DE102004023819A1

DE102004023819A1 - Kühlkörper und Durchgänge davon mit mehrfachen Richtungen

Info

Publication number: DE102004023819A1
Application number: DE102004023819A
Authority: DE
Inventors: Li-Kuang Tan; Yu-Hung Huang; Chin-Ming Chen
Original assignee: Delta Electronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2005-08-04
Also published as: TW200524514A; US20050150637A1; TWI251460B; JP2005197625A

Abstract

Ein Kühlkörper. Mehrere Wärme ableitende Einheiten stellen jeweils eine Basis und mehrere parallele Rippen bereit, die darauf angeordnet sind. Die Rippen von jeweils zwei benachbarten Wärme ableitenden Einheiten erstrecken sich in verschiedene Richtungen.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkörper, und insbesondere einen Kühlkörper, der Durchgänge mit mehrfachen Richtungen bereitstellt.

Beschreibung des Stands der Technik

Wärme ableitende Vorrichtungen oder Systeme sind weit verbreitet in elektronischen Produkten wie Personal und Notebook Computern, um Wärme abzuleiten, die von Komponenten oder Mikroprozessoren erzeugt wird, so wie einer integrierten Schaltung, der darin angeordnet ist. Aufgrund der fortschreitenden Verringerung der Größe der integrierten Schaltungen und einer fortgeschrittenen Packung nimmt jedoch die pro Einheitsfläche davon erzeugte Wärme entsprechend zu. Daher sind Wärme ableitende Vorrichtungen oder Kühlkörper mit hoher Leistung für die beschriebenen Produkte unverzichtbar.

1A zeigt eine herkömmliche Wärme ableitende Vorrichtung 10, umfassend einen Axiallüfter 20 und eine Rippenstruktur 30. Der Axiallüfter 20 umfasst einen Rahmen 22, eine Nabe 24 und ein Lüfterrad 26, das daran angeordnet ist. Die Rippenstruktur 30 weist eine Basis 32 und mehrere Rippen 34 auf, die auf der Basis 32 angeordnet sind. Das Lüfterrad 26 weist mehrere Blätter auf, und die Rippen 34 der Rippenstruktur 30 erstrecken sich in einer Y-Richtung eines rechtwinkligen X-Y-Koordinatensystems.

Nachdem der Axiallüfter 20 auf der Rippenstruktur 30 angebracht worden ist, wird die untere Oberfläche der Rippenstruktur 30 der Wärme ableitenden Vorrichtung 10 mittig auf einer Komponente so wie einer CPU (nicht gezeigt) angeordnet. Die Nabe 24 des Axiallüfters 20 ist auf der Mitte der Rippenstruktur 30 angeordnet, und die Blätter des Lüfterrads 26 sind entlang der umfänglichen Kante der Rippenstruktur 30 gelegen.

Während dem Betrieb wird Wärme, die von der CPU erzeugt wird, über die Basis 32 auf die Rippen 34 übertragen, und Wärme in den Rippen 34 wird abgeleitet durch einen Luftfluss bzw. Luftstrom, der von dem Lüfter 20 erzeugt wird. Die Temperatur in der Mitte der Basis 32 der Rippenstruktur 30 ist am höchsten, und nimmt in Richtung des Umfangs davon nach und nach ab.

Es wird bemerkt, dass die Mitte der Rippenstruktur 30 unterhalb der Nabe 24 des Lüfters 20 gelegen ist, und dass die Leistungsfähigkeit der Wärmeableitung in der Mitte der Rippenstruktur 30 viel geringer als an dem Umfang davon ist, d.h. die Wärmeableitung der Mitte der Rippenstruktur 30 wird durch die Nabe 24 des Lüfters beeinflusst.

Weiterhin fließt ein Luftstrom, der von dem Lüfter 20 angetrieben wird, aufgrund der longitudinalen Richtung der Rippen 34 der Rippenstruktur 30, die sich in einer Y-Richtung erstrecken, teilweise entlang der Durchgänge, die zwischen den Rippen 34 gebildet sind, und trifft die Rippen 34 teilweise in der X-Richtung (der Richtung senkrecht zu der Y-Richtung). Teile des Luftstroms kollidieren mit einander, was die Gleichmäßigkeit bzw. Glattheit davon und die Kühlgeschwindigkeit der Wärme ableitenden Vorrichtung 10 verringert. Die Wirkung der Wärmeableitung in der Mitte der Rippenstruktur 30 ist ebenso verringert.

1B zeigt eine andere herkömmliche Wärme ableitende Vorrichtung 50, die eine Rippenstruktur 70 und den vorstehend genannten Axiallüfter 20 umfasst. Die Rippenstruktur 70 unterscheidet sich von der Rippenstruktur 30 von 1A darin, dass mehrere beabstandete Schlitze 740 in der X-Richtung auf den Rippen 74 gebildet sind, d.h. die Schlitze 740 funktionieren als Luftstromdurchgänge in der X-Richtung der Rippenstruktur 70. Daher kann ein größerer Luftstrom gleichmäßig durch die Durchgänge, die in der X- und Y-Richtung der Rippenstruktur 70 gebildet sind, in die Mitte der Rippenstruktur 70 eintreten.

Im Vergleich mit der Rippenstruktur 30 von 1A ist eine wirksame Ableitungsfläche der Rippenstruktur 70 um etwa 30 % kleiner als die der Rippenstruktur 30, aufgrund der Schlitze 740, die auf den Rippen 74 gebildet sind. Obwohl die Bildung der Schlitze 740 einem Luftstrom ermöglichen kann, in der X- und Y-Richtung in die Mitte der Rippenstruktur 70 einzutreten, verringert der Verlust an ableitender Fläche auf der Rippenstruktur 70 die Konvektion der Wärme ableitenden Vorrichtung 50. Weiterhin kollidiert der Luftstrom in den Durchgängen in der X- und Y-Richtung, was den Widerstand des Luftstroms ebenso erhöht wie die Durchflussrate und das Volumen der Luftstromausgabe von den Rippen 74 verringert.

Zusammenfassung der Erfindung

Dementsprechend ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Kühlkörper bereitzustellen, um die Probleme der vorstehend beschriebenen Rippenstruktur zu überwinden.

Die Erfindung umfasst mehrere Wärme ableitende Einheiten, von denen jede eine Basis und mehrere parallele Rippen aufweist, die auf der Basis angeordnet sind. Die Rippen von jeweils zwei benachbarten Wärme ableitenden Einheiten erstrecken sich in unterschiedlichen Richtungen, um Durchgänge mit mehrfachen Richtungen dazwischen zu bilden. Daher tritt eine Kollision des Luftstroms in den Durchgängen jeder Wärme ableitenden Einheit nicht auf.

Jede Wärme ableitende Einheit des Kühlkörpers umfasst weiterhin einen Schweißbereich, der an dem Umfang der Basis davon gelegen ist, um sie mit einer anderen Wärme ableitenden Einheit zu verbinden. Die Basis und die Rippen der Wärme ableitenden Einheiten sind integral gebildet und aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt. Die Basis und die Rippen der Wärme ableitenden Einheit sind ebenfalls durch Schweißen mit einander verbunden.

Die Wärme ableitende Einheit umfasst weiter mehrere Schlitze, die in einer oberen Oberfläche der Basis davon gebildet sind. Die Rippen sind genau passend in den Schlitzen angeordnet, um die Durchgänge dazwischen zu bilden.

Die Basis der Wärme ableitenden Einheit umfasst einen polygonalen Stab mit mindestens drei Flächen, so wie dreieckig, sektorenförmigen (sectorial), fünfeckig und sechseckig. Jeweils zwei benachbarte Wärme ableitende Einheiten sind durch Schweißen mit einander verbunden. Die Basen aller Wärme ableitenden Einheiten sind durch ein leitfähiges Haftmittel oder einen leitfähigen Kleber mit niedrigem Wärmewiderstand verbunden. Die Basis und die Rippen der Wärme ableitenden Einheiten sind aus einem leitfähigen Material hergestellt.

Eine detaillierte Beschreibung wird in den folgenden Ausführungsformen gegeben, mit Bezug auf die begleitende Zeichnung.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die vorliegende Erfindung wird durch Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und der Beispiele vollständiger verstanden werden, wobei auf die begleitende Zeichnung Bezug genommen wird, worin:
1A eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Wärme ableitenden Vorrichtung ist;
1B eine perspektivische Ansicht einer anderen herkömmlichen Wärme ableitenden Vorrichtung ist;
2A eine perspektivische Ansicht einer Wärme ableitenden Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2B eine perspektivische Ansicht der Wärme ableitenden Vorrichtung von 2A ist;
2C eine perspektivische Ansicht einer Wärme ableitenden Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
3A eine perspektivische Ansicht einer Wärme ableitenden Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
3B eine perspektivische Ansicht der Wärme ableitenden Vorrichtung von 3A ist;
3C eine perspektivische Ansicht einer Wärme ableitenden Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
4 eine perspektivische Ansicht einer Wärme ableitenden Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
5 eine perspektivische Ansicht einer Wärme ableitenden Vorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
6 eine perspektivische Ansicht einer Wärme ableitenden Vorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der mit einem elektrischen Lüfter (nicht in den Figuren gezeigt) zusammengesetzte Kühlkörper Wärme von Komponenten oder Bauteilen davon ableiten.
Bezug nehmend auf 2A und 2B umfasst ein Kühlkörper 100 in einer ersten Ausführungsform der Erfindung vier Wärme ableitende Einheiten 102, 104, 106 und 108. Jede Wärme ableitende Einheit 102, 104, 106 und 108 umfasst jeweils eine Basis 112, 114, 116 und 118, und eine Gruppe von parallelen Rippen 122, 124, 126 und 128 ist auf den Basen 112, 114, 116 und 118 angeordnet. Die Rippen 122, 124, 126 und 128 erstrecken sich einzeln in verschiedene Richtungen in Bezug auf das rechtwinklige X-Y-Koordinatensystem.
Die Wärme ableitenden Einheiten 102, 108 sind zwei entgegengesetzte und symmetrische polygonale Strukturen, im Wesentlichen dreieckig geformt. In 2B ist jede Basis 112, 118 der Wärme ableitenden Einheiten 102, 108 im Wesentlichen dreieckig, d.h. jede Basis 112, 118 stellt drei Flächen bereit.
Die Wärme ableitenden Einheiten 104, 106 sind zwei entgegengesetzte und symmetrische polygonale Strukturen, nahe den Wärme ableitenden Einheiten 102, 108 und sind im Wesentlichen fünfeckig. In 2B ist jede Basis 114, 116 der Wärme ableitenden Einheiten 104, 106 im Wesentlichen in einer fünfeckigen Säule ausgebildet, d.h. jede Basis 114, 116 stellt 5 Flächen bereit. Jeweils zwei Flächen 112, 114, 116 und 118 der Wärme ableitenden Einheiten 102, 104, 106 und 108 sind entlang zweier Flächen verbunden, d.h. den Schweißbereichen 115. Das bedeutet, die Wärme ableitenden Einheiten 104, 106 sind sowohl mit der Wärme ableitenden Einheit 102 als auch 108 an dem Rand davon durch Schweißen verbunden. Mit anderen Worten, die longitudinalen Richtungen der Rippen 122/124, 122/126, 128/124 und 128/126 der benachbarten Wärme ableitenden Einheiten 102/104, 102/106, 108/104 und 108/106 sind senkrecht verbunden, um mehrere Durchgänge dazwischen zu bilden.
Ferner umfasst jede Wärme ableitende Einheit 104, 106 zwei erweiterte Abschnitte 130, 130, die sich von den Basen 114, 116 davon erstrecken und alle einen Haken 132 daran aufweisen. Durch Verbinden der Haken 132 jedes erweiterten Abschnitts 130 der Wärme ableitenden Einheiten 104, 106 mit dem elektrischen Lüfter wird der elektrische Lüfter auf den Wärme ableitenden Einheiten 102, 104, 106 und 108 befestigt und ist in der Mitte des Kühlkörpers 100 gelegen.
In dieser Ausführungsform sind zum Beispiel die Basen 112 und die Rippen 122 der Wärme ableitenden Einheit 102 integral gebildet, wodurch sie Durchgänge mit mehreren Richtungen bilden. Die Basis und die Rippen jeder Wärme ableitenden Einheit sind bevorzugt aus leitfähigen Materialien so wie Kupfer, eine Kupferlegierung, Aluminium oder eine Aluminiumlegierung hergestellt. In anderen Ausführungsformen können die Rippen an die Basis geschweißt sein, um die Durchgänge mit mehreren Richtungen darauf zu bilden, d.h. ein Durchgang wird durch zwei benachbarte Rippen gebildet.
In 2A erstrecken sich die Durchgänge jeder Wärme ableitenden Einheit 102, 104, 106 und 108 jeweils in verschiedenen Richtungen in Bezug auf das rechtwinklige X-Y-Koordinatensystem. Das bedeutet, der Kühlkörper 100 stellt Durchgänge mit mehreren Richtungen in der X-Y-Ebene des rechtwinkligen X-Y-Koordinatensystems bereit. Eine positive X-Richtung definiert die longitudinale Richtung der Rippen 122 der Wärme ableitenden Einheit 102, und eine negative X-Richtung definiert die longitudinale Richtung der Rippen 128 der Wärme ableitenden Einheit 108. Eine positive Y-Richtung definiert die longitudinale Richtung der Rippen 126 der Wärme ableitenden Einheit 106, und eine negative Y-Richtung definiert die longitudinale Richtung der Rippen 124 der Wärme ableitenden Einheit 104.
Daher ist die longitudinale Richtung der Rippen 122 der Wärme ableitenden Einheit 102 senkrecht sowohl zu den Rippen 124 der Wärme ableitenden Einheit 104 als auch den Rippen 126 der Wärme ableitenden Einheiten 106, und die longitudinale Richtung der Rippen 128 der Wärme ableitenden Einheit 108 ist ebenso senkrecht sowohl zu den Rippen 124 der Wärme ableitenden Einheit 104 und den Rippen 126 der Wärme ableitenden Einheit 106. Mit anderen Worten, die verbundenen Rippen 122/124 der Wärme ableitenden Einheiten 102/104, die verbundenen Rippen 122/126 der Wärme ableitenden Einheiten 102/106, die verbundenen Rippen 128/126 der Wärme ableitenden Einheiten 108/106 und die verbundenen Rippen 128/124 der Wärme ableitenden Einheiten 108/104 sind alle L-förmig.
Während dem Betrieb treibt der elektrische Lüfter einen Luftstrom an, in alle Durchgänge der Wärme ableitenden Einheiten 102, 104, 106 und 108 einzutreten, um Wärme davon abzuleiten. Der Luftstrom fließt dann aus dem Kühlkörper 100 entlang der Durchgänge von der Mitte zu dem Rand davon, gleichmäßig und radial. Wärme, die sich in der Mitte des Kühlkörpers 100 befindet, wird wirksam abgeleitet und durch den Luftstrom in verschiedene Richtungen getragen.
Mit den Rippen 122, 124, 126 und 128 nimmt die Fläche zum Ableiten zu, und ein Luftstrom von dem elektrischen Lüfter wird gleichmäßig von jeder Wärme ableitenden Einheit 102, 104, 106 und 108 geleitet, so dass Wärme von dem Kühlkörper 100, insbesondere von der Mitte schnell abgeleitet wird. Weiterhin wird eine Kollision, Turbulenz oder Beeinflussung verhindert, wodurch die Wirksamkeit der Wärmeableitung des Kühlkörpers 100 erhöht wird.
Bezug nehmend auf 2C unterscheidet sich, in einer zweiten Ausführungsform, ein Kühlkörper 150 von dem Kühlkörper 100 der ersten Ausführungsform darin, dass sich vier Stäbe 140' jeweils von dem Boden davon erstrecken, und eine leitfähige Platte 140, die durch die Stäbe 140' begrenzt wird, weiterhin bereitgestellt ist, um sich mit dem Boden davon zu verbinden, d.h. die leitfähige Platte 140 ist direkt an der äußeren Oberfläche der Basen 112, 114, 116 und 118 angebracht. In dieser Ausführungsform ist die leitfähige Platte 140 bevorzugt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt.
Wenn die leitfähige Platte 140 auf einer Komponente so wie einer CPU (nicht gezeigt) angeordnet ist, ist der Kühlkörper 150 davon direkt und mittig an der oberen Oberfläche der CPU angebracht, und daher wird Wärme von der CPU über die leitfähige Platte 140 direkt auf jede Wärme ableitende Einheit 102, 104, 106 und 108 übertragen.
Weiterhin ist ein leitfähiges Haftmittel oder ein leitfähiger Kleber 145 mit niedrigem Wärmewiderstand so wie Lötpaste zwischen der leitfähigen Platte 140 und jeder Wärme ableitenden Einheit 102, 104, 106 und 108 angeordnet, d.h. die Wärme ableitenden Einheiten 102, 104, 106 und 108 sind ebenso über das leitfähige Haftmittel oder den leitfähigen Kleber 145 verbunden. Daher wird, mit dem leitfähigen Haftmittel oder Kleber 145, der zwischen der leitfähigen Platte 140 und den Wärme ableitenden Einheiten 102, 104, 106 und 108 angeordnet ist, der Wärmewiderstand dazwischen verringert, und daher wird der Wärmefluss von der CPU zu dem Kühlkörper 150 erhöht.
Bezug nehmend auf 3A und 3B unterscheidet sich, in einer dritten Ausführungsform, ein Kühlkörper 200 von dem Kühlkörper 100 der ersten Ausführungsform darin, dass die Anzahl Wärme ableitender Einheiten drei beträgt, bezeichnet durch Bezugszeichen 202, 204 und 208, wobei die Wärme ableitende Einheit 202 einen einzelne Struktur ist, im Wesentlichen durch die Wärme ableitenden Einheiten 104 und 106 der ersten Ausführungsform integriert.
Jede Wärme ableitenden Einheit 202, 204 und 208 umfasst eine Basis 212, 214 und 218 und drei Gruppen von parallelen Rippen 222, 224 und 228, die jeweils auf den Basen 212, 214 und 218 angeordnet sind. Die Basis 212 der Wärme ableitenden Einheit 202 ist in einer sanduhrförmigen (hourglass spaced) Säule ausgebildet, und die Rippen 222 daran erstrecken sich in der Y-Achse auf der XY Ebene. Die Wärme ableitende Einheit 202 umfasst für erweiterte Abschnitte 230, die sich von den Basen 212 davon erstrecken und die alle einen Haken 232 daran aufweisen, welche die gleiche Funktion bereitstellen wie die erweiterten Abschnitte und der Haken, die vorstehend genannt wurden.
Die Rippen 222 der Wärme ableitenden Einheit 202 sind jeweils senkrecht mit sowohl den Rippen 224 als auch 228 der Wärme ableitenden Einheiten 204 bzw. 208 verbunden.
Jeweils zwei Basen 212, 214 und 218 der Wärme ableitenden Einheiten 202, 204 und 208 sind entlang von Schweißbereichen 215 verbunden.
In dieser Ausführungsform sind zum Beispiel die Basis und die Rippen der Wärme ableitenden Einheit integral gebildet, und bevorzugt aus leitfähigen Materialien so wie Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt. In anderen Ausführungsformen können die Rippen an die Basis geschweißt sein, um die Durchgänge mit mehrfachen Richtungen daran zu bilden, d.h. ein Durchgang wird durch zwei benachbarte Rippen gebildet.
Bezug nehmend auf 3C unterscheidet sich, in einer vierten Ausführungsform, ein Kühlkörper 250 von dem Kühlkörper 200 der dritten Ausführungsform darin, dass vier Stäbe 240' sich jeweils von dem Boden davon erstrecken, und eine leitfähige Platte 240, die durch die Stäbe 240' begrenzt wird, weiterhin bereitgestellt ist, um an dem Boden davon angebracht zu sein, d.h. die leitfähige Platte 240 ist direkt an der äußeren Oberfläche der Basen 212, 214 und 218 angebracht.
In dieser Ausführungsform ist die leitfähige Platte 240 bevorzugt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt. Ein leitfähiges Haftmittel oder ein leitfähiger Kleber 245 mit niedrigem Wärmewiderstand ist zwischen der leitfähigen Platte 240 und jeder Wärme ableitenden Einheit 202, 204 und 208 angeordnet, d.h. die Wärme ableitenden Einheiten 202, 204 und 208 sind ebenfalls über das leitfähige Haftmittel oder den leitfähigen Kleber 245 verbunden.
Bezug nehmend auf 4 umfasst, in einer fünften Ausführungsform der Erfindung, ein Kühlkörper 300 vier Wärme ableitende Einheiten 302, 304, 306 und 308, im Wesentlichen eine rechteckige Säule oder Form aufweisend. Jede Wärme ableitende Einheit 302, 304, 306 und 308 weist die gleiche rechteckige Struktur auf.
Zum Beispiel umfasst jede Wärme ableitende Einheit 302, 304, und 306 eine Basis 312, 314 und 316 und eine Gruppe von parallelen Rippen 322, 324 und 326. Die Rippen 322, 324 und 326 sind jeweils vertikal auf den Basen 312, 304 und 316 angeordnet. Die Basen 312, 314 und 318 der Wärme ableitenden Einheiten 302, 304 und 308 sind im Wesentlichen rechteckig gebildet, d.h. jede Basis 312, 314, 316 stellt vier Flächen bereit. Wenn die Wärme ableitenden Einheiten 302, 304 und 306 durch Schweißen verbunden sind, ist die Wärme ableitende Einheit 302 sowohl mit der Wärme ableitenden Einheit 304 als auch 306 verbunden, jeweils entlang von zwei Flächen.
Durch Schweißen der Wärme ableitenden Einheiten 302, 304, 306 und 308, um den Kühlkörper 300 zu bilden, erstrecken sich Rippen 322, 324, 326 und 328 einzeln in verschiedene Richtungen in Bezug auf das rechteckige X-Y-Koordinatensystem. Mit anderen Worten, die Durchgänge jeder Wärme ableitenden Einheit 302, 304, 306 und 308 erstrecken sich jeweils in verschiedene Richtungen in Bezug auf das rechteckige X-Y-Koordinatensystem. Eine positive X-Richtung definiert die longitudinale Richtung der Rippen 326 der Wärme ableitenden Einheit 306, und eine negative X-Richtung definiert die longitudinale Richtung der Rippen 324 der Wärme ableitenden Einheit 304. Eine positive Y-Richtung definiert die longitudinale Richtung der Rippen 328 der Wärme ableitenden Einheit 308, und eine negative Y-Richtung definiert die longitudinale Richtung der Rippen 322 der Wärme ableitenden Einheit 302.
Daher ist die longitudinale Richtung der Rippen 322 der Wärme ableitenden Einheit 302 senkrecht sowohl zu den Rippen 324 der Wärme ableitenden Einheit 304 als auch den Rippen 326 der Wärme ableitenden Einheit 306, und die longitudinale Richtung der Rippen 328 der Wärme ableitenden Einheit 308 ist ebenfalls senkrecht sowohl zu den Rippen 324 der Wärme ableitenden Einheit 304 als auch den Rippen 326 der Wärme ableitenden Einheit 306.
In dieser Ausführungsform sind zum Beispiel die Basis und die Rippen der Wärme ableitenden Einheit integral gebildet, und bevorzugt aus leitfähigen Materialien so wie Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt. In anderen Ausführungsformen können die Rippen an die Basis geschweißt sein, um die Durchgänge mit mehrfachen Richtungen darauf zu bilden, d.h. ein Durchgang wird durch zwei benachbarte Rippen gebildet.
Eine leitfähige Platte, bevorzugt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt, ist weiterhin bereitgestellt, um an der Unterseite des Kühlkörpers 300 in der gleichen Weise angebracht zu sein wie die, welche in der Beschreibung der Kühlkörper 100, 200 beschrieben worden ist, und ein leitfähiges Haftmittel oder ein leitfähiger Kleber mit niedrigem Wärmewiderstand ist dazwischen angeordnet.
Bezug nehmend auf 5 umfasst, in einer sechsten Ausführungsform der Erfindung, ein Kühlkörper 400 sechs Wärme ableitende Einheiten 402, 404, 406, 408, 410 und 412, im Wesentlichen eine sechseckige Säule oder Form bildend. Jede Wärme ableitende Einheit 402, 404, 406, 408, 410 und 412 weist die gleiche dreieckige Struktur auf.
Zum Beispiel umfasst jede Wärme ableitende Einheit 402, 404 und 412 eine Basis 422, 424, 432 und eine Gruppe von parallelen Rippen 442, 444 und 442. Die Rippen 442, 444 und 442 sind jeweils vertikal auf den Basen 422, 424, 432 angeordnet. Die Basen 422, 424 und 432 der Wärme ableitenden Einheiten 402, 404 und 412 sind im Wesentlichen dreieckig, d.h. jede Basis 422, 424 und 432 stellt drei Flächen bereit.
Wenn die Wärme ableitenden Einheiten 402, 404 und 412 mit einander durch Schweißen verbunden sind, sind zwei Flächen der Wärme ableitenden Einheit 402 mit beiden Wärme ableitenden Einheiten 404 bzw. 412 verbunden. Die Rippen 442 sind zusätzlich zu der mittleren jeweils mit jeder Rippe 442, 452 der Wärme ableitenden Einheiten 404 und 412 verbunden, um mehrere V-förmige Durchgänge dazwischen zu bilden. Das heißt, die Rippen 442, 444 und 446, 448, 450 und 452 erstrecken sich in verschiedenen Richtungen auf der XY-Ebene, und ein 60 Grad-Winkel ist zwischen jeweils zwei longitudinalen Richtungen der Rippen 442, 444 und 446, 448, 450 und 452 der Wärme ableitenden Einheiten 402, 404, 406, 408, 410 und 412 vorhanden.
Eine leitfähige Platte, bevorzugt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt, ist weiterhin bereitgestellt, um an der Unterseite des Kühlkörpers 400 in der gleichen Weise angebracht zu sein wie die, welche in der Beschreibung der Kühlkörper 100, 200 und 300 beschrieben worden ist, und ein leitfähiges Haftmittel oder ein leitfähiger Kleber mit niedrigem Wärmewiderstand ist dazwischen angeordnet.
Bezug nehmend auf 6 umfasst, in einer siebten Ausführungsform der Erfindung, ein Kühlkörper 500 drei Wärme ableitende Einheiten 502, 504 und 506, im Wesentlichen eine rechteckige Säule oder Form bildend. Jede Wärme ableitende Einheit 502, 504 und 506 weist eine rechteckige Struktur auf, und die Wärme ableitenden Einheiten 502 sind zwischen den Wärme ableitenden Einheiten 504 und 506 angeordnet.
Jede Wärme ableitende Einheit 502, 504 und 506 umfasst eine Basis 512, 514, 516 und eine Gruppe von parallelen Rippen 522, 524 und 526. Die Rippen 522, 524 und 526 sind jeweils vertikal auf den Basen 512, 514, 516 angeordnet. Die Basen 512, 514, 516 der Wärme ableitenden Einheiten 502, 504 und 506 sind im Wesentlichen rechteckig, d.h. jede Basis 512, 514, 516 stellt vier Flächen bereit. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Basis 512 der Wärme ableitenden Einheit 502 quadratisch, und die longitudinale Richtung der Rippen 522 ist senkrecht sowohl zu den Rippen 524 der Wärme ableitenden Einheit 504 als auch den Rippen 526 der Wärme ableitenden Einheit 506.
Durch Schweißen der Wärme ableitenden Einheiten 502, 504 und 506, um den Kühlkörper 500 zu bilden, erstrecken sich die Rippen 522 und 524 oder die Rippen 522 oder 526 einzeln in verschiedene Richtungen mit Bezug auf das rechteckige X-Y-Koordinatensystem. Die Durchgänge jeder Wärme ableitenden Einheit 502, 504 und 506 erstrecken sich jeweils in verschiedene Richtungen mit Bezug auf das rechteckige X-Y-Koordinatensystem. Eine positive und negative X-Richtung definieren die longitudinale Richtung der Rippen 522 der Wärme ableitenden Einheit 502. Eine positive Y-Richtung definiert die longitudinale Richtung der Rippen 526 der Wärme ableitenden Einheit 506, und eine negative Y-Richtung definiert die longitudinale Richtung der Rippen 524 der Wärme ableitenden Einheit 504.
Mit anderen Worten, die longitudinalen Richtungen der Rippen 522/524 und 522/526 der benachbarten Wärme ableitenden Einheiten 502/504 und 502/506 sind senkrecht verbunden, um mehrere Durchgänge dazwischen zu bilden.
In dieser Ausführungsform sind zum Beispiel die Basis und die Rippen der Wärme ableitenden Einheit integral gebildet, und bevorzugt aus leitfähigen Materialien so wie Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt. In anderen Ausführungsformen können die Rippen an die Basis geschweißt sein, um die Durchgänge mit mehrfachen Richtungen darauf zu bilden, d.h. ein Durchgang wird durch zwei benachbarte Rippen gebildet; mehrere beabstandete Schlitze (nicht in den Figuren gezeigt) können ebenso auf der oberen Oberfläche der Basen gebildet werden. Die Rippen werden in die Schlitze eingesetzt, um jeweils die Durchgänge dazwischen zu bilden.
Eine leitfähige Platte, bevorzugt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt, ist weiterhin bereitgestellt, um an der Unterseite des Kühlkörpers 500 in der gleichen Weise angebracht zu sein wie die, welche in der Beschreibung der Kühlkörper 100, 200, 300 und 400 beschrieben worden ist, und ein leitfähiges Haftmittel oder ein leitfähiger Kleber mit niedrigem Wärmewiderstand ist dazwischen angeordnet.
Weiterhin können, in den anderen Ausführungsformen, die Basen der Wärme ableitenden Einheiten polygonale Strukturen sein, so wie sektorenförmig, gleichschenklig dreieckig oder andere Strukturen, um die Kühlkörper zu bilden, so dass Wärme, die in der Mitte des Kühlkörpers erzeugt wird, schnell abgeleitet wird und durch Luftstrom getragen wird, der entlang verschiedener Durchgänge fließt, d.h. die Temperatur der Mitte und des Randes der Basis des Kühlkörpers liegen eng bei einander. Keine Luftstromkollisionen treten in den Durchgängen der Wärme ableitenden Einheiten auf.
Obwohl die Erfindung in Verbindung damit beschrieben worden ist, was derzeit als praktischste und am meisten bevorzugte Ausführungsform angesehen wird, soll verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern es im Gegenteil beabsichtigt ist, dass vielfältige Modifikationen und äquivalente Anordnungen enthalten sind, die in dem Wesen und Schutzumfang der angefügten Ansprüche eingeschlossen sind.

Claims

Kühlkörper, umfassend: mehrere Wärme ableitende Einheiten, von denen jede einen Basis und mehrere parallele Rippen bereitstellt, die auf der Basis angeordnet sind, wobei die Rippen von zwei benachbarten Wärme ableitenden Einheiten sich individuell in verschiedene Richtungen erstrecken.
Kühlkörper nach Anspruch 1, wobei jede Wärme ableitende Einheit weiter einen Schweißbereich umfasst, der an dem Rand der Basis davon angeordnet ist, um sie mit einer anderen Wärme ableitenden Einheit zu verbinden.
Kühlkörper nach Anspruch 1, wobei die Basis und die Rippen der Wärme ableitenden Einheit einstückig gebildet sind.
Kühlkörper nach Anspruch 3, wobei die Basis und die Rippen der Wärme ableitenden Einheit aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt sind.
Kühlkörper nach Anspruch 1, wobei die Basis und die Rippen der Wärme ableitenden Einheit durch Schweißen verbunden sind.
Kühlkörper nach Anspruch 5, wobei die Basis und die Rippen der Wärme ableitenden Einheit aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt sind.
Kühlkörper nach Anspruch 1, wobei die Wärme ableitende Einheit weiter mehrere Schlitze aufweist, die auf einer oberen Oberfläche der Basis davon gebildet sind; und wobei die Rippen jeweils in den Schlitzen angeordnet sind.
Kühlkörper nach Anspruch 1, wobei die Basis der Wärme ableitenden Einheit eine polygonale Säule mit mindestens drei Flächen umfasst.
Kühlkörper nach Anspruch 1, wobei die Basis der Wärme ableitenden Einheit eine sektorisierte Säule umfasst.
Kühlkörper nach Anspruch 1, wobei jeweils zwei benachbarte Wärme ableitende Einheiten durch Schweißen verbunden sind.
Kühlkörper nach Anspruch 1, wobei die Basen aller Wärme ableitenden Einheiten mittels eines leitfähigen Haftmittels oder Klebers mit niedrigem Wärmewiderstand verbunden sind.