DE20319086U1 - Cooler for electronic components has heat sink with contact surface on base for component to be cooled and cavity with coolant liquid - Google Patents
Cooler for electronic components has heat sink with contact surface on base for component to be cooled and cavity with coolant liquid Download PDFInfo
- Publication number
- DE20319086U1 DE20319086U1 DE20319086U DE20319086U DE20319086U1 DE 20319086 U1 DE20319086 U1 DE 20319086U1 DE 20319086 U DE20319086 U DE 20319086U DE 20319086 U DE20319086 U DE 20319086U DE 20319086 U1 DE20319086 U1 DE 20319086U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- heat sink
- heat
- cavity
- contact surface
- housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H10W40/47—
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Kühler für elektronische
Bauteile, mit einem Kühlkörper (10),
der am Boden eine Kontaktfläche (30)
für ein
zu kühlendes
Bauteil aufweist,
– mit
einem Hohlraum (20) im inneren des Kühlkörpers (10),
– mit einem
Gehäuse
(16), das eine obere Begrenzung für den Hohlraum (20) bildet,
– mit einem
Zulauf (34) und einem Ablauf (36) für Kühlflüssigkeit, die mit dem Hohlraum
(20) in Verbindung stehen,
– mit einem Wärmeleitungselement
(18), das eine untere Begrenzung für den Hohlraum (20) bildet,
wobei die Kontaktfläche
(30) mindestens teilweise durch das Wärmeleitungselement (18) gebildet
wird,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) auf seiner unteren
Seite eine Aufnahme (22) hat, die durch das flüssigkeitsdicht von der Aufnahme
(22) umfaßte
Wärmeleitungselement
(18) verschlossen ist, und daß das
Gehäuse (16)
einen geringeren Wärmeleitungskoeffizienten
als das Wärmeleitungselement
(18) hat.Cooler for electronic components, comprising a heat sink (10) having a contact surface (30) at the bottom for a component to be cooled,
- With a cavity (20) in the interior of the heat sink (10),
- With a housing (16) which forms an upper boundary for the cavity (20),
- With an inlet (34) and a drain (36) for cooling liquid, which are in communication with the cavity (20),
- With a heat conduction element (18) which forms a lower boundary for the cavity (20), wherein the contact surface (30) is at least partially formed by the heat conduction element (18),
characterized in that the housing (16) has on its lower side a receptacle (22) which is closed by the liquid-tight of the receptacle (22) covered heat conduction element (18), and that the housing (16) has a lower coefficient of thermal conductivity than that Has heat conduction element (18).
Description
Die Erfindung betrifft einen Kühler für elektronische Bauteile, mit einem Kühlkörper, der am Boden eine Kontaktfläche für ein zu kühlendes Bauteil aufweist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a cooler for electronic Components, with a heat sink, the on the ground a contact surface for a to be cooled Component has, according to the preamble of claim 1.
Elektronische Bauteile, insbesondere integrierte Halbleiterschaltungen, wie sie beispielsweise in Computern eingesetzt werden, können eine so hohe elektrische Leistungsaufnahme haben, daß die entstehende Abwärme durch technische Mittel abgeführt werden muß. Üblich sind etwa Kühlrippen mit oder ohne Ventilator. Es ist außerdem bekannt, Bauteile mit besonders hoher Leistung über einen Kühlkörper zu kühlen, durch den eine Kühlflüssigkeit geleitet wird. Ein solcher herkömmlicher Kühler mit einem Kühlkörper zur Kühlung einer CPU (Central Processing Unit) weist einen Kupferkörper oder Kupferkern als Wärmeleitungselement auf, durch den ein Kanal mit mehreren Windungen verläuft. Der Kupferkörper hat üblicherweise einen Boden, der beispielsweise eine Stärke von 4 mm aufweisen kann, und mehrere Wände, die die Kanäle begrenzen. Mittels eines in den Kupferkörper eingelassenen Dichtringes kann der Kupferkörper mit einem flachen Deckel dicht verschlossen werden. Der Deckel kann beispielsweise aus Plexiglas gefertigt sein.electronic Components, in particular semiconductor integrated circuits, as they For example, in computers can be such a high electrical Have power consumption that the resulting waste heat removed by technical means must become. Are common about cooling fins with or without fan. It is also known components with especially high performance a heat sink too cool, through the a cooling liquid is directed. Such a conventional cooler with a heat sink for cooling a CPU (Central Processing Unit) has a copper body or Copper core as a heat conduction element through which runs a channel with several turns. Of the copper body usually has a bottom, which may for example have a thickness of 4 mm, and several walls, the the channels limit. By means of a sunken into the copper body sealing ring can the copper body be sealed tight with a flat lid. The lid can be made of plexiglass, for example.
Zur Verbesserung der Kühlleistung wurden verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen. So soll ein dicker Boden des Kupferkörpers eine optimale Wärmeverteilung garantieren und in Verbindung mit einem mehrfach gewundenen Kanal eine gute Wärmeabgabe an das Kühlmedium bewirken. Der Kupferkörper, in den ein Kanal mit beispielsweise vier Windungen eingefräst ist, kann beispielsweise eine Gesamtstärke von 11 mm haben. Es wurde auch vorgeschlagen, einen mit einem komplexeren Kanalsystem ausgestatteten Kühler mit einer Rückflußsperre zu versehen, um die Strömungsrichtung vorzugeben.to Improvement of the cooling capacity were different measures proposed. So is a thick bottom of the copper body a optimal heat distribution guarantee and in conjunction with a multi-threaded channel a good heat dissipation to the cooling medium cause. The copper body, in which a channel is milled with four turns, for example, may for example have a total thickness of 11 mm. It was also proposed, one equipped with a more complex channel system cooler with a backflow stop too provided to the flow direction pretend.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kühler mit einem Kühlkörper zu schaffen, der eine verbesserte Kühlleistung bewirkt.task The invention is a cooler with to a heat sink create an improved cooling performance causes.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kühler der eingangs genannten Art gelöst, bei dem das Gehäuse des Kühlkörpers auf seiner unteren Seite eine Aufnahme hat, die durch das flüssigkeitsdicht von der Aufnahme umfaßte Wärmeleitungselement verschlossen ist, und bei dem das Gehäuse einen gerin geren Wärmeleitungskoeffizienten als das Wärmeleitungselement hat.These The object is achieved by a cooler of the type mentioned above, where the case of the heat sink Its lower side has a receptacle that is leak-proof due to the fluid from the recording included Heat conduction member is closed, and in which the housing has a clotting Geren thermal conduction coefficient than the heat conduction element Has.
Da das Wärmeleitungselement von der Aufnahme des Gehäuses umfaßt wird, reicht das Wärmeleitungselement nicht bis an die Seiten des Kühlkörpers heran. Während bei einem herkömmlichen Kühlkörper das Wärmeleitungselement entweder selbst die Seitenwände des Kühlkörpers bildet oder doch zumindest die Seitenwände nach unten begrenzt und etwa mit einem Dichtring gegen diese abgedichtet ist, ist das Wärmeleitungselement bei dem erfindungsgemäßen Kühler an seinem Rand von dem Gehäuse umgeben. Das Gehäuse, das einen geringeren Wärmeleitungskoeffizienten als das Wärmeleitungselement hat, sorgt so dafür, daß die Wärme im wesentlichen von unten über die Kontaktfläche am Boden des Kühlkörpers in das Wärmeleitungselement eingetragen wird. Diese Konzentration der Wärmeabführung auf die Kontaktfläche oder sogar nur einen Teil derselben ermöglicht eine effizientere Kühlung des elektronischen Bauteils, da die Wärme so möglichst nahe am Ort ihrer Entstehung abgeführt wird. Bei einem herkömmlichen Kühler kann dagegen auch aus seitlichen oder anderen Richtungen Wärme dem Wärmeleitungselement zugeführt werden, was eine effiziente Kühlung des Bauteils behindert.There the heat conduction element from the housing of the housing comprises is, reaches the heat conduction element not close to the sides of the heat sink. While in a conventional heat sink the Heat conduction member either the sidewalls themselves of the heat sink forms or at least the side walls bounded below and sealed with a sealing ring against them is, is the heat conduction element in the cooler according to the invention its edge from the case surround. The housing, this has a lower coefficient of thermal conduction as the heat conduction element has, so ensures that the Heat in essential from the bottom over the contact surface on Bottom of the heat sink in the heat conduction element is registered. This concentration of heat dissipation on the contact surface or even just a part of it allows a more efficient cooling of the electronic component, since the heat is as close as possible to the place of its formation is dissipated. In a conventional cooler On the other hand, it can also heat from the side or other directions Heat conduction member supplied what efficient cooling obstructed by the component.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kühlers ist es, daß der ansonsten an dieser Stelle benötigte Dichtring eingespart werden kann. Das Wärmeleitungselement kann beispielsweise in die Aufnahme des Gehäuses eingepreßt sein, beispielsweise durch eine Schrumpfungsverbindung. Da der Platzbedarf für den Dichtring entfällt, ist eine kompaktere Bauweise des Kühlkörpers möglich.One Another advantage of the cooler according to the invention is that the otherwise needed at this point Sealing ring can be saved. The heat conduction element can, for example in the housing of the housing pressed be, for example, by a shrinkage connection. Because of the space requirement for the Sealing ring omitted, is a more compact design of the heat sink possible.
Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.preferred embodiments emerge from the dependent claims.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Hohlraum ein im wesentlichen U-förmiger Kanal, an dessen Enden der Zulauf und der Ablauf angeschlossen sind, und der in einer zur Kontaktfläche parallelen Ebene verläuft. Der Kanal ist somit sehr einfach aufgebaut, was ebenfalls eine kompakte Bauweise des Kühlkörpers ermöglicht. Abgesehen vom Zulauf und vom Ablauf hat der Kanal nur eine einzige Windung. Dies bewirkt einen besonders günstigen Strömungsverlauf der Kühlflüssigkeit und ermöglicht bei ansonsten unverändertem Aufbau und gleicher Pumpleistung eine größere Flüssigkeitstransportleistung und somit eine bessere Wärmeabführung. Der U-förmige Kanal erlaubt es außerdem, selbst bei geringerer Bauhöhe des Kühlkörpers den Kanal mit vergleichsweise großem Querschnitt auszustatten. Dies trägt ebenfalls zu einer Steigerung der Flüssigkeitstransportleistung und damit zu einer besseren Wärmeabfuhr bei.In a preferred embodiment the cavity is a substantially U-shaped Channel, at the ends of which the inlet and the outlet are connected, and in one to the contact surface parallel plane runs. The channel is thus very simple, which is also a compact Construction of the heat sink allows. Apart from the inlet and the outlet, the channel has only one turn. This causes a particularly favorable flow the cooling liquid and allows at otherwise unchanged Construction and same pumping power a greater liquid transport performance and thus a better heat dissipation. The U-shaped channel it also allows even at a lower height of the heat sink the Channel with comparatively large Equip cross-section. This also contributes to an increase the liquid transport performance and thus to a better heat dissipation at.
Bevorzugt weist das Wärmeleitungselement einen Boden auf, der an der Kontaktfläche eine Wandstärke von weniger als 2 mm hat, insbesondere 1 mm stark ist. Die Wandstärke kann auch noch geringer sein. Eine möglichst geringe Wandstärke bewirkt, daß die vom elektronischen Bauteil abgenommene Wärme schnell zur Kühlflüssigkeit transportiert werden kann. Bei einer geringen Wandstärke an der Kontaktfläche kann sich nur eine geringe Temperaturdifferenz zwischen der Außenseite und der Innenseite des Bodens einstellen. Die Wärme kann dadurch besonders effektiv von der Kühlflüssigkeit aufgenommen werden.Preferably, the heat conduction element has a bottom which has a wall thickness of less than 2 mm at the contact surface, in particular 1 mm thick. The wall thickness can be even lower. The smallest possible wall thickness causes the heat removed from the electronic component quickly transported to the coolant can be. With a small wall thickness at the contact surface, only a small temperature difference between the outside and the inside of the bottom can be set. The heat can be absorbed very effectively by the coolant.
Bevorzugt beträgt die Höhe des Kühlkörpers ohne Berücksichtigung etwaiger Elemente des Zulaufs und des Ablaufs höchstens 10 mm, insbesondere höchstens 5 mm. Ein flacher Aufbau mit einer Höhe von beispielsweise 5 mm wird insbesondere im Falle des im wesentlichen U-förmigen Kanals durch die einfache Bauform begünstigt. Die geringe Höhe des Kühlkörpers hat den Vorteil, daß der Kühlkörper beispielsweise an einer CPU mit einem Bügelverschluß angebracht werden kann. Eine Schraubverbindung ist nicht notwendig. Durch die kompakte Bauweise kann der Kühlkörper auch auf dem Chipsatz eines Computers oder auf einer Graphikkarte angebracht werden. Denkbar ist außerdem der Einsatz des Kühlers in einem Notebook oder Laptop. Wiederum ermöglicht der Verzicht auf einen Dichtring zur Abdichtung der Wärmeleitungselements an dem Gehäuse eine besonders kompakte Bauweise des Kühlkörpers.Prefers is the height of the heat sink without consideration any elements of the inlet and the outlet not more than 10 mm, in particular at the most 5 mm. A flat structure with a height of, for example, 5 mm in particular in the case of the substantially U-shaped channel favored by the simple design. The low altitude of the Has heat sink the advantage that the Heat sink, for example attached to a CPU with a clip closure can be. A screw connection is not necessary. By the Compact design, the heat sink can also mounted on the chipset of a computer or on a graphics card become. It is also conceivable the use of the radiator in a notebook or laptop. Again, the abandonment of one allows Sealing ring for sealing the heat conduction element on the housing a particularly compact design of the heat sink.
Bevorzugt beträgt die Masse des leeren Kühlkörpers ohne Berücksichtigung etwaiger Elemente des Zulaufs und des Ablaufs weniger als 40g, insbesondere 30g oder weniger. Eine möglichst geringe Masse des Kühlkörpers hat mehrere Vorteile. Zum einen ermöglicht sie einen flexibleren Einsatz des Kühlers, da die mechanische Beanspruchung des zu kühlenden Bauteils und einer etwaigen Platine verringert ist. Zum anderen ist dadurch möglichst wenig überflüssige Wärmespeicherkapazität vorhanden, so daß die Wärme in erster Linie von der Kühlflüssigkeit aufgenommen und sofort abgeführt wird.Prefers is the mass of the empty heat sink without consideration any elements of the inlet and the drain less than 40g, in particular 30g or less. One possible low mass of the heat sink has several advantages. On the one hand allows a more flexible use of the cooler, since the mechanical stress of the to be cooled Component and any circuit board is reduced. On the other hand is as possible little superfluous heat storage capacity available, So that the Heat in first line of the coolant recorded and discharged immediately becomes.
Vorzugsweise ist das Wärmeleitungselement aus Kupfer. Das Gehäuse ist vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Aluminium hat einen Wärmeleitungskoeffizienten, der bezogen auf das Volumen deutlich geringer als der von Kupfer ist. Die Kombination eines Wärmeleitungselements aus Kupfer mit einem Gehäuse aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ermöglicht es, das Wärmeleitungselement beispielsweise mit einem thermischen Schrumpfprozeß in das Gehäuse einzupressen. Auf diese Weise ergibt sich eine sehr gute Dichtheit des Kühlkörpers, ohne daß hierzu ein großer Dichtring eingesetzt werden muß.Preferably is the heat conduction element off Copper. The housing is preferably aluminum or an aluminum alloy. Aluminum has a thermal conduction coefficient, which is significantly lower than that of copper in terms of volume. The combination of a heat conduction element Copper with a housing made of aluminum or an aluminum alloy allows the heat conduction element For example, with a thermal shrinkage process in the casing to press. This results in a very good tightness of the heatsink, without that for this a big sealing ring must be used.
Der Zulauf und der Ablauf können beispielsweise in Form eines Anschlußblocks an dem Kühlkörper angeordnet sein. Anschlüsse für den Zulauf und für den Ablauf können beispielsweise unter einem Winkel von 0°, 90° oder 180° zu einer Richtung parallel zur Kontaktfläche vorgesehen sein. Es sind aber auch andere Winkel denkbar, beispielsweise 45°. Die Anschlüsse können beispielsweise in herkömmlicher Weise als Schlauchanschlüsse ausgeführt sein, die mit Dichtringen am Anschlußblock abgedichtet sind.Of the Inlet and the drain can arranged for example in the form of a connection block on the heat sink be. connections for the Inlet and for the process can for example, at an angle of 0 °, 90 ° or 180 ° to a direction parallel to the contact surface be provided. But there are also other angles conceivable, for example 45 °. The connections can be, for example in conventional Way than hose connections accomplished be sealed with sealing rings on the terminal block.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.in the The following will be a preferred embodiment of the invention closer to the drawing explained.
Es zeigen.It demonstrate.
Die
Der
Kühlkörper
Das
in
Das
in
Wie
in den
Der
Anschlußblock
Der
beschriebene Kühler
eignet sich beispielsweise für
AMD-XP, Duron, Intel Pentium III bis IV und Celeron-Prozessoren.
Mit einem ähnlich
aufgebauten Kühlkörper können jedoch
auch ein Chipsatz auf einem Mainbord oder ein leistungsstarkes Bauteil
einer Graphikkarte gekühlt
werden. Der erfindungsgemäße Kühler zeichnet
sich durch eine besonders effiziente Kühlung aus. Allein durch die
Verwendung des beschriebenen Kühlkörpers kann
sich bei ansonsten gleichem Aufbau eine um mehrere °C geringere
Temperatur eines Prozessors ergeben. Neben der verbesserten Kühlleistung
ist es außerdem
vorteilhaft, daß der
flache Kühlkörper
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20319086U DE20319086U1 (en) | 2003-12-08 | 2003-12-08 | Cooler for electronic components has heat sink with contact surface on base for component to be cooled and cavity with coolant liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20319086U DE20319086U1 (en) | 2003-12-08 | 2003-12-08 | Cooler for electronic components has heat sink with contact surface on base for component to be cooled and cavity with coolant liquid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE20319086U1 true DE20319086U1 (en) | 2005-04-28 |
Family
ID=34530424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE20319086U Expired - Lifetime DE20319086U1 (en) | 2003-12-08 | 2003-12-08 | Cooler for electronic components has heat sink with contact surface on base for component to be cooled and cavity with coolant liquid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE20319086U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2372761A3 (en) * | 2010-03-29 | 2012-12-26 | Hamilton Sundstrand Corporation | Cold plate with integral structural fluid port |
| CN116134267A (en) * | 2020-08-11 | 2023-05-16 | 昕诺飞控股有限公司 | System including luminescent material and two-phase cooling device |
-
2003
- 2003-12-08 DE DE20319086U patent/DE20319086U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2372761A3 (en) * | 2010-03-29 | 2012-12-26 | Hamilton Sundstrand Corporation | Cold plate with integral structural fluid port |
| CN116134267A (en) * | 2020-08-11 | 2023-05-16 | 昕诺飞控股有限公司 | System including luminescent material and two-phase cooling device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102021105438B4 (en) | HEAT DISSIPATION DEVICE FOR LIQUID COOLING | |
| DE602004010422T2 (en) | FLOW DISTRIBUTION UNIT AND COOLING UNIT | |
| DE602004005041T3 (en) | MODULE FOR COOLING CHARGE AIR AND RECYCLED GASES FROM THE COMBUSTION ENGINE OF A MOTOR VEHICLE | |
| DE102009012042B4 (en) | Device for cooling electrical or electronic components | |
| DE102005023659B4 (en) | inverter | |
| DE102013011895A1 (en) | Receiving device for receiving at least one energy storage component | |
| DE3223624C2 (en) | Heat sinks for electrical components | |
| DE102016110043A1 (en) | Liquid cooled cooling means for cooling a heat generating body, e.g. electronic components such as semiconductor devices | |
| DE102016103788A1 (en) | Plastic cooler for semiconductor modules | |
| DE3710198C2 (en) | ||
| DE202007006922U1 (en) | Cooler for an interface card | |
| WO2021197989A1 (en) | Temperature-control body housing, temperature-control arrangement, electric device, and use thereof | |
| DE102008058032A1 (en) | Microstructure fluid cooler for e.g. CPU of personal computer, has base plate and intermediate levels produced by etching process, where material strength and remaining base thickness utilized by etching process amounts to specific values | |
| DE20319086U1 (en) | Cooler for electronic components has heat sink with contact surface on base for component to be cooled and cavity with coolant liquid | |
| DE102005016115B4 (en) | Arrangement for cooling an electronic device | |
| EP1134419A2 (en) | Centrifugal pump with cooled electronic unit | |
| WO2002035899A1 (en) | Cooling device | |
| DE202004008768U1 (en) | Computer cooling system | |
| DE10332770A1 (en) | Cooling device for dissipating heat loss from an electrical or electronic component or assembly | |
| WO2021259555A1 (en) | Cooling geometry for power electronics | |
| DE102011119755A1 (en) | Cooling device for cooling power electronic component, has cooling channel for guiding cooling fluid from inlet opening along interface to discharge opening, which is formed between displacement element and interfaces of heat sink | |
| DE202013004162U1 (en) | Water cooling module | |
| DE102006046194A1 (en) | Heat sink for cooling e.g. power semiconductor of current converter, has contact surface delivering heat energy to cooling device, and heat conductive channel conducting heat to cooling device, contact surface and another cooling device | |
| DE102020132689B4 (en) | Power electronic system with a switching device and with a liquid cooling device | |
| DE102018222748A1 (en) | Cooler |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20050602 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20070111 |
|
| R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20100701 |