und der elektrischen Si- cherheit zur Folge. Bisher eingesetzte metallische Kühlkörper können die Abstrahlung verstärken und die Schirmfunktionali¬ tät verschlechtern. Darüber hinaus können metallische berührbare Gehäuseteile bei elektrischen Geräten eine Gefahr darstellen und benötigen eine zusätzliche Erdung.
Es sind beispielsweise Kühlkörper aus Aluminium bekannt, die ohne Einsatz eines Schirmblechs auskommen müssen und somit keine Lösung bei EMV-Problemen bieten. Außerdem ist eine Erdung des metallischen Kühlkörpers erforderlich.
Aus DE 25 11 010 AI ist ein elektrisches Bauelement bekannt, dessen spannungsführende Bereiche mit einer Isolationsschicht abgedeckt sind und das zur Wärmeabführung einen Kühlkörper aus einem gut wärmeleitenden Material mit großer Oberfläche aufweist. Der Kühlkörper besteht aus einer Pressmasse, die mit wärmeleitendem Metall durchsetzt ist. Weiterhin ist auch bekannt, dass die Pressmasse aus einem aushärtbaren Kunst¬ stoff besteht. Aus US 2004/0226707 AI ist ein Kunststoffkühlkörper bekannt, wobei die Kunststoffmatrix des Kunststoffkühlkörpers mit wär¬ meleitendem Material durchsetzt ist und er eine wärmeleiten¬ de, verformbare und klebende Seite zum Aufbringen auf ein zu kühlendes Gerät aufweist.
Aus DE 601 30 176 T2 ist ein wärmeleitendes Schichtmaterial bekannt, das durch Druck- oder Pressverbinden mit einer leitenden Folie über eine Grundschicht hergestellt wird. Weiter- hin wird offenbart, dass bei Verwendung einer magnetischen Folie, die Wirkung der Abschirmung elektromagnetischer Wellen bei der leitenden Folie weiter verbessert wird. Dabei wird das Schichtmaterial als wärmeleitende Schicht zwischen einem wärmeerzeugenden Element und einem wärmezerstreuenden Element verwendet .
US 2001/0024724 AI offenbart einen Kunststoffkühlkörper der eine Platte aus einer Karbon-Karbon-Matrix enthält, die die Wärmespreizung verbessert ohne die mechanische Stabilität und damit die Gestaltungsfreiheit der Kühlkörper zu beeinträchti¬ gen .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühlkörper vorzuschlagen, der auch bei Vorliegen elektromagnetischer Störstrahlung eine vorteilhafte Lösung bei der Kühlung von elektrischen Baugruppen und Komponenten bietet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
FIG 1 eine Darstellung der Einzelkomponenten zum Aufbau eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers aus Kunststoff und
FIG 2 die Rückseite des erfindungsgemäßen Kühlkörpers nach FIG 1.
In FIG 1 ist der Aufbau eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers 1 dargestellt, der im Wesentlichen aus elektrisch isolierenden, wärmeleitenden Kunststoff hergestellt ist. Der Kunststoff ist ein Teilchen-/Faser-Verbundwerkstoff für Formteile mit Poly¬ mermatrix aus Elastomeren und elektrisch isolierenden Füllstoffen .
Im Kühlkörper 1 ist ein EMV-Schirmblech 2 integriert. Anstel- le des EMV-Schirmblechs 2 kann auch eine metallische Platte, z.B. eine Kupferplatte, verwendet werden, die neben ihrer EMV-Schirmung auch den Vorteil einer guten Wärmeleitung hat. Das EMV-Schirmblech 2 ist gemäß FIG 1 mit einem Abstandshal¬ ter 3 verbunden, der zur Anbindung eines zu kühlenden elektrischen Bauteils oder Geräts geeignet ist. FIG 2 zeigt die Rückseite eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers 1 im zusammengesetzten Zustand.

Claims

Patentansprüche
1. Kühlkörper (1), der aus einem elektrisch isolierenden, wärmeleitenden Kunststoff besteht,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass ein EMV-Schirmblech (2) in den Kühlkörper (1) integriert ist .
2. Kühlkörper nach Anspruch 1, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , dass der elektrisch isolierende, wärmeleitende Kunststoff ein Teilchen-/Faser-Verbundwerkstoff für Formteile mit Polymermatrix aus Elastomeren und elektrisch isolierenden Füllstoffen ist.
3. Kühlkörper nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Füllstoffe keramische Teilchen oder Glasfasern sind.
4. Kühlkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das EMV- Schirmblech (2) mit einem Abstandshalter (3) verbunden ist.
5. Kühlkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Ab- Standshalter (3) zur Anbindung eines zu kühlenden elektrischen Bauteils oder Geräts geeignet ist.
6. Kühlkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass anstelle des EMV-Schirmblechs (2) eine wärmeleitfähige Platte in den Kühl¬ körper (1) integriert ist.
PCT/EP2014/069128 2013-09-19 2014-09-09 Kühlkörper Ceased WO2015039920A1 (de)

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