DD240096A1

DD240096A1 - DEVICE FOR COOLING ELECTRONIC COMPONENTS

Info

Publication number: DD240096A1
Application number: DD27927585A
Authority: DD
Inventors: Erwin Richter; Bernd Hanel; Gerhard Hoeppner; Manfred Langfeld
Original assignee: Univ Dresden Tech
Priority date: 1985-08-02
Filing date: 1985-08-02
Publication date: 1986-10-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kuehlung elektronischer Bauelemente, vorzugsweise Chips, die auf einer Leiterplatte oder einem Substrat montiert und auf bzw. an denen Kuehlkoerper befestigt sind, mit einem Fluid, das parallel zum Verdrahtungstraeger stroemt. Ziel der Erfindung ist eine wirksame Kuehlung elektronischer Bauelemente. Aufgabe der Erfindung ist es, die elektronischen Bauelemente mit einem parallel zum Verdrahtungstraeger gefuehrten Kuehlmittelstrom effektiv und spezifisch, d. h. entsprechend ihrer Waermeleistung, zu kuehlen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass der Raum um und zwischen den Bauelementen mit ihren Kuehlkoerpern mit Einbauten quer zur Stroemungsrichtung fuer das Fluid weitgehend verschlossen ist. Fig. 1The invention relates to a device for cooling electronic components, preferably chips, which are mounted on a printed circuit board or a substrate and are mounted on or on which Kuehlkoerper, with a fluid which flows parallel to the wiring harness. The aim of the invention is an effective cooling of electronic components. The object of the invention is the electronic components with a guided parallel to the wiring harness coolant flow effectively and specifically, d. H. according to their thermal capacity, to cool. According to the invention, the object is achieved by largely closing off the space around and between the components with their cooling bodies with internals transverse to the flow direction for the fluid. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kühlung elektronischer Bauelemente, vorzugsweise Chips, die auf einer Leiterplatte oder einem Substrat montiert und auf bzw. an denen Kühlkörper befestigt sind, mit einem Fluid, das parallel zum Verdrahtungsträger strömt.The invention relates to a device for cooling electronic components, preferably chips, which are mounted on a printed circuit board or a substrate and are mounted on or to which heat sinks, with a fluid flowing in parallel to the wiring carrier.

Characteristic of the known technical solutions

Einrichtungen zur Kühlung elektronischer Bauelemente in der im Anwendungsgebiet genannten Art sind bekannt. Das Kühlmittel, im allgemeinen Luft, wird entlang der aufgereihten Bauelemente durch einen Kanal geführt.Devices for cooling electronic components in the type mentioned in the field are known. The coolant, generally air, is routed through a channel along the stringed components.

Mit der Lösung wird eine gute Kühlung der Bauelemente erreicht. Nachteilig ist, daß die Temperatur des Kühlmittels in Strömungsrichtung ansteigt, die Wärmeübertragungsbedingungen dadurch zum Ende hin immer schlechter werden und der Kühlmittelstrom nach diesen schlechteren Bedingungen dimensioniert werden muß. Bei höheren Verlustleistungen, z. B. durch eine größere Zahl und Dichte der Bauelemente, sind die Grenzen dieser Kühleinrichtungen schnell erreicht. Die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels kann schon wegen der Geräuschbelästigung nicht beliebig gesteigert werden. Ebenso ist bekannt, das Kühlmittel aus einem Nebenraum durch düsenartige Öffnungen in der Trennwand etwa senkrecht auf die Bauelemente zu strahlen, z. B. DE-OS 2 015 361. Die Öffnungen können auf die für das jeweilige Bauelement notwendige Kühlleistung abgestimmt werden. Die Lösung ist vorzugsweise zur Kühlung von Chips ohne Kühlkörper geeignet. Bei Ausführungen mit Kühlkörpern ist ein größeres Bauvolumen erforderlich. In jedem Fall muß ein zusätzlicher Druckraum vorgesehen werden.With the solution, a good cooling of the components is achieved. The disadvantage is that the temperature of the coolant increases in the flow direction, the heat transfer conditions thereby becoming worse towards the end and the coolant flow must be dimensioned according to these worse conditions. At higher power losses, z. B. by a larger number and density of the components, the limits of these cooling devices are reached quickly. The flow velocity of the coolant can not be increased arbitrarily because of the noise pollution. It is also known to radiate the coolant from an adjacent room through nozzle-like openings in the partition approximately perpendicular to the components, for. B. DE-OS 2 015 361. The openings can be tuned to the necessary cooling capacity for each component. The solution is preferably suitable for cooling chips without a heat sink. For designs with heat sinks a larger volume is required. In any case, an additional pressure chamber must be provided.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist eine wirksame Kühlung elektronischer Bauelemente.The aim of the invention is an effective cooling of electronic components.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, die elektronischen Bauelemente mit einem parallel zum Verdrahtungsträger-geführten Kühlmittelstrom effektiv und spezifisch, d. h. entsprechend ihrer Wärmeleistung, zu kühlen.The object of the invention is the electronic components with a parallel to the wiring carrier-guided coolant flow effectively and specifically, d. H. according to their heat output, to cool.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Raum um und zwischen den Bauelementen mit ihren Kühlkörpern mit Einbauten quer zur Strömungsrichtung für das Fluid weitgehend verschlossen ist.According to the invention the object is achieved in that the space is largely closed around and between the components with their heat sinks with internals transverse to the flow direction of the fluid.

Die Einbauten sind vorzugsweise am Anfang eines Bauelements bzw. einer Reihe Bauelemente angeordnet. Sie führen den Luftstrom zwangsweise durch die Kühlkörper. Die Eintrittsöffnung für den Luftstrom in die Kühlkörper sowie deren Größe und Art können variiert und spezifisch auf die notwendige Kühlleistung abgestimmt werden. Generell wird die Wärme intensiver abgeführt.The internals are preferably arranged at the beginning of a component or a series of components. They force the airflow through the heatsinks. The inlet opening for the air flow into the heat sink and their size and type can be varied and tailored to the necessary cooling capacity. Generally, the heat is dissipated more intensively.

Ohne eine allgemeine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels in den Zuführungskanälen wird eine hohe Strömungsgeschwindigkeit durch die Kühlkörper erreicht.Without a general increase in the flow rate of the coolant in the feed channels, a high flow rate through the heat sink is achieved.

Als Material für die Einbauten eignet sich vorzugsweise Schaumstoff. Bei Einbau in eine Kassette können die Einbauten am Kassettendeckel befestigt werden.As a material for the internals is preferably foam. When installed in a cassette, the internals can be attached to the cassette lid.

Ausführungsbeispielembodiment

In den Zeichnungen zeigenIn the drawings show

Fig. 1: den stirnseitigen Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Kassette mit elektronischen Bauelementen, Kühlkörpern und Einbauten,1: the frontal section through an inventively designed cartridge with electronic components, heat sinks and internals,

Fig. 2: den Blick auf die Kassette bei abgenommenen Kassettendeckel und Fig. 3: einen seitlichen Stirnschnitt durch die Kassette.Fig. 2: the view of the cassette with removed cassette cover and Fig. 3: a side end section through the cassette.

Die Kassette besteht aus dem Verdrahtungsträger 4, der Steckleiste 8, dem ihr gegenüberliegenden Seitenteil 2 und dem Kassettendeckel 1. Die beiden restlichen Seitenwände sind offen für die Zu- und Abführung 7, 9 des Kühlmittels (Luft). Auf dem Verdrahtungsträger sind elektronische Bauelemente 3 montiert. Auf jedem Bauelement ist ein Kühlkörper 5 befestigt. Quer zur eingezeichneten Strömungsrichtung sind aus Schaumstoff Einbauten 6 angeordnet. Sie lassen nur die zum Durchströmen der Kühlkörper notwendigen Öffnungen frei. Die Größe der Öffnungen und der Kühlkörper sind auf die spezifischen Wärmeleistungen der Bauelemente abgestimmt. Das gleiche gilt für die Art der Kühlkörper. Dargestellt sind Kühlkörper mit verschiedenen Längsrippen, mit Stiften und mit halboffenen Zylindern.The cassette consists of the wiring substrate 4, the header 8, the opposite side part 2 and the cassette lid 1. The two remaining side walls are open to the inlet and outlet 7, 9 of the coolant (air). On the wiring support electronic components 3 are mounted. On each component, a heat sink 5 is attached. Transverse to the drawn flow direction of foam internals 6 are arranged. They release only the necessary openings for the heat sink to flow through. The size of the openings and the heat sink are matched to the specific heat outputs of the components. The same applies to the type of heat sink. Shown are heat sink with various longitudinal ribs, with pins and half-open cylinders.

Claims

Invention claim:

Anspruch [en] A device for cooling electronic components mounted on a printed circuit board or a substrate and to which heat sinks are attached, with a fluid flowing parallel to the wiring support, characterized in that the space around and between the components (3 ) is largely closed transversely to the flow direction for the fluid with its heat sinks (5) with internals (6).

2. Device according to item 1, characterized in that the baffles (6) are each arranged (seen in the flow direction) at the beginning of a component.

3. Device according to item 1, characterized in that the internals (6) consist of a fluid impermeable foam.

4. Device according to item 1, characterized in that the components (3) arranged in a cassette and the internals on the cassette lid (2) are attached.