DE19950402A1

DE19950402A1 - Plattenförmiges Wärmeableitrohr, Verfahren zur Herstellung desselben sowie Kühlvorrichtung mit einem plattenförmigen Wärmeableitrohr

Info

Publication number: DE19950402A1
Application number: DE19950402A
Authority: DE
Inventors: Masami Ikeda; Masaaki Yamamoto; Tatsuhiko Ueki; Ken Sasaki
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1998-10-21
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2000-05-25
Also published as: US6381845B2; US6256201B1; US20020007555A1; TW436603B; JP2000124374A

Abstract

Ein plattenförmiges Wärmeableitrohr umfaßt: einen plattenförmigen Behälter mit einer wärmeabsorbierenden Seite und einer wärmeabführenden Seite, die einen hermetisch abgeschlossenen hohlen Bereich bilden; mindestens einen Wärmeübertragungsblock, der thermisch sowohl mit der inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite als auch mit der inneren Wand der wärmeabführenden Seite verbunden ist; ein dochtartiges Geflecht, welches entlang einer Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks über die innere Wand der wärmeabführenden Seite angeordnet ist; und eine in dem hohlen Bereich eingeschlossene Betriebsflüssigkeit. Ein Sicherungselement zum Halten des dochtartigen Geflechts und des Wärmeübertragungsblocks in engem Kontakt kann darüber hinaus mit einbezogen sein.

Description

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein plattenförmiges Wärmeableitrohr, wie es zum Kühlen elektrischer und elektronischer Bauteile, wie beispielsweise Halbleiterchips, verwendet werden kann.

Hintergrund der Erfindung

Elektrische oder elektronische Teile, wie beispielsweise Halbleiterchips, die an verschiedenen Apparaten, wie beispielsweise PCs oder Leistungsgeräten, angeordnet sind, erzeugen Wärme in einem gewissen Umfang, wenn sie betrieben werden. Wenn elektrische oder elektronische Bauteile übermäßig durch die erzeugte Wärme aufgeheizt werden, wird ihre Leistungsfähigkeit verringert oder ihre Lebensdauer verkürzt. Da die Größe der elektrischen Apparate, wie sie durch PCs oder dergleichen verkörpert werden, immer kleiner wird, ist es darüber hinaus ein vorrangiges Anliegen geworden, exzellente Kühltechniken zu entwickeln, um die klein dimensionierten, in PCs oder ähnlichem angeordneten elektrischen oder elektronischen Bauteile zu kühlen.

Ein Kühlverfahren nach Art einer Luftkühlung ist als ein Verfahren bekannt, elektrische oder elektronische Elemente, die gekühlt werden müssen, (im weiteren als "zu kühlendes Teil" bezeichnet) zu kühlen. Genauer gesagt ist bei dem Verfahren nach Art einer Luftkühlung ein Ventilator oder dergleichen in dem Gehäuse zur Aufnahme elektrischer Geräte, an denen die zu kühlenden Teile angeordnet sind, angebracht, und das Innere des Gehäuses wird durch den Ventilator oder dergleichen gekühlt, um so die Temperatur der zu kühlenden Teile vor übermäßigem Ansteigen zu bewahren. Die oben erwähnte Kühlmethode ist insbesondere zum Kühlen relativ groß dimensionierter elektrischer Geräte wirksam. Jedoch ist die oben erwähnte Kühlmethode nicht geeignet, klein dimensionierte elektrische Geräte zu kühlen.

Zusätzlich zu der oben erwähnten Kühlmethode nach Art der Luftkühlung gibt es eine andere weit verbreitete Kühlmethode, in welcher ein Kühlkörper, Kühlrippen oder dergleichen, mit den zu kühlenden Teilen verbunden werden. Bei dieser Kühlmethode wird die Wärme der zu kühlenden Teile durch den Kühlkörper abgeführt. Zusätzlich existiert ein Kühlsystem in welchem ein Wärmeableitrohr zwischen den zu kühlenden Teilen und dem Kühlkörper oder den Kühlrippen angeordnet wird, um die Effizienz der Wärmeabfuhr zu erhöhen. Weiterhin ist eine Technik zum Erreichen noch weiter verbesserter Kühleffizienz entwickelt worden, bei der mit einem elektrisch angetriebenen Ventilator Luft auf den Kühlkörper, die Kühlrippen oder dergleichen geblasen wird.

Ein Wärmeableitrohr beinhaltet einen Behälter mit einem hermetisch verschlossenen hohlen Abschnitt, d. h. einem Hohlraum, darin. Das Wärmeableitrohr weist dabei ein Funktionsprinzip auf, nach dem Wärme von einem wärmeaufnehmenden Abschnitt zu einem wärmeabgebenden Abschnitt mittels eines Phasenüberganges und der Bewegung einer in dem hohlen Bereich eingeschlossenen Betriebsflüssigkeit übertragen wird, wobei die Abschnitte voneinander beabstandet sind.

Es gibt ein Wärmeableitrohr nach Art eines runden Rohres, welches weit verbreitet genutzt wird. Seit kurzem gewinnt ein plattenförmiges Wärmeableitrohr an Aufmerksamkeit. Das plattenförmige Wärmeableitrohr kann als flaches Wärmeableitrohr, als flaches, plattenförmiges Wärmeableitrohr oder dergleichen bezeichnet werden. Das plattenförmige Wärmeableitrohr hat dahingehend eine überlegene Eigenschaft, daß die zu kühlenden Teile effektiver gekühlt werden können, da die zu kühlenden Teile mit dem Behälter, abhängig von der Form des Behälters, entlang einer ausgedehnten Fläche in Kontakt gebracht werden können.

Wie oben beschrieben hat das plattenförmige Wärmeableitrohr die verbesserte Eigenschaft, daß die zu kühlenden Teile entlang einer ausgedehnten Fläche mit der wärmeabsorbierenden Fläche des Behälters in Kontakt stehen. Um den Fluß der Betriebsflüssigkeit von dem wärmeabgebenden Bereich zu dem wärmeaufnehmenden Bereich, d. h. das Zurückfließen der Betriebsflüssigkeit innerhalb des plattenförmigen Wärmeableitrohrs mit der oben erwähnten Eigenschaft, zu gewährleisten, wird es bevorzugt, das Wärmeableitrohr in dem sogenannten "bottom heat" Modus (das heißt, der Modus, in dem das Wärmeableitrohr mit dem wärmeabsorbierenden Bereich unterhalb des wärmabgebenden Bereichs angeordnet ist) einzusetzen.

Dementsprechend wird das Wärmeableitrohr vorzugsweise in der Form eingesetzt, daß das plattenförmige Wärmeableitrohr mit der wärmeabsorbierenden Oberfläche nach unten gerichtet angeordnet wird und daß dann die zu kühlenden Teile mit der wärmeabsorbierenden Oberfläche des so plazierten Wärmeableitrohrs in Kontakt gebracht werden und daß dann der Kühlkörper auf der wärmeabführenden Oberfläche angeordnet ist, welche auf der oberen Seite des Wärmeableitrohrs gelegen ist. Der oben erwähnte Einbau des Wärmeableitrohrs in Beziehung zu den zu kühlenden Teilen ist die idealste Form des Einbaus. Gemäß der obigen Form des Einbaus wird die untere Seite des plattenförmigen Wärmeableitrohrs zu der wärmeabsorbierenden Fläche, und die obere Seite des plattenförmigen Wärmeableitrohrs, auf welcher der Kühlkörper angeordnet ist, wird zu der wärmeabgebenden Fläche, damit ist das Wärmeableitrohr des sogenannten "bottom heat" Modus realisiert.

Jedoch nimmt die Größe der Computer oder dergleichen deutlich ab. Zusammen mit dem Kleinerwerden der Computer oder dergleichen sind die elektrischen oder elektronischen Geräte, die die zu kühlenden Teile tragen, nicht nur in einer stationären Art und Weise installiert (zum Beispiel auf einem Schreibtisch) sondern ebenso in einer mobilen Art und Weise (zum Beispiel von einem Menschen getragen). Genauer gesagt erfahren die tragbaren elektrischen beziehungsweise elektronischen Geräte eine verbreitete Nutzung. Speziell ist zu bedenken, daß Computer von kleiner Größe unter Bedingungen nutzbar sein müssen, in denen das Wärmeableitrohr geneigt steht. In Anbetracht der oben geschilderten Situation wird erwartet, ein plattenförmiges Wärmeableitrohr zu schaffen, das sogar im Falle, daß die wärmabsorbierende Fläche oberhalb der wärmeabführenden Fläche angeordnet ist, das heißt, daß die relative vertikale Position der wärmeabsorbierenden Fläche zu der wärmeabführenden Fläche vertauscht ist (was als sogenannter "top heat" Modus bezeichnet wird), eine exzellente Kühleffizienz aufweist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es also, ein plattenförmiges Wärmeableitrohr, das auch in dem Fall des sogenannten "top heat" Modus eine exzellente Kühleffizienz aufweist, sowie ein Verfahren, dasselbe herzustellen und eine Kühlvorrichtung mit einem solchen plattenförmigen Wärmeableitrohr zu schaffen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde ausgehend von der oben erwähnten Situation während des Entwicklungsprozesses eines plattenförmigen Wärmeableitrohrs mit exzellenter Kühleffizienz sogar im Falle des sogenannten "top heat" Modus gemacht.

Eine erste Ausgestaltung des plattenförmigen Wärmeableitrohrs der vorliegenden Erfindung beinhaltet:

- einen plattenförmigen Behälter, der eine wärmeabsorbierende Seite und eine wärmeabführende Seite umfaßt, die einen hermetisch verschlossenen hohlen Bereich bilden;
- mindestens einen Wärmeübertragungsblock, der thermisch mit den inneren Wänden von sowohl der wärmeabsorbierenden Seite als auch der wärmabführenden Seite verbunden ist;
- ein dochtartiges Geflecht (wick), das entlang einer Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks und der inneren Wand der wärmeabführenden Seite angeordnet ist; und
- eine in dem hohlen Bereich eingeschlossene Betriebsflüssigkeit.

Ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohrs beinhaltet weiterhin ein Sicherungselement, um das dochtartige Geflecht und den Wärmeübertragungsblock in engem Kontakt zu halten.

In einem dritten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohrs besteht das Sicherungselement aus einem elastischen Metall.

In einer vierten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohrs ist zumindest ein vorragender Bereich auf der wärmeabsorbierenden Seite des Behälters ausgeformt.

In einer fünften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohrs ist der vorragende Bereich korrespondierend zu der Größe und Höhe eines zu kühlenden Teils ausgebildet.

In einer sechsten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohrs ist mindestens einer der Wärmeübertragungsblöcke mit dem vorragenden Bereich verbunden.

In einer siebten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohrs sind der Wärmeübertragungsblock und ein Sicherungselement zum Halten des dochtartigen Geflechts und des Wärmeübertragungsblocks in engem Kontakt in mindestens einem der vorragenden Bereiche angeordnet.

In einer achten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohrs sind ein Wärmeübertragungsblock und ein Sicherungselement zum Halten des dochtartigen Geflechts und des Wärmeübertragungsblocks in engem Kontakt in mindestens einem der vorragenden Bereiche angeordnet und ein Wärmeübertragungsblock ist in mindestens einem der verbleibenden vorragenden Bereiche angeordnet und mit diesem verbunden.

In einem neunten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmableitrohrs ist das dochtartige Geflecht in engem Kontakt zwischen einer inneren Wand des vorragenden Bereichs und einer Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks gehalten.

In einem zehnten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmableitrohrs ist das dochtartige Geflecht entlang der inneren Wand der wärmeabführenden Seite über eine Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks angeordnet und endet an einer inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite, wobei ein Kantenbereich des dochtartigen Geflechts in Kontakt mit der inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite steht.

In einem elften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmableitrohrs ist der Kantenbereich des dochtartigen Geflechts mit der inneren Wand des wärmeabsorbierenden Bereichs metallverklebt.

In einem zwölften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohrs beinhaltet der mindestens eine vorragende Bereich einen vorragenden Bereich mit unterschiedlicher Höhe, wobei die Höhe des vorragenden Bereichs mit einer Höhe eines mit dem vorragenden Bereich verbundenen, zu kühlenden Teils korrespondiert.

Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kühlvorrichtung enthält das plattenförmige Wärmableitrohr, wie es in einem der ersten drei Ausführungsbeispiele genannt ist, wobei das plattenförmige Wärmableitrohr so angeordnet ist, daß es einer Leiterplatte gegenüberliegt, auf der mindestens ein zu kühlendes Teil angeordnet ist, wobei die wärmeabsorbierende Seite thermisch mit den zu kühlenden Teilen verbunden ist.

Ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kühlvorrichtung beinhaltet das plattenförmige Wärmableitrohr mit einem vorragenden Bereich, wie es in einem der vierten bis zwölften Ausführungsbeispiele genannt ist, wobei das plattenförmige Wärmableitrohr so angeordnet ist, daß es einer Leiterplatte gegenüberliegt, auf der sowohl hinsichtlich Anzahl als auch hinsichtlich Höhe zu den vorragenden Bereichen korrespondierend zu kühlende Teile angeordnet sind, wobei die vorragenden Bereiche thermisch mit den zu kühlenden Teilen verbunden sind.

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohrs beinhaltet folgende Schritte:

- Fertigen eines Behälters mit einem hohlen Bereich aus einem Plattenelement als eine wärmeabführende Seite und einem bearbeiteten Plattenelement als wärmeabsorbierende Seite, die mindestens einen vorragenden Bereich aufweist;
- Fertigen eines Wärmeübertragungsblocks mit einer vorbestimmten Größe und eines netzförmigen, dochtartigen Geflechts mit einer vorbestimmten Größe;
- Anordnen eines Sicherungselements und des Wärmeübertragungsblocks in mindestens einem vorragenden Bereich innerhalb des hohlen Bereichs des Behälters;
- Plazieren des netzförmigen, dochtartigen Geflechts ausgehend von und entlang einer Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks über eine innere Wand der wärmeabführenden Seite;
- Anordnen des netzförmigen, dochtartigen Geflechts derart, daß ein Kantenbereich des netzförmigen, dochtartigen Geflechts zwischen der Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks und der inneren Wand des vorragenden Bereichs eingeklemmt wird;
- Sichern einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Wärmeübertragungsblocks in engem Kontakt mit der inneren Wand der wärmeabführenden Seite beziehungsweise der inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite, während der Wärmeübertragungsblock durch das Sicherungselement gegen die innere Seitenwand des vorragenden Bereichs gedrückt wird, um das netzförmige, dochtartige Geflecht und den Wärmeübertragungsblock in engem Kontakt zu halten;
- Reduzieren des Drucks in dem hohlen Bereich und Einbringen einer vorbestimmten Menge einer Betriebsflüssigkeit.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Wärmeübertragungsblock mittels des Sicherungselements gegen die innere Seitenwand des vorragenden Bereichs gedrückt, um das netzförmige, dochtartige Geflecht und den Wärmeübertragungsblock in engem Kontakt zu halten, und dann wird eine obere und eine untere Fläche des Wärmeübertragungsblocks mit der inneren Wand der wärmeabführenden Seite beziehungsweise mit der inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite metallverklebt.

In einem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht das Sicherungselement aus einem elastischen Metall.

In einem vierten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der vorragende Bereich korrespondierend zu einer Größe und einer Höhe des zu kühlenden Teils ausgebildet.

In einem fünften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Kantenbereich des dochtartigen Geflechts so angeordnet, daß er in Kontakt mit der inneren Wand des wärmeabsorbierenden Bereichs steht.

In einem sechsten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Kantenbereich des dochtartigen Geflechts mit der inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite metallverklebt.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohrs;

Fig. 2 zeigt eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Kühlvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohr;

Fig. 3 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sicherungselements; und

Fig. 4 zeigt eine schematische Rückansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohrs.

Ausführliche Beschreibung erläuternder Ausführungsbeispiele

Das erfindungsgemäße plattenförmige Wärmeableitrohr beinhaltet einen plattenförmigen Behälter, welcher eine wärmeabsorbierende Seite und eine wärmeabführende Seite umfaßt, die einen hermetisch abgeschlossenen, hohlen Bereich formen, mindestens einen Wärmeübertragungsblock, der thermisch mit den inneren Wänden sowohl der wärmeabsorbierenden Seite als auch der wärmeabführenden Seite verbunden ist, ein dochtartiges Geflecht das entlang der Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks und der inneren Wand der wärmabführenden Seite angeordnet ist, und eine in dem hohlen Bereich eingeschlossene Betriebsflüssigkeit.

Weiterhin kann in dem erfindungsgemäßen Wärmeableitrohr zumindest ein vorragender Bereich auf der wärmeabsorbierenden Seite des Behälters ausgebildet sein.

Zusätzlich kann das dochtartige Geflecht in dem erfindungsgemäßen Wärmeableitrohr vorzugsweise in engem Kontakt zwischen einer inneren Seitenwand des vorragenden Bereichs und einer Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks gehalten werden.

Fig. 1 zeigt eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wärmeableitrohrs. In der Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Behälter mit einem hermetisch abgeschlossenen, hohlen Bereich (das heißt einem Hohlraum), welcher ein plattenförmiges Wärmeableitrohr A bildet. Der Behälter 1 beinhaltet eine wärmeabsorbierende Seite 2 und eine wärmeabführende Seite 3 zum Bilden des hohlen Bereichs. Der Behälter ist aus einem Material mit exzellenter Wärmeleitfähigkeit wie zum Beispiel Kupfer- oder Aluminiummaterial gebildet.

Als Kupfermaterial, das zum Formen des Behälters 1 genutzt wird, werden Kupferlegierungen, wie sie in den JIS (Japanischen Industriestandards) C1020, C1100 vorbeschrieben sind, oder dergleichen bevorzugt. Als Aluminiummaterial. werden Aluminiumlegierungen, wie sie in JIS A1100, der A3000-Serie, der A5000- Serie, der A6000-Serie vorbeschrieben sind, oder dergleichen bevorzugt.

Der mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnete Wärmeübertragungsblock ist derart innerhalb des hohlen Bereichs 4 des Behälters 1 angeordnet, daß die obere Fläche des Wärmeübertragungsblocks in engem Kontakt mit der inneren Wand der wärmeabführenden Seite 3 des Behälters 1 steht und die untere Fläche des Wärmeübertragungsblocks in engem Kontakt mit der inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite 2 des Behälters 1 steht. Der Wärmeübertragungsblock 6 ist derart ausgebildet, daß er in einer Art und Weise funktioniert, daß der Wärmeübertragungsblock die von den zu kühlenden Teilen erzeugte Wärme durch die wärmeabsorbierende Seite 2 aufnimmt und die Wärme effektiv zu der wärmeabführenden Seite 3 leitet (mit anderen Worten leitet der Wärmeübertragungsblock schnell eine hohe Dichte der von den zu kühlenden Teilen erzeugten Wärme durch den Wärmeübertragungsblock selbst durch Diffusion weiter, um das sogenannte Austrocknen der Betriebsflüssigkeit zu verhindern). Demgemäß wird, wenn die untere und obere Seite der Wärmeübertragungssäule jeweils mit der wärmeabsorbierenden Seite 2 beziehungsweise mit der wärmeabführenden Seite 3 (beispielsweise mittels Metallverklebens) verbunden sind, der Wärmedurchlaßwiderstand in den verbundenen Bereichen sowohl zwischen der unteren Fläche des Wärmeübertragungsblocks und der wärmeabsorbierenden Seite als auch zwischen der oberen Fläche des Wärmeübertragungsblocks und der wärmeabführenden Seite kleiner und somit die wärmeabführende Wirkung des plattenförmigen Wärmeableitrohrs verbessert. Der Wärmeübertragungsblock ist aus einem Material mit hervorragender Wärmeleitfähigkeit, wie es im Zusammenhang mit dem Material des Behälters beschrieben wurde, gebildet und weist eine polygonale oder kreisförmige Querschnittsfläche auf.

Zusätzlich ist bei dem erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohr das dochtartige Geflecht entlang der inneren Wand der wärmeabführenden Seite und weiter entlang einer Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks angeordnet und erstreckt sich bis zu der inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite, und der Bereich der Kante des dochtartigen Geflechts ist in Kontakt mit der inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite.

Genauer gesagt, ist das mit dem Bezugszeichen 7 versehene dochtartige Geflecht entlang der inneren Wand der wärmeabführenden Seite 3 des Behälters 1 in Kontakt mit dieser angeordnet und erstreckt sich dann entlang der Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks 6 in Kontakt mit dieser zu der inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite des Behälters 1. Der Kantenbereich des dochtartigen Geflechts ist derart angeordnet, daß er in Kontakt mit der inneren Wand der absorbierenden Seite des Behälters steht.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist das dochtartige Geflecht 7 in dem vorragenden Bereich 13 entlang der inneren Wand der wärmeabführenden Seite 3 in Kontakt mit dieser angeordnet, um sich hin zu der Seitenwand des Behälters zu erstrecken. In dem vorragenden Bereich 12, in welchem der Wärmeübertragungsblock angeordnet ist, erstrecken sich die dochtartigen Geflechte (engl.: wicks) 7 entlang der inneren Wand der wärmeabführenden Seite 3 und in Kontakt mit dieser und weiter abwärts entlang und in Kontakt mit den Seitenwänden des Wärmeübertragungsblocks hin zu der inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite 2 in dem vorragenden Bereich 12.

Das dochtartige Geflecht kann thermisch mit der inneren Wand und der Seitenwand unter Ausbildung eines kleinen thermischen Widerstandes zwischen dem dochtartigen Geflecht 7 und der jeweiligen Wand verbunden sein, wenn das dochtartige Geflecht wie oben beschrieben angeordnet ist. Weiterhin kann der Kantenbereich des dochtartigen Geflechts 7 mittels Metallverklebens (zum Beispiel mittels Silberlötens, Lötens, Schweißen oder dergleichen) mit der inneren Wand der absorbierenden Seite 2 verbunden sein. Im Falle eines Metallverklebens, wie es oben beschrieben ist, kann der Wärmedurchlaßwiderstand zwischen dem dochtartigen Geflecht 7 und der inneren Wand oder der Seitenwand weiter verringert werden.

Das dochtartige Geflecht wird beispielsweise durch Parkettieren einer Vielzahl von rechteckigen, netzartigen, dochtartigen Geflechtteilen (engl.: pieces of wick) gebildet, die Kupferdraht mit einem Durchmesser von etwa 100 Mikrometer aufweisen.

Eine vorbestimmte Menge einer Betriebsflüssigkeit wird innerhalb des hohlen Bereichs 4 des Behälters 1 aufgenommen (nicht in den Figuren gezeigt). Wasser, substituiertes Fleon, Perfluorcarbon, Ammoniak, Alkohol, Aceton oder dergleichen kann als Betriebsflüssigkeit verwendet werden. Die Betriebsflüssigkeit sollte unter Berücksichtigung ihrer Kompatibilität mit dem Material des Behälters gewählt werden.

Die auf der wärmeabsorbierenden Seite 2 angeordneten vorragenden Bereiche, welche mit den Bezugszeichen 11, 12, 13 bezeichnet sind, weisen vorzugsweise jeweils Größen und Höhen (d. h. Tiefen) auf, die mit denen der zu kühlenden Teile 22, 23, 24 in einer später zu beschreibenden Weise korrespondieren. Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht der Rückseite eines Beispiels eines erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohrs. Wie in den Fig. 2 und 4 gezeigt, weisen die vorragenden Bereiche 11, 12 und 13 die jeweilige Größe der zu kühlenden Teile 22, 23 und 24 auf und jeweilige Höhen, die jeweils mit den von der Leiterplatte 21 ausgehenden Höhen korrespondieren.

Weiterhin beinhaltet das erfindungsgemäße plattenförmige Wärmeableitrohr ein Sicherungselement, um das dochtartige Geflecht und den Wärmeübertragungsblock in engem Kontakt zu halten.

Das mit der Bezugsziffer 9 bezeichnete Sicherungselement hat die Funktion, die Kontaktbedingungen zwischen dem Wärmeübertragungsblock 6 und dem dochtartigen Geflecht 7, die in dem auf der wärmeabsorbierenden Seite des Behälters angeordneten vorragenden Bereich 11 angeordnet sind, zu verbessern. Das Sicherungselement besteht aus elastischem Metall oder dergleichen. Der Wärmeübertragungsblock wird durch die Elastizität des Sicherungselementes gegen das dochtartige Geflecht 7 gedrückt, um so das dochtartige Geflecht 7 zwischen der inneren Seitenwand des vorragenden Bereiches 11, und der Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks einzuklemmen und damit der Wärmeübertragungsblock 6 und das dochtartige Geflecht 7 in gutem, engen Kontakt zu halten. Wenn der Wärmeübertragungsblock 6 und das dochtartige Geflecht 7 wie oben beschrieben in engem Kontakt gehalten werden, kann die von den zu kühlenden Teilen erzeugte Wärme, auch in dem sogenannten "top heat" Modus, mittels der kombinierten Effekte des Wärmeübertragungsblocks und des Rückfließens der Betriebsflüssigkeit durch die Funktionalität des dochtartigen Geflechts effizient zu der wärmeabführenden Seite übertragen werden.

Die Form des Sicherungselements kann ein Ring mit einem ausgeschnittenen Bereich sein, eine Spiralfeder, eine Flachfeder oder dergleichen.

Zusätzlich werden in dem erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohr der Wärmeübertragungsblock und das Sicherungselement zum Halten des dochtartigen Geflechts und des Wärmeübertragungsblocks in engem Kontakt in mindestens einem vorragenden Bereich angeordnet, und ein Wärmeübertragungsblock ist in mindestens einem der verbleibenden vorragenden Bereiche angeordnet, wobei die untere Fläche des Wärmeübertragungsblocks mit der inneren Wand des vorragenden Bereiches metallverklebt ist (und die obere Fläche des Wärmeübertragungsblocks mit der inneren Wand der wärmeabführenden Seite metallverklebt ist).

Genauer gesagt bezeichnen die Bezugszeichen 11, 12, 13 in Fig. 1 jeweils die vorragenden Bereiche, die auf der wärmeaufnehmenden Seite 2 angeordnet sind. Der vorragende Bereich 11 ist derart in der Größe ausgebildet, daß das Sicherungselement, der Wärmeübertragungsblock und das dochtartige Geflecht darin wie oben beschrieben aufgenommen werden können. Der vorragende Bereich 12 ist von der Größe her derart ausgebildet, daß der Wärmeübertragungsblock 6 und das dochtartige Geflecht 7 darin angeordnet werden können. Genauer gesagt können der Wärmeübertragungsblock 6 und das auf der Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks 6 verlaufende dochtartige Geflecht 7 innerhalb des vorragenden Bereiches aufgenommen werden (obwohl nur zwei der Seitenwände des in Form einer Säule mit rechteckiger Grundfläche ausgeformten Wärmeübertragungsblocks in Fig. 1 gezeigt sind, kann das dochtartige Geflecht entlang aller vier Seitenwände des Wärmeübertragungsblocks angeordnet sein). Im Falle, daß die von den zu kühlenden Teilen erzeugte Wärmemenge nicht so groß ist, wird ein effizienter Wärmetransport auch ohne den Einbau eines Sicherungselements erzielt. Demgemäß kann das Sicherungselement entsprechend der von den zu kühlenden Teilen erzeugten Wärmemenge auch nicht vorgesehen sein.

In dem vorragenden Bereich 13 ist kein Wärmeübertragungsblock 6 angeordnet. Im Falle, daß die von den zu kühlenden Teilen erzeugte Wärmemenge sehr klein ist, kann die Kühlleistung durch die allgemeine Funktionsweise des Wärmeableitrohrs in effizienter Weise erzielt werden, ohne den Wärmeübertragungsblock 6 in dem vorragenden Bereich anzuordnen.

In der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung zum Kühlen der zu kühlenden Teile ist das erfindungsgemäße plattenförmige Wärmeableitrohr so angeordnet, daß es einer Leiterplatte gegenüberliegt, auf der zumindest ein zu kühlendes Teil angeordnet ist, und daß die wärmeaufnehmende Seite des Wärmeableitrohrs thermisch mit den zu kühlenden Teilen verbunden ist.

In der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung zum Kühlen der zu kühlenden Teile ist das plattenförmige Wärmeableitrohr mit den daran angeordneten vorragenden Bereichen so angeordnet, daß es einer Leiterplatte gegenüberliegt, auf der zu kühlende Teile angeordnet sind, die bezüglich der Anzahl und der Höhe mit den vorragenden Bereichen korrespondieren, und daß die vorragenden Bereiche jeweils mit den zu kühlenden Teilen thermisch verbunden sind.

Fig. 2 zeigt eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Kühlvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohr, worin das Wärmeableitrohr A auf eine praktische Art derart installiert ist, um die auf der Leiterplatte angeordneten zu kühlenden Teile zu kühlen. In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 21 eine Leiterplatte, auf der zu kühlende Teile 22, 23, 24, wie beispielsweise Halbleiterchips, von verschiedener Größe integriert sind. Es wird beispielhaft angenommen, daß das Teil 22 eine große Wärmemenge erzeugt, daß das Teil 23 eine mittlere Wärmemenge erzeugt und daß das Teil 24 eine kleine Wärmemenge erzeugt (in Fig. 2 ist jeweils jede der oben genannten Arten zu kühlender Teile gezeigt).

Vorragende Bereiche 11, 12, 13 sind auf der wärmeabsorbierenden Seite 2 des plattenförmigen Wärmeableitrohrs angeordnet, von denen jeder eine mit den zu kühlenden Teilen korrespondierende Größe und Höhe aufweist. Angepaßt an die von dem zu kühlenden Teil erzeugte Wärmemenge sind der Wärmeübertragungsblock 6, das dochtartige Geflecht 7 und das Sicherungselement 9 in dem vorragenden Bereich 11 angeordnet, sind der Wärmeübertragungsblock 6 und das dochtartige Geflecht 7 in dem vorragenden Bereich 12 angeordnet, und der vorragende Bereich 13 ist ein hohler Bereich per se (d. h. weder ein Wärmeübertragungsblock 6, noch das dochtartige Geflecht 7 noch das Sicherungselement 9 sind darin angeordnet). Das Bezugszeichen 26 bezeichnet Kühlrippen.

Wenn das plattenförmige Wärmeableitrohr A zum Kühlen der auf der Leiterplatte 21 angeordneten zu kühlenden Teile 22, 23, 24 angeordnet ist und die zu kühlenden Teile betrieben werden, erzeugen die zu kühlenden Teile 22, 23, 24 Wärme, die zu einer Erhöhung der Temperatur der Teile führt.

Die durch das zu kühlende Teil 22, das die größte Wärmemenge erzeugt, erzeugte Wärme wird durch den korrespondierenden Bereich der wärmeabsorbierenden Seite 2, in dem das zu kühlende Teil 22 mit dieser in Berührung steht, zu dem Wärmeübertragungsblock 6 geleitet. Die so zu dem Wärmeübertragungsblock 6 geleitete Wärme wird direkt weiter zu der wärmeabführenden Seite 3 des plattenförmigen Wärmeableitrohrs A geleitet, während die auf der wärmeabsorbierenden Seite 2 befindliche Betriebsflüssigkeit entsprechend der Funktionsweise des Wärmeableitrohrs verdunstet, um Wärme zu der wärmeabführenden Seite 3 des plattenförmigen Wärmeableitrohrs A zu übertragen. Die auf diese Weise zu der wärmeabführende Seite 3 übertragene Wärme wird an die Kühlrippen 26 weitergeleitet, um von da aus nach außen an die Luft abgegeben zu werden, was schließlich zur Kühlung des zu kühlenden Teils 22 führt.

Da in dem vorragenden Bereich 11, mit dem das zu kühlende Teil 22, das die größte Wärmemenge erzeugt, in Kontakt steht, das Sicherungselement 9 angeordnet ist, um den Wärmeübertragungsblock 6 in einer Weise gegen das dochtartige Geflecht 7 zu drücken, die das dochtartige Geflecht 7 zwischen dem Wärmeübertragungsblock 6 und der inneren Seitenwand des vorragenden Bereichs 11 befestigt, ist das dochtartige Geflecht 7 in engem Kontakt mit der Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks 6 gehalten, um die Verdunstungsfläche für die Betriebsflüssigkeit zu vergrößern. Als Ergebnis ist die Wärmeübertragungsrate weiter verbessert, um so eine größere Wärmemenge abführen zu können.

Wenn das erfindungsgemäße plattenförmige Wärmeableitrohr in dem sogenannten "bottom heat" Modus, wie in Fig. 2 gezeigt betrieben wird, fließt die Betriebsflüssigkeit, die in die flüssige Phase zurück überführt wurde, in dem plattenförmigen Wärmeableitrohr angetrieben durch Gravitation und die Kapillarwirkung des dochtartigen Geflechts 7 unverzüglich zurück.

Das plattenförmige Wärmeableitrohr wird gelegentlich schräg gehalten bis hin zu dem so genannten "top heat" Modus, abhängig von der Situation, in der das Wärmeableitrohr eingesetzt wird. Selbst in einer solchen Situation fließt die Betriebsflüssigkeit unverzüglich durch die Kapillarwirkung des dochtartigen Geflechts 7 zurück, um so effizient die zu kühlenden Teile zu kühlen. Genau gesagt ist der Rückfluß der Betriebsflüssigkeit sicherer gewährleistet, da der Kantenbereich des dochtartigen Geflechts 7 in Kontakt steht (vorzugsweise verbunden ist) mit der inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite an welche das zu kühlende Teil 22 angeschlossen ist.

Die durch das zu kühlende Teil 23, das die mittlere Wärmemenge erzeugt, erzeugte Wärme wird durch den korrespondierenden Bereich der wärmeaufnehmenden Seite 2, mit dem das zu kühlende Teil 23 in Kontakt steht, zu dem Wärmeübertragungsblock 6 übertragen. Die so zu dem Wärmeübertragungsblock 6 übertragene Wärme wird dann direkt zu der wärmeabführenden Seite 3 des plattenförmigen Wärmeableitrohrs A weiter übertragen, während die auf der wärmeabsorbierenden Seite 2 befindliche Betriebsflüssigkeit entsprechend der Funktionsweise des plattenförmigen Wärmeableitrohrs verdunstet, um so Wärme zu der wärmeabführenden Seite 3 des plattenförmigen Wärmeableitrohrs A zu übertragen. Die so zu der wärmeabführenden Seite 3 übertragene Wärme wird zu den Kühlrippen 26 übertragen, um von da aus nach außen an die Luft abgegeben zu werden, wodurch das zu kühlende Teil 23 gekühlt wird.

In dem vorragenden Bereich 12, mit dem das zu kühlende Teil 23, das die mittlere Wärmemenge erzeugt, in Kontakt steht, sind der Wärmeübertragungsblock 6 und das dochtartige Geflecht 7 angeordnet. Da in dem vorragenden Bereich 12 kein Sicherungselement angeordnet ist, ist das dochtartige Geflecht 7 nicht so dicht verklemmt wie oben beschrieben, jedoch kann die von dem zu kühlenden Teil, das die mittlere Wärmemenge erzeugt, erzeugte Wärme vollständig übertragen werden, um über die Kühlrippen abgeführt zu werden, und die Anordnung ist demgemäß geeignet, das zu kühlende Teil, das die mittlere Wärmemenge erzeugt, zu kühlen.

Wenn das erfindungsgemäße plattenförmige Wärmeableitrohr A, wie in Fig. 2 gezeigt, in dem sogenannten "bottom heat" Modus eingesetzt wird, fließt die Betriebsflüssigkeit, die in die flüssige Phase zurück überführt wurde, in dem plattenförmigen Wärmeableitrohr angetrieben durch Gravitation und die Kapillarwirkung des dochtartigen Geflechts 7 unverzüglich zurück.

Das plattenförmige Wärmeableitrohr wird gelegentlich schräg gehalten bis hin zu dem so genannten "top heat" Modus, abhängig von der Situation, in der das Wärmeableitrohr eingesetzt wird. Selbst in dem so genannten "top heat" Modus fließt die Betriebsflüssigkeit unverzüglich durch die Kapillarwirkung des dochtartigen Geflechts 7 zurück, um so effizient die zu kühlenden Teile zu kühlen.

Die durch das zu kühlende Teil 24, das die geringe Wärmemenge erzeugt, erzeugte Wärme wird zu dem korrespondierenden Bereich der wärmeaufnehmenden Seite 2, mit dem das zu kühlende Teil 24 in Kontakt steht, übertragen. Die so zu der wärmeaufnehmenden Seite 2 übertragene Wärme wird zu der wärmeabführenden Seite 3 des plattenförmigen Wärmeableitrohrs A entsprechend der Funktionsweise des plattenförmigen Wärmeableitrohrs übertragen. Die so zu der wärmeabführenden Seite 3 übertragene Wärme wird zu den Kühlrippen 26 übertragen, um von da aus nach außen an die Luft abgegeben zu werden, wodurch das zu kühlende Teil 24 gekühlt wird. Auch in der Verwendung im sogenannten "top heat" Modus wird die Wärme durch den Behälter des plattenförmigen Wärmeableitrohrs ausreichend übertragen, um das zu kühlende Teil 24, das die geringe Wärmemenge erzeugt, zu kühlen.

Fig. 3 ist eine schematische, perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sicherungselements 9. Das in Fig. 3 gezeigte Sicherungselement ist durch Biegen eines federartigen Metallmaterials mit einer hohen Elastizität geformt, um die Federkraft zu erhöhen. Wenn das oben erwähnte Sicherungselement, wie in Fig. 2 gezeigt, zwischen der inneren Seite des Behälters und dem Wärmeübertragungsblock 6 angeordnet wird, wird der Wärmeübertragungsblock 6 gegen das dochtartige Geflecht 7 gedrückt, um so den säulenartigen Wärmeübertragungsblock 6 und das dochtartige Geflecht in engem Kontakt zu halten.

Im folgenden wird das Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohrs beschrieben.

Das erfindungsgemäße plattenförmige Wärmeableitrohr wird durch folgende Schritte hergestellt: Fertigen eines Behälters mit einem hohlen Bereich aus einem Plattenglied als wärmeabführende Seite und einem bearbeiteten Plattenglied mit mindestens einem vorragenden Bereich als wärmeabsorbierende Seite; Fertigen eines Wärmeübertragungsblocks und eines netzförmigen, dochtartigen Geflechts Anordnen eines Sicherungselements und des Wärmeübertragungsblocks in mindestens einem vorragenden Bereich innerhalb des hohlen Bereichs des derart hergestellten Behälters; Plazieren des netzförmigen, dochtartigen Geflechts von einer Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks aus entlang derselben über eine innere Wand der wärmeabführenden Seite; Anordnen des netzförmigen, dochtartigen Geflechts derart, daß ein Kantenbereich des netzförmigen, dochtartigen Geflechts zwischen der Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks und der inneren Wand des vorragenden Bereichs eingeklemmt wird; Halten einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Wärmeübertragungsblocks in engem Kontakt mit der inneren Wand der wärmeabführenden Seite beziehungsweise der inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite, während der Wärmeübertragungsblock durch das Sicherungselement gegen die innere Wand des vorragenden Bereichs gedrückt wird, um das netzförmige, dochtartige Geflecht und den Wärmeübertragungsblock in engem Kontakt zu halten; Reduzieren des Drucks innerhalb des hohlen Bereichs und Einführen einer vorbestimmten Menge einer Betriebsflüssigkeit.

In dem Verfahren, ein erfindungsgemäßes plattenförmiges Wärmearbeitrohr herzustellen, wird die Anordnung des Wärmeübertragungsblocks, des netzförmigen, dochtartigen Geflechts und/oder des Sicherungselements übereinstimmend mit der Anordnung der zu kühlenden Teile vorgenommen.

Wenn beispielsweise drei vorragende Bereiche vorgesehen sind, sind der Wärmeübertragungsblock, das netzförmige, dochtartige Geflecht und das Sicherungselement in einem vorragenden Bereich angeordnet, in einem anderen vorragenden Bereich sind der Wärmeübertragungsblock und das netzförmige, dochtartige Geflecht angeordnet, und in dem verbleibenden vorragenden Bereich sind weder der Wärmeübertragungsblock noch das netzförmige, dochtartige Geflecht noch das Sicherungselement angeordnet.

Zusätzlich wird bei dem Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohrs der Wärmeübertragungsblock mittels des Sicherungselements gegen die innere Seitenwand des vorragenden Bereichs gedrückt, um das netzförmige, dochtartige Geflecht in engem Kontakt mit dem Wärmeübertragungsblock zu halten, und anschließend werden die obere Fläche und die untere Fläche des Wärmeübertragungsblocks mit der inneren Wand der wärmabführenden Seite beziehungsweise der inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite metallverklebt.

Beispiel

Das erfindungsgemäße plattenförmige Wärmeableitrohr wird durch das Beispiel detailliert beschrieben.

Der Behälter des plattenförmigen Wärmeableitrohrs, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, wurde unter Benutzung einer flachen Platte von 100 mm Länge, 70 mm Breite und 1,0 mm Dicke aus OFC- (Sauerstofffreiem Kupfer-) Material und einer 100 mm langen, 70 mm breiten und 0,5 mm dicken, preßgeformten Platte aus OFC- Material mit drei Vorsprüngen von unterschiedlicher Höhe gefertigt. Die Dicke des so gefertigten Behälters des erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohrs betrug 6 mm. Die jeweilige Dicke der drei vorragenden Bereiche 11, 12, 13 war 2,0 mm, 1,5 mm beziehungsweise 3,0 mm. Des weiteren betrug die Fläche des vorragenden Bereiches 11, mit welchem das zu kühlende Teil, das die größte Wärmemenge erzeugt, in Verbindung steht, 25,4 mm in der Länge und 25,4 mm in der Weite.

Das dochtartige Geflecht der die Form eines rechtwinkligen Netzes aufweist und Kupferdrahtmaterial mit 100 Mikrometer Durchmesser enthält, ist angeordnet, wie in Fig. 2 gezeigt. Genauer gesagt ist das dochtartige Geflecht wie in Fig. 2 gezeigt, in dem Bereich des Behälters zwischen dem vorragenden Bereich 11 und dem vorragenden Bereich 12 derart angeordnet, daß ein Endbereich des dochtartigen Geflechts zwischen dem Wärmeübertragungsblock 6 in dem vorragenden Bereich 12 und der inneren Seitenwand des vorragenden Bereichs 12 gesichert ist, dann erstreckt sich das dochtartige Geflecht entlang der Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks 6 in dem vorragenden Bereich 12 und dann entlang der inneren Wand der wärmeabführenden Seite 3 und dann weiter entlang der Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks 6 in dem vorragenden Bereich 11, und der andere Endbereich des dochtartigen Geflechts ist zwischen der inneren Seitenwand des vorragenden Bereichs 11 und dem Wärmeübertragungsblock 6 in dem vorragenden Bereich 11 gehalten. Die Kantenbereiche des jeweiligen Endbereichs stehen dabei in Kontakt mit der Innenwand der wärmeabsorbierenden Seite 2. Das Sicherungselement 9 aus dem OFC-Material, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, wurde zwischen Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks 6 in dem vorragenden Bereich 11 und der dieser Wand gegenüberliegenden, inneren Seitenwand des Behälters 1 angeordnet.

Zusätzlich wurde das dochtartige Geflecht in dem verbleibenden Bereich des Behälters derart angeordnet, daß ein Ende des dochtartigen Geflechts zwischen dem Wärmeübertragungsblock 6 in dem vorragenden Bereich 12 und der inneren Seitenwand des vorragenden Bereichs 12 gesichert ist, das dochtartige Geflecht erstreckt sich dann in Kontakt mit und entlang der Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks 6 in dem vorragenden Bereich 12 weiter in Kontakt mit und entlang der inneren Wand der wärmeabführenden Seite 3 zu der Seitenwand des Behälters 1.

Die Halbleiterchips 22, 23, 24 mit von ihnen erzeugten Wärmemengen von 150, 20 beziehungsweise 10 W (Watt) wurden mit den vorragenden Bereichen 11, 12, beziehungsweise 13 des so hergestellten plattenförmigen Wärmeableitrohrs, wie in Fig. 2 gezeigt, in Kontakt gebracht und mit diesen verbunden, und die Halbleiterchips 22, 23, 24 wurden gekühlt. Die Kühlrippen wurden mit der außenliegenden Fläche der wärmeabführenden Seite verbunden. Als ein Ergebnis wurden die Temperaturen der jeweiligen Halbleiterchips 22, 23, 24 auf maximal 90°C gehalten, somit wurde eine effiziente Wärmeableitung realisiert.

Weiterhin wurde der Wärmedurchlaßwiderstand in dem vorragenden Bereich 11, in dem das Sicherungselement 9 in der oben angegebenen Weise angeordnet wurde, untersucht. Zum Vergleich wurde der Wärmedurchlaßwiderstand in dem vorragenden Bereich 11 ohne eingebautes Sicherungselement 9 untersucht. Das Ergebnis war ein Wärmedurchlaßwiderstand in dem vorragenden Bereich 11 mit Sicherungselement von 0,045 K/W, wohingegen der Wärmedurchlaßwiderstand in dem vorragenden Bereich 11 ohne das Sicherungselement 0,090 KW betrug, was nahezu der doppelte Wert des Wärmedurchlaßwiderstandes in dem vorragenden Bereich 11 mit dem Sicherungsglied war. Wie aus dem oben Ausgeführten deutlich wird, kann die thermische Effizienz merklich verbessert werden, indem der Wärmeübertragungsblock und das dochtartige Geflecht durch Benutzung des Sicherungselements 9 in engem Kontakt gehalten werden.

Wie durch das Vorangegangene deutlich wird, kann mit dem erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeableitrohr durch die Kombination des Wärmeübertragungsblocks und des dochtartigen Geflechts in der oben beschriebenen Weise die Funktion des plattenförmigen Wärmeableitrohrs mit exzellenter Kühleffizienz gleich gehalten werden, auch im Fall des sogenannten "top heat" Modus. Zusätzlich kann die thermische Effizienz mittels des in der oben beschriebenen Weise angeordneten Sicherungselements merklich verbessert werden. Dementsprechend können die zu kühlenden Teile effizient gekühlt werden, wenn das erfindungsgemäße plattenförmige Wärmeableitrohr in elektrischen oder elektronischen Geräten, die die zu kühlenden Teile, wie zum Beispiel Halbleiterchips, tragen, angewendet werden, und weiterhin kann das Wärmeableitrohr eine exzellente Kühleffizienz bewahren, auch im Falle, daß die Geräte in schräger Stellung verwendet werden (d. h. in dem "top heat" Modus).

Claims

1. Plattenförmiges Wärmeableitrohr mit:

- einem plattenförmigen Behälter mit einer wärmeabsorbierenden Seite und einer wärmeabführenden Seite, die einen hermetisch verschlossenen hohlen Bereich bilden;
- mindestens einem Wärmeübertragungsblock, der thermisch mit den inneren Wänden von sowohl der wärmeabsorbierenden Seite als auch der wärmeabführenden Seite verbunden ist;
- einem dochtartigen Geflecht das entlang der inneren Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks und über die innere Wand der wärmeabführenden Seite angeordnet ist; und
- einer in dem hohlen Bereich eingeschlossenen Betriebsflüssigkeit.

2. Plattenförmiges Wärmeableitrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein Sicherungselement zum Halten des dochtartigen Geflechts und des Wärmeübertragungsblocks in engem Kontakt aufweist.

3. Plattenförmiges Wärmeableitrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement aus einem elastischen Metall besteht.

4. Plattenförmiges Wärmeableitrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein vorragender Bereich auf der wärmeabsorbierenden Seite des Behälters ausgebildet ist.

5. Plattenförmiges Wärmeableitrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vorragende Bereich korrespondierend zu einer Größe und Höhe eines zu kühlenden Teils ausgelegt ist.

6. Plattenförmiges Wärmeableitrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Wärmeübertragungsblöcke mit dem vorragenden Bereich verbunden ist.

7. Plattenförmiges Wärmeableitrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertragungsblock und ein Sicherungsglied zum Halten des dochtartigen Geflechts und des Wärmeübertragungsblocks in engem Kontakt in mindestens einem der vorragenden Bereiche angeordnet sind.

8. Plattenförmiges Wärmeableitrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertragungsblock und ein Sicherungselement zum Halten des dochtartigen Geflechts und des Wärmeübertragungsblocks in engem Kontakt in mindestens einem der vorragenden Bereiche angeordnet sind und ein Wärmeübertragungsblock in mindestens einem der übrigen vorragenden Bereiche angeordnet und mit diesem verbunden ist.

9. Plattenförmiges Wärmeableitrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dochtartige Geflecht in engem Kontakt zwischen einer inneren Wand des vorragenden Bereichs und einer Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks gehalten wird.

10. Plattenförmiges Wärmeableitrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dochtartige Geflecht entlang einer inneren Wand der wärmeabführenden Seite über eine Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks angeordnet ist und an einer inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite endet, wobei ein Kantenbereich des dochtartigen Geflechts in Kontakt mit der inneren Wand der wärmeabführenden Seite steht.

11. Plattenförmiges Wärmeableitrohr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kantenbereich des dochtartigen Geflechts mit der inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite metallverklebt ist.

12. Plattenförmiges Wärmeableitrohr nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine vorragende Bereich einen vorragenden Bereich mit abweichender Höhe umfaßt, wobei die Höhe des vorragenden Bereichs zu einer Höhe eines mit dem vorragenden Bereich verbundenen, zu kühlenden Teils korrespondiert.

13. Kühlvorrichtung mit einem plattenförmigen Wärmeableitrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das derart angeordnet ist, daß es einer Leiterplatte gegenüberliegt, auf welcher zumindest eines der zu kühlende Teile angeordnet ist, wobei die wärmeabsorbierende Seite thermisch mit den zu kühlenden Teilen verbunden ist.

14. Kühlvorrichtung mit einem plattenförmigen Wärmeableitrohr nach einem der Ansprüche 4 bis 11, das derart angeordnet ist, daß es einer Leiterplatte, auf der zu kühlende Teile korrespondierend zu den vorragenden Bereichen sowohl hinsichtlich Anzahl als auch hinsichtlich Höhe angeordnet sind, gegenüberliegt, wobei die vorragenden Bereiche thermisch mit den zu kühlenden Teilen verbunden sind.

15. Kühlvorrichtung mit einem plattenförmigen Wärmeableitrohr nach Anspruch 12, das derart angeordnet ist, daß es einer Leiterplatte, auf der zu kühlende Teile korrespondierend zu den vorragenden Bereichen sowohl hinsichtlich Anzahl als auch hinsichtlich Höhe angeordnet sind, gegenüberliegt, wobei die vorragenden Bereiche thermisch mit den zu kühlenden Teilen verbunden sind.

16. Verfahren zum Herstellen eines plattenförmigen Wärmeableitrohrs mit folgenden Schritten:

- Fertigen eines Behälters mit einem hohlen Bereich aus einem Plattenelement als eine wärmeabführende Seite und einem bearbeiteten Plattenelement als eine wärmeabsorbierende Seite, die mindestens einen vorragenden Bereich aufweist;
- Herstellen eines Wärmeübertragungsblocks mit einer vorbestimmten Größe und eines netzförmigen, dochtartigen Geflechts mit einer vorbestimmten Größe;
- Anordnen eines Sicherungselements und des Wärmeübertragungsblocks in mindestens einem vorragenden Bereich innerhalb des hohlen Bereichs des Behälters;
- Plazieren des netzförmigen, dochtartigen Geflechts von einer Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks entlang derselben über eine innere Wand der wärmeabführenden Seite;
- Anordnen des netzförmigen, dochtartigen Geflechts so, daß ein Kantenbereich des netzförmigen, dochtartigen Geflechts zwischen der Seitenwand des Wärmeübertragungsblocks und der inneren Wand des vorragenden Bereichs eingeklemmt ist;
- Sichern einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Wärmeübertragungsblocks in engem Kontakt mit der inneren Wand der wärmeabführenden Seite beziehungsweise der inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite, während der Wärmeübertragungsblock durch das Sicherungselement gegen die innere Wand des vorragenden Bereichs gedrückt wird, um das netzförmige, dochtartige Geflecht und den Wärmeübertragungsblock in engem Kontakt zu halten;
- Reduzieren des Drucks innerhalb des hohlen Bereichs und Einbringen einer vorbestimmten Menge einer Betriebsflüssigkeit in diesen.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertragungsblock mittels des Sicherungselements gegen die innere Wand des vorragenden Bereichs gedrückt wird, um das netzförmige, dochtartige Geflecht und den Wärmeübertragungsblock in engem Kontakt zu halten, und daß dann eine obere Fläche und eine untere Fläche des Wärmeübertragungsblocks mittels einer Metallverbindung mit der inneren Wand der wärmeabführenden Seite beziehungsweise der inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite verbunden werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement aus einem elastischen Metall besteht.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der vorragende Bereich hinsichtlich einer Größe und Höhe eines zu kühlenden Teils gestaltet ist.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kantenbereich des dochtartigen Geflechts derart angeordnet wird, daß er in Kontakt mit der inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite steht.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kantenbereich des dochtartigen Geflechts mit der inneren Wand der wärmeabsorbierenden Seite metallverklebt ist.