zurück zur Übersicht

POLY-03: Deckel-Kühlung

Ein Diodenlaser weist eine Wärmesenke
für passive Kühlung auf und
eine Mikrokanalwärmesenke für aktive Kühlung, die alternativ oder zusätzlich zur passiven Kühlung eingesetzt werden kann.

WÄRMEABLEITMODUL

Es wird bereitgestellt ein Wärmeableitmodul mit einem eine erste und eine gegenüberliegende zweite Seite (13, 12) aufweisenden Halbleiterelement (2), einem ersten Wärmeableitkörper (3) zur konduktiven Kühlung des Halbleiterelementes (2), der eine erste Kontaktfläche (6) aufweist, einem zweiten Wärmeableitkörper (4), der eine der ersten Kontaktfläche (6) zugewandte zweite Kontaktfläche (7) aufweist und in dem ein Kühlkanal (16) ausgebildet ist, durch den ein Kühlfluid hindurchgeleitet werden kann, wobei das Halbleiterelement (2) zwischen den beiden Wärmeableitkörpern (3, 4) angeordnet ist und dabei die erste Seite (13) so an die erste Kontaktfläche (6) und die zweite Seite (12) so an die zweite Kontaktfläche (7) gefügt sind, daß die erste Seite (13) des Halbleiterelements (2) thermisch mit der ersten Kontaktfläche (6) und die zweite Seite (12) des Halbleiterelements (2) thermisch mit der zweiten Kontaktfläche (7) kontaktiert ist, und wobei sich der Kühlkanal (16) im zweiten Wärmeableitkörper (4), in Draufsicht auf die zweite Seite (12) des Halbleiterelements (2) gesehen, zumindest abschnittsweise im Bereich der zweiten Seite (12) erstreckt, wohingegen sich im ersten Wärmeableitkörper (3), in Draufsicht auf die erste Seite (13) des Halbleiterelements (2) gesehen, im Bereich der ersten Seite (13) kein Kanal zum Führen eines Kühlfluids erstreckt.
Angebot:
Deutsche Patentanmeldung Nr. DE 10 2008 051 081 A1
Preis: auf Anfrage
Patentansprüche:

1. Wärmeableitmodul mit einem eine erste und eine gegenüberliegende zweite Seite (13, 12) aufweisenden Halbleiterelement (2), einem ersten Wärmeableitkörper (3) zur konduktiven Kühlung des Halbleiterelementes (2), der eine erste Kontaktfläche (6) aufweist, einem zweiten Wärmeableitkörper (4), der eine der ersten Kontaktfläche (6) zugewandte zweite Kontaktfläche (7) aufweist und in dem ein Kühlkanal (16) ausgebildet ist, durch den ein Kühlfluid hindurchgeleitet werden kann, wobei das Halbleiterelement (2) zwischen den beiden Wärmeableitkörpern (3, 4) angeordnet ist und dabei die erste Seite (13) so an die erste Kontaktfläche (6) und die zweite Seite (12) so an die zweite Kontaktfläche (7) gefügt sind, daß die erste Seite (13) des Halbleiterelements (2) thermisch mit der ersten Kontaktfläche (6) und die zweite Seite (12) des Halbleiterelements (2) thermisch mit der zweiten Kontaktfläche (7) kontaktiert ist, und wobei sich der Kühlkanal (16) im zweiten Wärmeableitkörper (4), in Draufsicht auf die zweite Seite (12) des Halbleiterelements (2) gesehen, zumindest abschnittsweise im Bereich der zweiten Seite (12) erstreckt, wohingegen sich im ersten Wärmeableitkörper (3), in Draufsicht auf die erste Seite (13) des Halbleiterelements (2) gesehen, im Bereich der ersten Seite (13) kein Kanal zum Führen eines Kühlfluids erstreckt.

2. Wärmeableitmodul nach Anspruch 1, bei dem der erste Wärmeableitkörper (3) keinen Kühlkanal für ein Kühlfluid aufweist.
3. Wärmeableitmodul nach Anspruch 1 oder 2, bei dem durch den ersten Wärmeableitkörper (3) ein Einlaß (21) und/oder ein Auslaß (20) des Kühlkanals (16) verläuft.
4. Wärmeableitmodul nach einem der obigen Ansprüche, bei dem beide Wärmeableitkörper (2, 3) zumindest bereichsweise elektrisch leitfähig sind und die erste Kontaktfläche (6) elektrisch mit der ersten Seite (13) des Halbleiterelementes (2) und die zweite Kontaktfläche (7) elektrisch mit der zweiten Seite (12) des Halbleiterelementes (2) kontaktiert ist.
5. Wärmeableitmodul nach Anspruch 4, bei dem die elektrische Kontaktierung zwischen der ersten Seite (13) und der ersten Kontaktfläche (6) in einem ersten Abschnitt (8) der ersten Kontaktfläche (6), die einen dazu benachbarten zweiten Abschnitt (9) aufweist, vorliegt, die elektrische Kontaktierung zwischen der zweiten Seite (12) und der zweiten Kontaktfläche (7) in einem dritten Abschnitt (10) der zweiten Kontaktfläche (7), die einen dazu benachbarten vierten Abschnitt (11) aufweist, vorliegt, und bei dem eine elektrisch isolierende Zwischenschicht (5) zwischen dem zweiten und vierten Abschnitt (9, 11) vorgesehen ist.
6. Wärmeableitmodul nach Anspruch 5, bei dem die elektrisch isolierende Zwischenschicht (5) zumindest Teil eines Stoffschlusses zwischen dem zweiten und vierten Abschnitt (9, 11) ist.
7. Wärmeableitmodul nach einem der obigen Ansprüche, bei dem zumindest einer der beiden Wärmeableitkörper (3, 4) einen elektrisch isolierten oder nicht leitfähigen Hauptkörper mit einer darauf ausgebildeten elektrisch leitenden Schicht aufweist, deren dem Hauptkörper abgewandte Außenseite die erste bzw. zweite Kontaktfläche (6, 7) bildet.
8. Wärmeableitmodul nach einem der obigen Ansprüche, bei dem zumindest eine der beiden Kontaktflächen (6, 7) als plane Fläche ausgebildet ist.
9. Wärmeableitmodul nach einem der obigen Ansprüche, bei dem zumindest eine der beiden Kontaktflächen (6, 7) als gestufte Fläche ausgebildet ist.
10. Wärmeableitmodul nach einem der obigen Ansprüche, bei dem sowohl Fügezonen zwischen dem Halbleiterelement (2) und den Wärmeleitkörpern (3, 4) als auch die erste und zweite Kontaktfläche (6, 7) zumindest abschnittsweise in wenigstens einer Projektion des Halbleiterelementes (2) senkrecht zu seiner ersten und/ oder zweiten Seite (13, 12) liegen.
11. Wärmeableitmodul nach einem der obigen Ansprüche, bei dem wenigstens eine der Kontaktflächen (6, 7) der Wärmeableitkörper (3, 4) unmittelbar vermittels wenigstens eines elektrisch leitenden Fügemittels an der entsprechenden ersten oder zweiten Seite (13, 12) des Halbleiterelementes (2) stoffschlüssig befestigt ist.
12. Wärmeableitmodul nach einem der obigen Ansprüche, bei dem das Wärmeableitmodul eine Kühleinrichtung aufweist, die kraftschlüssig an einer der ersten Kontaktfläche (6) abgewandten Seite des ersten Wärmeableitkörpers (3) befestigt ist.
13. Wärmeableitmodul nach einem der obigen Ansprüche, bei dem der zweite Wärmeableitkörper (4) eine Vielzahl von Mikrokühlkanälen aufweist, die sich, in Draufsicht auf die zweite Seite (12) des Halbleiterelementes (2) gesehen, zumindest abschnittsweise im Bereich der zweiten Seite (12) erstrecken.
14. Wärmeableitmodul nach einem der obigen Ansprüche, bei dem das Halbleiterelement als Halbleiteremitter, insbesondere als Laserdiodenelement ausgebildet ist.