Fadenbearbeitungssysteme, auf die sich die Erfindung bezieht, könnten nicht nur Fa- denliefergeräte, sondern beispielsweise auch Zubehörvorrichtungen zur Fadenbear- beitung sein, die Textilmaschinen wie Web- oder Strickmaschinen, mit Faden versor- gen, die wenigstens eine elektrisch angetriebene Komponente und eine dieser zuge- ordnete Steuerschaltung aufweisen. Neben Fadenliefergeräten können dies Fa- denimprägnierer bzw. Fadenöler, gesteuerte Fadenbremsen und Fadenspanner, Fa- den-Schlupfförderer, Drehantriebe für Faden-Vorratsspulen, und dgl. sein. Die Steu- erschaltung kann sich dabei im Gehäuse des Fadenliefergeräts bzw. der Zubehörvor- richtung befinden, oder in einem eigenen Gehäuse des Fadenliefergeräts bzw. der Zubehörvorrichtung befinden, oder in einem eigenen Gehäuse das dennoch als Teil des Fadenbearbeitungssystems anzusehen ist.

Bei einem aus DE-C-265 18 57 bekannten Fadenliefergerät weist die Steuerschaltung des Antriebsmotors als Halbleiterkomponente Effekttransistoren auf. Die Steuerschal- tung ist üblicherweise im Gehäuse angeordnet, wobei die Effekttransistoren auf der Leiterplatte positioniert sind. Im Betrieb erzeugen die Halbleiterkomponenten Wärme, die bei längerem Betrieb zu einem relativ hohen Wärmeniveau führt, das die Stand- zeit der Steuerschaltung, insbesondere der Halbleiterkomponenten, beeinträchtigt.

Bei Fadenliefergeräten ist es durch Vorbenutzung in der Praxis bekannt (Fig. 1), wär- meerzeugende Halbleiterkomponenten, wie Effekttransistoren, am Randbereich der Leiterplatte zu positionieren und in der Nachbarschaft der Halbleiterkomponenten ei- nen leistenförmigen Wärmeleitkörper im Gehäuse oder an der Leiterplatte zu montie- ren, gegen den Teilbereiche der Halbleiterkomponenten durch Spannelemente ange- preßt werden. Der Wärmeleitkörper wird seinerseits in wärmeübertragendem Kontakt mit dem Gehäuse montiert. Dies ist baulich aufwendig und erfordert im Hinblick auf die Bestückung der Leiterplatte unzweckmäßige stehende Positionen der Halbleiter- komponenten, weil diese von ihren Kontaktierungen mit der Leiterplatte hochstehen müssen, um den Wärmeleitkörper zu kontaktieren. Außerdem findet der Kontakt mit dem Wärmeleitkörper in einiger Entfernung vom wärmsten Bereich der Halbleiter- komponenten statt, der im Regelfall nahe bei den Kontaktierungen liegt und somit viel Wärme in die Umgebung abstrahlt, die nicht vom Wärmeleitkörper aufgenommen wird. Die kostengünstige, sogenannte "Oberflächenmontage", dieser Halbleiterkompo- nenten, z. B. durch Montageroboter, läßt sich deshalb nicht anwenden. Bei dieser zweckmäßigen Montagetechnik werden Halbleiterkomponenten liegend mit einer ihrer Oberflächen auf einer Haftfläche der Leiterplatte befestigt, und zwar entweder zusätz- lich zu den Kontaktierungen oder sogar zur Herstellung einer Kontaktierung oder Er- dung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fadenbearbeitungssystem der ein- gangs genannten Art zu schaffen, bei dem auf baulich einfache, kostengünstige Wei- se und platzsparend ein niedriges Temperaturniveau bei der Steuerschaltung erreich- bar ist, gegebenenfalls sogar bei Anwendung der Oberflächenmontage-Technik für die Halbleiterkomponenten.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Merkmal des Anspruchs 1 ge- löst.

Es wird von der Halbleiterkomponente erzeugte Wärme mit gutem Wirkungsgrad durch körperliche Wärmeleitung durch die Leiterplatte hindurch in das Gehäuse bzw. den Gehäuseteil abgeführt. Der Vorsprung läßt sich einfach im Gehäuse bei dessen Formung ausbilden. Besonders zweckmäßig wird die Halbleiterkomponente in der Nähe der Kontaktierungen, d. h. nahe dem Entstehungsort der Wärme, gekühlt, weil der Fortsatz durch die Leiterplatte zum Entstehungsort greifen kann. Es wird auch ein Wärmestau zwischen der Halbleiterkomponente und der Leiterplatte vermieden, weil eine körperliche Wärmeleitstrecke von der Halbleiterkomponente in das Gehäuse ge- schaffen ist. Auf diese Weise läßt sich die Temperatur der Halbleiterkomponente und bei der Steuerschaltung erheblich senken, was der Betriebssicherheit und der Stand- zeit der Steuerschaltung zugute kommt. Das Gehäuse kann das Gehöuse des Fa- denliefergeräts oder einer Zubehörvorrichtung sein, oder ein eigenes Gehäuse für die Steuerschaltung.

Ein zwischen der Halbleiterkomponente und dem Fortsatz eingesetztes, zweckmäßi- gerweise zumindest etwas elastisches, Zwischenmaterial verbessert die Wärmeablei- tung. Ein vollflächiger Kontakt zwischen harten bzw. metallischen Oberflächen kann nämlich schwierig zu erzielen sein. Das Zwischenmaterial ist in der Lage, herstel- lungs- oder thermisch bedingte Fehlstellungen zwischen den wärmeableitenden Oberflächen zu kompensieren.

Zweckmäßig ist das Zwischenmaterial ein elektrisch isolierendes Kissen (z. B. Gap <BR> <BR> <BR> Pad) aus gut wärmeleitendem Material, ein Klebstoff- oder Füllmittelauftrag (z. B. Sili- konkunststoff) oder ein mit einem Haftmittel imprägnierter flexibler Träger (z. B. selbst- klebendes Isolierband) (Anspruch 3).

Aufgrund des zur Kühlung durch die Leiterplatte zur Halbleiterkomponente greifenden Fortsatzes (mit oder ohne Zwischenmaterial), läßt sich die zu kühlende Halbleiter- komponente günstig nach der sogenannten Oberflächenmontage-Technik auf der Leiterplatte anbringen, d. h. in einer automatischen Montagevorrichtung und/oder mit Montagerobotern (Anspruch 4).

Der Durchgriff des Fortsatzes erfolgt zweckmäßig durch eine speziell dafür geformte Öffnung oder einen Ausschnitt der Leiterplatte (Anspruch 5), wobei der Fortsatz relativ passgenau oder mit einem allseitigen Spiel in die Öffnung bzw. den Ausschnitt ein- greift. Bei großen Halbleiterkomponenten könnten mehrere Fortsätze gemeinsam kühlen.

Günstig wird die Halbleiterkomponente an der dem Fortsatz gegenüberliegenden Seite von einem Widerlager beaufschlagt. Dies ist aus unterschiedlichen Gründen vorteilhaft (Anspruch 6). Das Widerlager kann kraftschlüssig mit dem gegen die Halbleiterkomponente drückenden Fortsatz ein Kraftgleichgewicht erzeugen, so daß der Verbindungsbereich der Halbleiterkomponente mit der Leiterplatte bzw. die Kon- taktierungen keinen unerwünschten Belastungen unterliegen. Ferner läßt sich mittels des Widerlagers der Kontaktdruck zwischen dem Fortsatz und der Halbleiterkompo- nente einstellen. Schließlich ist mittels des Widerlagers gleich auch die Leiterplatte im Gehäuse oder einem Gehäuseteil positionier- und lagersicherbar, so daß die Anzahl der Befestigungsstellen für die Leiterplatte verringert werden kann oder überhaupt keine weitere Befestigungsstellen mehr notwendig sind. Das Widerlager kann ein formschlüssiges Positionierglied für die Halbleiterkomponente sein.

Wenn das Widerlager ebenfalls an einem Halte-Fortsatz des Gehäuses befestigt ist, werden sämtliche Kräfte vom Gehäuse aufgenommen, ohne die Leiterplatte bzw. die Halbleiterkomponente unzweckmäßig zu belasten (Anspruch 7).

Das Widerlager kann ein Federelement sein (Anspruch 8), vorzugsweise mit einstell- barer Andruckkraft, um das vorerwähnte Kraftgleichgewicht und auch die Lagesiche- rung der Leiterplatte vornehmen zu können. Beispielsweise wird das Federelement gegen seinen Halteblock auf Anschlag festgelegt, so daß die Niederhaltekraft genau vorherbestimmbar ist.

Montagetechnisch günstig ist mehreren Halbleiterkomponenten ein gemeinsames Widerlager zugeordnet (Anspruch 9).

Wie erwähnt, definieren die Fortsätze mit dem Widerlager einen Leiterplatten-Halte- vorrichtung, so daß weitere Befestigungsstellen und Montageschritte beim Festlegen der Leiterplatte entbehrlich sind, sobald die Montageschritte zur Kühlung vollzogen sind.

Herstellungstechnisch einfach sind die Fortsätze beispielsweise block- oder stiftartig und mit dem Gehäuse bzw. Gehäuseteil einstückig. Die Fortsätze lassen sich bereits bei der Formung des Gehäuses bzw. Gehäuseteils realisieren, was die spätere Mon- tage erheblich vereinfacht (Anspruch 11).

Im Hinblick auf einen guten Wärmeübergang bei der Wärmeableitung sollten die End- flächen der Fortsätze spanabhebend bearbeitet sein (Anspruch 12). Gegebenenfalls sind die Endflächen sogar an die Konturen der Halbleiterkomponenten im Auflagebe- reich angepaßt.

Mehrere, zur Kühlung dienende Fortsätze des Gehäuses könnten durch Verbin- dungsstege untereinander verbunden oder in einem gemeinsamen Sockel enthalten sein (Anspruch 13), um auf kurzem Weg eine möglichst große Masse zur Kühlung bzw. Wärmeverteilung nutzen zu können.

Wenn an wenigstens einem der Fortsätze eine Auflageschulter für die Leiterplatte vorgesehen ist (Anspruch 14), wird die Positionierung und Lagesicherung der Leiter- platte vereinfacht.

Anhand der Zeichnung wird eine konventionelle Ausführungsform und werden Aus- führungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen Teilschnitt einer konventionellen Kühlstruktur (Stand der Tech- nik), Fig. 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Kühlstruktur für ein Fadenbearbeitungssystem, z. B. für ein Fadenlie- fergerät, Fig. 3 eine schematische Frontansicht des Fadenliefergeräts, Fig. 4 einen vergrößerten Detailschnitt der erfindungsgemäßen Ausfüh- rungsform einer Kühlstruktur, und Fig. 5 eine Draufsicht zu Fig. 4.

Fig. 1 verdeutlicht eine konventionelle Kühlstruktur für ein Fadenbearbeitungssystem F, wie sie in auf dem Markt befindlichen Fadenliefergeräten F anzutreffen ist. Das Fa- denliefergerät F besitzt ein Gehäuse G aus metallischem Material (Leichtmetall, Leichtmetallegierung, Druckguß, Zinkdruckguß oder dgl.), das z. B. aus einem Grund- gehäuse G1 und einem abdeckenden Gehäuseteil G2 zusammengesetzt ist. Eine zumindest mit Halbleiterkomponenten C (Effekttransistoren, Prozessoren oder dgl.) bestückte Leiterplatte B ist an Lagern 1 des Gehäuseteils G2 mit Befestigungselemen- ten 2 festgelegt. Die Halbleiterkomponenten C sind nahe dem Randbereich der Lei- terplatte B mit Kontaktierungen 3 angeschlossen, dabei aber so montiert, daß sie mit ihren Körpern 4 von der Leiterplatte B hochstehen. An der Innenseite des Gehäuse- teils G2 ist ein leistenförmiger Wärmeübertragungskörper W, z. B. aus Metall, mit Be- festigungselementen 6 festgelegt, so daß zwischen dem Wärmeleitkörper W und dem Gehäuseteil G2 eine körperliche Wärmeableitung stattfindet. Die Körper 4 der Halblei- terkomponenten C sind mit Befestigungselementen 7 kontaktierend gegen den Wär- meleitkörper W gespannt, um auftretende Wärme in den Wärmeleitkörper W zu übertragen.

Fig. 2 verdeutlicht einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kühlstruktur für Halblei- terkomponenten C (Effekttransistoren, Prozessoren oder dgl.) einer Steuerschaltung 5 eines Fadenliefergeräts F eines Fadenbearbeitungssystems. Die mit den Halbleiter- komponenten C bestückte Leiterplatte B ist an dem Gehäuseteil G2 des Gehäuses G montiert. Die Steuerschaltung S könnte auch in einem vom Fadenbearbeitungsgerät getrennten, mit dieser Kühlstruktur ausgestatteten Gehäuse angeordnet sein.

Jede Halbleiterkomponente C ist über ihre Kontaktierungen 3 mit nicht dargestellten Leiterbahnen der Leiterplatte B verbunden und liegt mit einer (13) ihrer Oberflächen benachbart zur Leiterplatte W oder an dieser. Im Bereich der Halbleiterkomponente C ist die Leiterplatte B mit einer durchgehenden Öffnung 10 versehen (oder mit einem zum Randbereich offenen Ausschnitt, nicht gezeigt), in die ein mit dem Gehäuseteil G2 einstückig ausgebildeter Fortsatz P (z. B. in Stift-, Block-, Kegelstumpf- oder Py- ramidenstumpf-Form) derart eingreift, daß seine Endfläche 12 die Oberfläche 13 der Halbleiterkomponente C direkt kontaktiert, oder wie gezeigt, unter Vermittlung eines gut wärmeleitenden Zwischenmaterials Z. Das Zwischenmaterial Z ist beispielsweise ein elektrisch isolierendes, gut wärmeleitendes Kissen (z. B. ein Gap Pad), oder ein Klebstoff- oder Füllmittelauftrag oder ein mit einem Haftmittel imprägnierter, elasti- scher Träger. Das Zwischenmaterial Z kann eine gewisse Elastizität und zweckmäßi- gerweise Hafteigenschaften zu beiden Oberflächen 12,13 aufweisen, um den Wär- meübergang zu verbessern. Es ist jedoch auch durchaus möglich, die Endfläche 12 direkt an die Endfläche 13 anzulegen, beispielsweise falls durch eine Bearbeitung der Endfläche 12 und eine dazu passende Oberfläche 13 der Halbleiterkomponente C ein vollflächiger Kontakt sicherstellbar ist, und gegebenenfalls durch diesen Kontakt eine Erdung oder Kontaktierung hergestellt werden soll.

In den Gehäuseteil G2 sind ferner Halte-Fortsätze P'integriert. Einer der Halte- Fortsätze P'dient zum Festlegen eines Widerlagers A, das die Halbleiterkomponen- ten C entgegengesetzt zum Kontaktdruck der Fortsätze P form- und/oder kraftschlüs- sig beaufschlagt. Das Widerlager A kann ein Federelement 14 sein, das mit mehreren Endbereichen 15 gemeinsam mehrere Halbleiterkomponenten C beaufschlagt und in einem Befestigungsbereich 16 mittels eines Befestigungselementes 17 an dem Fort- satz P'festgelegt ist. Die elastische Andruckkraft jedes Endbereiches 15 ist einstell- bar, beispielsweise durch Spannen des Befestigungsbereiches 16 auf Anschlag mit dem Halte-Fortsatz P'. Auch der Halte-Fortsatz P'durchsetzt eine Öffnung der Leiter- platte B. Das Widerlager A kann auch ein formschlüssiger Positionieranschlag für eine oder mehrere Halbleiterkomponenten D sein.

Ein weiterer Haltevorsprung P'des Gehäuseteils G2 kann zusätzlich zum Festlegen der Leiterplatte B genutzt werden, beispielsweise in der Nähe eines Anschlußkörpers 22, vor allem deshalb, weil beim Benutzen des Anschlußkörpers 22 (Anschließen oder Lösen einer elektrischen Verbindung) Kräfte in die Leiterplatte B eingeleitet wer- den können, die dann der Halte-Fortsatz P'aufnimmt.

Die Fortsätze P, zumindest ein Halte-Fortsatz P', und das Widerlager A können ge- meinsam eine Montier-Vorrichtung für die Leiterplatte B definieren, so daß keine wei- teren Befestigungseinrichtungen mehr benötigt werden, sondern die Leiterplatte B ordnungsgemäß lagegesichert ist, sobald die baulichen Voraussetzungen für die Kühlung der Halbleiterkomponenten C geschaffen wurden.

In Fig. 3 ist angedeutet, daß die Leiterplatte B entweder im Gehäuseteil G2 oder im Gehäuseteil G1 montiert sein kann. Die Halbleiterkomponenten C können an der Lei- terplatte B im Gehäuseteil G2 zum Gehäuseteil G1 weisen, und an der Leiterplatte B im Gehäuseteil G1 zum Gehäuseteil G2 weisen. Die Fortsätze P greifen zur Kühlung jeweils durch die Leiterplatte B. In Fig. 3 ist auch der im Gehäuseteil G1 enthaltene Motor M gestrichelt angedeutet, der über die an der Leiterplatte B angeordnete Steu- erschaltung gesteuert wird. Die jeweilige Leiterplatte B könnten auch hochkant oder schrägstehend im Gehäuse G angeordnet sein. Auch dann greift jeweils mindestens ein Fortsatz durch die Leiterplatte zur zu kühlenden Halbleiterkomponente. Ist die Steuerschaltung S (nicht gezeigt) in einem eigenen Gehäuse enthalten, dann ist die Kühlstruktur in dieses Gehäuse integriert.

In Fig. 2 ist angedeutet, daß die Halbleiterkomponenten C nach der sogenannten "Oberflächenmontage-Technik"an der Leiterplatte B montiert sind. Die Fig. 4 und 5 verdeutlichen eine Variante dieser Montagetechnik, die in weitgehend automatisierten oder mit Robotern ausgestatteten Montagevorrichtungen kostengünstig anwendbar ist.

In den Fig. 4 und 5 ist auf der Leiterplatte B ein flächiger Haftbereich 20 (aus Metall) angebracht, der entweder nur für eine Haftfunktion der Halbleiterkomponente C benö- tigt wird, oder auch zum Herstellen einer Kontaktierung (z. B. Erdung oder einer ande- ren Kontaktierung gleichwertig der Kontaktierung 13 mit der Leiterbahn 18). Die Halbleiterkomponente C weist auf ihrer Oberfläche 13 eine metallische Schicht 19 auf, die zum Festlegen der Halbleiterkomponente C an der Leiterplatte B (zusätzlich zur Kontaktierung 3) mit dem Haftbereich 20 verbunden wird, wenn die Leiterplatte B be- stückt wird. Eine weitere Befestigung der Halbleiterkomponente C ist dann nicht mehr erforderlich.

Die Öffnung 10 durch die Leiterplatte B, die für den Eingriff des Fortsatzes P als Wärmeleitkörper W bestimmt ist, erstreckt sich entweder bis zum Haftbereich 20, oder aus herstellungstechnischen Gründen durch den Haftbereich 20 hindurch, so daß dann die Endfläche 12 des Fortsatzes P direkt an der Metallschicht 19 anliegt, um Wärme abzuleiten. Gegebenenfalls ist ein in Fig. 2 gezeigtes Zwischenmaterial Z zwi- schen der Endfläche 12 und der Metallschicht 19 an der Oberfläche 13 vorgesehen, um den Wärmeübergang zu verbessern. Das Widerlager A liegt mit seinem Endbe- reich 25 auf der dem Fortsatz P abgewandten Oberseite der Halbleiterkomponente C.

In Fig. 5 erstreckt sich der Haftbereich 20 über die z. B. viereckige Außenkontur der Halbleiterkomponente C nach außen. Da die Öffnung 10 eine runde Bohrung ist, und auch der Fortsatz P eine runde Endfläche hat ergeben sich in Eckbereichen 21 genü- gend große Flächen zum Anhaften der Halbleiterkomponente C im Haftbereich 20 (Surface Mounting), und wird dennoch wirksam nahe der Oberfläche 13 in der Halblei- terkomponente C entstehende Wärme durch die Leiterplatte B hindurch abgeführt.