DE102007053090A1 - Cooling element for electronic components, has cooling rib structure suitable for air cooling, and heat conducting body is provided between components and cooling rib structure - Google Patents

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Abstract

The cooling element (1) has a cooling rib structure suitable for air cooling. A heat conducting body (4) is provided between the components (12,13,14,15) and the cooling rib structure for dissipating heat from the components towards the cooling rib structure. The conducting channels (7) are provided within the heat conducting body for conveying a liquid for liquid cooling. An independent claim is included for a method for manufacturing a cooling element for electronic components.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkörper für elektronische Bauelemente sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kühlkörpers für elektronische Bauelemente.The The present invention relates to a heat sink for electronic components and a method of manufacture such a heat sink for electronic Components.

In unterschiedlichen elektrotechnischen Geräten werden Baugruppen verwendet, welche elektronische Bauelemente enthalten. Derartige elektronische Bauelemente, beispielsweise Transistoren, Widerstände und dergleichen weisen zum Teil hohe Verlustleistungen auf, die zu einer entsprechenden Erwärmung der elektronischen Bauelemente führen. Zur Ableitung der thermischen Energie sind verschiedene Kühlmechanismen, beispielsweise Konvektion bzw. forcierte Luftkühlung oder Flüssigkeitskühlung bekannt.In different electrical equipment become assemblies used, which contain electronic components. such electronic components, such as transistors, resistors and the like have partly high power losses, the to a corresponding heating of the electronic components to lead. For the derivation of the thermal energy are different Cooling mechanisms, such as convection or forced Air cooling or liquid cooling known.

Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, in ein Gehäuse einen Kühlkreislauf fest zu installieren. Hierbei ist von vornherein festgelegt, welche Kühlvariante in dem jeweiligen Gerät verwendet wird und eine spätere Umrüstung ist nicht möglich. Des Weiteren erhöht die Produktion zweier verschiedener Geräte für jeweils eine Kühlvariante die Produktionskosten, da die Stückzahl für jede Kühlvariante jeweils gering sind und somit die Herstellkosten hoch. Andernfalls, falls ein Produkt nur mit einer Kühlvariante hergestellt wird, können eventuell Kundenwünsche nicht befriedigt werden.It is known from the prior art, in a housing a To install the cooling circuit firmly. This is from the beginning determines which cooling variant in the respective device is used and a later conversion is not possible. Furthermore, the production increases two different devices for each one cooling variant the production costs as the number of pieces for each Cooling variant are each low and thus the production costs high. Otherwise, if a product only with a cooling variant may be made customer requests not be satisfied.

Aus der DE 32 28 368 A1 ist ein Gehäuse für elektrotechnische Geräte bekannt, bei welchem verschiedene Kühl-Bausätze an das Gehäuse angebracht werden können. Beispielsweise kann je nach benötigter Kühlart ein Bausatz für Luftkühlung oder ein Bausatz für Flüssigkeitskühlung an dem Gehäuse angebracht werden.From the DE 32 28 368 A1 a housing for electrical equipment is known in which various cooling kits can be attached to the housing. For example, depending on the type of cooling required, a kit for air cooling or a kit for liquid cooling can be attached to the housing.

Nachteilig bei dem bekannten System ist, dass die Umrüstung relativ aufwändig ist. Darüber hinaus sind ebenfalls die Herstellungskosten erhöht, da verschiedene Bausätze hergestellt werden müssen und die produzierte Stückzahl pro Bausatz ist gering.adversely in the known system is that the conversion relatively is expensive. In addition, are also the Production costs increased, as different kits must be produced and the number of pieces produced per kit is low.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Eingangs genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kühlkörper bereitzustellen, bei welchem auf einfache Art und Weise ein Wechsel zwischen verschiedenen Kühlvarianten ermöglicht wird.It is therefore the object of the present invention, the input mentioned Overcome disadvantages of the prior art. In particular It is the object of the present invention to provide a heat sink to provide, in which a simple way a change between different cooling variants possible becomes.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.These The object is achieved by the features of the independent claims solved. Further advantageous embodiments are the subject the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkörper für elektronische Bauelemente umfassend eine Kühlrippenstruktur geeignet zur Luftkühlung, einen zwischen den Bauelementen und der Kühlrippenstruktur vorgesehenen Wärmeleitungskörper zum Ableiten der Wärme von den Bauelementen in Richtung der Kühlrippenstruktur und innerhalb des Wärmeleitungskörpers vorgesehene Leitungskanäle geeignet zur Durchleitung einer Flüssigkeit zur Flüssigkeitskühlung, wobei der Querschnitt der Leitungskanäle derart beschaffen ist, dass mittels des Kühlkörpers wahlweise Luftkühlung oder Flüssigkeitskühlung möglich ist.The The present invention relates to a heat sink for electronic components comprising a cooling fin structure suitable for air cooling, one between the components and the cooling fin structure provided heat conduction body for Dissipate the heat from the components in the direction of Cooling fin structure and within the heat conduction body provided ducts suitable for the passage of a Liquid for liquid cooling, wherein the cross-section of the ducts provide such is that by means of the heat sink optional air cooling or liquid cooling is possible.

Vorteilhafterweise verjüngt sich der Querschnitt der Leitungskanäle in Richtung der Bauelemente.advantageously, the cross section of the ducts tapers in the direction of the components.

Des Weiteren weißt der Querschnitt vorteilhafterweise eine auf Seite der Kühlrippenstruktur angeordnete Grundfläche und zwei sich von der Grundfläche in Richtung der Bauelemente erstreckende Schenkel auf.Of Furthermore, the cross section advantageously knows one On the side of the cooling fin structure arranged base and two themselves from the base in the direction of the components extending thighs on.

Die Schenkel können gekrümmt sein, wobei der Krümmungsradius der Schenkel entweder konstant sein kann oder in Richtung der Bauelemente abnehmen oder zunehmen kann. Des Weiteren können die Schenkel konvex oder konkav sein.The Legs can be curved, with the radius of curvature the leg can either be constant or decrease in the direction of the components or increase. Furthermore, the legs can be convex or concave.

In einer alternativen Ausführungsform sind die Schenkel gerade.In In an alternative embodiment, the legs are straight.

Vorteilhafterweise hat der Querschnitt der Leitungskanäle die Form eines Dreiecks, wobei eine Spitze des Dreiecks in Richtung der Bauelemente weist.advantageously, the cross section of the ducts has the shape of a triangle, wherein a tip of the triangle points in the direction of the components.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Querschnitt der Leitungskanäle ein gleichschenkliges Dreieck. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Querschnitt der Leitungskanäle ein gleichseitiges Dreieck.In a preferred embodiment, the cross section of Conduit channels an isosceles triangle. In a particularly preferred embodiment is the cross section the ducts an equilateral triangle.

Der Kühlkörper kann des Weiteren einen Lüfter zum Durchleiten von Luft durch die Kühlrippenstruktur umfassen.Of the Heat sink can also have a fan for passing air through the cooling fin structure.

Der Lüfter kann dazu geeignet sein, Luft anzusaugen und/oder Luft auszublasen.Of the Fan may be capable of sucking air and / or Blow air out.

Die Leitungskanäle können verschlossen sein, insbesondere können die Leitungskanäle mittels eines Überdruckventils verschlossen sein. In diesem Fall sind die Leitungskanäle bevorzugt mit einem Medium zur Wärmeleitung befüllt.The Conduit channels can be closed, in particular can the ducts by means of a pressure relief valve to be introverted. In this case, the line channels preferably filled with a medium for heat conduction.

Der Kühlkörper kann des Weiteren eine Pumpe zur Durchleitung der Kühlflüssigkeit durch die Leitungskanäle umfassen.Of the Heat sink may further include a pump for passage the cooling liquid through the ducts include.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers für elektronische Bauelemente, umfassend die Schritte Bereitstellen eines Wärmeleitungskörpers zum Ableiten von Wärme von den elektronischen Bauelementen in Richtung einer Kühlrippenstruktur, Fräsen von Leitungskanälen in den Wärmeleitungskörper und Anbringen von Kühlrippen an dem Wärmeleitungskörper mittels brazing.The The present invention further relates to a method for producing a heat sink for electronic Components, comprising the steps of providing a heat conduction body for dissipating heat from the electronic components towards a cooling fin structure, milling of Conduit channels in the heat conduction body and attaching cooling fins to the heat conduction body by brazing.

Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren des Weiteren das Aufsetzen der elektronischen Bauelemente auf den Wärmeleitungskörper auf der der Kühlrippenstruktur abgewandten Seite.advantageously, The method further comprises setting up the electronic Components on the heat conduction body on the the side facing away from the cooling rib structure.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren erläutert. Hierbei zeigtpreferred Embodiments of the present invention will be explained below with reference to the figures. This shows

1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Kühlkörper, 1 a top view of a heat sink according to the invention,

2 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kühlkörper entlang der in 1 dargestellten Linie AA', 2 a cross section through a heat sink according to the invention along the in 1 represented line AA ',

3 einen Querschnitt entlang einer in 2 dargestellten Linie BB', 3 a cross section along an in 2 represented line BB ',

4 ein Flussdiagramm mit den Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens, 4 a flow chart with the steps of the method according to the invention,

die 5a bis 5d verschiedene Ausführungsformen für den Querschnitt der Leitungskanäle undthe 5a to 5d various embodiments for the cross section of the ducts and

6 einen Teil eines Leitungskanals gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. 6 a portion of a duct according to an embodiment of the present invention.

1 zeigt eine Draufsicht auf einen Kühlkörper für elektronische Bauelemente gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Kühlkörper 1 umfasst hierbei einen Wärmeleitungskörper 4, auf welchen elektronische Bauelemente 12, 13, 14, 15 aufgesetzt sind und wobei der Wärmeleitungskörper 4 dazu dient, Wärme von den elektronischen Bauelementen 12, 13, 14, 15 in Richtung eines Kühlkreislaufs abzuleiten. Beispielhaft ist im vorliegenden Fall eine Baugruppe dargestellt, welche einen Vorverstärker 12, zwei Transistoren 13, 14 und eine Leistungsabschlusswiderstand enthält. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auf jede Art und Anordnung von elektronischen Bauelementen anwendbar, welche eine Kühlung benötigen. 1 shows a plan view of a heat sink for electronic components according to the present invention. The heat sink 1 in this case comprises a heat conduction body 4 on which electronic components 12 . 13 . 14 . 15 are attached and wherein the heat conduction body 4 this serves to dissipate heat from the electronic components 12 . 13 . 14 . 15 in the direction of a cooling circuit. By way of example, an assembly is shown in the present case, which has a preamplifier 12 , two transistors 13 . 14 and includes a power termination resistor. However, the present invention is applicable to any type and arrangement of electronic components which require cooling.

Innerhalb des Wärmeleitungskörpers 4 sind Leitungskanäle 7 vorgesehen, welche zur Flüssigkeitskühlung geeignet sind, indem mittels einer Pumpe 11 Flüssigkeit durch die Leitungskanäle 7 geleitet wird. Vorteilhafterweise sind hierbei die Leitungskanäle 7 so angeordnet, dass die Leitungskanäle 7 unterhalb von jedem der elektronischen Bauelemente 12, 13, 14, 15 entlang laufen. Im vorliegenden Beispiel ist anhand von Pfeilen schematisch dargestellt, dass mittels der Pumpe 11 die Kühlflüssigkeit an einer Seite in die Leitungskanäle 7 eingepumpt und an der anderen Seite wieder abgesaugt wird, die Bewegungsrichtung der Kühlflüssigkeit kann jedoch auch entgegengesetzt sein.Within the heat conduction body 4 are cable channels 7 provided, which are suitable for liquid cooling, by means of a pump 11 Liquid through the ducts 7 is directed. Advantageously, in this case, the line channels 7 arranged so that the ducts 7 below each of the electronic components 12 . 13 . 14 . 15 to walk along. In the present example is shown schematically by arrows that by means of the pump 11 the coolant on one side into the ducts 7 pumped and sucked off again on the other side, the direction of movement of the cooling liquid can also be opposite.

In 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie AA' in 1 dargestellt. Schematisch ist in 2 zusätzlich zu dem Querschnitt exemplarisch noch ein elektronisches Bauelement 13 dargestellt, welches nicht entlang der Linie AA' in 1 liegt und daher nicht zum Querschnitt gehört, zur Veranschaulichung jedoch zusätzlich in 2 dargestellt ist.In 2 is a cross section along the line AA 'in 1 shown. Schematically is in 2 in addition to the cross section exemplarily still an electronic component 13 which is not along the line AA 'in 1 is therefore not part of the cross section, but for illustration purposes also in 2 is shown.

Der Kühlkörper 1, wie in 2 dargestellt, umfasst den Wärmeleitungskörper 4, in welchen die Leitungskanäle 7 vorgesehen sind. Der Wärmeleitungskörper 4 ist hierbei zwischen den elektronischen Bauelementen 12, 13, 14, 15 und einer Kühlrippenstruktur 6 angeordnet, so dass der elektronischen Bauelementen 12, 13, 14, 15 in Richtung der Kühlrippenstruktur 6 ableiten kann.The heat sink 1 , as in 2 illustrated, comprises the heat conduction body 4 in which the ducts 7 are provided. The heat conduction body 4 is here between the electronic components 12 . 13 . 14 . 15 and a cooling fin structure 6 arranged so that the electronic components 12 . 13 . 14 . 15 in the direction of the cooling fin structure 6 can derive.

Die Kühlrippenstruktur 6 besteht aus einer Vielzahl von Kühlrippen 5, durch welche mittels eines Lüfters 10 Luft zur forcierten Luftkühlung hindurch geleitet werden kann. Der Lüfter 10 ist hierbei wahlweise dazu ausgestaltet, Luft anzusaugen, Luft abzupumpen oder beide Funktionen auszuführen.The cooling fin structure 6 consists of a variety of cooling fins 5 through which by means of a fan 10 Air for forced air cooling can be passed through. The fan 10 This is optionally configured to suck in air, to pump off air or to perform both functions.

Durch die Kühlrippenstruktur 6 und die Verwendung eines Lüfters 10 ist eine Luftkühlung der elektronischen Bauelemente 12, 13, 14, 15 möglich. Ebenso ist durch die Leitungskanäle 7 und die Pumpe 11 eine Flüssigkeitskühlung möglich. Die Pumpe 11 und der Lüfter 10 sind hierbei optionale Bauelemente, d. h. es kann wahlweise je nach gewünschter Kühlungsart entweder eine Pumpe 11 oder ein Lüfter 10 vorgesehen sein, es können auch beide Komponenten gleichzeitig vorgesehen sein.Through the cooling rib structure 6 and the use of a fan 10 is an air cooling of the electronic components 12 . 13 . 14 . 15 possible. Likewise, through the ducts 7 and the pump 11 a liquid cooling possible. The pump 11 and the fan 10 Here are optional components, ie it can either depending on the desired type of cooling either a pump 11 or a fan 10 be provided, it can also be both components simultaneously provided.

Wie in 2 dargestellt, besteht der Wärmeleitungskörper wiederum aus zwei Elementen, nämlich einer Deckplatte 2 und einer ersten Grundplatte 3. Hierbei sind die Leitungskanäle 7 innerhalb der Deckplatte 2 vorgesehen und die erste Grundplatte 3 dient zur Befestigung der Kühlrippen 5 der Kühlrippenstruktur. Auf der anderen Seite der Kühlrippen 5 ist eine zweite Grundplatte 8 vorgesehen, in welcher ebenfalls die Kühlrippen 5 befestigt sind. An die zweite Grundplatte schließt sich noch eine Abschlussplatte 9 an.As in 2 shown, the heat conduction body again consists of two elements, namely a cover plate 2 and a first base plate 3 , Here are the cable channels 7 inside the cover plate 2 provided and the first base plate 3 serves to fix the cooling fins 5 the cooling fin structure. On the other side of the cooling fins 5 is a second base plate 8th provided, in which also the cooling fins 5 are attached. At the second base plate is still an end plate closes 9 at.

In den vorliegend dargestellten Ausführungsbeispielen sind die elektronischen Bauelement 12, 13, 14, 15 direkt auf dem Wärmeleitungskörper 4 aufgebracht. Alternativ können die elektronischen Bauelemente 12, 13, 14, 15 auch auf eine Grundplatte aufgesteckt sein, wobei die Grundplatte dann wiederum auf dem Wärmeleitungskörper 4 aufgebracht wird. Eine solche Grundplatte muss entsprechend dünn und/oder aus einem entsprechenden Material sein, so dass sie die Ableitung der Wärme von den elektronischen Bauelementen 12, 13, 14, 15 in Richtung des Wärmeleitungskörpers 4 nicht behindert.In the presently illustrated embodiments, the electronic component 12 . 13 . 14 . 15 directly on the heat conduction body 4 applied. Alternatively, the electronic components 12 . 13 . 14 . 15 also be attached to a base plate, wherein the base plate in turn on the heat conduction body 4 is applied. Such a base plate must be correspondingly thin and / or of a suitable material, so that they dissipate the heat from the electronic components 12 . 13 . 14 . 15 in the direction of the heat conduction body 4 not disabled.

Durch die vorliegende Erfindung wird es nunmehr ermöglicht, einen Kühlkörper 1 vorzusehen, welcher wahlweise zur Luftkühlung mittels der Kühlrippenstruktur 6 und des Lüfters 10 oder zur Flüssigkeitskühlung mittels der Leitungskanäle 7 und der Pumpe 11 verwendet werden kann. Diese wahlweise Verwendungsmöglichkeit wird erst durch einen speziellen Querschnitt der Leitungskanäle 7 ermöglicht, wie im Folgenden dargelegt wird.The present invention now enables a heat sink 1 provide, which optionally for air cooling by means of the cooling fin structure 6 and the fan 10 or for liquid cooling by means of the ducts 7 and the pump 11 can be used. This optional use becomes possible only through a special cross-section of the ducts 7 as set out below.

Bei der Verwendung einer Flüssigkeitskühlung müssen die Leitungskanäle direkt unter den zu kühlenden Bauteilen entlang geführt werden und die Leitungskanäle müssen eine ausreichende Breite aufweisen, um genug Wärme von den Bauteilen abzuführen.at the use of liquid cooling need the ducts directly under the to be cooled Components are guided along and the ducts must have sufficient width to get enough heat remove from the components.

Andererseits, im Falle von Luftkühlung, muss zwischen den zu kühlenden Bauteilen und den Kühlrippen ein metallisches Material zur Wärmespreizung vorgesehen sein, so dass die Wärme mittels Konvektion von den zu kühlenden Bauteilen in Richtung der Kühlrippen geleitet wird. Wenn nun innerhalb des metallischen Materials zur Wärmespreizung Leitungskanäle zur Flüssigkeitskühlung entlang geführt werden, fehlt durch diesen Hohlraum unter den zu kühlenden Bauteilen metallisches Material zur Wärmespreizung, weswegen es bislang nicht möglich war, in einem Kühlkörper 1 sowohl Leitungskanäle geeignet zur Flüssigkeitskühlung als auch eine Kühlrippenstruktur geeignet zur Luftkühlung vorzusehen.On the other hand, in the case of air cooling, a metallic material for heat spreading must be provided between the components to be cooled and the cooling fins, so that the heat is conducted by convection from the components to be cooled in the direction of the cooling fins. If, in the metallic material for heat spreading, ducts for liquid cooling are now guided along, metallic material for heat spreading is missing through this hollow space under the components to be cooled, which is why it has hitherto not been possible in a heat sink 1 to provide both ducts suitable for liquid cooling and a cooling fin structure suitable for air cooling.

Die vorliegenden Erfindung löst dieses Problem, indem die Leitungskanäle einen Querschnitt aufweisen, welcher so beschaffen ist, dass sie zum einen bei Durchleiten einer Flüssigkeit durch die Leitungskanäle 7 eine ausreichende Flüssigkeitskühlung ermöglichen, auf der anderen Seite aber eine Wärmespreizung nicht übermäßig behindern, wodurch auch eine Luftkühlung mittels der Kühlrippenstruktur 6 ermöglicht wird.The present invention solves this problem in that the ducts have a cross-section which is such that, on the one hand, when a liquid is passed through the ducts 7 allow sufficient liquid cooling, but on the other hand, not excessively hinder a heat spread, which also provides air cooling by means of the cooling fin structure 6 is possible.

In 3 ist ein Teil eines Querschnitts entlang der Linie BB' in 2 dargestellt. Auf der Oberseite der Kühlrippen sind hierbei die erste Grundplatte 3 und die Deckplatte 2 vorgesehen. Die erste Grundplatte 3 und die Deckplatte 2 bilden hierbei den Wärmeleitungskörper 4 und sind aus einem Material, welches zur Wärmespreizung geeignet ist. In der ersten Grundplatte 3 sind hierbei Nuten 16 vorgesehen, in welchen die Kühlrippen 5 eingebracht werden. Mittels brazing (Heißlöten) wird die Deckplatte 2 auf die erste Grundplatte 3 an der Nahtstelle 17 aufgebracht und ebenfalls mittels brazing werden die Kühlrippen 5 in den Nuten 16 der ersten Grundplatte 3 fixiert.In 3 is a part of a cross section taken along the line BB 'in FIG 2 shown. On the top of the cooling fins are here the first base plate 3 and the cover plate 2 intended. The first base plate 3 and the cover plate 2 in this case form the heat conduction body 4 and are made of a material which is suitable for heat spreading. In the first base plate 3 are here grooves 16 provided in which the cooling fins 5 be introduced. By brazing (hot soldering) is the cover plate 2 on the first base plate 3 at the interface 17 applied and also by brazing the cooling fins 5 in the grooves 16 the first base plate 3 fixed.

Auf entsprechende Weise werden die Kühlrippen 5 in der zweiten Grundplatte 8 fixiert, welche ebenfalls Nuten 16 aufweist. Ebenso wird die Abschlussplatte 9 mittels brazing auf der zweiten Grundplatte 8 fixiert.In a similar way, the cooling fins 5 in the second base plate 8th fixed, which also grooves 16 having. Likewise, the end plate 9 Brazing on the second base plate 8th fixed.

Für das brazing wird hierbei eine spezielle Lötpaste verwendet, welche insbesondere eine metallische Verbindung ermöglicht. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird hierbei eine metallische Verbindung auf Aluminium-Basis verwendet.For the brazing a special solder paste is used, which in particular allows a metallic connection. In this case according to the present invention used a metallic compound based on aluminum.

In 4 ist in einem Flussdiagramm schematisch der Ablauf des Herstellungsverfahrens für einen Kühlkörper 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.In 4 is a flowchart schematically shows the flow of the manufacturing process for a heat sink 1 represented according to the present invention.

Der Prozess beginnt in Schritt S0. In einem ersten Schritt S1 werden die Einzelteile bereitgestellt, dass heißt die Deckplatte 2, die erste Grundplatte 3, die zweite Grundplatte 8, die Abschlussplatte 9 und die Kühlrippen 5.The process starts in step S0. In a first step S1, the individual parts are provided, that is to say the cover plate 2 , the first base plate 3 , the second base plate 8th , the graduation plate 9 and the cooling fins 5 ,

Im darauffolgenden Schritt S2 werden die Leitungskanäle 7 in die Deckplatte 2 eingefräst. Hierbei können verschiedene Anordnungen der Leitungskanäle 7 innerhalb der Deckplatte 2 vorgesehen sein, je nach der Art des Bauteils welches mittels der Leitungskanäle 7 gegebenenfalls gekühlt werden soll.In the following step S2, the line channels 7 in the cover plate 2 milled. Here, different arrangements of the ducts 7 inside the cover plate 2 be provided, depending on the type of component which by means of the ducts 7 if necessary, to be cooled.

Im folgenden Schritt S3 wird die Deckplatte 2 auf die erste Grundplatte 3 gebrazed und die Kühlrippen 5 werden in die erste Grundplatte 3 ebenfalls mittels brazing in Schritt S4 eingebracht. Hierbei können die Schritte S3 und S4 auch vertauscht werden, d. h. es können zuerst die Kühlrippen 5 in die Grundplatte 3 eingebrazed werden und anschließend die Deckplatte 2 auf der Grundplatte 3 aufgebracht werden. Ebenso werden die Kühlrippen 5 in die zweite Grundplatte 8 eingebrazed und die Abschlussplatte 9 wird auf der zweiten Grundplatte 8 aufgebracht.In the following step S3, the cover plate 2 on the first base plate 3 gebrazed and the cooling fins 5 be in the first base plate 3 also introduced by brazing in step S4. Here, the steps S3 and S4 can also be reversed, ie it can first the cooling fins 5 in the base plate 3 be eingebrazed and then the cover plate 2 on the base plate 3 be applied. Likewise, the cooling fins 5 in the second base plate 8th eingrazed and the end plate 9 will be on the second base plate 8th applied.

Im folgenden Schritt S5 können die entsprechenden Komponenten für den gewählten Kühlkreislauf angebracht werden. Insbesondere kann ein Lüfter 10, eine Pumpe 11 oder beide Komponenten angebracht werden.In the following step S5, the corresponding components for the selected cooling circuit can be attached. In particular, a fan 10 , a pump 11 or both components are attached.

In einem letzten Schritt S6 werden die elektronischen Bauelemente 12, 13, 14, 15 entweder direkt oder auf einer Grundplatte auf den Wärmeleitungskörper 4 des Kühlkörpers 1 aufgesetzt. Der Prozess endet in Schritt S7.In a last step S6, the electronic components 12 . 13 . 14 . 15 either directly or on a base plate on the heat conduction body 4 of the heat sink 1 placed. The process ends in step S7.

In den 5a bis 5d werden exemplarisch einige Ausführungsformen der Querschnitte der erfindungsgemäßen Leitungskanäle 7 beschrieben, welche nur beispielhaft sind und die vorliegende Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränken sollen.In the 5a to 5d For example, some embodiments of the cross sections of the ducts according to the invention 7 described, which are only exemplary and should not limit the present invention to the illustrated embodiments.

Vorteilhafterweise verjüngt sich der Querschnitt der Leitungskanäle 7 in Richtung der elektronischen Bauelemente 12, 13, 14, 15, wobei in den 5a bis 5d exemplarisch ein ausgewähltes elektronisches Bauelement 13 dargestellt ist.Advantageously, the cross section of the ducts tapers 7 in the direction of the electronic components 12 . 13 . 14 . 15 , where in the 5a to 5d exemplarily a selected electronic component 13 is shown.

Vorteilhafterweise umfasst der Querschnitt eine Grundfläche 18 welche innerhalb der Deckplatte 2 des Wärmeleitungskörpers 4 auf einer Seite angeordnet ist, welche in Richtung der Kühlrippenstruktur 6 zeigt. Die Grundfläche 18 erstreckt sich insbesondere entlang der Nahtstelle 17 zwischen der Deckplatte 2 und der ersten Grundplatte 3.Advantageously, the cross-section comprises a base area 18 which within the cover plate 2 of the heat conduction body 4 is arranged on a side, which in the direction of the cooling fin structure 6 shows. The base area 18 extends in particular along the seam 17 between the cover plate 2 and the first base plate 3 ,

In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform umfasst der Querschnitt zusätzlich zur Grundfläche 18 zwei Schenkel, welche sich von der Grundfläche aus in Richtung der Bauelemente 13 erstrecken.In the illustrated preferred embodiment, the cross section comprises in addition to the base 18 two legs extending from the base in the direction of the components 13 extend.

In den in 5a, 5b und 5d dargestellten Ausführungsformen sind die Schenkel 19, 20, 22 hierbei gekrümmt. In den 5a und 5d sind die Schenkel 19, 22 hierbei konvex gekrümmt und in der Ausführungsform gemäß 5b sind die Schenkel 20 konkav gekrümmt.In the in 5a . 5b and 5d illustrated embodiments are the legs 19 . 20 . 22 curved here. In the 5a and 5d are the thighs 19 . 22 in this case convexly curved and in the embodiment according to 5b are the thighs 20 concave curved.

Der Krümmungsradius der Schenkel kann hierbei wahlweise konstant sein, wie in den Ausführungsbeispielen gemäß 5a und 5b dargestellt, oder der Krümmungsradius kann entlang der Schenkel in Richtung der elektronischen Bauelemente 13 zu- oder abnehmen. In 5d ist hierbei als Beispiel dargestellt, dass der Krümmungsradius der Schenkel 22 in Richtung der Bauelemente 13 abnimmt.The radius of curvature of the legs can hereby optionally be constant, as in the exemplary embodiments according to FIG 5a and 5b or the radius of curvature may be along the legs in the direction of the electronic components 13 increase or decrease. In 5d is shown here as an example that the radius of curvature of the legs 22 in the direction of the components 13 decreases.

In einer weiteren Ausführungsform wie in 5c dargestellt sind die Schenkel nicht gekrümmt, sondern gerade. Die Grundfläche 18 und die geraden Schenkel 21 bilden somit ein Dreieck, wobei das Dreieck mit einer Spitze in Richtung der Bauelemente 13 zeigt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Dreieck gleichschenklig, d. h. die Schenkel 21 weisen die gleiche Länge auf. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Dreieck gleichseitig, d. h. die Schenkel 21 und die Grundfläche 18 weisen die gleiche Länge auf.In a further embodiment as in 5c shown are the legs are not curved, but straight. The base area 18 and the straight thighs 21 thus form a triangle, the triangle with a peak in the direction of the components 13 shows. In a preferred embodiment, the triangle is isosceles, ie the legs 21 have the same length. In a particularly preferred embodiment, the triangle is equilateral, ie the legs 21 and the base area 18 have the same length.

Alternativ zu den in den 5a bis 5d beschriebenen Ausführungsbeispielen umfasst die vorliegende Erfindung auch Querschnitte von Leitungskanälen 7, welche sich sowohl in Richtung der Bauelement 12, 13, 14, 15 als auch in Richtung der Kühlrippenstruktur 6 verjüngen. Beispielsweise können die Leitungskanäle 7 einen rautenförmigen oder ovalen Querschnitt aufweisen.Alternatively to the in the 5a to 5d described embodiments, the present invention also includes cross-sections of cable ducts 7 , which are both in the direction of the device 12 . 13 . 14 . 15 as well as in the direction of the cooling fin structure 6 rejuvenate. For example, the ducts 7 have a diamond-shaped or oval cross-section.

Die vorliegende Erfindung umfasst jeden Querschnitt, durch welchen einerseits eine Flüssigkeitskühlung bei Durchleiten einer Flüssigkeit durch die Leitungskanäle 7 ermöglicht wird, und durch welchen andererseits im Falle der Flüssigkeitskühlung eine Wärmespreizung nicht übermäßig behindert wird. Durch den erfindungsgemäßen Querschnitt ist somit wahlweise eine Luftkühlung oder eine Flüssigkeitskühlung mittels des Kühlkörpers 1 möglich.The present invention encompasses any cross section through which, on the one hand, a liquid cooling when passing a liquid through the ducts 7 and, on the other hand, in the case of liquid cooling, heat spreading is not excessively hindered. As a result of the cross section according to the invention, air cooling or liquid cooling by means of the heat sink is thus optionally possible 1 possible.

In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Im Fall, dass der Kühlkörper 1 für Luftkühlung mittels der Kühlrippenstruktur 6 und des Lüfters 10 verwendet werden soll, können die Leitungskanäle mit einem Ventil, vorzugsweise mit einem Überdruckventil 24 verschlossen sein. Die Leitungskanäle 7 können mit Luft oder Wasser gefüllt sein. Um eine Wärmespreizung innerhalb des Wärmeleitungskörpers 4 zu begünstigen, können die Leitungskanäle 7 mit einem Medium 23 gefüllt sein, welches die Wärmespreizung begünstigt.In 6 another embodiment is shown. In the case of the heat sink 1 for air cooling by means of the cooling fin structure 6 and the fan 10 can be used, the ducts with a valve, preferably with a pressure relief valve 24 to be introverted. The ducts 7 can be filled with air or water. To a heat spread within the heat conduction body 4 can favor the ducts 7 with a medium 23 be filled, which favors the heat dissipation.

Die vorliegende Erfindung offenbart somit einen Kühlkörper, welcher von vorn herein sowohl für Luftkühlung als auch für Flüssigkeitskühlung geeignet ist und welcher ohne Umrüstung für eine der beiden Kühlmöglichkeiten verwendet werden kann. Alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale sind im Rahmen der Erfindung beliebig miteinander kombinierbar.The the present invention thus discloses a heat sink, which from the beginning both for air cooling as well as for liquid cooling is and which without conversion for one of the two Cooling facilities can be used. All described and / or drawn features are arbitrary within the scope of the invention combinable with each other.

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Claims (21)

Kühlkörper für elektronische Bauelemente umfassend eine Kühlrippenstruktur (6) geeignet zur Luftkühlung, einen zwischen den Bauelementen (12, 13, 14, 15) und der Kühlrippenstruktur (6) vorgesehenen Wärmeleitungskörper (4) zum Ableiten der Wärme von den Bauelementen (12, 13, 14, 15) in Richtung der Kühlrippenstruktur (6) und innerhalb des Wärmeleitungskörpers (4) vorgesehene Leitungskanäle (7) geeignet zur Durchleitung einer Flüssigkeit zur Flüssigkeitskühlung, wobei der Querschnitt der Leitungskanäle (7) derart beschaffen ist, dass mittels des Kühlkörpers (1) wahlweise Luftkühlung oder Flüssigkeitskühlung möglich ist.Heat sink for electronic components comprising a cooling rib structure ( 6 ) suitable for air cooling, one between the components ( 12 . 13 . 14 . 15 ) and the cooling rib structure ( 6 ) provided heat conduction body ( 4 ) for dissipating the heat from the components ( 12 . 13 . 14 . 15 ) in the direction of the cooling rib structure ( 6 ) and within the heat conduction body ( 4 ) provided ducts ( 7 ) suitable for the passage of a liquid for liquid cooling, wherein the cross section of the ducts ( 7 ) is such that by means of the heat sink ( 1 ) optional air cooling or liquid cooling is possible. Kühlkörper nach Anspruch 1, wobei sich der Querschnitt der Leitungskanäle (7) in Richtung der Bauelemente (12, 13, 14, 15) verjüngt.Heat sink according to claim 1, wherein the cross section of the ducts ( 7 ) in the direction of the components ( 12 . 13 . 14 . 15 ) rejuvenated. Kühlkörper nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Querschnitt eine auf Seite der Kühlrippenstruktur (6) angeordnete Grundfläche (18) und zwei sich von der Grundfläche (18) in Richtung der Bauelemente (12, 13, 14, 15) erstreckende Schenkel (19, 20, 21, 22) aufweist.Heatsink according to claim 1 or 2, wherein the cross section of a side of the cooling fin structure ( 6 ) arranged base area ( 18 ) and two from the base ( 18 ) in the direction of the components ( 12 . 13 . 14 . 15 ) extending legs ( 19 . 20 . 21 . 22 ) having. Kühlkörper nach Anspruch 3, wobei die Schenkel (19, 20, 22) gekrümmt sind.A heat sink according to claim 3, wherein the legs ( 19 . 20 . 22 ) are curved. Kühlkörper nach Anspruch 4, wobei der Krümmungsradius der Schenkel (19, 20) konstant ist.Heat sink according to claim 4, wherein the radius of curvature of the legs ( 19 . 20 ) is constant. Kühlkörper nach Anspruch 4, wobei der Krümmungsradius der Schenkel (22) in Richtung der Bauelemente (12, 13, 14, 15) abnimmt oder zunimmt.Heat sink according to claim 4, wherein the radius of curvature of the legs ( 22 ) in the direction of the components ( 12 . 13 . 14 . 15 ) decreases or increases. Kühlkörper nach Anspruch 4, 5 oder 6, wobei die Schenkel (19, 22) konvex sind.A heat sink according to claim 4, 5 or 6, wherein the legs ( 19 . 22 ) are convex. Kühlkörper nach Anspruch 4, 5 oder 6, wobei die Schenkel (20) konkav sind.A heat sink according to claim 4, 5 or 6, wherein the legs ( 20 ) are concave. Kühlkörper nach Anspruch 3, wobei die Schenkel (21) gerade sind.A heat sink according to claim 3, wherein the legs ( 21 ) are straight. Kühlkörper nach Anspruch 3 oder 9, wobei der Querschnitt der Leitungskanäle (7) die Form eines Dreiecks hat und wobei eine Spitze des Dreiecks in Richtung der Bauelemente (12, 13, 14, 15) weist.Heat sink according to claim 3 or 9, wherein the cross-section of the ducts ( 7 ) has the shape of a triangle and wherein a tip of the triangle in the direction of the components ( 12 . 13 . 14 . 15 ). Kühlkörper nach Anspruch 10, wobei der Querschnitt der Leitungskanäle (7) ein gleichschenkliges Dreieck ist.Heat sink according to claim 10, wherein the cross section of the ducts ( 7 ) is an isosceles triangle. Kühlkörper nach Anspruch 10, wobei der Querschnitt der Leitungskanäle (7) ein gleichseitiges Dreieck ist.Heat sink according to claim 10, wherein the cross section of the ducts ( 7 ) is an equilateral triangle. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, des Weiteren umfassend einen Lüfter (10) zum Durchleiten von Luft durch die Kühlrippenstruktur (6).Heatsink according to one of the preceding claims, further comprising a fan ( 10 ) for passing air through the cooling fin structure ( 6 ). Kühlkörper nach Anspruch 13, wobei der Lüfter (10) dazu geeignet ist, Luft anzusaugen.Heat sink according to claim 13, wherein the fan ( 10 ) is suitable for sucking in air. Kühlkörper nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Lüfter (10) dazu geeignet ist, Luft auszublasen.Heat sink according to claim 13 or 14, wherein the fan ( 10 ) is suitable for blowing out air. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Leitungskanäle (7) verschlossen sind.Heat sink according to one of claims 13 to 15, wherein the ducts ( 7 ) are closed. Kühlkörper nach Anspruch 16, wobei die Leitungskanäle (7) mittels eines Überdruckventils (24) verschlossen sind.Heat sink according to claim 16, wherein the ducts ( 7 ) by means of a pressure relief valve ( 24 ) are closed. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 16 oder 17, wobei die Leitungskanäle (7) mit einem Medium (23) zur Wärmeleitung befüllt sind.Heat sink according to one of claims 16 or 17, wherein the ducts ( 7 ) with a medium ( 23 ) are filled for heat conduction. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 15, des Weiteren umfassend eine Pumpe (11) zur Durchleitung der Kühlflüssigkeit durch die Leitungskanäle (7).A heat sink according to any one of claims 1 to 15, further comprising a pump ( 11 ) for the passage of the cooling liquid through the ducts ( 7 ). Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers für elektronische Bauelemente, umfassend die Schritte Bereitstellen (1) eines Wärmeleitungskörpers (4) zum Ableiten von Wärme von den elektronischen Bauelementen (12, 13, 14, 15) in Richtung einer Kühlrippenstruktur (6), Fräsen (S2) von Leitungskanälen (7) in den Wärmeleitungskörper (4), und Anbringen (S4) von Kühlrippen (5) an dem Wärmeleitungskörper (4) mittels Brazing.A method of manufacturing a heat sink for electronic components, comprising the steps of providing ( 1 ) of a heat conduction body ( 4 ) for dissipating heat from the electronic components ( 12 . 13 . 14 . 15 ) in the direction of a cooling rib structure ( 6 ), Milling (S2) of ducts ( 7 ) in the heat conduction body ( 4 ), and mounting (S4) of cooling fins ( 5 ) on the heat conduction body ( 4 ) by means of brazing. Verfahren nach Anspruch 20, umfassend des Weiteren das Aufsetzen (S6) der elektronischen Bauelemente (12, 13, 14, 15) auf den Wärmeleitungskörper (4) auf der der Kühlrippenstruktur (6) abgewandten Seite.The method of claim 20, further comprising mounting (S6) the electronic components ( 12 . 13 . 14 . 15 ) on the heat conduction body ( 4 ) on the cooling rib structure ( 6 ) facing away.
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