DE20121168U1

DE20121168U1 - Cooler for electrical and / or electronic components

Info

Publication number: DE20121168U1
Application number: DE20121168U
Authority: DE
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2001-05-25
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2011-05-26

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühler für elektrische und/oder elektronische Bauteile, insbesondere in einer Halbleiterprüfeinrichtung.The present invention relates to a cooler for electrical and/or electronic components, in particular in a semiconductor testing device.

&iacgr;&ogr; Die Lebensdauer sowie eine ordnungsgemäße Funktionsweise von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen, insbesondere von Mikroprozessoren, hängt stark von deren thermischer Belastung ab. Um die Lebensdauer zu erhöhen und um die Funktionsfähigkeit optimal gewährleisten zu können, werden Kühler der eingangs genannten Art zum Kühlen der jeweiligen Bauteile eingesetzt. Beispielsweise kommen derartige Kühler bei Halbleiterprüfeinrichtungen zum Einsatz, die mit einer Vielzahl von Mikroprozessoren und sonstigen kühlbedürftigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen ausgestattet sind.&iacgr;&ogr; The service life and proper functioning of electrical and/or electronic components, particularly microprocessors, depends heavily on their thermal load. In order to increase the service life and to ensure optimum functionality, coolers of the type mentioned above are used to cool the respective components. For example, such coolers are used in semiconductor testing equipment that is equipped with a large number of microprocessors and other electrical and/or electronic components that require cooling.

Ein üblicher Kühler besitzt dabei einen Kühlkörper, der eine erste ebene 0 Außenseite und eine zweite ebene Außenseite aufweist, die zueinander parallel verlaufen und jeweils eine Kühlfläche bilden. Diese Kühlflächen sind dann mit dem jeweils zu kühlenden Bauteil oder dessen Träger großflächig kontaktiert, um so eine intensive Wärmeübertragung zu erreichen. Zwischen den Außenseiten sind im Inneren des Kühlkörpers Hohlräume ausgebildet, die einen Kühlkanal bilden, der einen Zulauf mit einem Ablauf verbindet und mit einem flüssigen Kühlmittel, z.B. Wasser, durchströmbar ist. Durch diese Flüssigkeitskühlung können große Wärmemengen auf engstem Raum abgeführt werden, wodurch für den Kühler und somit auch für die damit ausgestattete Einrichtung ein sehr kompakter Aufbau realisierbar ist. Bei einem herkömmlichen Kühler wird der Kühlkörper durch ein Strangpress- oder Extrudierverfahren hergestellt, wodurch im Kühlkörper mehrere, parallel zueinander verlaufende, zylindrische Hohlräume ausgebildet werden. Benachbarte Hohlräume werden an ihren stirnseitigen Enden mit U-förmigen Rohren miteinander verbunden, um so den Kühlkanal auszubilden. Diese Herstellungtechnik ist relativ aufwendig.A typical cooler has a heat sink that has a first flat outer side and a second flat outer side that run parallel to each other and each form a cooling surface. These cooling surfaces are then in contact with the component to be cooled or its carrier over a large area in order to achieve intensive heat transfer. Between the outer sides, cavities are formed inside the heat sink, which form a cooling channel that connects an inlet with an outlet and through which a liquid coolant, e.g. water, can flow. This liquid cooling allows large amounts of heat to be dissipated in a very small space, which means that a very compact design can be achieved for the cooler and therefore also for the device equipped with it. In a conventional cooler, the heat sink is manufactured using an extrusion process, whereby several cylindrical cavities that run parallel to each other are formed in the heat sink. Adjacent cavities are connected to each other at their front ends with U-shaped tubes in order to form the cooling channel. This manufacturing technique is relatively complex.

Agilent Technologies, Inc.
Ref.: 20-01-0626Agilent Technologies, Inc.
Ref.: 20-01-0626

Da die Verlustleistungen pro Volumeneinheit bei elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen immer mehr zunimmt, steigt auch der Kühlbedarf. In entsprechender Weise wird zur Leistungssteigerung der Kühlkörper des Kühlers größer dimensioniert. Der darin enthaltene Kühlkanal wird dabei entsprechend länger, wobei sich jedoch der Durchströmungswiderstand erhöht. Der Kühlmitteldruck kann nicht beliebig erhöht werden, so daß insgesamt durch die Kanalgeometrie die erzielbare Kühlleistung begrenzt ist. Die Verteilung der Kühlleistung entlang des Kühlkanals ist durch die parallel zueinander verlaufenden Hohlräume herstellungsbedingt vorgegeben und dementsprechend invariant. Bei einem relativ langen Kühlkanal kann sich außerdem ein relativ großer Temperaturgradient zwischen Zulauf und Ablauf einstellen, so daß die Kühlleistung in der Nähe des Zulaufs hinreichend gut und in der Nähe des Ablaufs vergleichsweise schlecht ist. Für die zu kühlenden Bauteile ergibt sich somit in Abhängigkeit ihrer Anordnung am Kühler eine unterschiedliche Kühlleistung, mit der Folge, daß die Bauteile verschiedene Lebenserwartungen und Funktionssicherheiten besitzen. Des weiteren besteht stets ein Bedürfnis, den Kühler insgesamt flacher auszubilden, d.h. den Abstand zwischen den beiden parallelen Außenseiten möglichst klein auszubilden. Eine flache Bauweise ermöglicht einen vorteilhaften kompakten Aufbau für das mit dem Kühler ausgestattete Gerät. Um die erforderliche Festigkeit für den Kühlkörper gewährleisten zu können, kann der Abstand zwischen der Außenfläche und einer dazu benachbarten Kanalwand nicht beliebig klein gewählt werden, so daß auch hier wenig Spielraum zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit zur Verfügung steht. Außerdem beanspruchen die U-Rohre relativ viel Bauraum, der im damit ausgestatteten Gerät zur Verfügung gestellt werden muß.As the power losses per unit volume of electrical and electronic components continue to increase, the cooling requirement also increases. In order to increase performance, the cooling body of the cooler is made larger. The cooling channel it contains is therefore correspondingly longer, but the flow resistance increases. The coolant pressure cannot be increased arbitrarily, so that the achievable cooling performance is limited overall by the channel geometry. The distribution of the cooling performance along the cooling channel is predetermined by the parallel cavities due to the manufacturing process and is therefore invariant. With a relatively long cooling channel, a relatively large temperature gradient can also arise between the inlet and outlet, so that the cooling performance is sufficiently good near the inlet and comparatively poor near the outlet. The cooling performance of the components to be cooled therefore varies depending on their arrangement on the cooler, with the result that the components have different life expectancies and functional reliability. Furthermore, there is always a need to make the cooler flatter overall, i.e. to make the distance between the two parallel outer sides as small as possible. A flat design enables an advantageous, compact structure for the device equipped with the cooler. In order to ensure the required strength for the heat sink, the distance between the outer surface and an adjacent channel wall cannot be chosen to be arbitrarily small, so that here too there is little scope for improving performance. In addition, the U-tubes take up a relatively large amount of space, which must be made available in the device equipped with them.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für einen Kühler der eingangs genannten Art eine Ausführungsform anzugeben, die bei einem kompakten Aufbau eine hohe Kühlleistung besitzt.It is an object of the present invention to provide an embodiment for a cooler of the type mentioned at the outset which has a high cooling capacity with a compact design.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angeführt.This object is achieved by the features of the independent claim. Advantageous embodiments are recited in the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Kühlkörper aus zwei Teilen, nämlich aus einem ersten Teil und aus einem zweiten Teil, zusammenzubauen, wobei im ersten Teil Aussparungen ausgebildet sind, die durch das zweite Teil verschlossen werden und so den Kühlkanal bilden. Durch diese Bauweise ist es möglich, die Geometrie, insbesondere Querschnitt und Verlauf, des Kühlkanals relativ frei zu gestalten. Der Kühlkanal wird dabei soThe invention is based on the general idea of assembling the cooling body from two parts, namely a first part and a second part, with recesses being formed in the first part which are closed by the second part and thus form the cooling channel. This design makes it possible to design the geometry, in particular the cross-section and course, of the cooling channel relatively freely. The cooling channel is designed in such a way that

&iacgr;&ogr; innerhalb des Kühlkörpers angeordnet, daß er vollständig im Inneren des Kühlkörpers verläuft. Das bedeutet, daß keine seitlich vom Kühlkörper abstehende U-förmigen Rohre erforderlich sind, um innenliegende Kanalabschnitte miteinander zu verbinden. Insoweit ergibt sich eine maximale Raumausnutzung innerhalb des Kühlkörpers, wobei gleichzeitig ein minimales Baumaß für den Kühler erzielbar ist. Die Aussparungen können beispielsweise durch eine spanabhebende Bearbeitung, z.B. mittels eines Fräsverfahrens, in einen Vollkörper eingearbeitet werden. Ebenso ist es möglich, das mit den Aussparungen versehene erste Teil durch ein Spritz- oder Druckgußverfahren herzustellen. Die Geometrie des Kühlkanals ist dabei nicht mehr durch den Herstellungsprozess des Kühlkörpers vorgegeben, sondern relativ frei wählbar. Insbesondere kann der Querschnitt des Kühlkanals und somit die Strömungsgeschwindigkeit im Kühlkanal so groß gewählt werden, daß auch bei einem relativ langen Kühlkanal der Strömungswiderstand relativ gering bleibt.The cooling channel is arranged inside the heat sink in such a way that it runs completely inside the heat sink. This means that no U-shaped pipes protruding from the side of the heat sink are required to connect the internal channel sections to one another. This results in maximum use of space inside the heat sink, while at the same time a minimal structural dimension for the cooler can be achieved. The recesses can be machined into a solid body, for example by means of a machining process, e.g. using a milling process. It is also possible to produce the first part with the recesses using an injection or die-casting process. The geometry of the cooling channel is no longer predetermined by the manufacturing process of the heat sink, but can be selected relatively freely. In particular, the cross-section of the cooling channel and thus the flow speed in the cooling channel can be chosen to be so large that even with a relatively long cooling channel the flow resistance remains relatively low.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der Verlauf und/oder der Querschnitt des Kühlkanals im jeweiligen Anwendungsfall, für den der Kühler ausgebildet ist, an den ah der ersten Außenseite und/oder an der zweiten Außenseite herrschenden Kühlbedarf angepaßt sein. Durch diese Bauweise kann eine optimale und gezielte Kühlung der zu kühlenden Bauteile erreicht werden.In a preferred embodiment, the course and/or the cross-section of the cooling channel in the respective application for which the cooler is designed can be adapted to the cooling requirements prevailing on the first outer side and/or on the second outer side. This design enables optimal and targeted cooling of the components to be cooled.

Insbesondere können an der jeweiligen Außenseite bzw. an der dadurch gebildeten Kühlfläche Zonen mit erhöhter Kühlleistung und Zonen mit reduzierter Kühlleistung ausgebildet werden.In particular, zones with increased cooling performance and zones with reduced cooling performance can be formed on the respective outer side or on the cooling surface formed thereby.

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Bei einer besonderen Ausführungsform kann der Querschnitt des Kühlkanals zumindest an einem Abschnitt eine größere Breite als Höhe aufweisen, wobei die Höhe senkrecht zu den Außenseiten gemessen ist. Im jeweiligen Abschnitt ist der Kühlkanal dann relativ flach ausgebildet, wodurch relativ breite Kühlzonen an den Außenseiten realisierbar sind. Des weiteren ermöglicht diese Bauweise auch einen besonders flachen Aufbau für den Kühlkörper, um so den Kühler insgesamt kompakt auszubilden.In a special embodiment, the cross-section of the cooling channel can have a greater width than height at least in one section, with the height being measured perpendicular to the outer sides. In the respective section, the cooling channel is then relatively flat, which means that relatively wide cooling zones can be realized on the outer sides. Furthermore, this design also enables a particularly flat structure for the heat sink, in order to make the cooler compact overall.

Zweckmäßig ist eine senkrecht zu den Außenseiten gemessene Höhe des &iacgr;&ogr; Kühlkanals größer gewählt als ein Abstand zwischen einer Kanalwand und der dazu benachbarten Außenseite. Durch den kleinen Abstand wird der Wärmetransport durch den Werkstoff des Kühlkörpers verbessert, wodurch sich die Kühlleistung erhöht. Gleichzeitig baut der Kühler dann flach und kompakt.It is advisable to choose a height of the cooling channel measured perpendicular to the outside that is greater than the distance between a channel wall and the adjacent outside. The small distance improves the heat transfer through the material of the heat sink, which increases the cooling performance. At the same time, the cooler is then flat and compact.

Im Kühlkanal können ein oder mehrere Turbulatoren angeordnet sein, die in der Kühlmittelströmung gezielt Turbulenzen erzeugen, um insbesondere die Ausbildung laminarer Grenzschichten zu verhindern. Diese Maßnahmen erhöhen den Wärmeaustausch zwischen Kühlflüssigkeit und Kühlkörper.One or more turbulators can be arranged in the cooling channel to specifically generate turbulence in the coolant flow, in particular to prevent the formation of laminar boundary layers. These measures increase the heat exchange between the coolant and the heat sink.

Da durch die erfindungsgemäße Bauweise des Kühlkörpers die Geometrie des Kühlkanals relativ beliebig gestaltet werden kann, kann der Querschnittsverlauf entlang des Kühlkanals auch gezielt so gewählt werden, daß sich im Betrieb des Kühlers zwischen Zulauf und Ablauf ein minimierter Temperaturgradient einstellt. Dementsprechend kann sowohl für Bauteile in der Nähe des Zulaufs als für Bauteile in der Nähe des Ablaufs eine im wesentlichen gleich hohe Kühlwirkung erzielt werden.Since the geometry of the cooling channel can be designed relatively arbitrarily due to the design of the cooling body according to the invention, the cross-sectional profile along the cooling channel can also be specifically selected so that a minimized temperature gradient is established between the inlet and outlet when the cooler is in operation. Accordingly, an essentially equally high cooling effect can be achieved for components near the inlet as well as for components near the outlet.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform können Zulauf und Ablauf nahe beieinander angeordnet sein. Durch die erfindungsgemäß frei wählbare Geometrie des Kühlkanals, kann dieser innerhalb des Kühlkörpers auch so verlegt werden, daß Zulauf und Ablauf nahe beieinander liegen. Diese Bauweise vereinfacht einerseits die Montage und Wartung des Kühlers. Andererseits reduziert sich der erforderliche Einbauraum, wodurch das mit dem Kühler ausgestattete Gerät kompakter ausgebildet werden kann.According to a preferred embodiment, the inlet and outlet can be arranged close to one another. Due to the freely selectable geometry of the cooling channel according to the invention, it can also be laid out within the cooling body so that the inlet and outlet are close to one another. On the one hand, this design simplifies the assembly and maintenance of the cooler. On the other hand, the required installation space is reduced, which means that the device equipped with the cooler can be made more compact.

Agilent Technologies, Inc. Ref.: 20-01-0626Agilent Technologies, Inc. Ref: 20-01-0626

MaT₁-16;MaT ₁ -16;

KURZEBESCHREIBUNGDERZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die Erfindung wird im folgenden weiter unter Heranziehung der Zeichnungen erläutert, wobei sich gleiche Referenzzeichen auf gleiche oder funktional gleiche oder ähnliche Merkmale beziehen. Es zeigen, jeweils schematisch,The invention is explained further below with reference to the drawings, in which the same reference symbols refer to the same or functionally identical or similar features. They show, each schematically,

Fig. 1 eine Seitenansicht auf einen Kühler nach der Erfindung bei &iacgr;&ogr; zusammengebautem ersten Teil und zweiten Teil,Fig. 1 is a side view of a cooler according to the invention with the first part and second part assembled,

Fig. 2 eine Ansicht des Kühlers entsprechend einem Pfeil Il in Fig. 1,Fig. 2 is a view of the cooler according to an arrow II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht wie in Fig. 1 auf das erste Teil des Kühlers,
Fig. 4 eine Ansicht wie in Fig. 1 auf das zweite Teil des Kühlers,Fig. 3 a view as in Fig. 1 of the first part of the cooler,
Fig. 4 a view as in Fig. 1 of the second part of the cooler,

Fig. 5 eine Schnittansicht des Kühlers entsprechend der Schnittlinien V in Fig.Fig. 5 is a sectional view of the cooler along the section lines V in Fig.

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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENDETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Entsprechend den Fig. 1 bis 5 besitzt ein erfindungsgemäßer Kühler 1 einen Kühlkörper 2, der aus einem ersten Teil 3 und aus einem zweiten Teil 4 zusammengebaut ist. Der Kühler 1 besitzt eine flache Bauweise, d.h. eine Breite 5 und eine Höhe 6 des Kühlkörpers 2 sind erheblich größer als eine Tiefe 7. Der Kühlkörper 2 besitzt eine erste Außenseite 8 sowie eine dazu beabstandete zweite Außenseite 9. Der Abstand zwischen den beiden Außenseiten 8 und 9 entspricht dabei der Tiefe 7 des Kühlkörpers 2. Die Außenseiten 8 und 9 bilden dabei jeweils eine Kühlfläche des Kühlkörpers 2. In der hier gezeigten Ausführungsform sind die Außenseite 8 und 9 jeweils als ebene Flächen ausgebildet, die parallel zueinander verlaufen. Ebenso ist es möglich, die Außenseite 8 und/oder die Außenseite 9 an eine vorgegebene Topographie anzupassen, beispielsweise um die jeweiligeAccording to Fig. 1 to 5, a cooler 1 according to the invention has a heat sink 2, which is assembled from a first part 3 and a second part 4. The cooler 1 has a flat design, i.e. a width 5 and a height 6 of the heat sink 2 are considerably greater than a depth 7. The heat sink 2 has a first outer side 8 and a second outer side 9 spaced apart therefrom. The distance between the two outer sides 8 and 9 corresponds to the depth 7 of the heat sink 2. The outer sides 8 and 9 each form a cooling surface of the heat sink 2. In the embodiment shown here, the outer sides 8 and 9 are each designed as flat surfaces that run parallel to one another. It is also possible to adapt the outer side 8 and/or the outer side 9 to a predetermined topography, for example in order to adapt the respective

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Kühlfläche besser mit den zu kühlenden elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen bzw. mit deren Träger kontaktieren zu können.Cooling surface to be able to better contact the electrical and/or electronic components to be cooled or their carriers.

Um einen flachen Aufbau gewährleisten zu können, sind beim Kühler 1 ein Zulauf 10 und ein Ablauf 11 seitlich angeordnet, wobei hier außerdem eine Anordnung gewählt ist, bei der Zulauf 10 und Ablauf 11 relativ nahe beieinander liegen. Diese Bauweise erleichtert die Montage und ermöglicht eine bessere Raumausnutzung bei dem mit dem Kühler 1 ausgestatteten Gerät. Zulauf 10 und Ablauf 11 sind an eine nicht gezeigte Kühlmittelversorgung anschließbar, wobei als Kühlmittel eineIn order to ensure a flat structure, an inlet 10 and an outlet 11 are arranged laterally on the cooler 1, whereby an arrangement has also been chosen in which the inlet 10 and outlet 11 are relatively close to each other. This design facilitates assembly and enables better use of space in the device equipped with the cooler 1. The inlet 10 and outlet 11 can be connected to a coolant supply (not shown), whereby the coolant is a

&iacgr;&ogr; Flüssigkeit, insbesondere Wasser, verwendet wird.&iacgr;&ogr; liquid, especially water, is used.

Entsprechend Fig. 3 ist in das erste Teil 3 des Kühlkörpers 2 auf einer von der ersten Außenseite 8 abgewandten, also dem Betrachter zugewandten Rückseite eine abgestufte Vertiefung 12 ausgebildet, die von einer geschlossen umlaufenden Stufe 13 eingefaßt ist. In dieser Vertiefung 12 sind im ersten Teil 3 Aussparungen 14 ausgebildet, die miteinander kommunizieren und zusammen einen Kühlkanal 15 bilden, der vollständig im Inneren des Kühlkörpers 2 verläuft, den Zulauf 10 mit dem Ablauf 11 verbindet und sich zwischen den Außenseiten 8 und 9 erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich der Kühlkanal 15 im Inneren des Kühlkörpers 2 quasi in einer Ebene, die insbesondere parallel zu den Außenseiten 8 und 9 verläuft. Die Vertiefung 12 sowie die Aussparungen 14 sind beispielsweise mittels einer Fräsmaschine in das erste Teil 3 eingearbeitet. Der Verlauf und die Querschnittsgeometrie des Kühlkanals 15 kann dabei relativ frei gewählt werden. Dementsprechend ist hier exemplarisch ein Kühlkanal 15 mit variablem Querschnitt wiedergegeben, wobei der Kühlkanal 15 den Kühlkörper 2 nur mit einer einzigen Schleife durchsetzt.According to Fig. 3, a stepped recess 12 is formed in the first part 3 of the heat sink 2 on a rear side facing away from the first outer side 8, i.e. facing the viewer, which is surrounded by a closed, circumferential step 13. In this recess 12, in the first part 3, recesses 14 are formed which communicate with one another and together form a cooling channel 15 which runs completely inside the heat sink 2, connects the inlet 10 to the outlet 11 and extends between the outer sides 8 and 9. Preferably, the cooling channel 15 extends inside the heat sink 2 in a plane which runs in particular parallel to the outer sides 8 and 9. The recess 12 and the recesses 14 are machined into the first part 3, for example by means of a milling machine. The course and the cross-sectional geometry of the cooling channel 15 can be selected relatively freely. Accordingly, a cooling channel 15 with a variable cross-section is shown here as an example, wherein the cooling channel 15 penetrates the heat sink 2 with only a single loop.

Dabei sind die Enden des Kühlkanals 15 über Verbindungsöffnungen 16 und 17 mit dem Zulauf 10 bzw. mit dem Ablauf 11 verbunden. Zulauf 10 und Ablauf 11 sind hier jeweils durch einen Zulaufstutzen 18 bzw: einen Ablaufstutzen 19 gebildet, die dicht in die jeweilige Verbindungsöffnung 16 bzw. 17 eingesetzt und/oder eingeklebt sind.The ends of the cooling channel 15 are connected to the inlet 10 and the outlet 11 via connecting openings 16 and 17. Inlet 10 and outlet 11 are each formed by an inlet nozzle 18 and an outlet nozzle 19, respectively, which are tightly inserted and/or glued into the respective connecting opening 16 and 17, respectively.

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Entsprechend Fig. 3 ist der Kühlkanal 15 - abgesehen von den Verbindungsöffnungen 16 und 17 - entlang seiner gesamten Erstreckung breiter als hoch ausgebildet, wobei die Höhe senkrecht zu den Außenflächen 8,9, also senkrecht zur Zeichnungsebene, gemessen ist. Hierdurch besitzt der Kühlkanal 15 einen relativ großen durchströmbaren Querschnitt, wodurch insgesamt ein relativ niedriger Durchströmungswiderstand erzielbar ist. Ein geringer Strömungswiderstand wird auch dadurch erreicht, daß der Kühlkanal 15 - durch die eine Schleife - im Hinblick auf den Strömungsweg relativ kurz baut. Grundsätzlich ist der Kühlkanal 15 hinsichtlich Verlauf und/oder QuerschnittAccording to Fig. 3, the cooling channel 15 - apart from the connecting openings 16 and 17 - is wider than it is high along its entire length, with the height being measured perpendicular to the outer surfaces 8, 9, i.e. perpendicular to the plane of the drawing. As a result, the cooling channel 15 has a relatively large cross-section through which flow can be carried, whereby a relatively low flow resistance can be achieved overall. A low flow resistance is also achieved by the fact that the cooling channel 15 - due to the one loop - is relatively short in terms of the flow path. Basically, the cooling channel 15 is designed in terms of course and/or cross-section

&iacgr;&ogr; beliebig gestaltbar, beispielsweise mittels einer GNC-Fräsmaschine. Zweckmäßig kann jedoch der Kühlkanal 15 hinsichtlich Verlauf und/oder Querschnitt an den an der ersten Außenseite 8 und/oder an der zweiten Außenseite 9 herrschenden Kühlbedarf angepaßt sein. Auf diese Weise können entlang des Kühlkanals 15 auf den Außenseiten 8 und 9 gezielt Zonen mit höherer Kühlleistung und Zonen mit niedrigerer Kühlleistung ausgebildet werden. Im dargestellten Beispiel besitzt eine mittlere Zone 20 beispielsweise eine minimale Kühlleistung. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind im Kühlkanal 15 mehrere Turbulatoren 21 angeordnet, die gezielt eine laminare Strömung stören sollen. Insbesondere sollen die Turbulatoren 21 ablösende Wirbel erzeugen. Durch die Beeinflussung der 0 Strömungsgrenzschichten kann der Wärmeübergang an den Wänden erhöht werden, so daß insgesamt mehr Wärme in das Kühlmittel gelangt und abtransportiert werden kann.Ø can be designed as desired, for example using a GNC milling machine. However, the cooling channel 15 can expediently be adapted in terms of course and/or cross section to the cooling requirement prevailing on the first outer side 8 and/or on the second outer side 9. In this way, zones with a higher cooling capacity and zones with a lower cooling capacity can be specifically formed along the cooling channel 15 on the outer sides 8 and 9. In the example shown, a middle zone 20 has, for example, a minimal cooling capacity. In the embodiment according to Fig. 3, several turbulators 21 are arranged in the cooling channel 15, which are specifically intended to disrupt a laminar flow. In particular, the turbulators 21 are intended to generate detaching vortices. By influencing the flow boundary layers, the heat transfer at the walls can be increased, so that overall more heat reaches the coolant and can be transported away.

Um entlang des gesamten Kühlkanals 15 eine möglichst gleichbleibende Temperatur zu realisieren, kann der Querschnittsverlauf des Kühlkanals 15 gezielt so gewählt werden, daß sich im Betrieb des Kühlers 1 zwischen Zulauf 10 und Ablauf 11 ein minimierter Temperaturgradient einstellt.In order to achieve a temperature that is as constant as possible along the entire cooling channel 15, the cross-sectional shape of the cooling channel 15 can be specifically selected so that a minimized temperature gradient is established between the inlet 10 and the outlet 11 during operation of the cooler 1.

Die Geometrie des Kühlkanals 15 kann durch eine entsprechende 0 Umprogrammierung der CNC-Fräsmaschine einfach an andere Einsatzkonfigurationen und Anwendungsfälle angepaßt werden.The geometry of the cooling channel 15 can be easily adapted to other application configurations and applications by appropriate reprogramming of the CNC milling machine.

Entsprechend den Fig. 3 bis 5 ist das zweite Teil 4 des Kühlkörpers 2 in die Vertiefung 12 einsetzbar, wobei das zweite Teil 4 bündig mit der Stufe 13According to Fig. 3 to 5, the second part 4 of the heat sink 2 can be inserted into the recess 12, whereby the second part 4 is flush with the step 13

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abschließt. Dieser Zusammenbauzustand ist in Fig. 1 wiedergegeben. Beim zusammengebauten Kühlkörper 2 bildet somit eine von der ersten Außenseite 8 abgewandte und dem Betrachter zugewandte Seite 22 des zweiten Teils 4 zusammen mit der Stufe 13 gemeinsam die zweite Außenseite 9 des KühlkörpersThis assembly state is shown in Fig. 1. In the assembled heat sink 2, a side 22 of the second part 4 facing away from the first outer side 8 and facing the viewer together with the step 13 forms the second outer side 9 of the heat sink.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die zweite Außenseite 9 auch vollständig durch die von der ersten Außenseite 8 abgewandte Seite 22 des zweiten Teils 4 gebildet sein, wobei dann das zweite Teil 4 deckungsgleich zum ersten Teil 3 &iacgr;&ogr; ausgebildet ist.In another embodiment, the second outer side 9 can also be formed entirely by the side 22 of the second part 4 facing away from the first outer side 8, in which case the second part 4 is formed congruently with the first part 3 .

Vorzugsweise wird das erste Teil 4 mit dem zweiten Teil 3 verklebt; ebenso sind andere Verbindungsarten möglich.Preferably, the first part 4 is glued to the second part 3; other types of connection are also possible.

Durch das Einsetzen des zweiten Teils 4 in die Vertiefung 12 werden die Aussparungen auf der Rückseite des ersten Teils 3 verschlossen. Beim zusammengebauten Kühlkörper 2 bilden die dann seitlich verschlossenen Aussparungen 14 miteinander kommunizierende Hohlräume, die den Kühlkanal 15 bilden. Aufgrund dieser Bauweise kann der Kühlkanal 15 vollständig im Inneren 0 des Kühlkörpers 2 verlaufen und lediglich im Bereich der Stutzen 18 und 19 nach außen geführt sein. Hierdurch kann die zur Verfügung stehende Kühlfläche optimal ausgenutzt werden.By inserting the second part 4 into the recess 12, the recesses on the back of the first part 3 are closed. When the heat sink 2 is assembled, the recesses 14, which are then closed at the sides, form communicating cavities that form the cooling channel 15. Due to this design, the cooling channel 15 can run completely inside the heat sink 2 and only be led out in the area of the nozzles 18 and 19. This allows the available cooling surface to be used optimally.

Aus Fig. 5 geht hervor, daß eine senkrecht zu den Außenseiten 8 und 9 gemessene Höhe 23 des Kühlkanals 15 einerseits deutlich kleiner ist als eine Breite 24 des Kühlkanals 15, wodurch der Kühlkanal 15 flach ausgebildet ist.From Fig. 5 it can be seen that a height 23 of the cooling channel 15 measured perpendicular to the outer sides 8 and 9 is, on the one hand, significantly smaller than a width 24 of the cooling channel 15, whereby the cooling channel 15 is flat.

Andererseits sind im Bereich des Kühlkanals 15 eine Wandstärke 25 des ersten Teils 3 sowie eine Wandstärke 26 des zweiten Teils 4 jeweils kleiner als die Höhe 23 des Kühlkanals 15. Dementsprechend gelangt die abzuführende Wärme auf kurzem Weg in das Kühlmittel, wodurch sich eine effektive Kühlung erzielen läßt.On the other hand, in the area of the cooling channel 15, a wall thickness 25 of the first part 3 and a wall thickness 26 of the second part 4 are each smaller than the height 23 of the cooling channel 15. Accordingly, the heat to be dissipated reaches the coolant via a short path, whereby effective cooling can be achieved.

Zur Variantion des Kühlkanalquerschnitts entlang des Kühlkanals 15 können die Breite 24 und/oder die Höhe 23 variieren.To vary the cooling channel cross-section along the cooling channel 15, the width 24 and/or the height 23 can vary.

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Bei der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist der Kühlkanal 15 ausschließlich durch Aussparungen 14 im ersten Teil 3 ausgebildet. Ebenso ist eine Ausführungsform möglich, bei der zusätzlich Aussparungen im zweiten Teil 4 ausgebildet sind, die deckungsgleich zu den Aussparungen 14 des ersten Teils 3 ausgebildet sind, so daß die Aussparungen 14 beider Teile 3 und 4 beim zusammengebauten Kühlkörper 2 gemeinsam den Kühlkanal 15 bilden.In the preferred embodiment shown here, the cooling channel 15 is formed exclusively by recesses 14 in the first part 3. An embodiment is also possible in which additional recesses are formed in the second part 4, which are congruent with the recesses 14 of the first part 3, so that the recesses 14 of both parts 3 and 4 together form the cooling channel 15 when the heat sink 2 is assembled.

Claims

1. Coolers for electrical and/or electronic components,

- with a heat sink ( 2 ) which has a first flat outer side ( 8 ) and a second flat outer side ( 9 ) which run at a distance from one another and each form a cooling surface,

- wherein between the outer sides ( 8 , 9 ), in the interior of the cooling body ( 2 ), cavities ( 14 ) are formed which form a cooling channel ( 15 ) which connects an inlet ( 10 ) to an outlet ( 11 ) and through which a liquid coolant can flow,

- wherein the cooling channel ( 15 ) between the inlet ( 10 ) and the outlet ( 11 ) runs completely inside the heat sink ( 2 ),

- wherein the heat sink ( 2 ) is assembled from a first part ( 3 ) and a second part ( 4 ),

- wherein the first part ( 3 ) has the first outer side ( 8 ),

- wherein at least the first part ( 3 ) contains recesses ( 14 ) on a rear side facing away from the first outer side (8), which, when the heat sink ( 2 ) is assembled , are closed by the second part ( 4 ) on their side facing away from the first outer side ( 8 ) and form the cooling channel ( 15 ).

2. Cooler according to claim 1, characterized in that the course and/or the cross section of the cooling channel ( 15 ) in the respective application for which the cooler ( 1 ) is designed is adapted to the cooling requirement prevailing on the first outer side ( 8 ) and/or on the second outer side ( 9 ).

3. Cooler according to claim 1 or 2, characterized in that the cross section of the cooling channel ( 15 ) has, at least in one section, a greater width ( 24 ) than a height ( 23 ) measured perpendicular to the outer sides ( 8 , 9 ).

4. Cooler according to one of claims 1 to 3, characterized in that a height ( 23 ) of the cooling channel ( 15 ) measured perpendicular to the outer sides ( 8 , 9 ) is greater than a distance ( 25 , 26 ) between a channel wall and the adjacent outer side ( 8 , 9 ).

5. Cooler according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one turbulator ( 21 ) is arranged in the cooling channel ( 15 ).

6. Cooler according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cross-sectional profile along the cooling channel ( 15 ) is selected such that a minimized temperature gradient is established between the inlet ( 10 ) and the outlet ( 11 ) during operation of the cooler ( 1 ).

7. Cooler according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second part ( 4 ) has the second outer side ( 9 ) and is placed with its rear side facing away from the second outer side ( 9 ) on the rear side of the first part ( 3 ).

8. Cooler according to one of claims 1 to 6, characterized in that the rear side of the first part ( 3 ) has a stepped recess ( 12 ) in which the recesses ( 14 ) are formed, wherein in the assembled heat sink ( 2 ) the second part ( 4 ) is inserted into the recess ( 12 ) and ends flush with a step ( 13 ) enclosing the recess ( 12 ), so that a side (22) of the second part ( 4 ) facing away from the first outer side ( 8 ) and the step ( 13 ) together form the second outer side ( 9 ) of the heat sink ( 2 ).

9. Cooler according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the assembled cooling body ( 2 ) the two parts ( 3 , 4 ) are glued together.

10. Cooler according to one of claims 1 to 9, characterized in that the inlet ( 10 ) has an inlet nozzle ( 18 ) which is inserted into the cooling body ( 2 ) and communicates with the cooling channel ( 15 ).

11. Cooler according to one of claims 1 to 10, characterized in that the drain ( 11 ) has a drain nozzle ( 19 ) which is inserted into the cooling body ( 2 ) and communicates with the cooling channel ( 15 ).

12. Cooler according to one of claims 1 to 11, characterized in that the inlet ( 10 ) and outlet ( 11 ) are arranged close to one another.

13. Cooler according to one of claims 1 to 12, characterized in that at least one of the outer sides ( 8 , 9 ) is flat.

14. Cooler according to claim 13, characterized in that both outer sides ( 8 , 9 ) are flat and run parallel to each other.