专利名称：固定卡夹的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将电子构件固定在冷却体的面上的固定元件。
背景技术：
G8516915. 3涉及一种用于冷却半导体组件的冷却体。所述冷却体包括一个平坦的 冷却接触面，用于冷却一个可借助弹簧元件按压在该冷却接触面上的半导体组件。所述冷 却体固定在载有半导体组件的平面组件上。所述冷却体这样地布置和构造，使得冷却接触 面垂直于平面组件的平面延伸并且在背向冷却接触面的一侧设有多个相互垂直排列的冷 却肋。一个大致垂直于冷却接触面伸出的板簧夹紧在冷却体的上端部上，该板簧的自由端 大致与冷却接触面呈直角地倾斜并且弹性地贴靠在安装于它们之间的半导体组件的中间 区域中。DE202005020760U1涉及一种装置，包括一个冷却体和一个设置于冷却体中的电子 构件。根据该方案，所述装置包括一个冷却体、一个设置在该冷却体上的电子构件和一个用 于将构件压紧在冷却体上的弹簧卡夹。所述弹簧卡夹也作为附加冷却元件构造。该弹簧卡 夹由导热率比电子构件的导热率高的材料制成，尤其导热率由比钢、尤其弹簧钢的导热率 高的材料制成。US 5，068，764涉及一种用于电子构件的固定装置。根据该方案，电子构件与冷却 体保持紧密接触。基本上扁平的且细长构造的元件具有自由端并且这样地构造，使得具有 相互对置的第一和第二面的电子构件可以与基本上扁平构成的构件相对置地布置。支持元 件从基本元件的另一端部以小于90°的角度相对于基本元件表面的平面延伸。设有锁止元 件，其可在载体元件中变形并且从载体元件延伸到一个位置中，该位置位于电子构件的第 二平面的平面那一侧并且这样地构造，使得其能够锁止且接收在表面中的孔内部。所述表 面是冷却体的一个表面，该表面构造成基本上平行于电子构件的第二面并且贴靠在该第二 面上。
发明内容
本发明的任务在于，优化电子构件和与其相连的冷却体之间的固定。根据本发明提出，这样地优化用于将冷却体与待冷却的电子构件相连的固定元件 (该固定元件尤其构造为卡夹)，使得在整个构件长度上得到均勻的弯曲应力。由于该尤其构造为卡夹的固定元件被构造为在整个构件长度上具有均勻的弯曲 应力，因此可实现更大的弹性弯曲范围。由于尤其构造为卡夹的固定元件具有更大的弹性 弯曲范围，因此可以用同一个固定元件来固定不同高度的构件。这可以通过同一个具有非 常紧凑外部尺寸的构件实现。为了固定尤其构造为卡夹的固定元件的自由端，在冷却体中开设基本上具有与冷 却体表面呈90°定向的空隙，例如具有基本上矩形横截面的槽。该槽优选以与冷却体表面 呈90°定向的位置铣削出或者通过另一种切削加工方法在冷却体中产生。冷却体的材料优选是一种具有突出导热性能的金属材料，例如铝。由于所述至少一个尤其构造为槽的空隙的位置基本上垂直于冷却体的第一平面 定向，因此可将空隙的制造费用减到最低。此外，所述尤其构造为卡夹的固定元件可无需工 具地通过简单的垂直于卡锁方向的力作用来松开。为此以有利的方式在冷却体的材料中开 设具有基本矩形横截面的槽。所述尤其构造为槽的空隙可以具有一个外伸部、尤其是突出 部，所述尤其构造为卡夹的固定元件的自由端卡入到该外伸部下方。所述尤其构造为卡夹 的固定元件的自由端为此具有一个压制或冲压出的凸起，当所述尤其构造为卡夹的固定元 件的自由端处于卡入到突出部下方的状态时，该凸起贴靠并且卡锁在冷却体材料中的空隙 开口上。为了便于拆卸，在冷却体实心材料中与该突出部相对的、侧向的分界壁(非槽底) 以一斜度制造并且尤其倾斜地在冷却体材料中延伸。由于该尤其制成为槽的空隙具有倾斜 延伸的分界壁，所述尤其构造为卡夹的固定元件的自由端的一个侧面(该侧面在固定元件 的自由端的与压制或冲压出的凸起相对的一侧上)始终贴靠在尤其制成为槽的空隙的以 斜度在冷却体材料中延伸的分界壁上。垂直于卡锁方向将力引入所述尤其构造为卡夹的固 定元件的卡锁在尤其制成槽的空隙中的自由端上，就足以使在尤其制成为卡夹的固定元件 的自由端上压制或冲压出的凸起在冷却体中的突出部下方向外运动，使得该自由端逆着装 配方向在拆卸方向上(即在竖直方向上向上)在滑动面上从所述尤其制成为槽的空隙向外 运动。通过根据本发明提出的方案，可以针对尤其构造为卡夹的固定元件实现尤其构造 为槽的空隙的较小尺寸，固定元件卡入到该空隙中。如果尤其制成为槽的空隙的尺寸设计 得较小，则由待去除的、优选切削地去除的冷却体实心材料产生的材料费用较低。对于按照 本发明提出的方案存在以下情形在待冷却的电子构件和冷却体之间的接触面上没有伸出 的几何形状。因此可以实现构件的随意安放，同样也可在冷却体的平面中安置多个尤其构 造为槽的空隙。尤其地，由于平直延伸的、尤其制成为槽的空隙，冷却体的轮廓可更容易挤 压。此外，可以用手无需工具地将尤其制成为卡夹的固定元件轻易拆掉。为了松开尤其构 造为卡夹的固定元件，垂直于卡夹自由端在空隙中的装配方向的力引入就足以使在所述尤 其构造为卡夹的固定元件的自由端上压制或冲压构成的凸起在空隙入口处的侧凹部下方 松开。此外还可不受限制地重新使用根据本发明提出的、尤其构造为卡夹的固定元件。在基于本发明构思的一种有利实施变型中，所述尤其构造为卡夹的固定元件由平 面材料制成。所述尤其构造为槽的空隙在挤压成型期间开设在冷却体材料(例如铝)中。 所述尤其构造为卡夹的固定元件优选具有两个主要的组成部分，即一个平直部分以及具有 变细的终端的另一个平直部分，该一个平直部分包括类似钩地延伸的拱曲部，在该一个平 直部分上还连接一个弯曲区段(弯曲部)。冷却体实心材料中的、尤其构造为槽的空隙具有 一个倾斜定向的滑动面以及一个与该滑动面相对布置的、形成侧凹的突出部，该滑动面用 于所述尤其构造为卡夹的固定元件的自由端。
以下将根据附图对本发明进行详细解释。附图如下图1示出根据本发明提出的处于尚未装配的状态中的固定元件，该固定元件尤其构造为卡夹，图2示出根据本发明提出的处于装配状态中的、优选构造为卡夹的固定元件，和图3示出尤其构造为卡夹的固定元件的卡入到冷却体的空隙中的自由端的放大 视图。
具体实施例方式从图1中的视图得到根据本发明提出的固定元件的、待紧固的电子构件的和冷却 体的透视图。图1示出一固定元件10，其优选以卡夹的形式构造。一电子构件12通过该固定元 件10固定在冷却体16的第一平面18上，该电子构件在必要时可以具有基板14或类似件。 该冷却体16除了具有第一平面18之外，还具有第二平面20或加强筋或类似物。该冷却体 16优选由一种具有突出的导热性能的材料(例如铝)制成，该材料此外非常容易加工。从图1所示的透视图可以看出，在冷却体16的第一平面18中开出第一空隙22以 及第二空隙24。第一空隙22、第二空隙24和必要时用于紧固其它电子构件12 (其构造为 带有或没有基板14)的其它空隙例如在切削加工过程中以例如槽的形式构造在冷却体16 的材料中或者通过挤压产生。该电子构件12具有一个电接触部26，该电接触部可以例如构 造为弯曲膜、电缆束或者如图1所示构造为单根电缆接触部。此外从图1中还可看出，尤其构造为卡夹的固定元件10具有第一平直延伸区段 28，其构成固定元件10的第一自由端44。如从图1可看出的那样，在该实施方式中，在第一 平直延伸区段28中构造有并排的拱曲部或凸起30。至少一个凸起或者至少一个拱曲部30 可以压制或冲压在由金属材料制成的固定元件10中。在优选构造为卡夹的固定元件10的 第一平直延伸区段28上连接一弯曲部32。在该弯曲部32上又连接一在其宽度上变细的终 端34，该终端构成固定元件10的第二自由端46。如图1所示，该电子构件12通过该第二 自由端与接触面36接触并且必要时也可在中间接入基板14的情况下支放在冷却体16的 第一平面18上。在根据图1的视图中，优选构造为卡夹的固定元件10在第一自由端44区 域中的第一宽度以附图标记68表示，而在优选构造为卡夹的固定元件10的变细的终端34 上存在第二宽度70。图2示出电子构件的侧视图，该电子构件通过固定元件支放在冷却体上。从图2可以看出，第一空隙22以及第二空隙24延伸到图平面内地延伸穿过冷却 体16。该第一空隙22以及第二空隙24具有基本上呈矩形的横截面。从根据图2可以看 出，优选构造为卡夹的固定元件10以第一自由端44以及在那里构造的至少一个凸起30插 入到第一空隙22中。而第二空隙24被电子构件12的基板14覆盖，该电子构件在位置48 中支放在冷却体16的第一平面18上。该电子构件12通过夹持力72保持。此外图2示出，第二自由端46，它包括在其第二宽度70上变细的终端34，支放在 电子构件12的接触面36、即顶面上。由于优选构造为卡夹的固定元件10具有弹性，电子构 件12连同基板14被支放在冷却体16的第一平面18上。此外从图2还可看出，构造为卡 夹的固定元件10的第一自由端44简单地插入在冷却体16的第一空隙22中。通过使固定 元件10构造有第一平直延伸区段28、连接在该第一平直延伸区段上的弯曲部32以及变细 的终端34，从而在整个构件长度上实现均勻的弯曲应力。这能实现更大的弯曲范围，从而也能够将构造得比图1和2中所示的带有基板14的电子构件12更高的电子构件固定在冷却 体16上。从根据图2的侧视图还可看出，第一空隙22以及第二空隙24基本上垂直于第一 平面18延伸，这有利地影响第一或第二空隙22、24和必要时所需的其它空隙的制造成本。优选构造为卡夹的固定元件10的第一自由端44不需要借助安装元件或紧固元件 就能简单地在垂直方向上向下插入到第一空隙22中并且卡锁在其中。图3示出优选构造为卡夹的固定元件的处于卡锁在冷却体空隙中的状态中的第 一自由端的放大部分。图3示出优选构造为卡夹的固定元件10的第一平直延伸区段28的第一端部44 插入到第一空隙22中。冷却体16中的第一空隙22包括一个垂直面62、一个底部50和一 个滑动面52。对第一空隙22或未示出的第二空隙24限界的滑动面52包括一个斜面54。 该滑动面52的斜面54以倾斜角度56构造，该倾斜角度只有几度。在第一空隙22以及图 3中没有详细示出的第二空隙24的垂直面62上方，在冷却体16的材料中构造有一个外伸 部58。该外伸部58作为卡锁鼻用于在第一平直延伸区段28的第一自由端44上构成的至 少一个拱曲部28。在尤其构造为卡夹的固定元件10的、在图3中所示卡锁在第一空隙22 中的状态下，第一自由端44沿着接触线66贴靠在滑动面52上。如果第一自由端44在第 一侧面40上被施加以指向力方向38的力，则由于第一平直延伸区段28的变形，所述外伸 部58释放所述至少一个拱曲部30或至少一个凸起30，并且第一自由端44可从第一空隙 22中取出。在第一自由端44插入到第一空隙22中时，该第一自由端的端面沿着接触线66向 着第一空隙22的底部50向下在滑动面52上延伸。这执行这么长久，直到实现所述至少一 个拱曲部30或至少一个凸起30在第一空隙22的外伸部58下方卡锁。以附图标记74表 示第一自由端44在第一空隙22中相对于竖线(90° )的偏角。通过在力方向38上施加力使第一平直延伸区段28变形，可以无需工具地将第一 平直延伸区段28和由此使优选构造为卡夹的固定元件10从第一空隙22松开。尤其构造为卡夹的固定元件10以尺寸小为特点。由于优选构造为卡夹的固定元 件10设有一第一平直延伸区段28、一接在该第一平直延伸区段上的在过渡部64之后的弯 曲部32以及一连接在弯曲部32上的变细的终端34，因此赋予优选构造为卡夹的固定元件 10突出的弯曲特性。通过同一个优选构造为卡夹的固定元件10可以无需工具地将具有基 板14或没有基板14的构造高度不同的电子构件12固定在冷却体16的第一平面18上。在 接触面上、即在冷却体16与固定于冷却体上的电子构件12或基板14之间的第一平面18 上没有突出的几何形状。因此，可以将电子构件10自由地安置在第一平面18上。此外，在 冷却体16的第一平面18中可以并排地实施任意多个空隙22。由于空隙22或24基本上平 直延伸并且尤其构造为矩形槽，因此冷却体轮廓更容易制造。如果空隙22、24在冷却体轮 廓中相对于冷却体轮廓表面呈90°角延伸，则空隙的制造被显著地简化。如结合图2和3已经解释的那样，可以无需工具地以简单的方法和方法通过作用 在第一侧面40上的指向力方向38的力将尤其构造为卡夹的固定元件从第一空隙22拆除。 以附图标记42表示第二侧面。第一平直延伸区段28通过在力方向38上的力作用这样地 变形，使得外伸部58释放所述至少一个凸起30或至少一个拱曲部30，从而能够容易地向上 取出尤其构造为卡夹的固定元件10。此外，根据本发明提出的、尤其构造为卡夹的固定元件
610以任意频率的重复使用性为特点。通过尤其构造为卡夹的固定元件的尤其在与待紧固的电子构件12的接触面36接 触的变细的区域34中的造型，可以施加定义的夹持力。此外，尤其构造为卡夹的固定元件 10作为冲压件非常简单地由金属材料制成。视所选择的第一自由端44上的第一宽度68或 者第二自由端46上的第二宽度70而定，可以将具有基板14以及没有基板14的宽度不同 的电子构件12固定在冷却体14的第一平面18上。存在以下可能，带有或没有基板14的、 更大的尤其结构更宽的电子构件12可通过多个根据本发明提出的尤其构造为卡夹的固定 元件10无需工具地固定在冷却体16的第一平面18上。如果在冷却体16的第一平面18中连续地构成第一空隙22或第二空隙24或更多 数目的空隙，则冷却体16的几乎整个第一平面18可用于电子构件(例如功率元件或类似 件)的散热，从而能够实现高的材料利用率。
权利要求
用于将电子构件(12，14)固定在冷却体(16)的面(18)上的固定元件(10)，该固定元件尤其构造为卡夹，该固定元件具有第一自由端(44)和第二自由端(46)，其中，所述第一自由端(44)由第一平直延伸区段(28)构成，其特征在于，在所述第一平直延伸区段(28)上构造有至少一个凸起(30)，所述凸起在所述冷却体(16)的一空隙(22，24)中可松开地卡锁在外伸部(58)下方。
2.根据权利要求1所述的固定元件(10)，其特征在于，所述固定元件(10)具有一连接 在所述第一平直延伸区段(28)上的弯曲部(32)以及一连接在所述弯曲部(32)上的变细 的区段(34)。
3.根据权利要求1所述的固定元件(10)，其特征在于，所述第一平直延伸区段(28)的 第一宽度(68)大于所述固定元件(10)的变细的终端(34)的第二宽度(70)。
4.根据权利要求1所述的固定元件(10)，其特征在于，所述第一平直延伸区段(28)能 通过垂直于所述第一平直延伸区段定向的力(38)变形，使得在空隙(22，24)中的卡锁连接 (30，58)被松开。
5.根据上述权利要求中任一项或多项所述的固定元件(10)，其特征在于，所述至少一 个凸起(30)构成在所述第一平直延伸区段(28)的一个侧面(40)上，在该侧面上作用用于 松开所述卡锁连接(30，58)的力(38)。
6.根据上述权利要求中任一项或多项所述的固定元件(10)，其特征在于，所述固定元 件(10)由金属材料制成。
7.根据上述权利要求中任一项或多项所述的固定元件(10)，其特征在于，所述至少一 个凸起(30)作为冲压部或压制部构成在所述固定元件(10)的第一自由端(44)上。
8.根据上述权利要求中任一项或多项所述的固定元件(10)，其特征在于，具有所述第 一平直延伸区段(28)的所述第一自由端(44)无需工具地卡锁在所述冷却体(16)中的具 有基本矩形横截面的空隙(22，24)中。
9.根据上述权利要求中任一项或多项所述的固定元件(10)，其特征在于，所述空隙 (22,24)通过一垂直面(62)以及通过一倾斜延伸的滑动面(52)限界，所述外伸部(58)在 所述垂直面上方延伸。
10.由固定元件(10)、具有第一平面(18)的冷却体(16)和待冷却的电子构件(12，14) 组成的装置，其特征在于根据上述权利要求中任一项所述的固定元件(10)。
11.根据权利要求10前序部分所述的由固定元件(10)、具有第一平面(18)的冷却体 (16)和待冷却的电子构件(12，14)组成的装置，其特征在于，所述固定元件(10)以变细的 终端(34)支放在将要支放在所述冷却体(16)的第一平面(18)上的电子构件(12，14)的 接触面(36)上，并且通过第一自由端(44)无需工具地固定在所述冷却体(16)材料中的一 空隙(22，24)中。
12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，至少一个空隙(22，24)在所述冷 却体(16)中延伸，所述至少一个空隙具有一滑动面(52)和一外伸部(58)，其中，所述外伸 部(58)和所述滑动面(52)沿着所述至少一个空隙(22，24)的长度在所述冷却体(16)的 材料中延伸。
全文摘要
本发明涉及一种用于将电子构件(12，14)固定在冷却体(16)的面(18)上的固定元件(10)，该固定元件尤其构造为卡夹。该固定元件(10)包括第一自由端(44)和第二自由端(46)，所述第一自由端(44)由第一平直延伸区段(28)构成。在第一平直延伸区段(28)上构造有至少一个凸起(30)，所述凸起在冷却体(16)的空隙(22，24)中可松开地卡锁在一外伸部(58)下方。
文档编号H01L23/40GK101897019SQ200880113101
公开日2010年11月24日 申请日期2008年9月11日 优先权日2007年10月25日
发明者T·施利特迈尔 申请人:罗伯特·博世有限公司