DE102012014813A1

DE102012014813A1 - Component for refrigeration of e.g. electronic element used in e.g. power electronics field, has first component portion that is provided with larger area than carrier element of second component portion

Info

Publication number: DE102012014813A1
Application number: DE201210014813
Authority: DE
Inventors: Philipp-Morris Egle; Reinhold Eberle; Frank Michael Keppeler
Original assignee: Wieland Werke AG
Current assignee: Wieland Werke AG
Priority date: 2012-07-26
Filing date: 2012-07-26
Publication date: 2014-01-30
Anticipated expiration: 2032-07-27
Also published as: DE102012014813B4; DE102012014813B9

Abstract

The component (1) has a first plate-like component portion (10) with a first surface (11) for contacting a heat source and a second surface (12) for contacting a second component portion (20). The first surface (21) of second component portion is contacted to the first component portion, and second surface (22) is provided with tube structure (30) to transfer heat to heat sink. The first component portion is provided with larger area than a carrier element (23) of the second component portion. The second component portion is fully connected with first component portion.

Description

Die Erfindung betrifft Bauteile zur Übertragung von Wärme von einer Wärmequelle zu einer Wärmesenke. Dienen die Bauteile ausschließlich der Kühlung der Wärmequelle, dann werden diese als Kühlkörper oder ,Heat Sinks' bezeichnet. Insbesondere betrifft die Erfindung modular aufgebaute Kühlkörper.The invention relates to components for transferring heat from a heat source to a heat sink. Serve the components only the cooling of the heat source, then these are referred to as heat sinks or 'heat sinks'. In particular, the invention relates to modular heat sink.

Um die störungsfreie Funktion von elektrischen oder elektronischen Bauteilen sicher zu stellen, müssen diese in vielen Fällen gekühlt werden. Beispiele hierfür sind Halbleiterbauelemente in der Informationstechnologie oder in der Leistungselektronik. Die Ausführung der Kühlkörper hängt wesentlich davon ab, welches Medium als Wärmesenke verwendet wird. Wird Luft zur Kühlung eingesetzt, hat der Kühlkörper meist eine Vielzahl von hohen Rippen wie in US 7,428,154 B2 dargestellt. Wird zur Kühlung eine Flüssigkeit verwendet, strömt diese durch ein hohles Bauteil, das an der Wärmequelle angebracht ist. Solche Kühlkörper weisen innenseitig meist eine Struktur zur Verbesserung des Wärmeübergangs auf. Aufgrund der zunehmenden thermischen Leistungsdichte von elektrischen oder elektronischen Bauteilen gewinnt die Kühlung mit Flüssigkeiten gegenüber der Luftkühlung stark an Bedeutung, da bei Flüssigkeitskühlung größere Wärmestromdichten erreicht werden können.In order to ensure the trouble-free function of electrical or electronic components, they must be cooled in many cases. Examples include semiconductor components in information technology or in power electronics. The design of the heat sink depends largely on which medium is used as a heat sink. If air is used for cooling, the heat sink usually has a variety of high ribs as in US Pat. No. 7,428,154 B2 shown. When a liquid is used for cooling, it flows through a hollow component attached to the heat source. On the inside, such heat sinks usually have a structure for improving the heat transfer. Due to the increasing thermal power density of electrical or electronic components, the cooling with liquids against the air cooling is gaining in importance, since with liquid cooling larger heat flux densities can be achieved.

In US 5,366,688 wird die Herstellung von strukturierten Kühlkörpern mittels Metallpulverspritzguss beschrieben. Die pin-förmigen Elemente können eine glatte oder eine strukturierte Oberfläche besitzen.In US 5,366,688 the production of structured heat sinks by means of metal powder injection molding is described. The pin-shaped elements may have a smooth or a textured surface.

US 6,436,550 B2 offenbart einen Kühlkörper mit quadratischem Grundriss und pin-förmigen Elementen, die monolithisch mit dem Substrat verbunden sind. Das Feld der Elemente ist von einem Rahmen umgeben, der den von Fluid durchströmten Raum definiert. Zum Kontakt mit der Wärmequelle dient die Rückwand des Substrats. Der Kühlkörper wird durch Sintern von Metallpulver hergestellt. Zur Verbesserung der Verbindung von Substrat und Wärmequelle kann auf der Rückseite des Substrats eine Beschichtung aufgebracht sein. US 6,436,550 B2 discloses a square-bottom heat sink and pin-shaped elements monolithically connected to the substrate. The field of elements is surrounded by a frame defining the space through which fluid flows. The rear wall of the substrate serves for contact with the heat source. The heat sink is made by sintering metal powder. To improve the connection between the substrate and the heat source, a coating can be applied to the rear side of the substrate.

Die Druckschrift US 6,173,758 B1 zeigt eine längliche Kühlkörperkonstruktion mit monolithischen Pins, deren Form variiert. Die Wärmequelle kann an der Rückseite der Grundplatte angebracht sein. Alternativ können die Pins auch direkt auf der Wärmequelle angebracht sein.The publication US 6,173,758 B1 shows an elongated heat sink construction with monolithic pins whose shape varies. The heat source may be attached to the back of the base plate. Alternatively, the pins can also be mounted directly on the heat source.

Der Patentschrift US 6,569,380 B2 ist eine zweiteilige Konstruktion eines Kühlkörpers zu entnehmen. Beide Teile werden durch Metallpulverspritzguss hergestellt. Das erste der beiden Teile hat lediglich die Funktion eines Gehäuses, das zweite dient der Wärmeübertragung an das Fluid und ist mit Elementen zur Leistungssteigerung versehen. Die Auflagefläche für die Wärmequelle am ersten Teil ist nicht größer als die Kontaktfläche zwischen dem ersten und dem zweiten Teil. Die Elemente können als Rippen oder Pins ausgebildet sein. Mit der vorgeschlagenen Methode lassen sich Kühlkörper bis zu einer bestimmten Größe herstellen. Kühlkörper für einen größeren Leistungsbereich sind auf diese Weise nicht herstellbar.The patent US 6,569,380 B2 is a two-piece construction of a heat sink refer. Both parts are manufactured by metal powder injection molding. The first of the two parts has only the function of a housing, the second serves to transfer heat to the fluid and is provided with elements to increase performance. The bearing surface for the heat source on the first part is not larger than the contact surface between the first and the second part. The elements may be formed as ribs or pins. With the proposed method, heatsinks can be made up to a certain size. Heatsink for a larger power range can not be produced in this way.

In US 2011/79376 A1 ist ein Kühlkörper mit Grundplatte und einem Feld von Pins beschrieben. Die Pins sind durch einen Schneid- und Umformprozess aus dem Material der Grundplatte gebildet und mit dieser monolithisch verbunden. Die Querschnittsform der Pins ändert sich entlang der Richtung senkrecht zur Grundplatte. Der Schneid- und Umformprozess stellt bestimmte Anforderungen an die Materialeigenschaften der Grundplatte. Dies schränkt die Flexibilität dieser Technologie ein.In US 2011/79376 A1 is a heatsink with base plate and a field of pins described. The pins are formed by a cutting and forming process of the material of the base plate and connected to this monolithic. The cross-sectional shape of the pins changes along the direction perpendicular to the base plate. The cutting and forming process makes certain demands on the material properties of the base plate. This restricts the flexibility of this technology.

Auf die Notwendigkeit einer modularen Bauweise von Wärmetauschern wird bereits in DE 39 39 674 A1 hingewiesen. Die dort vorgeschlagene Lösung eignet sich aber nicht für die Kühlung von elektronischen Bauelementen. Eine andere Modulbauweise von Wärmetauschern ist in DE 10 2010 029 663 A1 offenbart: Wärmeleitmodule werden über Verbindungsbereiche der Trennböden direkt an einander gekoppelt. Die aufwändige Konstruktion kann für die Kühlung von elektronischen Bauelementen nicht eingesetzt werden.On the need for a modular design of heat exchangers is already in DE 39 39 674 A1 pointed. However, the solution proposed there is not suitable for the cooling of electronic components. Another modular design of heat exchangers is in DE 10 2010 029 663 A1 discloses: Wärmeleitmodule be coupled via connecting portions of the shelves directly to each other. The complex construction can not be used for the cooling of electronic components.

In US 7,667,970 B2 ist eine Konstruktion mit zwei Kühlkörpern unterschiedlicher Form zur Kühlung zweier Wärmequellen mittels Luft dargestellt. Um eine kostengünstige Befestigung zu ermöglichen, überlappen sich die beiden Kühlkörper teilweise. Der Fachmann erhält aber keinen Hinweis auf eine Modulbauweise, insbesondere nicht für Kühlkörper, die mit Flüssigkeit beaufschlagt sind.In US Pat. No. 7,667,970 B2 a construction is shown with two heat sinks of different shape for cooling two heat sources by means of air. In order to allow a cost-effective attachment, the two heat sink partially overlap. However, the person skilled in the art receives no indication of a modular design, in particular not for heat sinks which are exposed to liquid.

Ein modulares System zur Kühlung von Elektronik ist bereits der Druckschrift US 3,481,393 zu entnehmen. Mehrere Kühlkörpermodule werden nebeneinander verbaut und seriell mit Flüssigkeit durchströmt. Jeder einzelne Kühlkörper kühlt genau eine Wärmequelle. Die Wärme leitende Grundplatte hat die gleiche Fläche wie die Kontaktfläche eines Kühlkörpermoduls. Abgesehen von der seriellen Durchströmung mit Flüssigkeit sind die einzelnen Kühlmodule thermisch nicht miteinander gekoppelt.A modular system for cooling electronics is already the document US 3,481,393 refer to. Several heatsink modules are installed side by side and serially flowed through with liquid. Every single heat sink cools exactly one heat source. The heat-conducting base plate has the same area as the contact surface of a heat sink module. Apart from the serial flow with liquid, the individual cooling modules are not thermally coupled with each other.

Der Druckschrift WO 2010/096355 A2 ist ein Konzept zu entnehmen, bei dem mehrere Verdampfereinheiten als Kühlkörper auf einer Grundplatte angeordnet sind. Jeder Kühlkörper besteht aus einem Gehäuse, einem Rippenelement und einem Deckel. Benachbarte Kühlkörper berühren einander, sie sind aber nicht durch eine übergreifende Platte thermisch miteinender verbunden. Die Grundplatte dient hier lediglich zur Montage der Kühlkörper und es fließt kein Wärmestrom durch die Grundplatte hindurch, da die Wärmequellen jeweils direkt auf den Deckeln der Kühlkörper sitzen.The publication WO 2010/096355 A2 shows a concept in which a plurality of evaporator units are arranged as a heat sink on a base plate. Each heat sink consists of a housing, a ribbed element and a lid. Adjacent heat sinks touch each other, but they are not thermally connected by an overlapping plate. The base plate is used here only for mounting the heat sink and there is no heat flow through the base plate, as the heat sources sit directly on the covers of the heat sink.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verbesserte Wärmeübertrager zur Kühlung von räumlich begrenzten Wärmequellen anzugeben. Die Wärmeübertrager sollen insbesondere über einen weiten Leistungsbereich skalierbar, leicht auf verschiedene Größen der Wärmequelle anpassbar und kostengünstig herstellbar sein sowie eine hohe Leistungsdichte aufweisen.The invention has for its object to provide improved heat exchanger for cooling of spatially limited heat sources. In particular, the heat exchangers should be scalable over a wide power range, easily adaptable to different sizes of the heat source and inexpensive to produce, and should have a high power density.

Die Erfindung wird bezüglich eines Bauteils zur Übertragung von Wärme durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich der Verwendung eines solchen Bauteils durch die Merkmale des Anspruchs 15 wiedergegeben. Die weiteren rückbezogenen Ansprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.The invention is reproduced with respect to a component for transmitting heat by the features of claim 1 and with respect to the use of such a component by the features of claim 15. The other dependent claims relate to advantageous embodiments and further developments of the invention.

Die Erfindung schließt Bauteile zur Übertragung von Wärme von einer Wärmequelle zu einer Wärmesenke ein, wobei die Bauteile aus mindestens einer ersten Komponente, mindestens einer zweiten Komponente sowie optional weiteren Komponenten bestehen. Die ersten Komponenten weisen eine im Wesentlichen plattenförmige Gestalt auf mit einer ersten Fläche zur Kontaktierung der Wärmequelle und mindestens einer zweiten Fläche zur Kontaktierung von mindestens einer zweiten Komponente. Die zweiten Komponenten umfassen ein Trägerelement, welches eine erste Fläche und mindestens eine zweite Fläche aufweist. Die erste Fläche dient zur Kontaktierung mindestens einer ersten Komponente. Auf der zweiten Fläche ist eine Struktur ausgebildet, die die Übertragung der Wärme an die Wärmesenke begünstigt. Die ersten Komponenten haben eine größere flächige Ausdehnung als die erste Fläche des Trägerelements der zweiten Komponenten und die zweiten Komponenten sind vollflächig mit einer oder mehreren ersten Komponenten verbunden.The invention includes components for transferring heat from a heat source to a heat sink, wherein the components consist of at least one first component, at least one second component and optionally further components. The first components have a substantially plate-like shape with a first surface for contacting the heat source and at least one second surface for contacting at least one second component. The second components comprise a carrier element which has a first surface and at least one second surface. The first surface serves to contact at least one first component. On the second surface, a structure is formed, which favors the transfer of heat to the heat sink. The first components have a larger areal extent than the first area of the carrier element of the second components, and the second components are connected in their entirety to one or more first components.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass ein Kühlkörper für eine lokale Wärmequelle einerseits die von der Wärmequelle erzeugte Wärme aufnehmen und andererseits diese Wärme an ein Medium abgeben muss. Teilt man bei der Konstruktion des Kühlkörpers diese beiden Funktionen auf mindestens zwei unterschiedlich gestaltete Komponenten auf, dann stehen mehr Freiheitsgrade für die Optimierung der einzelnen Komponenten zur Verfügung. Die Optimierung umfasst dabei Verbesserungen des Kühlkörpers hinsichtlich der Leistungsfähigkeit, der Herstellkosten, der Skalierbarkeit bezüglich des Leistungsbereichs und der Anpassbarkeit auf die Größe und Form der Wärmequelle.The invention is based on the consideration that a heat sink for a local heat source on the one hand to absorb the heat generated by the heat source and on the other hand has to deliver this heat to a medium. If these two functions are divided into at least two differently designed components during the design of the heat sink, then there are more degrees of freedom for optimizing the individual components. The optimization includes improvements in the heat sink in terms of performance, manufacturing costs, scalability in terms of power range and adaptability to the size and shape of the heat source.

Ein erfindungsgemäßer Kühlkörper umfasst n₁ erste Komponenten und n₂ zweite Komponenten. Eine erste Komponente hat eine im Wesentlichen plattenförmige Gestalt. Damit ist gemeint, dass die Komponente einen durch mindestens zwei ebene Flächen begrenzten Grundkörper hat, und dass die Ausdehnung A₀ der Komponente in zwei Raumrichtungen deutlich größer ist als ihre Ausdehnung in der dazu senkrechten Raumrichtung. Die Kanten und Ecken des Grundkörpers können abgerundet sein. Eine erste Fläche des Grundkörpers dient zur Kontaktierung der Wärmequelle. Um eine gute Wärmeübertragung von der Wärmequelle auf den Kühlkörper zu erreichen, sollte die Gesamtheit der ersten Flächen aller ersten Komponenten mindestens so groß sein wie die Kontaktfläche der Wärmequelle. Eine zweite Fläche des Grundkörpers dient zur Kontaktierung von mindestens einer zweiten Komponente. Die Größe dieser Fläche wird mit A₁ bezeichnet. In den Grundkörper können. Aussparungen in Form von Vertiefungen, Bohrungen, Nuten oder Ähnlichem eingebracht sein. Ferner können am Grundkörper vorspringende Strukturen wie beispielsweise Rahmen, Rippen oder Stege angebracht sein. Im Fall der Flüssigkeitskühlung können diese Strukturen zur Bildung des von Flüssigkeit durchströmten Volumens verwendet werden.An inventive heat sink comprises n ₁ first components and n ₂ second components. A first component has a substantially plate-like shape. By this is meant that the component has a base body delimited by at least two planar surfaces, and that the extent A _{0 of} the component in two spatial directions is significantly greater than its extent in the spatial direction perpendicular thereto. The edges and corners of the body may be rounded. A first surface of the base body serves for contacting the heat source. In order to achieve a good heat transfer from the heat source to the heat sink, the entirety of the first surfaces of all the first components should be at least as large as the contact surface of the heat source. A second surface of the base body serves for contacting at least one second component. The size of this area is called A ₁ . In the main body can. Recesses in the form of depressions, holes, grooves or the like may be introduced. Furthermore, protruding structures such as frames, ribs or webs may be attached to the body. In the case of liquid cooling, these structures can be used to form the liquid-traversed volume.

Eine zweite Komponente umfasst ein flächiges Trägerelement. Eine erste Fläche des Trägerelements dient zur Kontaktierung mindestens einer ersten Komponente. Die Größe dieser ersten Fläche des Trägerelements wird mit A₂ bezeichnet. Über diese Kontaktfläche wird Wärme von einer ersten Komponente auf eine zweite Komponente übertragen. Deshalb muss die gesamte erste Fläche jeder zweiten Komponente an der entsprechenden Kontaktfläche einer oder mehrerer erster Komponenten anliegen. Um dies zu ermöglichen, muss folgende Relation gelten: n₁·A₁ ≥ n₂·A₂ A second component comprises a flat carrier element. A first surface of the carrier element serves for contacting at least one first component. The size of this first surface of the carrier element is designated A ₂ . Heat is transferred from a first component to a second component via this contact surface. Therefore, the entire first surface of each second component must abut against the corresponding contact surface of one or more first components. To make this possible, the following relation must apply: n ₁ · A ₁ ≥ n ₂ · A ₂

Erste und zweite Komponenten müssen an ihrer Kontaktfläche thermisch gut verbunden sein. Dies kann durch bekannte Fügeverfahren wie beispielsweise Löten, Schweißen, Sintern, Plattieren oder Bonden erfolgen. Die flächige Ausdehnung A₀ einer ersten Komponente ist größer als die Kontaktfläche A₂ einer zweiten Komponente. Dieser Flächenüberschuss eröffnet die Möglichkeit, mehr als eine zweite Komponente mit einer ersten Komponente in Kontakt zu bringen oder auf der ersten Komponente Bereiche vorzusehen, die nicht mit einer zweiten Komponente kontaktiert werden, sondern weitere Konstruktionsmerkmale wie Aussparungen, Vorsprünge oder Dichtflächen aufweisen. Letzteres ist insbesondere im Fall der Flüssigkeitskühlung von Bedeutung.First and second components must be thermally well connected at their contact surface. This can be done by known joining methods such as soldering, welding, sintering, plating or bonding. The areal extent A _{0 of} a first component is greater than the contact area A _{2 of} a second component. This excess area opens up the possibility of bringing more than one second component into contact with a first component or of providing regions on the first component which are not contacted with a second component but have further design features such as recesses, protrusions or sealing surfaces. The latter is especially in the case of liquid cooling of importance.

Auf einer zweiten Fläche des Trägerelements ist eine Struktur ausgebildet, die die Übertragung der Wärme an das Medium der Wärmesenke begünstigt. Durch die Struktur wird die Wärmeübertragungsfläche vergrößert. Ferner können im strömenden Medium Turbulenzen hervorgerufen werden, wodurch die Wärmeübertragung verbessert wird. Bekannte Strukturen sind beispielsweise Rippen, Lamellen oder pin-förmige Elemente.On a second surface of the support member, a structure is formed, which promotes the transfer of heat to the medium of the heat sink. The structure increases the heat transfer area. Furthermore, turbulence can be caused in the flowing medium, whereby the heat transfer is improved. Known structures are, for example, ribs, lamellas or pin-shaped elements.

Erste Komponenten der Kühlkörper können durch bekannte Urform-, Umform-, Zerspanungs- und Fügeverfahren oder durch geeignete Kombinationen dieser Verfahren hergestellt werden. Diese Verfahren erlauben, erste Komponenten in nahezu beliebiger Größe, mit hoher Qualität und Maßgenauigkeit zu geringen Kosten herzustellen. Bei den zweiten Komponenten wird das Herstellverfahren hauptsächlich durch die Art der Struktur der zweiten Fläche des Trägerelements festgelegt. Möglichkeiten hierfür sind Strangpressen und Ablängen von Rippenprofilen, Prägen oder Fräsen der Strukturen in Platten, Fließpressen der Komponente oder Urformverfahren wie Formgießen oder Metallpulverspitzguss. Die getrennte Herstellung der ersten und zweiten Komponenten der Kühlkörper erlaubt es, für beide Komponenten das jeweils optimale Design zu entwickeln und das jeweils beste Herstellverfahren zu verwenden. Ein auf diese Weise aus mindestens zwei Komponenten hergestellter Kühlkörper kann in vielen Anwendungsfällen besser sein als ein Kühlkörper, der nur aus einer Komponente besteht.First components of the heatsinks can be made by known forming, forming, cutting and joining methods or by suitable combinations of these methods. These methods make it possible to produce first components of almost any size, with high quality and dimensional accuracy at low cost. In the second components, the manufacturing method is determined mainly by the type of structure of the second surface of the support member. Possibilities for this are extrusion and cutting of rib profiles, embossing or milling of the structures in plates, extrusion of the component or primary molding processes such as casting or metal powder injection molding. The separate production of the first and second components of the heat sink allows to develop the optimal design for both components and to use the best manufacturing process. A heat sink made in this way from at least two components can be better in many applications than a heat sink, which consists of only one component.

Vorteilhafterweise kann die Gesamtheit aller ersten Komponenten eine flächige Ausdehnung haben, die größer als die Gesamtheit der ersten Flächen der Trägerelemente aller zweiten Komponenten ist. Diese Relation kann durch folgende Ungleichung beschrieben werden: n₁·A₀ > n₂·A₂ Advantageously, the entirety of all the first components can have an areal extent which is greater than the totality of the first areas of the carrier elements of all the second components. This relation can be described by the following inequality: n ₁ · A ₀ > n ₂ · A ₂

Die Gesamtheit der ersten Komponenten weist dann Bereiche auf, die nicht zur Kontaktierung einer zweiten Komponente vorgesehen sind. Diese Überstände können insbesondere im Fall der Flüssigkeitskühlung zum Anbringen weiterer Konstruktionsmerkmale wie Aussparungen, Vorsprünge oder Dichtflächen verwendet werden.The entirety of the first components then has areas that are not intended for contacting a second component. These supernatants can be used in particular in the case of liquid cooling for attaching further design features such as recesses, protrusions or sealing surfaces.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann die Anzahl n₂ der zweiten Komponenten je Kühlkörper größer sein als die Anzahl n₁ der ersten Komponenten je Kühlkörper. Je komplexer die Struktur auf der zweiten Fläche des Trägerelements der zweiten Komponenten ist, desto schwieriger wird es, große Komponenten in hoher Qualität und kostengünstig zu produzieren. Deshalb ist es vorteilhaft, insbesondere Kühlkörper für große Leistungen modular aufzubauen, indem man mehrere zweite Komponenten zu einander benachbart auf wenigen ersten Komponenten anordnet. Die Größe der zweiten Komponenten kann dann so gewählt werden, dass sie in einem Bereich liegt, für den der Herstellprozess gut geeignet ist. Bei komplexen Bauteilen ist es insbesondere im Hinblick auf Investitionskosten für Maschinen und Werkzeuge oft günstiger, viele kleine, standardisierte Teile zu produzieren als wenige große. Die Herstellmethoden für die erste Komponente der Kühlkörper sind bezüglich der Größe der Komponente sehr flexibel. Deshalb können auch große Kühlkörper mit wenigen ersten Komponenten aufgebaut werden.In a preferred embodiment of the invention, the number n _{2 of} the second components per heat sink may be greater than the number n _{1 of} the first components per heat sink. The more complex the structure on the second surface of the support member of the second components, the more difficult it becomes to produce large components in high quality and at low cost. It is therefore advantageous, in particular, to construct modular heat sinks for large outputs by arranging several second components adjacent to one another on a few first components. The size of the second components may then be chosen to be in a range for which the manufacturing process is well suited. With complex components, it is often better, especially with regard to investment costs for machines and tools, to produce many small, standardized parts than a few large ones. The production methods for the first component of the heat sink are very flexible with respect to the size of the component. Therefore, even large heatsinks can be constructed with few first components.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann der Kühlkörper genau eine erste Komponente umfassen. Falls mehrere zweite Komponenten verwendet werden, sind diese alle mit der ersten Komponente vollflächig verbunden. Diese bevorzugte Ausgestaltung hat besondere konstruktive Vorteile hinsichtlich Einfachheit, Robustheit, Maßhaltigkeit und Dichtigkeit. Ferner bietet diese modulare Bauweise der Kühlkörper die Möglichkeit, die zweiten Komponenten in einer festen Größe zu produzieren und die Größe und Geometrie der Kühlkörper über die Größe und Geometrie der ersten Komponente anzupassen.In a particularly preferred embodiment of the invention, the heat sink may comprise exactly one first component. If several second components are used, they are all connected to the first component. This preferred embodiment has particular design advantages in terms of simplicity, robustness, dimensional stability and tightness. Furthermore, this modular design of the heatsink provides the ability to produce the second components in a fixed size and to adjust the size and geometry of the heatsink via the size and geometry of the first component.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Kühlkörper genau eine erste Komponente und genau eine zweite Komponente umfassen, die mit der ersten Komponente vollflächig verbunden ist. Diese Ausführungsform ist konstruktiv sehr einfach und bei kleinen und mittleren Leistungen kostengünstig. Die getrennte Herstellung der ersten und zweiten Komponente des Kühlkörpers erlaubt es, für beide Komponenten das jeweils optimale Design zu entwickeln und das jeweils beste Herstellverfahren zu verwenden. Da die flächige Ausdehnung A₀ der ersten Komponente größer als die Kontaktfläche A₂ der zweiten Komponente ist, ist auf der ersten Komponente Platz für weitere Konstruktionsmerkmale wie Aussparungen, Vorsprünge oder Dichtflächen.In a further advantageous embodiment of the invention, the heat sink may comprise exactly one first component and exactly one second component, which is connected to the first component over the entire surface. This embodiment is structurally very simple and inexpensive for small and medium-sized services. The separate production of the first and second components of the heat sink allows to develop the optimal design for both components and to use the best manufacturing process. Since the areal extent A _{0 of} the first component is greater than the contact area A _{2 of} the second component, there is room on the first component for further design features such as recesses, protrusions or sealing surfaces.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauteils können die erste und die zweite Fläche der ersten Komponente planparallel zu einander sein. Dadurch wird die Konstruktion des Bauteils kompakt und die Herstellung einfach. Der Abstand zwischen erster und zweiter Fläche der ersten Komponente definiert die Plattendicke und wird mit s₁ bezeichnet.In an advantageous embodiment of the component according to the invention, the first and the second surface of the first component can be plane-parallel to each other. This makes the construction of the component compact and easy to manufacture. The distance between the first and second surfaces of the first component defines the plate thickness and is designated s ₁ .

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauteils können die erste und die zweite Fläche des Trägerelements der zweiten Komponente planparallel zu einander sein. Dadurch wird die Konstruktion des Bauteils kompakt und die Herstellung einfach. Der Abstand zwischen erster und zweiter Fläche des Trägerelements definiert die Plattendicke und wird mit s₂ bezeichnet.In a further advantageous embodiment of the component according to the invention, the first and the second surface of the carrier element of the second component can be plane-parallel to each other. This makes the construction of the component compact and easy to manufacture. The distance between the first and second surfaces of the carrier element defines the plate thickness and is referred to as s ₂ .

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauteils können die erste und die zweite Fläche sowohl der ersten Komponente als auch des Trägerelements der zweiten Komponente jeweils planparallel zu einander sein. Dadurch können die Vorteile der beiden vorgenannten Ausgestaltungen kombiniert werden. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Dicke s₁ der ersten Komponente mindestens groß wie die Dicke s₂ des Trägerelements der zweiten Komponente ist. In vielen Fällen wird die Wärme in der ersten Komponente nicht nur senkrecht zur Plattenfläche transportiert, sondern sie muss auch entlang der Platten geleitet werden. Eine solche Verteilung der Wärme findet statt, wenn die Wärmeerzeugung in der Wärmequelle inhomogen ist oder wenn die Kontaktfläche zwischen der Wärmequelle und der ersten Komponente nicht identisch zur Kontaktfläche zwischen der ersten und der zweiten Komponente ist. Eine große Dicke s₁ der ersten Komponente erleichtert diese Wärmeverteilung. Für die zweite Komponente kann es vorteilhaft sein, wenn die Dicke s₂ des Trägerelements klein ist. Die Vorteile können sowohl die thermische Leistungsfähigkeit als auch die Materialkosten und die Herstellung betreffen. Bei manchen Herstellverfahren steigen die Kosten erheblich, wenn die Dicke s₂ der Trägerplatte zunimmt.In a particularly advantageous embodiment of the component according to the invention, the first and the second surface of both the first component and the carrier element of the second component can each be plane-parallel to each other. As a result, the advantages of the two aforementioned embodiments can be combined. In this case, it is particularly advantageous if the thickness s _{1 of} the first component is at least as large as the thickness s _{2 of} the carrier element of the second component. In many cases, the heat in the first component is not only transported perpendicular to the plate surface, but must also be conducted along the plates. Such a distribution of heat occurs when the heat generation in the heat source is inhomogeneous or when the contact area between the heat source and the first component is not identical to the contact area between the first and second components. A large thickness s _{1 of} the first component facilitates this heat distribution. For the second component, it may be advantageous if the thickness s _{2 of} the carrier element is small. The benefits may include both thermal performance and material costs and manufacturing. In some manufacturing processes, the cost increases significantly as the thickness s _{2 of} the carrier plate increases.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils kann vorliegen, wenn die Struktur der zweiten Komponenten in Form von Elementen ausgebildet ist, die im Wesentlichen senkrecht von der zweiten Fläche des Trägerelements der zweiten Komponente abstehen. In solchen Strukturen können sich hinsichtlich Wärmeübergang und Strömungswiderstand günstige Strömungsformen des Fluids ausbilden. Ferner bieten derartige Strukturen eine große Flexibilität hinsichtlich ihrer Herstellmethoden. Strukturen mit großem Aspektverhältnis Höhe zu Breite sind anzustreben, da mit derartigen Strukturen viel Oberfläche auf einer gegebenen Grundfläche gebildet werden kann. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die Elemente pin-förmig ausgebildet sind. Die Querschnittsfläche der Elemente kann beliebig sein, bevorzugt kreisförmig, oval, halbrund, tropfenförmig oder polygonal. Die pin-förmigen Elemente bewirken im Allgemeinen große Verwirbelungen im Fluid und steigern somit den Wärmübergang erheblich. Vorteilhafterweise können die Elemente monolithisch mit dem Trägerelement verbunden sind. Dadurch wird der Widerstand für den Wärmeübergang vom Trägerelement zu den senkrecht davon abstehenden Elementen minimiert.A further advantageous embodiment of the component according to the invention may be present if the structure of the second components is designed in the form of elements which protrude substantially perpendicularly from the second surface of the carrier element of the second component. In such structures, favorable flow forms of the fluid can be formed with regard to heat transfer and flow resistance. Furthermore, such structures offer great flexibility in terms of their production methods. High aspect ratio structures are desirable, since with such structures, much surface area can be formed on a given footprint. In particular, it may be advantageous if the elements are pin-shaped. The cross-sectional area of the elements can be arbitrary, preferably circular, oval, semicircular, drop-shaped or polygonal. The pin-shaped elements generally cause large turbulence in the fluid and thus significantly increase the heat transfer. Advantageously, the elements can be monolithically connected to the carrier element. As a result, the resistance to the heat transfer from the carrier element to the perpendicularly projecting elements is minimized.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils kann vorliegen, wenn die zweite Komponente mittels Metallpulverspritzguss einstückig hergestellt ist. Mit dieser Herstellmethode können die vorgenannten vorteilhaften Ausführungsformen realisiert werden. Insbesondere lassen sich Strukturen mit großem Aspektverhältnis herstellen. Unabhängig von der genauen Ausführungsform und Herstellmethode ist es vorteilhaft, die zweite Komponente des Kühlkörpers aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium herzustellen.A particularly advantageous embodiment of the component according to the invention can be present if the second component is manufactured in one piece by means of metal powder injection molding. With this manufacturing method, the aforementioned advantageous embodiments can be realized. In particular, structures with a high aspect ratio can be produced. Regardless of the exact embodiment and manufacturing method, it is advantageous to produce the second component of the heat sink from a material with high thermal conductivity such as copper or aluminum.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils kann vorliegen, wenn die erste Komponente aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist. Hierzu zählen insbesondere Metalle wie Kupfer oder Aluminium, Kupfer- oder Aluminiumlegierungen, Werkstoffverbunde vorzugsweise von Metallen, aber auch Graphit oder Verbundwerkstoffe. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann die erste Komponente aus Bandmaterial hergestellt sein. Metallisches Bandmaterial ist kostengünstig herstellbar und in einem großen Abmessungsbereich verfügbar. Mittels speziellen Legierungen ist es möglich, die mechanischen und thermischen Eigenschaften des Werkstoffs sowie seine weitere Verarbeitbarkeit gezielt zu beeinflussen. Durch bekannte Bearbeitungsverfahren wie beispielsweise Bohren, Fräsen, Prägen kann ein bandförmiges Werkstück leicht um zusätzliche Konstruktionsmerkmale ergänzt werden.A further preferred embodiment of the component according to the invention may be present if the first component is made of a material with high thermal conductivity. These include in particular metals such as copper or aluminum, copper or aluminum alloys, material composites preferably of metals, but also graphite or composite materials. In a particularly preferred embodiment, the first component may be made of strip material. Metallic strip material is inexpensive to produce and available in a wide range of dimensions. Using special alloys, it is possible to influence the mechanical and thermal properties of the material as well as its further processability. By known machining methods such as drilling, milling, embossing a band-shaped workpiece can be easily supplemented by additional design features.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung der erfindungsgemäßen Bauteile zur Kühlung von elektrischen oder elektronischen Bauteilen, wobei die Kühlung mittels einer Flüssigkeit erfolgt. Mit Flüssigkeit beaufschlagte Kühlkörper haben typischerweise eine komplexere Gestalt als Kühlkörper für Luftkühlung. Die Abdichtung des Flüssigkeit führenden Volumens erfordert zusätzliche Konstruktionsmerkmale wie Rahmen oder Dichtflächen. Ferner steigt der Bedarf an Kühlkörpern für große Leistungen. In Bereich großer Leistungen werden bevorzugt Flüssigkeitskühler eingesetzt. Die erfindungsgemäßen, modular aufgebauten Kühlkörper erfüllen die Anforderungen, die bei der Verwendung von Flüssigkeitskühlern gestellt werden, in idealer Weise.Another aspect of the invention relates to the use of the components according to the invention for the cooling of electrical or electronic components, wherein the cooling takes place by means of a liquid. Liquid heatsinks typically have a more complex shape than heatsinks for air cooling. The sealing of the liquid-carrying volume requires additional design features such as frames or sealing surfaces. Furthermore, the demand for heat sinks for large outputs is increasing. In the range of high powers, preference is given to using liquid coolers. The modular heatsinks according to the invention ideally meet the requirements placed on the use of liquid coolers.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to schematic drawings. Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

Es zeigen:Show it:

1 einen erfindungsgemäßen Kühlkörper mit einer ersten und einer zweiten Komponente; 1 a heat sink according to the invention with a first and a second component;

2 einen erfindungsgemäßen Kühlkörper mit einer ersten und zwei zweiten Komponenten; 2 a heat sink according to the invention with a first and two second components;

3 einen erfindungsgemäßen Kühlkörper mit zwei ersten und drei zweiten Komponenten; 3 a heat sink according to the invention with two first and three second components;

4 einen erfindungsgemäßen Kühlkörper, bei dem sich zwei zweite Komponenten in einer Nut der ersten Komponente befinden; 4 a heat sink according to the invention, in which two second components are located in a groove of the first component;

5 einen erfindungsgemäßen Kühlkörper mit einer rahmenartigen Erhebung auf der ersten Komponente; 5 a heat sink according to the invention with a frame-like elevation on the first component;

6 einen erfindungsgemäßen Kühlkörper mit einer von der idealen Plattenform abweichenden ersten Komponente. 6 a heat sink according to the invention with a deviating from the ideal plate shape first component.

1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Kühlkörper 1 mit einer ersten 10 und einer zweiten 20 Komponente. Die erste Komponente 10 ist hier als quaderförmige Platte der Dicke s₁ ausgeführt. Die flächige Ausdehnung A₀ der ersten Komponente 10 ist in diesem Fall gleich dem Flächeninhalt der rechteckigen Grundfläche der Platte. Die erste 11 und die zweite 12 Fläche der ersten Komponente 10 sind zu einander planparallel. Die erste Komponente 10 kann aus einem Kupferband gefertigt sein. Die zweite Komponente 20 umfasst ein Trägerelement 23, das als quaderförmige Platte der Dicke s₂ ausgeführt ist. Der Flächeninhalt der ersten Fläche 21 des Trägerelements 23 hat die Größe A₂. Auf der zweiten Fläche 22 des Trägerelements 23 ragen pin-förmige Elemente 31 senkrecht ab. Diese Elemente 31 bilden eine Struktur 30, die die Übertragung von Wärme an die Wärmesenke begünstigt. Die zweite Komponente 20 kann beispielsweise mittels Metallpulverspritzguss hergestellt werden. Da das pulverförmige Ausgangsmaterial hierfür relativ teuer ist, ist es günstig, so wenig Material wie möglich für das Trägerelement 23 zu verwenden. Das Trägerelement 23 dient primär als Basis für die pin-förmigen Elemente 31 und es kann folglich relativ dünn sein. 1 shows a perspective view of a heat sink according to the invention 1 with a first 10 and a second 20 Component. The first component 10 is executed here as a rectangular plate of thickness s ₁ . The areal extent A _{0 of} the first component 10 is in this case equal to the area of the rectangular base of the plate. The first 11 and the second 12 Area of the first component 10 are plane-parallel to each other. The first component 10 can be made of a copper band. The second component 20 comprises a carrier element 23 , which is designed as a rectangular plate of thickness s ₂ . The area of the first area 21 the carrier element 23 has the size A ₂ . On the second surface 22 the carrier element 23 protrude pin-shaped elements 31 vertically off. These elements 31 form a structure 30 , which promotes the transfer of heat to the heat sink. The second component 20 can be produced for example by means of metal powder injection molding. Since the powdery starting material for this is relatively expensive, it is favorable as little material as possible for the support element 23 to use. The carrier element 23 serves primarily as a base for the pin-shaped elements 31 and thus it can be relatively thin.

An der ersten Fläche 11 der ersten Komponente 10 wird eine Wärmequelle angebracht, die in 1 nicht dargestellt ist. Auf der zweiten Fläche 12 der ersten Komponente 10 ist die zweite Komponente 20 angebracht. Der Kontakt zwischen beiden Komponenten 10 und 20 erfolgt über die gesamte erste Fläche 21 des Trägerelements 23 der zweiten Komponente 20. Die flächige Ausdehnung A₀ der ersten Komponente 10 ist größer als die Größe A₂ der ersten Fläche 21 des Trägerelements 23 der zweiten Komponente 20. Bereiche der ersten Komponente 10 ragen über die Kontaktfläche zur zweiten Komponente 20 hinaus. Diese Bereiche können insbesondere im Fall der Flüssigkeitskühlung zum Anbringen weiterer Konstruktionsmerkmale wie Aussparungen, Vorsprünge oder Dichtflächen verwendet werden. Die Querverteilung der von der Wärmequelle abgegebenen Wärme erfolgt im Wesentlichen durch die erste Komponente 10, weshalb die Dicke s₁ der ersten Komponente 10 größer ist als die Dicke s₂ des Trägerelements 23 der zweiten Komponente 20.At the first area 11 the first component 10 a heat source is installed in 1 not shown. On the second surface 12 the first component 10 is the second component 20 appropriate. The contact between both components 10 and 20 takes place over the entire first surface 21 the carrier element 23 the second component 20 , The areal extent A _{0 of} the first component 10 is greater than the size A _{2 of} the first surface 21 the carrier element 23 the second component 20 , Areas of the first component 10 protrude over the contact surface to the second component 20 out. In particular, in the case of liquid cooling, these regions can be used for attaching further design features such as recesses, protrusions or sealing surfaces. The transverse distribution of the heat emitted by the heat source takes place essentially through the first component 10 why the thickness s _{1 of} the first component 10 is greater than the thickness s _{2 of} the support element 23 the second component 20 ,

2 zeigt in perspektivischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Kühlkörper 1 mit einer ersten 10 und zwei zweiten 20 Komponenten. Die beiden zweiten Komponenten 20 sind in einer Linie hintereinander liegend angeordnet und beide sind vollflächig mit der ersten Komponente 10 verbunden. Die gesamte Kontaktfläche zwischen der ersten Komponente 10 und den zweiten Komponenten 20 ist kleiner als die flächige Ausdehnung A₀ der ersten Komponente 10. Somit bleiben auf der ersten Komponente 10 Bereiche übrig, die insbesondere im Fall der Flüssigkeitskühlung zum Anbringen weiterer Konstruktionsmerkmale wie Aussparungen, Vorsprünge oder Dichtflächen verwendet werden können. 2 shows a perspective view of a heat sink according to the invention 1 with a first 10 and two second 20 Components. The two second components 20 are arranged one behind the other in a line and both are completely flat with the first component 10 connected. The entire contact area between the first component 10 and the second components 20 is smaller than the areal extent A _{0 of} the first component 10 , Thus, stay on the first component 10 Regions remain that can be used in particular in the case of liquid cooling for attaching other design features such as recesses, protrusions or sealing surfaces.

Für den Fachmann ist es naheliegend, die in 2 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlkörpers 1 auf mehr als zwei zweite Komponenten 20 zu erweitern und zu variieren. Die zweiten Komponenten 20 können dabei sowohl in einer Linie als auch matrixartig in Reihen und Spalten oder zu einander versetzt angeordnet sein. Ebenso sind Anordnungen herstellbar, bei denen sich die Anzahl der zweiten Komponenten 20 je Reihe ändert. Beispielsweise können in der ersten Reihe zwei zweite Komponenten 20 positioniert sein und ab der zweiten Reihe jeweils drei zweite Komponenten 20 pro Reihe positioniert sein. Ferner kann es vorteilhaft sein, zweite Komponenten mit variierender Größe zu verwenden. Ein weitere vorteilhafte Abwandlung der Erfindung sieht vor, mehrere Sorten von zweiten Komponenten 20 zu verwenden, wobei sich diese in ihrer Struktur 30, die die Wärmeübertragung steigert, unterscheiden. Auf diese Weise kann ein Kühlkörper konstruiert werden, bei dem die Struktur 30 entlang des Strömungswegs des Wärme aufnehmenden Mediums gezielt verändert wird.For the expert, it is obvious that in 2 shown embodiment of the heat sink according to the invention 1 on more than two second components 20 expand and vary. The second components 20 can be arranged both in a line and a matrix in rows and columns or staggered. Likewise, arrangements can be made in which the number of second components 20 each row changes. For example, in the first row two second components 20 be positioned and from the second row in each case three second components 20 be positioned per row. Further, it may be advantageous to use second components of varying size. A further advantageous modification of the invention provides for several types of second components 20 to use, these being in their structure 30 , which increases the heat transfer, differentiate. In this way, a heat sink can be constructed in which the structure 30 is selectively changed along the flow path of the heat receiving medium.

3 zeigt in perspektivischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Kühlkörper 1 mit zwei ersten 10 und drei zweiten 20 Komponenten. Die drei zweiten Komponenten 20 sind in einer Linie hintereinander liegend angeordnet und sie sind vollflächig mit mindestens einer ersten Komponente verbunden. Die gesamte Kontaktfläche zwischen den ersten 10 und den zweiten 20 Komponenten ist kleiner als die gesamte flächige Ausdehnung n₁·A₀ der ersten Komponenten 10. Es bleiben also auf der Gesamtheit der ersten Komponenten 10 Bereiche übrig, die insbesondere im Fall der Flüssigkeitskühlung zum Anbringen weiterer Konstruktionsmerkmale wie Aussparungen, Vorsprünge oder Dichtflächen verwendet werden können. 3 shows a perspective view of a heat sink according to the invention 1 with two first 10 and three second 20 Components. The three second components 20 are arranged one behind the other in a line and they are connected over the entire surface with at least one first component. The entire contact area between the first 10 and the second 20 Components is smaller than the total areal extent n ₁ · A _{0 of} the first components 10 , So it remains on the totality of the first components 10 Regions remain that can be used in particular in the case of liquid cooling for attaching other design features such as recesses, protrusions or sealing surfaces.

4 zeigt in perspektivischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Kühlkörper 1 mit einer ersten 10 und zwei zweiten 20 Komponenten. Die beiden zweiten Komponenten 20 sind in einer Linie hintereinander liegend angeordnet und beide sind vollflächig mit der ersten Komponente 10 verbunden. Im Unterschied zu der in 2 dargestellten Ausführungsform weist die erste Komponente 10 eine Nut 40 auf, in die die zweiten Komponenten 20 eingebracht sind. Die Tiefe der Nut 40 ist in der in 4 dargestellten Ausführungsform gleich der Dicke s₂ der Trägerelemente 23 der zweiten Komponenten 20. Dadurch schließen die Trägerelemente 23 bündig mit der Oberfläche der ersten Komponente 10 ab. Dies kann hinsichtlich des Druckabfalls günstig sein. Die Größe der Nut 40 kann auf die gesamte Größe der zweiten Komponenten 20 genau angepasst sein. Die Nut 40 kann aber auch größer sein als die Summe der ersten Flächen 21 der zweiten Komponenten 20. Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform kann die erste Komponente 10 durch Ablängen eines entsprechend profilierten Metallbandes hergestellt werden. Andererseits ist es aber auch möglich, die Nut 40 nachträglich in eine Metallplatte beispielsweise durch Fräsen einzubringen. 4 shows a perspective view of a heat sink according to the invention 1 with a first 10 and two second 20 Components. The two second components 20 are arranged one behind the other in a line and both are completely flat with the first component 10 connected. Unlike the in 2 illustrated embodiment, the first component 10 a groove 40 on, in which the second components 20 are introduced. The depth of the groove 40 is in the in 4 illustrated embodiment equal to the thickness s _{2 of} the support elements 23 the second components 20 , This will close the support elements 23 flush with the surface of the first component 10 from. This can be beneficial in terms of pressure drop. The size of the groove 40 can affect the entire size of the second components 20 be exactly adjusted. The groove 40 but can also be larger than the sum of the first surfaces 21 the second components 20 , At the in 4 illustrated embodiment, the first component 10 be made by cutting a correspondingly profiled metal strip. On the other hand, it is also possible, the groove 40 subsequently introduce into a metal plate, for example by milling.

5 zeigt in perspektivischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Kühlkörper 1 mit einer ersten 10 und zwei zweiten 20 Komponenten. Die beiden zweiten Komponenten 20 sind in einer Linie hintereinander liegend angeordnet und beide sind vollflächig mit der ersten Komponente 10 verbunden. Im Unterschied zu der in 2 dargestellten Ausführungsform weist die erste Komponente 10 eine Erhebung 41 auf der zweiten Fläche 12 der ersten Komponente 10 auf. Die Erhebung 41 schließt wie ein Rahmen den Bereich mit den zweiten Komponenten 20 ein und bildet so einen Teil der Begrenzung, die das mit Kühlmedium durchströmte Volumen umgibt. Die in 5 dargestellt Ausführungsform der ersten Komponente 10 kann auf verschiedene Weisen hergestellt werden. Eine Methode ist, die Komponente 10 mittels Fräsen herzustellen. Eine alternative Methode wäre, die Erhebung 41 separat herzustellen und diese dann mit bekannten Fügemethoden auf eine Metallplatte aufzubringen. 5 shows a perspective view of a heat sink according to the invention 1 with a first 10 and two second 20 Components. The two second components 20 are arranged one behind the other in a line and both are completely flat with the first component 10 connected. Unlike the in 2 illustrated embodiment, the first component 10 a survey 41 on the second surface 12 the first component 10 on. The assessment 41 Closes the area with the second components like a frame 20 and thus forms part of the boundary surrounding the volume flowed through by the cooling medium. In the 5 illustrated embodiment of the first component 10 can be made in different ways. One method is the component 10 to produce by milling. An alternative method would be the survey 41 separately produce and then apply them with known joining methods on a metal plate.

6 zeigt in perspektivischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Kühlkörper 1 mit einer ersten 10 und einer zweiten 20 Komponente. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Ausführungsform ist die erste Komponente 10 nicht als quaderförmige Platte, sondern als Platte mit aufgesetztem Pyramidenstumpf 13 ausgeführt. Dadurch ist die flächige Ausdehnung A₀ der ersten Komponente 10 größer als deren zweite Fläche 12. Die Größe A₁ der zweiten Fläche 12 ist so bemessen, dass die zweite Komponente 20 vollflächig an die erste Komponente 10 angebracht werden kann. Der Abstand zwischen erster 11 und zweiter 12 Fläche der ersten Komponente 10 definiert die Dicke s₁. Diese Ausführungsform ist hinsichtlich des Materialeinsatzes besonders vorteilhaft. 6 shows a perspective view of a heat sink according to the invention 1 with a first 10 and a second 20 Component. Unlike the in 1 illustrated embodiment, the first component 10 not as a cuboidal plate, but as a plate with a pyramidal stump 13 executed. As a result, the areal extent A _{0 of} the first component 10 larger than the second surface 12 , The size A _{1 of} the second surface 12 is sized to be the second component 20 over the entire surface of the first component 10 can be attached. The distance between the first 11 and second 12 Area of the first component 10 defines the thickness s ₁ . This embodiment is particularly advantageous in terms of material usage.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Bauteilcomponent
1010: erste Komponentefirst component
1111: erste Fläche der ersten Komponentefirst surface of the first component
1212: zweite Fläche der ersten Komponentesecond surface of the first component
1313: Pyramidenstumpftruncated pyramid
2020: zweite Komponentesecond component
2121: erste Fläche des Trägerelements der zweiten Komponentefirst surface of the carrier element of the second component
2222: zweite Fläche des Trägerelements der zweiten Komponentesecond surface of the carrier element of the second component
2323: Trägerelementsupport element
3030: Strukturstructure
3131: Elemente auf der zweiten Fläche des TrägerelementsElements on the second surface of the support element
4040: Nutgroove
4141: Erhebungsurvey
A₀ A ₀: flächige Ausdehnung der ersten Komponenteplanar expansion of the first component
A₁ A ₁: Größe der zweiten Fläche der ersten KomponenteSize of the second surface of the first component
A₂ A ₂: Größe der ersten Fläche der zweiten KomponenteSize of the first surface of the second component
n₁ n ₁: Anzahl der ersten KomponentenNumber of first components
n₂ n ₂: Anzahl der zweiten KomponentenNumber of second components
s₁ s ₁: Dicke der ersten KomponenteThickness of the first component
s₂ s ₂: Dicke des Trägerelements der zweiten KomponenteThickness of the carrier element of the second component

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 7428154 B2 [0002]
US 5366688 [0003]
US 6436550 B2 [0004]
US 6173758 B1 [0005]
US 6569380 B2 [0006]
US 2011/79376 A1 [0007]
DE 3939674 A1 [0008]
DE 102010029663 A1 [0008]
US 7667970 B2 [0009]
US 3481393 [0010]
WO 2010/096355 A2 [0011]

Claims

Component ( 1 ) for transferring heat from a heat source to a heat sink, said component ( 1 ) consists of at least one first component ( 10 ), at least one second component ( 20 ) and optionally further components, wherein first components ( 10 ) have a substantially plate-like shape with a first surface ( 11 ) for contacting the heat source and at least one second surface ( 12 ) for contacting at least one second component ( 20 ), and wherein second components ( 20 ) a carrier element ( 23 ) comprising a first surface ( 21 ) and at least one second surface ( 22 ), wherein the first surface ( 21 ) for contacting at least one first component ( 10 ), and wherein on second surfaces ( 22 ) a structure ( 30 ), which favors the transfer of heat to the heat sink, characterized in that first components ( 10 ) has a larger areal extent than the first area ( 21 ) of the carrier element ( 23 ) of the second components ( 20 ) and that second components ( 20 ) over the entire area with first components ( 10 ) are connected.

Component ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the entirety of all the first components ( 10 ) has a surface extent greater than the totality of the first surfaces ( 21 ) of the carrier elements ( 23 ) of all second components ( 20 ).

Component ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the number of second components ( 20 ) is greater than the number of first components ( 10 ).

Component ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the component ( 1 ) exactly a first component ( 10 ).

Component ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the component ( 1 ) exactly a first component ( 10 ) and exactly one second component ( 20 ).

Component ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that first components ( 10 ) exactly one second surface ( 12 ), and that the second surface ( 12 ) plane parallel to the first surface ( 11 ) of the first component ( 10 ) and is spaced therefrom by the distance s ₁ .

Component ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the carrier element ( 23 ) of the second components ( 20 ) exactly one second surface ( 22 ), and that the second surface ( 22 ) plane parallel to the first surface ( 21 ) of the carrier element ( 23 ) and is spaced therefrom by the distance s ₂ .

Component ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the distance s _{1 is} at least as large as the distance s ₂ .

Component ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the structure ( 30 ) of the second components ( 20 ) in the form of elements ( 31 ) substantially perpendicular to the second surface ( 22 ) of the carrier element ( 23 ) of the second component ( 20 ), is formed.

Component ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the elements ( 31 ) are pin-shaped.

Component ( 1 ) according to claim 9 or 10, characterized in that the elements ( 31 ) monolithically with the carrier element ( 23 ) are connected.

Component ( 1 ) according to claim 11, characterized in that second components ( 20 ) are made in one piece by means of metal powder injection molding.

Component ( 1 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that first components ( 10 ) are made of a material with high thermal conductivity.

Component ( 1 ) according to claim 13, characterized in that first components ( 10 ) are made of strip material.

Use of a component ( 1 ) according to one of claims 1 to 14 for cooling of electrical or electronic components, characterized in that the cooling takes place by means of a liquid.