DE10018702B4

DE10018702B4 - Kühlvorrichtung

Info

Publication number: DE10018702B4
Application number: DE2000118702
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Neukam; Bernd Seidel; August Scherer
Original assignee: Fujitsu Technology Solutions GmbH
Current assignee: Fujitsu Technology Solutions Intellectual Property GmbH
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2020-04-15
Also published as: DE10018702A1

Abstract

Kühlvorrichtung für eine elektronische Komponente, wobei auf die Komponente eine Aluminiumplatte (1) geklebt oder geklemmt ist und mit der Aluminiumplatte (1) ein Aluminiumblech (2) verbunden ist, dessen Oberfläche wesentlich diejenige der Aluminiumplatte übersteigt und durch welches die Wärme abgeleitet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
a) die elektronische Komponente ein Prozessor ist,
b) die Aluminiumplatte (1) über eine mit Kühlmittel gefüllte Kühlleitung (3) mit einem Kühlkörper (4) verbunden ist und
c) an dem Kühlkörper ein temperaturgesteuerter Lüfter (6) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für eine elektrische Komponente, wobei auf die Komponente eine Aluminiumplatte geklebt oder geklemmt ist und mit der Aluminiumplatte ein Aluminiumblech verbunden ist, dessen Oberfläche wesentlich diejenige der Aluminiumplatte übersteigt und durch welches die Wärme abgeleitet wird.

Aus IBM Technical Disclosure Bulletin, 1995, Vol. 38, Nr. 10, S. 325-326 ist eine Kühlvorichtung bekannt, welche eine Aluminiumplatte aufweist, an welcher eine elektronische Komponente zur Kühlung angeordnet ist. Die elektronische Komonente ist an einer Unterseite eines Boards angeordnet. Die Aluminiumplatte ist derart ausgestaltet, dass die Wärme von der Unterseite der elektronsichen Komponente abtransportiert und um die Komponete herum nach oben abgeführt wird.

Aus der Druckschrift JP 10041442 A ist eine Kühlvorrichtung für eine elektronische Komponente bekannt, welche die Wärme der elektronischen Komponente mittels eines Strahlungsbleches abführt.

Aus der Druckschrift DE 9319471 U1 ist eine Kühleinrichtung bekannt, die einen Temperaturdetektor und eine Regelschaltung zum Betrieb eines Ventilators und eines Kühlrippensatzes und einer thermoelektrischen Kühleinrichtung verwendet. Damit wird eine Temperatur eines Computermicrochips innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten.

Insbesondere bei elektronischen Geräten mit einer geringen Bauhöhe steht innerhalb des Gehäuses wenig Raum zur Verfügung, um überhalb des Prozessors einen Kühlkörper mit Rippen anzuordnen. Durch die immer leistungsfähiger werdenden Prozessoren erhöht sich jedoch die Wärmeabgabe dieser Prozesso ren, wodurch der Bedarf einer guten Kühlung bei minimal zur Verfügung stehendem Raum besteht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung aufzuzeigen, welche auch bei Geräten mit sehr geringer Bauhöhe und geringem Raum innerhalb des Gehäuses eine wirksame Kühlung des Prozessors erzielt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Kühlvorrichtung für eine elektronische Komponente gelöst, wobei auf die Komponente eine Aluminiumplatte geklebt oder geklemmt ist und mit der Aluminiumplatte ein Aluminiumblech verbunden ist. Die Oberfläche des Aluminiumblechs übersteigt wesentlich diejenige der Aluminiumplatte wobei durch das Aluminiumblech die Wärme abgeleitet wird. Die elektronische Komponente ist dabei ein Prozessor, die Aluminiumplatte ist über eine mit Kühlmittel gefüllte Kühlleitung mit einem Kühlkörper verbunden und an dem Kühlkörper ist ein temperaturgesteuerter Lüfter angeordnet.

Das Aluminiumblech hat den Vorteil, daß es sehr dünn ist und an den anderen innerhalb des Gehäuses angeordneten Komponenten eventuell mit thermisch isolierenden Abstandshaltern vorbeigeführt werden kann. Das Aluminiumblech kann den gegebenen Raumbedingungen angepaßt werden und hierzu auch abgewinkelt ausgebildet sein.

Die Aluminiumplatte ist über eine mit Kühlmittel gefüllte Kühlleitung mit einem Kühlkörper verbunden. Dieser besteht vorzugsweise eben falls aus Aluminium und ist mit einer Reihe von Kühlrippen versehen.

Die Kühlung des Kühlkörpers erfolgt durch einen an dem Kühlkörper angeordneten temperaturgesteuerten Lüfter.

Eine Steigerung der Kühlung wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dadurch erzielt, daß die Kühlvorrichtung in einem Gehäuse aus Metall angeordnet ist und der Kühlkörper sowohl bodenseitig als auch rückseitig mit den Metallwandungen des Gehäuses wärmeleitend verbunden ist.

Eine weitere Ausgestaltung sieht auch vor, an der Oberseite des Aluminiumbleches ein elastisches Wärmepad vorzusehen, welches das Aluminiumblech mit der Oberseite des Metallgehäuses verbindet. Hierdurch wird die Wärme auch in die Oberseite des Metallgehäuses eingeleitet und diese somit ebenfalls zur Kühlung des Prozessors genutzt.

Günstigerweise werden derartige Vorrichtungen bei mobilen Geräteanordnungen, wie zum Beispiel Notebooks oder dergleichen, angewendet.

Nachfolgend wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles die Erfindung näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Schrägansicht der Kühlvorrichtung und
2 eine teilweise Seitenansicht der in einem Gehäuse angeordneten Kühlvorrichtung gemäß 1.
1 zeigt in der Schrägansicht eine Kühlvorrichtung für Prozessoren in Geräten, in denen wenig Raum zur Verfügung steht.
Die Kühlvorrichtung besteht aus einer Aluminiumplatte 1, welche auf einen Prozessor aufkleb- oder auf klemmbar ist.
Auf die Aluminiumplatte 1 ist ein Aluminiumblech 2 aufgeklebt, welches eine wesentlich größere Oberfläche als die Aluminiumplatte 1 aufweist und somit eine wesentlich größere Abstrahlungsoberfläche für die Wärme bietet. Das Aluminiumblech 2 erweitert sich konisch und ist zweifach abgewinkelt ausgebildet, um optimal den zur Verfügung stehenden Raum zu nutzen.
Die Aluminiumplatte 1 ist desweiteren über eine mit Kühlmittel gefüllte Kühlleitung 3 mit einem Kühlkörper 4 aus Aluminium verbunden. Der Kühlkörper 4 weist eine Vielzahl von Rippen 5 auf.
Stirnseitig ist an dem Kühlkörper 4 ein Lüfter 6 angeordnet, welcher die Luft vom Kühlkörper 4 absaugt.
Der Lüfter 6 ist temperaturgesteuert und wird erst eingeschaltet, wenn die freie Konvektion am Kühlkörper 4 zur Kühlung nicht ausreicht.
2 zeigt die Kühlvorrichtung gemäß 1 in einer teilweisen Seitenansicht, wie sie in einem Gehäuse 7 (geschnitten dargestellt) eingesetzt ist. Das Gehäuse 7 besteht aus Metall, vorzugsweise Magnesium oder Aluminium. An der Rückseite ist ein Schnittstellenblech 8 ebenfalls aus Metall vorgesehen. In der Ansicht gemäß 2 ist auch schematisch eine Leiterplatte 9 mit einem darauf angeordneten Pro zessor 10 dargestellt. Die Leiterplatte 9 ist von der Unterseite des Gehäuses 7 über Abstandhalter 11 beabstandet.
Wie bereits zu 1 beschrieben, ist auf dem Prozessor 10 die Aluminiumplatte 1 mit einem wärmeleitenden Kleber aufgeklebt oder mechanisch aufgeklammert.
Aus der Aluminiumplatte 1 wird die Wärme zum einen über das Aluminiumblech 2 und zum anderen über die Kühlleitung 3 abgeleitet.
Eine zusätzliche Wärmeableitung wird durch ein elastisches Wärmepad 12 erzielt, welches auf das Aluminiumblech 2 im Bereich des Kühlkörpers 1 aufgeklebt ist und somit das Aluminiumblech 2 wärmeleitend mit der Innenseite des Gehäuses 7 verbindet. Somit wird die Wärme auch in das Gehäuse 7 eingeleitet, so daß dessen Oberfläche ebenfalls zur Kühlung des Prozessors 10 verwendet wird.
Auch der in 2 durch den Lüfter 6 verdeckte Kühlkörper 4 ist über seine Füße 13 (siehe auch 1) mit dem Gehäuse 7 verschraubt und somit wärmeleitend verbunden.
Ebenso liegt das Schnittstellenblech 8 wärmeleitend, eventuell ebenfalls mittels eines elastischen Wärmepads, am Kühlkörper 4 an, so daß auch die Oberfläche des Schnittstellenbleches 8 zur Wärmeabgabe verwendet wird.
Über das Wärmepad 12 sowie über die wärmeleitende Verbindung des Kühlkörpers 4 mit dem Gehäuse 7 und dem Schnittstellenblech 8 wird das gesamte Metallgehäuse 7 zur Wärmeabstrahlung genutzt.
Oberhalb des Kühlkörpers 4 sind in dem Gehäuse 7 Öffnungen 13 vorgesehen, über welche durch freie Konvektion die vom Kühlkörper 4 abgegebene Wärme aus dem Gehäuse strömen kann.

Claims

Kühlvorrichtung für eine elektronische Komponente, wobei auf die Komponente eine Aluminiumplatte (1) geklebt oder geklemmt ist und mit der Aluminiumplatte (1) ein Aluminiumblech (2) verbunden ist, dessen Oberfläche wesentlich diejenige der Aluminiumplatte übersteigt und durch welches die Wärme abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß a) die elektronische Komponente ein Prozessor ist, b) die Aluminiumplatte (1) über eine mit Kühlmittel gefüllte Kühlleitung (3) mit einem Kühlkörper (4) verbunden ist und c) an dem Kühlkörper ein temperaturgesteuerter Lüfter (6) angeordnet ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (4) aus Aluminium besteht und eine Vielzahl von Kühlrippen (5) aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese innerhalb eines Gehäuses (7) mit geringer Bauhöhe angeordnet ist und durch das Aluminiumblech (2) die Wärme in unkritische Bereiche innerhalb des Gehäuses (7) abgeleitet wird.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) aus Metall, wie zum Beispiel Aluminium oder Magnesium besteht und der Kühlkörper (4) wärmeleitend mit dem Gehäuse (7) verbunden ist.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Kühlkörpers (4) in dem Gehäuse (7) Lüftungsöffnungen (13) vorgesehen sind.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Aluminiumplatte (1) und dem Gehäuse (7) beziehungsweise zwischen dem Aluminiumblech (2) und dem Gehäuse (7) ein elastisches Wärmepad (12) angeordnet ist, das eine wärmeleitende Verbindung mit dem Gehäuse (7) herstellt.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie für einen Prozessor in einer mobilen Geräteanordnung, wie zum Beispiel einem Notebook eingesetzt ist.