DE10316967A1

DE10316967A1 - Main board for a computer has an optimum-fitted processor for cooling the processor with heat-conductor tubes as well as a multilayered cooling system

Info

Publication number: DE10316967A1
Application number: DE10316967A
Authority: DE
Inventors: Stefan Wöhr; Jürgen Wöhr
Original assignee: Richard Woehr GmbH
Current assignee: Richard Woehr GmbH
Priority date: 2003-04-12
Filing date: 2003-04-12
Publication date: 2004-10-21

Abstract

A processor mount (5) with a processor (6) and/or the processor and/or further heat-generating components (7) are attached on an underside on a motherboard's main board (1) and/or that of an all-in-one board and/or a slot CPU so that they fit on the opposite side of the plug-in connectors.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Grundplatine mit optimal angeordnetem Prozessor zur Prozessorkühlung mit Wärmeleitrohr zum Aufbau von kompakten, geräuschlosen Computern mit geringen Außenabmessungen, bei denen die Prozessoren mittels Wärmeleitrohren und Mehrschichtenkühlsystem gekühlt werden und die Kühlsysteme kostengünstig und montagefreundlich ausgeführt sind.The Invention relates to a motherboard with an optimally arranged Processor for processor cooling with heat pipe to build compact, noiseless Computers with small external dimensions, where the processors by means of heat pipes and multi-layer cooling system chilled and the cooling systems economical and easy to install are.

Motherboards bisheriger Ausführung sind in großer Zahl im Einsatz, beispielsweise im Officebereich, in der Medizintechnik, der Automatisierungstechnik, im Maschinenbau und bei der Visualisierung. Dabei sind die Motherboards so aufgebaut, dass die Prozessoren immer auf der Oberseite der Motherboards mit den Slotsteckplätzen und den Steckerbuchsen angeordnet sind. Da die Prozessoren jüngster Generation zum Teil erhebliche Verlustwärme erzeugen, werden zur Kühlung dieser Bauteile ein Kühlkörper mit Lüfter eingesetzt, wobei die Kühlkörper am Prozessorsockel und/oder der Grundplatine des Motherboards befestigt werden. Nachteilig bei dieser Ausführung ist, die Lüfter sehr laut sind und keine große Lebensdauer haben. Auch treten Probleme bei der Abschirmung bezüglich EMV auf. Außerdem beeinträchtigen die von dem elektrischen und elektronischen Bauelementen ausgehenden Schadstoffe, die über die Lüfter austreten, das Wohlbefinden, die Gesundheit und die Produktivität der tätigen Menschen negativ.Motherboards previous version are in great Number in use, for example in the office area, in medical technology, automation technology, mechanical engineering and visualization. there the motherboards are built so that the processors are always on the top of the motherboards with the slot slots and the sockets are arranged. Because the latest generation processors sometimes considerable heat loss generate, are used for cooling these components with a heat sink Fan used, the heat sink on Processor socket and / or the motherboard motherboard become. A disadvantage of this version is the fans are loud and not a big one Have lifespan. Shielding problems related to EMC also occur on. Moreover impair those originating from the electrical and electronic components Pollutants over the fans quit the well-being, health and productivity of the working people negative.

Zur Kühlung von wärmeerzeugenden Prozessoren sind weiter eine Vielzahl von Kühlvorrichtungen bekannt. Vor allem werden die Bauteile durch thermischen Anschluss eines Kühlkörpers aus Aluminium oder Aluminiumlegierung an das wärmeerzeugende Teil gekühlt. Da jedoch Aluminium eine niedrige Wärmeleitfähigkeit hat, ist die Wärmeableitung unzureichend, so dass kein ausreichender Kühleffekt erzielt wird.to cooling of heat generating A variety of cooling devices are also known to processors. In front all the components are made by thermal connection of a heat sink Aluminum or aluminum alloy cooled to the heat generating part. There however, aluminum has a low thermal conductivity heat dissipation is insufficient, so that a sufficient cooling effect is not achieved becomes.

So ist in DE 201 12 851 U1 ein Kühlaggregat für eine Zentraleinheit beschrieben, indem ein Rahmen und ein Sitz miteinander verbunden sind, zwischen denen ein Kühlrippensatz angeordnet ist und der auf den Prozessor gepresst wird und einen Lüfter integriert hat. Nachteilig bei diesem System ist, dass die Wärme nur mittels des Lüfters abtransportiert wird. Außerdem ist es für Prozessoren hoher Leistung nicht ausreichend. Des weiteren ist kein direkter Kontakt mit der Außenwand möglich.So is in DE 201 12 851 U1 describes a cooling unit for a central unit in that a frame and a seat are connected to one another, between which a cooling fin set is arranged and which is pressed onto the processor and has a fan integrated. A disadvantage of this system is that the heat is only removed by means of the fan. It is also not sufficient for high performance processors. Furthermore, direct contact with the outer wall is not possible.

In DE 195 09 904 C2 wird eine Kühlvorrichtung zum Ableiten von Wärme von elektronischen Komponenten mittels eines Ventilators mit einer Grundeinrichtung, die an ihrem Rand erste Rippen und an ihrem Mittelbereich zweite Rippen aufweist und im Mittelteil ein Tragteil für den Ventilator vorhanden ist, und der Ventilator mittels Befestigungselementen an der Grundeinrichtung befestigt ist, wobei die Grundeinrichtung nur aus einem Material hergestellt ist, in diesem Fall aus Aluminium. Auch hier wird die Kühlleistung nur durch den Einsatz des Lüfters erreicht.In DE 195 09 904 C2 is a cooling device for dissipating heat from electronic components by means of a fan with a basic device, which has first ribs at its edge and second ribs at its central region and a supporting part for the fan is provided in the central part, and the fan is fastened to the basic device by means of fastening elements is, wherein the basic device is made of only one material, in this case aluminum. Here too, cooling performance is only achieved by using the fan.

Viele Kühlvorrichtungen für Prozessoren und Leistungselektroniken basieren auf einem Aluminiumkühlkörper mit Rippen und angeflanschtem Lüfter. Kühlkörper aus Kupfer wären von der Wärmeleitung her wesentlich besser, sie sind jedoch sehr schwer und teuer. Des weiteren sind Kühlkörper aus Aluminium mit Kupferkern, z. B. geschraubte Kupferplatte auf Aluminiumkühlkörper oder Extrusionsprofil aus Aluminium mit Kupfer-Inlet u. a. bekannt, wobei das Kupfer im Innern für eine bessere Wärmeableitung sorgt und das Aluminium für einen guten Übergang an die Luft zuständig ist. Hier sind immer Aluminiumkühlkörper mit Lüftern im Einsatz. Nachteilig ist auch hier der Einsatz von Lüftern und der große Platzbedarf.Lots coolers for processors and power electronics are based on an aluminum heat sink Ribs and flanged fan. Heatsink off Would be copper from the heat conduction much better, but they are very heavy and expensive. Furthermore are heatsinks off Aluminum with copper core, e.g. B. screwed copper plate on aluminum heat sink or Extrusion profile made of aluminum with copper inlet u. a. known, whereby the copper inside for provides better heat dissipation and the aluminum for a good transition the air in charge is. Aluminum heatsinks are always included here fans in use. The disadvantage here is the use of fans and the great Space requirements.

Zur Kühlung der elektronischen Komponenten sind weitere zahlreiche Kühlkörper aus Aluminium mit und/oder ohne Lüfter vorgeschlagen und entwickelt worden. Nachteilig bei diesen Lösungen ist zum einen der Geräuschpegel sowie die begrenzte Lebensdauer der Lüfter. Außerdem benötigt diese Art der Kühlung einen großen Platzbedarf, ist in ihrer Herstellung sehr teuer und lässt die abgeführte Wärme mittels Konvektion im Gehäuse, so dass weitere Lüfter zur Wärmeabfuhr der entstehenden Wärme aus dem Gehäuse heraus erforderlich sind. Des weiteren sind Kühler mit in den Kühlrippen integrierten Flüssigkeitskühlern und Lüftern bekannt. Nachteilig bei diesen Kühlern ist, dass, dadurch dass der Flüssigkeitskühler eine bestimmte Länge zur einwandfreien Funktion benötigt, diese aber bei den bekannten Kühlern nicht realisierbar, es nicht möglich ist, die kalte Zone des Flüssigkeitskühlers auch kalt zu halten. Denn der Kühlblock des Kühlers wird schnell warm und der Lüfter kühlt die Kühlrippen noch schlechter ab. Die kalte Zone erwärmt sich somit und der gewünschte Effekt bleibt aus. Auch diese Kühler benötigen Lüfter zur Wärmeabfuhr aus dem Gehäuse heraus und einen sehr großen Platzbedarf.to cooling The electronic components are made of numerous other heat sinks Aluminum with and / or without fan proposed and developed. The disadvantage of these solutions is one of the noise levels as well as the limited life of the fans. This type of cooling also requires one huge Requires space, is very expensive to manufacture and leaves the dissipated Heat by means of Convection in the housing, so more fans for heat dissipation the resulting heat the housing out are required. There are also coolers in the cooling fins integrated liquid coolers and fans known. A disadvantage of these coolers is that by making the liquid cooler a certain length required for proper function, but this with the known coolers not feasible, not possible is, the cold zone of the liquid cooler too to keep cold. Because the cooling block of the cooler gets warm quickly and the fan cools the cooling fins even worse. The cold zone warms up and the desired effect Stay off. These coolers too need Fan for heat dissipation out of the housing out and a very big one Space requirements.

In DE 199 44 550 A1 ist ein Gehäuse mit elektrischen und/oder elektronischen Einheiten beschrieben. Dabei dient ein Kühlkörper aus Aluminium zur Kühlung mittels Heat-Pipe von den Prozessoren, wobei entsprechende Luftkanäle im Kühlkörper integriert sind. Nachteilig hierbei ist jedoch die Anordnung des Prozessors auf der Oberseite des Motherboards, da die Heat-Pipe nicht auf direktem Wege zum Kühlkörper führt, sondern äußerst komplizierte gekrümmte Formen aufweist. Umfangreiche Tests haben außerdem gezeigt, dass das Problem bei den heutigen Prozessoren die Wärmeverteilung und die Wärmeübertragung von der Heat Pipe auf den Kühlkörper ist. Dies funktioniert nicht bei nur einschichtigen Kühlkörpern aus Aluminium, da der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von Aluminium zu gering ist.In DE 199 44 550 A1 describes a housing with electrical and / or electronic units. A heat sink made of aluminum is used for cooling by means of a heat pipe from the processors, with corresponding air channels being integrated in the heat sink. The disadvantage here is the arrangement of the processor on the top of the motherboard, since the heat pipe does not lead directly to the heat sink, but has extremely complicated curved shapes. Extensive tests have also shown that the problem with today's processors is heat distribution and heat transfer from the heat pipe to the heat sink. This does not work with single-layer heat sinks made of aluminum, since the thermal conductivity coefficient of aluminum is too low.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, eine Grundplatine mit optimal angeordnetem Prozessor zur Prozessorkühlung mit Wärmeleitrohr zu entwickeln, so dass die in elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen entstehende Verlustleistung und insbesondere bei Prozessoren der jüngsten Generation optimal abgeführt wird und so die Bauteile eine hinreichende Kühlung erfahren, so dass ihre Funktion in vollem Umfange gewährleistet ist und das es ermöglicht, Computer mit geringen Außenabmessungen zu erstellen, bei denen die Kühlsysteme kostengünstig und montagefreundlich ausgeführt sind.The The present invention is based on the problem of a motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe to develop so that in electrical and / or electronic Component power loss and especially in processors the youngest Generation optimally dissipated is and so the components experience sufficient cooling so that their Function is fully guaranteed and that enables Computer with small external dimensions to create where the cooling systems economical and easy to install are.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist also vorgesehen, beim Motherboard und/oder der Grundplatine auf der Unterseite der Grundplatine den Prozessorsockel mit Prozessor und/oder direkt den Prozessor und/oder die Komponenten, von denen zusätzliche Wärme abgeführt werden muss anzubringen, d. h. der Prozessor und die wärmeerzeugenden Komponenten sind so angeordnet, dass sie auf der gegenüberliegenden Seite der Steckverbinder und der Slotsteckplätze liegen. Das Motherboard wird so auf dem Mehrschichtenkühlsystem befestigt, dass die Prozessoroberfläche direkten Kontakt mit der Oberfläche des Adaptersystems, das die wärmeaufnehmenden Enden der Wärmeleitrohre aufnimmt, hat, d. h., dass der Prozessor dicht und spaltfrei darauf gepresst wird und dass ein und/oder mehrere gehäuseaußenwandseitig verlaufende im Gehäusesystem integrierte und/oder aufgesetzte wärmeabgebende Mehrschichtenkühlsysteme mit den wärmeabgebenden Bauteilen, u. a. dem Prozessor mittels einer und/oder mehrerer Wärmeleitrohre mit Adaptersystemen wärmegekoppelt ist, wobei die Größe des Mehrschichtenkühlsystems so ausgelegt ist, dass es die von den Wärmeleitrohren übertragene Wärmemenge auch optimal an die Umgebung abgibt und das wärmeabgebende Mehrschichtenkühlsystem eine ausgezeichnete Wärmeaufnahme mittels Wärmeverteilerplatte sowie eine ausgezeichnete Wärmeabgabe durch Konvektion aufweist und das Mehrschichtenkühlsystem mindestens aus einer metallplattenförmigen Grundplatte besteht, die einen höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als Aluminium aufweist und somit eine gleichmäßige und rasche Wärmeverteilung über das gesamte Mehrschichtenkühlsystem gewährleistet und zumindest auf einer Seite eine Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung mit und/oder ohne Kühlrippen und/oder Kühllamellen und/oder geschlossenen Kühlrohren mit integrierten Kühllamellen aufweist und wobei die Verbindung zwischen der metallplattenförmigen Grundplatte und der Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung durch Schrauben, Nieten, Hartlöten, Weichlöten, diffundiertes Bonding, Schweißen, Vergießen, Eingießen oder Walzplattieren erfolgt und die wärmeabgebenden Enden der Wärmeleitrohre bei einem einteiligen Mehrschichtenkühlsystem so auf der metallplattenförmigen wärmeverteilenden Grundplatte verteilt angeordnet sind, dass durch die metallplattenförmigen Grundplatte eine gleichmäßige Wärmeverteilung auf die Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung mit und/oder ohne Kühlrippen und/oder Kühllamellen und/oder geschlossenen Kühlrohren mit integrierten Kühllamellen erfolgt und bei mehrteiligem Mehrschichtenkühlsystem die Größe des Mehrschichtenkühlsystems auf die Wärmeübertragung an die Umgebung abgestimmt ist und pro Mehrschichtenkühlsystem ein wärmeabgebendes Ende eines Wärmeleitrohres mittig auf der metallplattenförmigen wärmeverteilenden Grundplatte angeordnet ist, und die wärmeabgebenden Enden der Wärmeleitrohre metallisch und/oder mechanisch mit und/oder ohne Adaptersystem mit der metallplattenförmigen Grundplatte der Mehrschichtenkühlsysteme verbunden sind.This The object is achieved with the features of claim 1. in this connection is therefore provided for the motherboard and / or the motherboard the processor socket with processor on the underside of the motherboard and / or directly the processor and / or the components of which additional Heat can be dissipated must be attached, d. H. the processor and the heat-generating components are arranged so that they are on the opposite side of the connector and the slot slots lie. The motherboard is so on the multilayer cooling system attached that the processor surface is in direct contact with the surface of the adapter system that the heat absorbing Ends of the heat pipes has, d. that is, the processor is tight and gap-free on it is pressed and that one and / or more housing running in the housing system integrated and / or superimposed heat-emitting multilayer cooling systems with the heat emitting Components, u. a. the processor by means of one and / or more heat pipes thermally coupled with adapter systems is the size of the multi-layer cooling system is designed to be the one transmitted by the heat pipes heat also optimally releases to the environment and the heat-emitting multilayer cooling system excellent heat absorption by means of a heat distribution plate as well as excellent heat dissipation Has convection and the multilayer cooling system from at least one metal plate-shaped Base plate is made up of a higher Thermal conductivity coefficient than aluminum and thus a uniform and rapid heat distribution over the entire multi-layer cooling system guaranteed and at least on one side a layer of aluminum or aluminum alloy with and / or without cooling fins and / or cooling fins and / or closed cooling tubes with integrated cooling fins has and wherein the connection between the metal plate-shaped base plate and the layer of aluminum or aluminum alloy by screws, Riveting, brazing, Soldering, diffused bonding, welding, Shed, pour in or roll cladding and the heat-emitting ends of the heat pipes in a one-piece multilayer cooling system on the metal plate-shaped heat-distributing system Base plate are arranged that distributed through the metal plate-shaped base plate even heat distribution the layer of aluminum or aluminum alloy with and / or without cooling fins and / or cooling fins and / or closed cooling tubes with integrated cooling fins and the size of the multi-layer cooling system in the case of a multi-part multi-layer cooling system on heat transfer is matched to the environment and per multi-layer cooling system a heat releasing End of a heat pipe centered on the metal plate-shaped heat-distributing Base plate is arranged, and the heat-emitting ends of the heat pipes metallic and / or mechanically with and / or without an adapter system with the metal plate-shaped base plate of multi-layer cooling systems are connected.

Eine einfache bevorzugte Ausführung der Erfindung weist eine Grundplatine mit auf der Unterseite angeordnetem Prozessorsockel für die Prozessoren sowie eine aus Kupfer hergestellte metallplattenförmige Grundplatte als Wärmeverteilerplatte aus, an der die Grundplatine befestigt ist.A simple preferred execution The invention has a motherboard with arranged on the underside Processor socket for the processors and a metal plate-shaped base plate made of copper as a heat distribution plate to which the motherboard is attached.

Außerdem ist an dieser Grundplatte eine Aluminiumplatte mit integrierten Kühlrippen befestigt, wobei die beiden Platten miteinander verschraubt sind und zur besseren Wärmeübertragung eine Wärmeleitpaste verwendet wird. Die wärmeabgebenden Enden der Wärmeleitrohre sind gleichmäßig auf der Fläche der metallplattenförmigen Grundplatte verteilt, so dass jedes wärmeabgebende Ende der Wärmeleitrohre etwa dieselbe Fläche zur Wärmeverteilung und Wärmeübertragung aufweist, wobei die wärmeabgebende Ende der Wärmeleitrohre mittels Adaptersystemen, die ebenfalls aus Kupfer hergestellt sind, auf der metallplattenförmigen Grundplatte befestigt werden und wobei die Befestigung mittels Stehbolzen mit Muttern erfolgt und zur besseren Wärmeübertragung eine Wärmeleitpaste verwendet wird. Die Adaptersysteme sind in diesem Fall aus Platten mit integrierter Nut für das Wärmeleitrohr hergestellt. Das Adaptersystem für die wärmeaufnehmenden Ende der Wärmeleitrohre wird auf der metallplattenförmigen Grundplatte befestigt, wobei die Befestigung so gestaltet ist, dass die wärmeaufnehmende Platte des Adaptersystems, auf deren Unterseite die wärmeaufnehmenden Enden der Wärmeleitrohre angelötet sind und deren Oberseite glatt und riefenfrei ist, auf Distanzen aufliegt, an denen auch die Grundplatine mit befestigt werden kann, wobei die Oberfläche des Prozessors dicht und spaltfrei auf die Oberseite der wärmeaufnehmenden Platte gepresst wird.In addition, an aluminum plate with integrated cooling fins is attached to this base plate, the two plates being screwed together and a thermal paste being used for better heat transfer. The heat-emitting ends of the heat pipes are evenly distributed on the surface of the metal plate-shaped base plate, so that each heat emitting end of the heat pipes has approximately the same area for heat distribution and heat transfer, the heat emitting ends of the heat pipes using adapter systems, which are also made of copper, on the metal plate Base plate are fastened and the fastening is done by means of stud bolts with nuts and a thermal paste is used for better heat transfer. In this case, the adapter systems are made of plates with an integrated groove for the heat pipe. The adapter system for the heat-absorbing ends of the heat pipes is attached to the metal plate-shaped base plate, the attachment being designed such that the heat-absorbing plate of the adapter system, on the underside of which the heat-absorbing ends of the heat guide tubes are soldered and the top of which is smooth and free of grooves, rests at distances to which the motherboard can also be attached, the surface of the processor being pressed tightly and without gaps onto the top of the heat-absorbing plate.

Als Wärmeleitrohr wird eine Heat-Pipe verwendet, die schon bei geringen Temperaturdifferenzen zwischen dem wärmeaufnehmenden Ende und wärmeabgebenden Ende große Wärmemengen überträgt.As heat pipe a heat pipe is used, even with small temperature differences between the heat absorbing End and heat emitting End great Transfers heat.

Eine wesentliche Verbesserung der Wärmeübertragung wird durch eine metallische Verbindung zwischen der metallplattenförmigen Grundplatte und der Aluminiumplatte mit und/oder ohne Kühlrippen und/oder Kühllamellen durch eines der Verfahren Hartlöten, Weichlöten, diffundiertes Bonding, Schweißen, Vergießen, Eingießen oder Walzplattieren erreicht.A significant improvement in heat transfer is by a metallic connection between the metal plate-shaped base plate and the aluminum plate with and / or without cooling fins and / or cooling fins by one of the methods of brazing, Soldering, diffused bonding, welding, Shed, pour in or roll cladding reached.

Insbesondere weist das Anlöten und/oder Kleben der wärmeabgebenden und wärmeaufnehmenden Ende der Wärmeleitrohre auf den Adaptersystemen eine Verbesserung der Wärmeübertragung aus, wobei eine weitere Verbesserung erzielt wird, wenn die wärmeabgebenden Enden der Wärmeleitrohre direkt auf der metallplattenförmigen Grundplatte angelötet und/oder verklebt werden.In particular instructs the soldering and / or gluing the heat-emitting and heat absorbing End of the heat pipes on the adapter systems from an improvement in heat transfer, one further improvement is achieved if the heat-emitting ends of the heat pipes directly on the metal plate-shaped Base plate soldered on and / or glued.

Eine Weiterentwicklung sieht vor, dass das Adaptersystem für das wärmeaufnehmende Ende der Wärmeleitrohre eine metallische Platte ist, die einen höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als Aluminium aufweist und dass diese Platte direkt an der Grundplatine des Motherboards befestigt wird, wobei die Unterseite dieser Platte glatt und riefenfrei ist und so die Platte dicht und spaltfrei auf die Prozessoroberfläche gepresst wird.A Further development provides that the adapter system for the heat absorbing End of the heat pipes is a metallic plate that has a higher coefficient of thermal conductivity than aluminum and that this board is directly on the motherboard motherboard is attached, the underside of this plate is smooth and free of grooves and so the plate is pressed tightly and without gaps onto the processor surface becomes.

Zur besseren Wärmeübertragung des Kühlkörpers an die Umgebung wirkt sich der Einsatz von Hochleistungskühlkörper mit eingepressten Rippen aus.to better heat transfer of the heat sink the environment affects the use of high performance heat sinks pressed ribs.

Auch führt der Einsatz von Kupferlamellen direkt auf der metallplattenförmigen Grundplatte anstelle der Aluminiumlamellen mit der Schicht aus Aluminium zu einer weiteren Verbesserung der Wärmeübertragung.Also leads the Use of copper fins directly on the metal plate-shaped base plate instead of the aluminum fins with the layer of aluminum too a further improvement in heat transfer.

Da die Wärmeübertragung der Mehrschichtenkühlsysteme durch größere Anströmgeschwindigkeiten der Umgebungsluft wesentlich verbessert wird, kann erfindungsgemäß an dem Mehrschichtenkühlsystem Lüfter angebracht werden, der eine Luftschleierfunktion für das Anströmen der Kühlrippen und/oder Kühllamellen und/oder eingepressten Rippen des Mehrschichtenkühlsystems übernimmt und so eine wesentliche Verbesserung der Wärmeübertragung gewährleistet.There the heat transfer of multi-layer cooling systems due to higher inflow speeds the ambient air is significantly improved, according to the invention on the Multilayer cooling system Fan be attached, which has an air curtain function for the inflow of Cooling fins and / or cooling fins and / or pressed-in fins of the multi-layer cooling system and thus an essential one Improve heat transfer guaranteed.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist das externe Mehrschichtenkühlsystem ein Hohlrippenkühlaggregat mit metallplattenförmiger Grundplatte aus, bei dem eine erzwungene Konvektion durch Axiallüfter stattfindet und der Kühlkörper aus Aluminiumbasisprofilen besteht, in die strömungs- und wärmetechnisch optimierte Strangpressprofile eingepresst werden.at a preferred embodiment According to the invention, the external multilayer cooling system has a hollow finned cooling unit with metal plate-shaped base plate in which forced convection takes place using axial fans and the heat sink Aluminum base profiles exist, in the flow and heat technology optimized extruded profiles are pressed.

Eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung weist das externe Mehrschichtenkühlsystem als ein System mit Kühllamellen aus lotplattiertem Aluminium sowie ein Radialgebläse aus. Diese Kühlsystem zeichnet sich durch geringe Strömungsverluste aus, sowie kompakte Abmessungen und hohen Wärmefluss aus.A another preferred embodiment The invention incorporates the external multilayer cooling system as one system cooling fins made of solder-plated aluminum and a radial fan. This cooling system is characterized by low flow losses from, as well as compact dimensions and high heat flow.

Zur Vermeidung von Wärmenestern innerhalb des Gehäuses und/oder Schaltschrankes empfiehlt es sich, je nach geforderter Umgebungstemperatur und Einsatzort eine Luftumwirbelung innerhalb des Gehäuses und/oder Schaltschrankes mittels eines Lüfters durchzuführen.to Avoiding warm spots inside the case and / or control cabinet, it is recommended, depending on the required Ambient temperature and location of an air swirl within the housing and / or control cabinet by means of a fan.

Um ein absolut geräuschloses System zu erhalten, ist die Auskleidung des Gehäuses mit Schalldämmmatten zu empfehlen, wobei das Gehäuse komplett geschlossen ausgeführt sein kann.Around an absolutely silent To maintain the system is to line the housing with sound insulation mats recommended, the housing being complete executed closed can be.

Eine Weiterentwicklung der Erfindung sieht vor, dass zwischen dem Gehäuse und der Mehrschichtenkühlsysteme eine isolierende Schicht integriert ist, so dass gewährleistet ist, dass die abgeführte Wärme nur an die Umgebung abgegeben wird und nicht auf das Gehäuse übertragen wird.A Further development of the invention provides that between the housing and of multi-layer cooling systems an insulating layer is integrated so that ensures is that dissipated Heat only is released to the environment and not transferred to the housing becomes.

Eine Korrosion der Kühlkörper, insbesondere eine elektrolytische Korrosionsreaktion zwischen dem metallplattenförmigen Grundkörper und der Aluminiumschicht wird durch eine Beschichtung mittels eines Isolierharzes und/oder Isolierlackes verhindert.A Corrosion of the heat sink, especially one electrolytic corrosion reaction between the metal plate-shaped base body and the aluminum layer is covered by a coating Insulating resin and / or insulating varnish prevented.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The The invention is described below with reference to an exemplary embodiment closer to the drawings explained. Show it:

1 Grundplatine mit optimal angeordnetem Prozessor zur Prozessorkühlung mit Wärmeleitrohr 1 Main board with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe

2 Befestigung der Grundplatine am Adaptersystem 2 Attaching the motherboard to the adapter system

3 Integration der Kühleinheit in einem Gehäuse 3 Integration of the cooling unit in one housing

4 Mehrschichtenkühlsystem mit Lüfter zum Anströmen 4 Multi-layer cooling system with fan for inflow

In 1 ist ein Schnitt durch eine Grundplatine mit optimal angeordnetem Prozessor zur Prozessorkühlung mit Wärmeleitrohr dargestellt. Die Grundplatine 1 weist auf der Oberseite 2 die Steckverbinder 3 sowie die Sloteinsteckplätze 4 auf, sowie auf der Unterseite den Prozessorsockel 5 mit Prozessor 6 und eventuell noch weitere wärmeerzeugende Komponenten 7. Die Grundplatine 1 ist über Stehbolzen 8 mit Distanzhülsen 9 an dem Mehrschichtenkühlsystem 10 befestigt, wobei im Bereich des Prozessors 6 die wärmeaufnehmende Platte 11 des Adaptersystems 12 mit den angelöteten wärmeaufnehmenden Enden 13 der Wärmeleitrohre 14 ebenfalls auf dem Mehrschichtenkühlsystem 10 über Distanzen 15 befestigt ist und an diesen Distanzen 15 bzw. an der wärmeaufnehmenden Platte 11 des Adaptersystems 12 die Grundplatine 1 mittels einer Grundplatte 16 mit Erhöhung 17 so befestigt ist, dass die Prozessoroberfläche dicht und spaltfrei auf die glatte und riefenfreie Oberseite der wärmeaufnehmende Platte 11 des Adaptersystems 12 gepresst wird. Zur besseren Wärmeübertragung vom Prozessor 6 auf die wärmeaufnehmende Platte 11 des Adaptersystems 12 ist eine Wärmeleitpaste 18 integriert. Das Mehrschichtenkühlsystem besteht aus einer metallplattenförmigen Grundplatte 19, die einen höheren Wärmeleittähigkeitskoeffizienten als Aluminium aufweist und weist auf mindestens einer Seite eine Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung 20 mit und/oder ohne Kühlrippen und/oder Kühllamellen 21 auf, die mit dem metallplattenförmigen Grundplatte 19 verbunden ist, und wobei die Verbindung zwischen der metallplattenförmigen Grundplatte 19 und der Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung 20 durch Schrauben 22 erfolgt. Die wärmeabgebenden Enden 23 des Wärmeleitrohres 14 werden direkt auf die metallplattenförmigen Grundplatte 19 gelötet, wobei die metallplattenförmige Grundplatte 19 als Wärmeverteilerplatte dient, um eine rasche und gleichmäßige Verteilung der Wärme über die gesamte Fläche der von dem wärmeabgebenden Ende 23 des und/oder der Wärmeleitrohre 14 auf die metallplattenförmige Grundplatte 19 übertragene Wärme zu erreichen und um diese dann auf die Schicht aus Aluminium 20 mit und/oder ohne Kühlrippen und/oder Kühllamellen 21 zu leiten.In 1 is a section through a motherboard with an optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe. The motherboard 1 points to the top 2 the connectors 3 as well as the slot slots 4 on and on the underside the processor socket 5 with processor 6 and possibly other heat-generating components 7 , The motherboard 1 is about studs 8th with spacers 9 on the multi-layer cooling system 10 attached, being in the area of the processor 6 the heat absorbing plate 11 of the adapter system 12 with the soldered heat absorbing ends 13 of the heat pipes 14 also on the multi-layer cooling system 10 over distances 15 is attached and at these distances 15 or on the heat-absorbing plate 11 of the adapter system 12 the motherboard 1 by means of a base plate 16 with increase 17 is attached so that the processor surface is tight and gap-free on the smooth and groove-free top of the heat-absorbing plate 11 of the adapter system 12 is pressed. For better heat transfer from the processor 6 on the heat absorbing plate 11 of the adapter system 12 is a thermal paste 18 integrated. The multi-layer cooling system consists of a metal plate-shaped base plate 19 , which has a higher coefficient of thermal conductivity than aluminum and has a layer of aluminum or aluminum alloy on at least one side 20 with and / or without cooling fins and / or cooling fins 21 on that with the metal plate-shaped base plate 19 is connected, and wherein the connection between the metal plate-shaped base plate 19 and the layer of aluminum or aluminum alloy 20 by screws 22 he follows. The heat emitting ends 23 of the heat pipe 14 are directly on the metal plate-shaped base plate 19 soldered, the metal plate-shaped base plate 19 serves as a heat distribution plate in order to distribute the heat quickly and evenly over the entire surface of the end which emits heat 23 the and / or the heat pipes 14 on the metal plate-shaped base plate 19 to reach transferred heat and then to the layer of aluminum 20 with and / or without cooling fins and / or cooling fins 21 to lead.

In 2 ist eine Befestigung der Grundplatine am Adaptersystem dargestellt. An der wärmeaufnehmenden Platte 11 des Adaptersystems 12 ist das wärmeaufnehmende Ende 13 des Wärmeleitrohres 14 angelötet, wobei die Platte 11 auf der metallplattenförmigen Grundplatte 19 mittels Stehbolzen 24 und Distanzhülsen 25 befestigt ist, wobei die Länge der Stehbolzen 24 so gewählt ist, dass die Grundplatine 1 mittels der Grundplatte 19 ebenfalls daran befestigt werden kann, wobei die Prozessoroberfläche direkt auf die Oberseite der wärmeaufnehmenden Platte 11 dicht und spaltfrei gepresst wird.In 2 An attachment of the motherboard to the adapter system is shown. On the heat absorbing plate 11 of the adapter system 12 is the heat absorbing end 13 of the heat pipe 14 soldered on, the plate 11 on the metal plate-shaped base plate 19 by means of stud bolts 24 and spacers 25 is attached, the length of the stud bolts 24 is chosen so that the motherboard 1 by means of the base plate 19 can also be attached to it, with the processor surface directly on top of the heat absorbing plate 11 is pressed tightly and without gaps.

3 zeigt eine Integration der Kühleinheit in einem Gehäuse. Das Gehäuse 26 weist auf einer Außenwand 27 eine Aussparung 28 auf. Das Mehrschichtenkühlsystem, an dem das Motherboard 29 befestigt ist, wird am Gehäuse 26 mechanisch befestigt. Dabei ist es möglich, bei Einsatz einer Flachdichtung 27 zwischen metallplattenförmiger Grundplatte 19 und Gehäuseaußenseite 28 ein Gehäuse mit hoher Schutzart in Bezug auf Berührungs-, Fremdkörper- und Wasserschutz zu erhalten. Ansonsten ist das Kühlsystem wie in 1 aufgebaut, wobei ein lüfterloses Netzteil 28 so eingebaut ist, dass die wärmeabgebenden Komponenten 29 des Netzteiles 28 direkt mit dem Kühlsystem wärmegekoppelt sind. 3 shows an integration of the cooling unit in a housing. The housing 26 points to an outer wall 27 a recess 28 on. The multi-layer cooling system on which the motherboard 29 is attached to the housing 26 mechanically attached. It is possible to use a flat gasket 27 between metal plate-shaped base plate 19 and housing outside 28 to obtain a housing with a high degree of protection in terms of protection against contact, foreign bodies and water. Otherwise the cooling system is as in 1 built, with a fanless power supply 28 is installed so that the heat-emitting components 29 of the power supply 28 are directly coupled to the cooling system.

4 zeigt einen Schnitt durch das Mehrschichtenkühlsystem mit Lüfter zum Anströmen. Dabei ist über dem Mehrschichtenkühlsystem ein Staublech 30 mit darüber liegendem Trennblech 31 mit integrierten Radiallüftern 32 angeordnet. Durch das Staublech 30 wird erreicht, dass die von den Lüftern 32 angesaugte Luft gleichmäßig über die Kühlrippen und/oder Kühllamellen 21 der Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung 20 verteilt wird und so eine höhere Wärmeübertragung erzielt wird. 4 shows a section through the multi-layer cooling system with fan for inflow. There is a jam over the multi-layer cooling system 30 with overlay divider 31 with integrated radial fans 32 arranged. Through the jam 30 is achieved by the fans 32 Air drawn in evenly over the cooling fins and / or cooling fins 21 the layer of aluminum or aluminum alloy 20 is distributed and a higher heat transfer is achieved.

Claims

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe characterized in that on the motherboard and / or all-in-one boards and / or slot CPU the processor socket with processor and / or the processor and / or other heat-generating components on the Bottom are attached, i.e. they are arranged on the opposite side of the connector and / or slot slots and that the motherboard is attached to the multilayer cooling system in such a way that the surface of the processor is pressed tightly and without gaps onto the top of the adapter system of the cooling unit, on and / or in the adapter system heat-absorbing ends of one and / or more heat pipes are attached and the heat-emitting ends of the heat pipes are attached to the multilayer cooling system.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to claim 1, characterized in that the multilayer cooling system made of a metal plate-shaped base plate with a coefficient of thermal conductivity that is higher than that of aluminum and at least on one side a plate made of aluminum and / or its alloys with and / or without cooling fins and / or cooling fins, the plate and the layer mechanically and / or metal are connected with each other.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the multi-layer cooling system a metal plate Base plate with a thermal conductivity coefficient the higher than that is made of aluminum and cooling fins on this plate with a coefficient of thermal conductivity the higher than that of aluminum.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the heat emitting Ends of the heat pipes with the metal plate-shaped base plate mechanically and / or metallically connected with and / or without an adapter system is and the heat pipe rectangular and / or parallel and / or at a certain angle to the metal plate Base plate is arranged.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the mechanical connection between the metal plate-shaped base plate and the plate made of aluminum and / or their alloys with and / or without cooling fins and / or cooling fins by means of screws and / or rivets and / or stud bolts with nuts and / or clamps or similar he follows.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that when using the mechanical connection between the metal plate-shaped base plate and the plate made of aluminum and / or their alloys with and / or without cooling fins and / or cooling fins a heat-conducting film between the plates and / or thermal paste is used.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the surface the metal plate Base plate and the surface the plate made of aluminum and / or their alloys with and / or without cooling fins and / or cooling fins that lie on top of each other smoothly and without marks.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that as a heat pipe a heat pipe is used.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the metallic connection between the metal plate-shaped base plate and the plate made of aluminum and / or their alloys with and / or without cooling fins and / or cooling fins by means of one of the methods of brazing, Soldering, diffused bonding, welding, Shed, pour in or roll cladding.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the mechanical connection between the metal plate-shaped base plate and the adapter system for receiving the heat-emitting ends of the heat pipes by means of screws and / or rivets and / or stud bolts with nuts and / or Clamps or similar he follows.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that when using a mechanical connection between the metal plate-shaped base plate and the adapter systems for receiving the heat-emitting ends of the heat pipes a thermal foil and / or thermal paste used becomes.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the surface the metal plate Base plate and the surface the adapter systems for receiving the heat-emitting end of the heat pipes which lie on top of each other smoothly and are free of striations.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the metallic connection between the metal plate-shaped base plate and the adapter system for receiving the heat-emitting end of the and / or of the heat pipes using one of the methods brazing, soft soldering, diffused bonding, Welding, Shed, Pour in, Gluing or roll cladding is made.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the heat emitting Ends of the heat pipes directly and without an adapter system on the metal plate-shaped base plate by means of soldering and / or glued.

Main board with optimally arranged pro Processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that an outward cross-section of the metal plate-shaped base plate and the plate made of aluminum and / or their alloys with and / or without cooling fins and / or cooling fins by means of an insulating resin and / or insulating varnish and / or heat-radiating lacquer is coated.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the metal plate-shaped Base plate made of copper and / or their alloys.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that when using multiple heat pipes the heat emitting End of the heat pipes so on the metal plate-shaped Base plate are distributed that each heat emitting end of a heat pipe roughly the same area for heat distribution having.

18 motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe after any of the preceding claims, characterized in that the cooling fins in the aluminum plate are pressed in.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the multi-layer cooling system as Layer of aluminum and / or their alloys as a hollow rib and / or segment and / or extruded profile and / or cooling lamella fan unit.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the multi-layer cooling system as Layer of aluminum and / or their alloys as a hollow rib and / or segment and / or extruded profile and / or cooling lamella fan unit with radial and / or axial fan and / or blowers accomplished is.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that for better heat dissipation an axial fan and / or radial fan and / or radial blowers the air over which is a plate made of aluminum and / or its alloys with and / or without cooling fins and / or cooling fins passes.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that for better heat dissipation over and / or a fan is arranged next to the copper fins is.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the metal plate-shaped Base plate opposite the housing and / or interior of the housing is isolated.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the insulation is foamed and / or glued onto the metal plate-shaped base plate is.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the metal plate-shaped Base plate with the adapter system for receiving the heat-emitting End of the heat pipe is manufactured as a one-piece casting.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the metal plate-shaped Base plate larger and / or same size and / or smaller than the plate made of aluminum and / or its alloys with and / or without cooling fins and / or cooling fins is.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the metal plate-shaped Plate at the same time as housing wall and / or housing shell serves.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the adapter system is designed as a heat-absorbing plate, where the heat absorbing End of the heat pipe soldered and / or glued.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the heat absorbing End of the heat pipes is mechanically fastened in the adapter system.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the adapter system on the metal plate-shaped base plate mechanically and / or is attached metallically.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the adapter system mechanically by means of threaded bushings and / or Stud bolts and / or other mechanical components with the metal plate-shaped base plate connected is.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the adapter system has a support frame, the one to fix the heat absorbing Serves plate, made of metal and / or plastic.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the heat absorbing Plate of the adapter system made of copper and / or their alloy.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the shape of the heat absorbing Plate cylindrical or cuboid is or some other spatial Shows form.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the main board is spring-loaded on the metal plate-shaped base plate and / or adapter system is attached.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the heat absorbing Plate is one and / or in several parts.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the heat absorbing Plate is in two parts and has a groove, the depth and width the diameter of the heat pipes corresponds and that the clamping plate also has a groove like the heat absorbing one Plate.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the heat absorbing End of the heat pipes pressed into the groove of the heat-absorbing plate by means of a clamping plate becomes.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the heat absorbing Plate has a bore into which the heat-absorbing end of the heat pipes is pressed.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the surface of the heat-absorbing plate lying on the processor is smooth and is streak-free.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the motherboard attached to the metal plate-shaped base plate and / or on the adapter system.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the heat absorbing Plate a higher one Thermal conductivity coefficient than aluminum.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the adapter system is made in one and / or several parts.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the motherboard using the mechanical mounting systems tight and gap-free on the heat absorbing Plate is pressed.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that between processor surface and heat-absorbing Plate for better heat transfer a thermal paste is applied and / or a heat-conducting film is integrated.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that the motherboard with the cooling unit subsequently in the housing and / or control cabinets ke can be installed.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that the housing and the multi-layer cooling system soundproofed is.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that to avoid hot spots inside the case a fan and / or blowers and / or air circulation system and / or moving part is arranged for air circulation.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that more heat-generating Components on the underside of the motherboard using passive cooling directly with the metal plate-shaped base plate thermally coupled are.

Motherboard with optimally arranged processor for processor cooling with heat pipe according to one of the preceding claims, characterized in that that more heat-generating Components on the underside of the motherboard using additional heat pipes and adapter systems directly with the metal plate-shaped base plate thermally coupled are.