DE102009047206A1

DE102009047206A1 - Kühler, insbesondere für CPU

Info

Publication number: DE102009047206A1
Application number: DE200910047206
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Banciao Kitagawa
Original assignee: SCYTHE EU GmbH
Current assignee: SCYTHE EU GmbH
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2011-06-01

Abstract

Es wird ein CPU-Kühler beschrieben, der einen Primär-Lamellenkühler (10), eine Grundplatte (20) sowie einen Sekundär-Lamellenkühler (30) aufweist, der über mehrere Wärmeleitrohre (40) mit dem Primär-Lamellenkühler (10) verbunden ist. Der Boden des Primär-Lamellenkühlers (10) ist als Befestigungsblock (11) ausgebildet, in den mehrere Nuten (12) eingeformt sind. Zwischen mindestens zwei benachbarten Nuten (12) befindet sich ein Befestigungsvorsprung, der über dem Boden des Befestigungsblockes (11) vorsteht. In der Grundplatte (20) sind zu den Befestigungsvorsprüngen passende Befestigungslöcher ausgebildet, in welche die Befestigungsvorsprünge eingesetzt werden. Die Wärmeleitrohre (40) sind einerseits in die Nuten eingesetzt und liegen damit an der dem Primär-Lamellenkühler (10) zugewandten Seite der Bodenplatte (20) an. Andererseits sind die Wärmeleitrohre (40) in den Sekundär-Lamellenkühler (30) eingesetzt. Durch diesen Aufbau wird dem CPU-Kühler an der Unterseite der Grundplatte zugeführten Wärme über den mindestens einen Befestigungsvorsprung besonders gut zum Primär-Lamellenkühler abgeleitet, und es gelangt nicht die gesamte Wärmelenkühler. Insgesamt ist damit die Wirksamkeit des CPU-Kühlers verbessert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kühler und insbesondere auf einen CPU-Kühler, der auf einer Hauptplatine (Motherboard) befestigbar und an eine CPU zur Wärmeabführung anschließbar ist.
Computer sind mittlerweile unverzichtbar geworden. Hochleistungsprozessoren (CPU) erlauben eine gesteigerte Leistung. Dabei entsteht jedoch unvermeidbar Wärme, weshalb CPU-Kühler, die direkt auf die CPU zur Wärmeabführung aufgesetzt werden, mittlerweile eine der Schlüsselkomponenten eines Computersystems geworden sind.
Die 7 und 8 zeigen einen bekannten CPU-Kühler, welcher einen Primär-Lamellenkühler (70) umfaßt, der mehrere Nuten in seinem Boden hat. Auf dem Boden des Primär-Lamellenkühlers ist eine Grundplatte (80) angebracht. Weiter umfaßt der CPU-Kühler einen Sekundär-Lamellenkühler (90) und mehrere Wärmeleitrohre (sog. Heat Pipes) (100), die den Primär-Lamellenkühler (70) und den Sekundär-Lamellenkühler (90) thermisch verbinden. Ein Ende der Heat Pipes ist in die Nuten am Primär-Lamellenkühler (70) eingesetzt und liegt an einer Seite der Grundplatte (80) an. Die andere Seite der Grundplatte (80) ist auf der CPU befestigt. Wärme von der CPU soll über die Grundplatte (80) zum Primär-Lamellenkühler (70) geleitet werden. Da jedoch die Heat Pipes üblicherweise sehr gut Wärme leiten und beispielsweise aus Kupfer sind, wird der größte Teil der CPU-Wärme über die Wärmeleitrohre direkt zum Sekundär-Lamellenkühler (90) geleitet. Nur ein geringer Teil der Wärme wird zum Primär-Lamellenkühler (70) geführt. Das hat zur Folge, daß die Kombination aus Primär-Lamellenkühler (70) und Sekundär-Lamellenkühler (90) mit dem Ziel, die gesamte Ableitfläche zu verbessern, tatsächlich nicht die Wirksamkeit der Kühlung verbessert.
Vor diesem Nachteil des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kühler zu schaffen, der die Wirksamkeit der Kühlung verbessert, indem die Wärmeableiteffektivität jeder Komponente des Kühlers verbessert wird.
Dieser Aufgabe wird durch einen Kühler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Insbesondere umfaßt der erfindungsgemäße Kühler einen Primär-Lamellenkühler, der an seiner Unterseite einen Befestigungsblock aufweist, mit dem mehrere Kühllamellen verbunden sind. In den Boden des Befestigungsblocks sind mehrere Nuten eingeformt. Zwischen mind. zwei benachbarten Nuten ist mindestens ein Befestigungsvorsprung ausgebildet. Weiter ist eine Grundplatte vorgesehen, deren Oberseite am Boden des Primär-Lamellenkühlers anliegt. Die Grundplatte hat für jeden Befestigungsvorsprung des Lamellenkühlers ein passendes Befestigungsloch, durch das der Befestigungsvorsprung läuft. So kann die Grundplatte die Nuten abdecken und dennoch ist ein direkter Wärmeübertritt von der CPU in den Primär-Lamellenkühler möglich.
Über dem Primär-Lamellenkühler ist ein Sekundär-Lamellenkühler angeordnet. Mehrere Heat Pipes sind vorgesehen, deren einen dem Befestigungsblock zugewandten Enden in die am Primär-Lamellenkühler ausgebildeten und von der Grundplatte abgedeckten Nuten eingesetzt sind. Die anderen Enden der Heat Pipes laufen zum Sekundär-Lamellenkühler.
Der erfindungsgemäße Aufbau führt über die Befestigungsvorsprünge Wärme von der CPU direkt an den Primär-Lamellenkühler ab und nicht die gesamte Wärme über die Heat Pipes zum Sekundär-Lamellenkühler. Dadurch wird die Ableitfläche des Primär-Lamellenkühlers zur Wärmeabführung gut genutzt und die Wirksamkeit der Kühlung ist verbessert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhalber noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Kühlers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
2 eine Explosionsdarstellung des Kühlers der 1,
3 eine perspektivische Darstellung eines Kühlers gemäß einer zweiten Ausführungsform,
4 eine Explosionsdarstellung des Kühlers der 3,
5 eine Schnittdarstellung des Kühlers der 1 oder der 3,
6 eine Schnittdarstellung eines Kühlers ähnlich der 5 gemäß einer dritten Ausführungsform,
7 eine perspektivische Darstellung eines Kühlers gemäß dem Stand der Technik und
8 eine Schnittdarstellung des Kühlers der 7.
Die 1 und 2 zeigen einen CPU-Kühler gemäß einer ersten Bauweise. Der CPU-Kühler umfaßt einen Primär-Lamellenkühler 10, eine Grundplatte 20, einen Sekundär-Lamellenkühler 30 und mehrere Wärmeleitrohre oder Heat Pipes 40. An der der CPU zugewandt liegenden Unterseite des Primär-Lamellenkühlers 10 befindet sich ein Befestigungsblock 11, mit dem mehrere Kühllamellen verbunden sind. In dem Boden des Befestigungsblockes 11 sind mehrere parallel zueinander verlaufende Längs-Nuten 12 gebildet. Vorteilhaft ist ein gewölbter Nutboden. Die Unterseite des Befestigungsblockes 11 hat somit konkave Abschnitte.
Zwischen jeweils zwei benachbarten Nuten 12 befindet sich ein Befestigungsvorsprung 13. Er ist insbesondere in der Ausführungsform, die in 5 dargestellt ist, besonders gut zu erkennen. Jeder Befestigungsvorsprung 13 ragt gegenüber dem Boden des Befestigungsblockes 10 vor und kann insbesondere rechteckigen Querschnitt haben.
Der Befestigungsvorsprung 13 kann z. B. als verlängerter Steg zwischen zwei Nuten ausgebildet sein.
Die dem Primär-Lamellenkühler zugewandte Oberseite der Grundplatte 20 liegt am Boden des Primär-Lamellenkühlers 10 an. Die Grundplatte 20 hat weiter mehrere Befestigungslöcher 21, die den Vorsprüngen 13 entsprechen. Die Befestigungslöcher 21 sind so ausgebildet, daß die Befestigungsvorsprünge 13 in die Löcher 21 passen. Im Beispiel der 1/2 sind die Befestigungslöcher 21 Längsschlitze in der Grundplatte 20. Bevorzugt stehen die Befestigungsvorsprünge 13 in die Grundplatte 20 ein und schließen weiter bevorzugt bündig mit der anderen Seite der Grundplatte 20 ab.
Über den Primär-Lamellenkühler 10 ist ein Sekundär-Lamellenkühler 30 gesetzt.
Weiter sind Wärmeleitrohre 40 vorgesehen, deren eines Ende in die Nuten 12 eingesetzt sind, die an dem Primär-Lamellenkühler 10 ausgebildet sind. Die Nuten 12 bzw. die Wärmeleitrohre 40 sind so ausgebildet, daß die Enden der Wärmeleitrohre 40 an der Oberseite der Grundplatte 20 anliegen, welche die Nuten abdeckt. Das Profil der Wärmeleitrohre 40 ist passend zum gewölbten Boden der Nuten 12 ausgebildet. Die anderen Enden der Wärmeleitrohre 40 sind in den Sekundär-Lamellenkühler 30 eingesetzt, um Wärme von der Grundplatte 20 zum Sekundär-Lamellenkühler 30 zu führen und dadurch die Kühlleistung zu verbessern.
In einer abgewandelten Bauweise, die in den 3 und 4 dargestellt ist, sind jeweils zwischen zwei benachbarten Nuten 12A zwei Befestigungsvorsprünge 13A vorgesehen, die längs der Grenzlinie zwischen den Nuten beabstandet sind. Entsprechend weist die Bodenplatte 20A dann entsprechend mehrere Befestigungslöcher 21A auf. Ansonsten entspricht die Bauweise der 3/4 der der 1/2, was durch die lediglich um den Buchstaben A ergänzten Bezugszeichen verdeutlicht wird.
Die Befestigungsvorsprünge müssen nicht zwischen allen Nuten vorgesehen werden. Es genügt, wie 6 zeigt, nur zwischen einem Teil der benachbarten Nuten Befestigungsvorsprünge vorzusehen. Dies erlaubt es, die Wärmemenge, welche zum Primär-Lamellenkühler 10B abgeführt wird, entsprechend einzustellen.
Die Erfindung verfolgt das Prinzip, daß am Befestigungsblock 11, 11A, 11B Befestigungsvorsprünge 13, 13A, 13B vorgesehen werden. Diese Befestigungsvorsprünge befinden sich auf der den Primärkühllamellen 10, 10A, 10B gegenüberliegenden Seite und ragen gegenüber dem Boden des Befestigungsblockes 11, 11A, 11B vor. Sie sitzen in Befestigungslöchern 21, 21A, 21B, die in der Grundplatte 20, 20A, 20B gebildet sind. Natürlich müssen diese Befestigungslöcher nicht zwingend als Durchgangslöcher ausgebildet werden. Passende Vertiefungen, in welche die Befestigungsvorsprünge eingesetzt werden, genügen für manche Anwendungen.
Durch den Aufbau kann Wärme von der CPU direkt zu den Kühllamellen des Primär-Lamellenkühlers 10, 10A, 10B geleitet werden, ohne daß ein ggf. störender Wärmeübergang zwischen der Grundplatte und dem Primär-Lamellenkühlerboden erfolgen müßte. Somit gelangt ein verminderter Teil der abgeführten Wärme über die Wärmeleitrohre 40 zum Sekundär-Lamellenkühler 30. Als Ergebnis wird die gesamte zur Verfügung stehende Oberfläche des Primär-Lamellenkühlers besser ausgenutzt und die Kühlwirksamkeit ist verbessert.

Claims

Kühler, insbesondere für CPU, der aufweist: – einen Primär-Lamellenkühler (10), welcher an seiner Unterseite einen Befestigungsblock (11) und mehrere damit verbundene Kühllamellen aufweist, wobei im Boden des Befestigungsblockes (11) mehrere Nuten (12) ausgebildet sind und mindestens ein Befestigungsvorsprung (13) vorgesehen ist, der zwischen zwei benachbarten Nuten (12) liegt und vom Boden des Befestigungsblockes (11) vorragt, – eine Bodenplatte (20), deren Oberseite am Boden des Befestigungsblockes (11) des Primär-Lamellenkühlers (10) anliegt, wobei die Bodenplatte (20) für jeden Befestigungsvorsprung (13) ein passendes Befestigungsloch (21) aufweist, so daß der mindestens eine Befestigungsvorsprung (13) in das dazu passende Befestigungsloch (21) eingesetzt ist, – einen Sekundär-Lamellenkühler (30), und – mehrere Wärmeleitrohre (40), die einerseits in die am Primär-Lamellenkühler (10) ausgebildeten Nuten (12) eingesetzt sind und zugleich an der Grundplatte (20) anliegen und die andererseits an den Sekundär-Lamellenkühler (30) thermisch angekoppelt sind.
Kühler nach Anspruch 1, wobei zwischen zwei benachbarten Nuten (12) mindestens zwei Befestigungsvorsprünge (13) vorgesehen sind, die beabstandet sind.
Kühler nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Sekundär-Lamellenkühler (30) über dem Primär-Lamellenkühler (10) angeordnet ist.
Kühler nach einem der obigen Ansprüche, wobei jeder Befestigungsvorsprung (13) durch das ihm zugeordnete Befestigungsloch (21) läuft und bündig mit der Seite der Bodenplatte (20) abschließt, welche dem Befestigungsblock (11) gegenüberliegt.
Kühler nach einem der obigen Ansprüche, wobei der mindestens eine Befestigungsvorsprung (13) einen rechteckigen Querschnitt hat.
Kühler nach Anspruch 5, wobei jedes zugeordnete Befestigungsloch (21) als Langloch ausgeführt ist.
Kühler nach einem der obigen Ansprüche, wobei die Nuten (12) so ausgebildet sind, daß ihr im Befestigungsblock (11) gelegener Boden gewölbt ist, wobei Wölbung des Bodens und der Außenumfang der in die Nuten (12) eingesetzten Enden der Wärmeleitrohre (40) aneinander angepaßt sind.
Kühler nach einem der obigen Ansprüche, wobei jeder Befestigungsvorsprung (13) durch einen Abschnitt eines Steges zwischen benachbarten Nuten (12) gebildet ist.