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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper und ein mit einem Kühlkörper ausgestattetes elektronisches Bauteil.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Elektronische Bauteile, die aus Halbleiterelementen und dergleichen aufgebaut sind (z. B. ein Leistungsmodul), werden in ein Fahrzeug, beispielsweise ein Kraftfahrzeug oder ähnliches eingebaut. Im Betrieb erzeugt ein elektronisches Bauteil Wärme, und daher wird es thermisch mit einem Kühlkörper verbunden.
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Ein Kühlkörper weist einen Strömungsweg auf, der ein Kühlmittel transportiert, mit dem ein elektronisches Bauteil gekühlt wird, bei dem es sich um einen Wärme erzeugenden Körper handelt. Der Strömungsweg weist zwei Strömungsweg-Wandflächen auf, die einander zugewandt sind. Von den beiden Strömungsweg-Wandflächen ist eine Strömungsweg-Wandfläche (Kühlfläche) auf einer Seite, wo das elektronische Bauteil angebracht ist, mit einer Mehrzahl von Rippen bzw. Lamellen versehen.
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Ein Zwischenraum, der eine Störung beim Zusammenbau des Kühlkörpers verhindert bzw. für ausreichend Montageraum sorgt, ist zwischen distalen Enden der Mehrzahl von Rippen und der Strömungsweg-Wandfläche, die der Kühlfläche zugewandt ist (d. h. der gegenüber liegenden Oberfläche), ausgebildet. Da in dem Zwischenraum kein Hindernis vorhanden ist, das den Strom des Kühlmittels behindern würde, strömt das Kühlmittel ungehindert durch den Zwischenraum. Da das Kühlmittel somit in der Nähe der gegenüber liegenden Oberfläche ungehindert strömt und in der Nähe der Kühlfläche weniger ungehindert strömt, ist die Kühlleistung nicht besonders gut.
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Daher wird ein Kühlkörper vorgeschlagen, bei dem die gegenüber liegende Oberfläche mit einer Mehrzahl von wellenförmigen Vorsprüngen versehen ist, um den Strom des Kühlmittels in der Nähe der gegenüber liegenden Oberfläche zu behindern (siehe z. B. die Druckschrift
JP 2007-110025 A ). Diese wellenförmigen Vorsprünge sind so vorgesehen bzw. ausgebildet, dass der Scheitelpunkt jedes Vorsprungs zwischen den distalen Enden von Rippen angeordnet ist.
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Für einen anderen Zweck wurde ein anderer Kühlkörper vorgeschlagen, in dem Vorsprünge mit einer dreieckigen vertikalen Querschnittsform mäandernd (oder im Zickzack) angeordnet sind, siehe z. B. die Druckschrift
JP 4027353 B2 ). Die Vorsprünge sind vorgesehen, um den Strom des Kühlmittels in drei Dimensionen zu stören und zu bewirken, dass das Kühlmittel auf die Kühlfläche trifft. Die Vorsprünge können gemäß z. B. der Druckschrift
JP 4027353 B2 sowohl an der Kühlfläche als auch an der gegenüber liegenden Oberfläche vorgesehen sein. In diesem Fall wird die Wärmeübertragungsfläche des Kühlkörpers, die Wärme auf das Kühlmittel überträgt, größer, und die verengten Strömungswege bewirken, dass das Kühlmittel schneller strömt.
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Jedoch fehlt in dem Kühlkörper, der in der Druckschrift
JP 2007-110025 A Abeschrieben ist, ein Hindernis, das den Strom des Kühlmittels in Vertiefungen behindern würde, bei denen es sich um Talabschnitte der wellenförmigen Vorsprünge handelt, die an der gegenüber liegenden Oberfläche vorgesehen sind, und daher strömt das Kühlmittel in den Vertiefungen ungehindert. Daher ist in der Nähe der gegenüber liegenden Oberfläche keine ausreichende behindernde Wirkung auf den Strom des Kühlmittels vorhanden, und daher reicht die Kühlleistung nicht aus.
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Außerdem wirft der in der Druckschrift
JP 4027353 B2 beschriebene Kühlkörper die folgenden Probleme (1) bis (2) auf. (1) Da die Kühlfläche keinen Vorsprung aufweist, oder falls doch, einen mit dreieckiger vertikaler Querschnittform, ist die Wärmeübertragungsfläche des Kühlkörpers, der Wärme auf das Kühlmittel überträgt, klein. (2) In dem Fall, wo Vorsprünge sowohl an der Kühlfläche als auch an der gegenüber liegenden Oberfläche ausgebildet sind, so dass der Strömungsweg verengt ist, ändert sich die Strömungsrate bezüglich eines Maßfehlers des Strömungsweg stark, und daher sind Abweichungen der Kühlleistung und Abweichungen des Druckverlusts groß.
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Die Druckschrift
EP 1 744 360 A2 offenbart eine Wärmesenke mit adaptierter Rückplatte. Aus der Druckschrift
US 2004/0 184 237 A1 ist eine Wärmeableitvorrichtung mit einem Kühlmittel bekannt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung bildet einen Kühlkörper mit hervorragender Kühlleistung.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft einen Kühlkörper, der in sich einen Strömungsweg aufweist, durch den ein Kühlmittel strömt, welches einen Wärme erzeugenden Körper kühlt. Der Strömungsweg weist zwei Strömungsweg-Wandflächen auf, die einander zugewandt sind. Eine Mehrzahl säulenartiger bzw. säulenförmiger Rippen ist an einer der Strömungsweg-Wandflächen vorgesehen, und die eine von den Strömungsweg-Wandflächen ist auf einer Seite angeordnet, wo der Wärme erzeugende Körper vorgesehen ist. Die Mehrzahl säulenförmiger Rippen beinhaltet lange säulenförmige Rippen und kurze säulenförmige Rippen, wobei die langen säulenförmigen Rippen und die kurzen säulenförmigen Rippen von der einen der Strömungsweg-Wandflächen vorstehen und die langen säulenförmigen Rippen in Vorsprungsrichtung länger als die kurzen säulenförmigen Rippen sind, und die andere von den Strömungsweg-Wandflächen Vertiefungen aufweist, in die ein von der einen der Strömungsweg-Wandflächen entfernter Endabschnitt der langen säulenförmigen Rippen eingeführt ist, wodurch ein Strömungswiderstand groß wird, so dass das Kühlmittel nicht ungehindert in den Vertiefungen strömt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Merkmale, Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung von Ausführungsbeispielen der Erfindung werden nun mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente bezeichnen, und in denen:
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1 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie I-I in 2 ist, die ein mit einem Kühlkörper ausgestattetes elektronisches Bauteil gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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2 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in 1 ist;
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3 eine Querschnittsansicht einer Modifikation des abgebildeten Gegenstands von 2 ist;
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4 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV in 5 ist, die ein mit einem Kühlkörper ausgestattetes elektronisches Bauteil gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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5 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie V-V in 4 ist;
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6 eine schematische Ansicht ist, die eine Lagebeziehung zwischen langen säulenartigen Rippen von zwei Reihen langer säulenartiger Rippen darstellt, gesehen in einer Richtung eines Kühlmittel-Hauptstroms;
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7 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VII-VII in 8 ist, die ein mit einem Kühlkörper ausgestattetes elektronisches Bauteil gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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8 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VIII-VIII in 7 ist;
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9 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IX-IX in 10 ist, die ein mit einem Kühlkörper ausgestattetes elektronisches Bauteil gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
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10 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie X-X in 9 ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden Ausführungsformender Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Gleiche oder einander entsprechende Abschnitte werden in den Zeichnungen mit gleichen oder entsprechenden Bezugszahlen oder Zeichen benannt und werden nachstehend nicht mehrfach beschrieben.
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(ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM) 1 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie I-I in 2 und zeigt ein mit einem Kühlkörper ausgestattetes elektronisches Bauteil gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. 2 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in 1. Zur besseren Unterscheidung sind in 2 die langen säulenartigen Rippen mit schwarzen Kreisen dargestellt, und kurze säulenartige Rippen sind mit weißen Kreisen dargestellt.
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Der Kühlkörper 10 weist in sich einen Strömungsweg 11 auf, in dem ein Kühlmittel 4 strömt. Das Kühlmittel 4 kühlt ein elektronisches Bauteil 2, bei dem es sich um einen Wärme erzeugenden Körper handelt. Das elektronische Bauteil 2 weist Halbleiterelemente und dergleichen auf und erzeugt im Betrieb Wärme. Konkrete Beispiele für das elektronische Bauteil 2 beinhalten unter anderem ein Leistungsmodul, das ein Halbleiter-Bauelement zum Umwandeln von elektrischer Leistung, beispielsweise einen IGBT, aufweist. Der Kühlkörper 10 dieser Ausführungsform kann auch zum Kühlen von anderen Wärme erzeugenden Körpern außer dem elektronischen Bauteil 2 verwendet werden.
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Das Kühlmittel 4 bewegt sich durch den Strömungsweg 11 nach außen und gibt dabei Wärme aus dem Kühlkörper 10 und somit Wärme vom elektronischen Bauteil 2 nach außen ab. Wenn es nach außen gelangt ist, kann das Kühlmittel 4 von einer Kühleinrichtung gekühlt werden und dann zum Strömungsweg 11 zurückgeschickt werden. Das hier verwendete Kühlmittel 4 ist eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser oder ein Frostschutzmittel, oder ein Gas, beispielsweise Luft.
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Der Kühlkörper 10 ist beispielsweise aus einem Harz, einem Metall oder einem keramischen Werkstoff gebildet. Das Harz lässt sich ausgezeichnet formen (oder gießen) und hat ein geringes Gewicht. Das Metall weist eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit auf. Das keramische Material weist eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit auf.
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Der Kühlkörper 10 weist eine Wärme abstrahlende Platte 12, an der das elektronische Bauteil 2 befestigt ist, eine gegenüber liegende Platte 13, die der Wärme abstrahlenden Platte 12 zugewandt ist (gegenüber liegt), und Seitenwände 14 (siehe 2) auf, die zwischen der Wärme abstrahlenden Platte 12 und der gegenüber liegenden Platte 13 vorgesehen sind. Die Wärme abstrahlende Platte 12, die gegenüber liegende Platte 13 und die Seitenwände 14 sind als ein einheitlicher Körper vorgesehen bzw. ausgebildet. An der Wärme abstrahlenden Platte 12 in 1 ist nur ein elektronisches Bauteil 2 angebracht, aber es können auch zwei oder mehr elektronische Bauteile 2 an der Wärme abstrahlenden Platte 12 angebracht sein. Außerdem können die Wärme abstrahlende Platte 12 und das elektronische Bauteil 2 einstückig geformt bzw. gegossen sein.
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Die Wärme abstrahlende Platte 12, die gegenüber liegende Platte 13 und die Seitenwände 14 können separat hergestellt sein und können dann miteinander verbunden werden. Ferner können die Wärme abstrahlende Platte 12 und die Seitenwände 14 einstückig geformt sein, und die gegenüber liegende Platte 13 kann mit dem einstückig geformten Körper verbunden werden. Ferner können die gegenüber liegende Platte 13 und die Seitenwände 14 einstückig geformt sein, und die Wärme abstrahlende Platte 12 kann mit dem einstückig geformten Körper verbunden werden. Beispiele für das Verbindungsverfahren sind unter anderem ein Verbindungsverfahren, das Bolzen bzw. Schrauben verwendet, ein Verbindungsverfahren, das eine Pressung bzw. Kaltverformung beinhaltet, usw. Die Verbindungsstellen können mit einem Dichtungselement versehen sein, um ein Austreten des Kühlmittels 4 zu verhindern. Das hier verwendete Dichtungselement kann beispielsweise ein Kautschuk- oder Metallteil, eine Feststoffdichtung, eine viskose Dichtung oder ein O-Ring sein.
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Die Wärme abstrahlende Platte 12, die gegenüber liegende Platte 13 und die Seitenwände 14 umgeben den Strömungsweg 11. Der Strömungsweg 11 weist zwei Strömungsweg-Wandflächen 11a und 11b auf, die einander zugewandt sind. Eine von den zwei Strömungsweg-Wandflächen 11a und 11b, die Strömungsweg-Wandfläche (Kühlfläche) 11a auf einer Seite, wo das elektronische Bauteil 2 installiert ist (d. h. auf einer Seite, wo das elektronische Bauteil 2 vorgesehen ist), besteht aus einer Innenfläche der Wärme abstrahlenden Platte 12. Außerdem besteht die Strömungsweg-Wandfläche (die gegenüber liegende Oberfläche) 11b, die der Kühlfläche 11a zugewandt ist, aus einer Innenfläche der gegenüber liegenden Platte 13.
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Die Kühlfläche 11a ist mit einer Mehrzahl von säulenartigen Rippen 21 und 22 versehen, um die Wärmeübertragungsfläche des Kühlkörpers 10, die Wärme auf das Kühlmittel 4 überträgt, zu vergrößern, wodurch die Kühlleistung des Kühlkörpers 10 verbessert wird.
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Die säulenartigen Rippen 21 und 22 können einstückig mit der Wärme abstrahlenden Platte 12 geformt bzw. gegossen sein oder können separat von der Wärme abstrahlenden Platte 12 hergestellt sein und dann mit der Wärme abstrahlenden Platte 12 verbunden werden. Jede der säulenartigen Rippen 21 und 22 kann, wenn sie einstückig mit der Wärme abstrahlenden Platte 12 geformt bzw. gegossen ist, eine konische Form aufweisen, die zu ihrem distalen Ende hin schmäler wird, so dass sich das Formteil leicht aus einer Form lösen lässt.
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Eine Querschnittsform der säulenartigen Rippen 21 und 22 ist beispielsweise eine Kreisform, wie in 2 dargestellt.
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Da die säulenartigen Rippen 21 und 22 einfache Formen aufweisen, lassen sich die säulenartigen Rippen 21 und 22 im Vergleich zu dem Fall, wo Vorsprünge, deren vertikale Querschnittsform dreieckig ist, mäandernd (im Zickzack) angeordnet sind wie im Stand der Technik, leicht formen oder gießen. Da die säulenartigen Rippen 21 und 22 einfache Formen aufweisen, kann das Design der säulenartigen Rippen 21 und 22 im Vergleich zum Stand der Technik außerdem problemlos verändert werden, beispielsweise was die Abmessungen, die Form, den Abstand usw. betrifft.
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Die Mehrzahl säulenartiger Rippen 21 und 22 beinhalten lange säulenartige Rippen 21 und kurze säulenartige Rippen 22, die weniger lang sind als die langen säulenartigen Rippen 21. Die langen säulenartigen Rippen 21 und die kurzen säulenartigen Rippen 22 können aus dem gleichen Material gebildet sein oder sie können aus verschiedenen Materialien gebildet sein.
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Distale Endabschnitte 21a der langen säulenartigen Rippen 21 sind in Vertiefungen 31 eingeführt, die in der gegenüber liegenden Oberfläche 11b ausgebildet sind. Zwischen den distalen Endabschnitten 21a der langen säulenartigen Rippen 21 und inneren Bodenflächen 31b der Vertiefungen 31 sind Zwischenräume vorhanden, die eine Störung beim Zusammenbau des Kühlkörpers verhindern sollen.
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Dagegen sind distale Endabschnitte 22a der kurzen säulenartigen Rippen 22 so angeordnet, dass sie der gegenüber liegenden Oberfläche 11b zugewandt sind. Zwischen den distalen Endabschnitten 22a der kurzen säulenartigen Rippen 22 und der gegenüber liegenden Oberfläche 11b sind Zwischenräume vorhanden, die eine Störung beim Zusammenbau des Kühlkörpers verhindern sollen.
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In dieser Ausführungsform sind die distalen Endabschnitte 21a der langen säulenartigen Rippen 21 in die Vertiefungen 31 eingeführt, die in der gegenüber liegenden Oberfläche 11b ausgebildet sind, und daher ist der Strömungswiderstand groß und das Kühlmittel 4 strömt nicht ungehindert in den Vertiefungen 31. Daher strömt das Kühlmittel 4 in der Nähe der gegenüber liegenden Oberfläche 11b nicht ungehindert und strömt ungehindert in der Nähe der Kühlfläche 11a, so dass die Kühlleistung der Wärme abstrahlenden Platte 12 verbessert ist.
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Außerdem strömt das Kühlmittel 4 in dieser Ausführungsform in der Nähe der gegenüber liegenden Oberfläche 11b nicht ungehindert, und daher ist eine Dispersion des Strom des Kühlmittels 4 zwischen der gegenüber liegenden Oberfläche 11b und der Kühlfläche 11a möglich, so dass die Abweichung der Kühlleistung und die Abweichung des Druckverlusts in Bezug auf die Abweichung des Zwischenraums, der eine Störung verhindern bzw. für ausreichendes Spiel sorgen soll, verringert sind. Da eine Dispersion des Stroms des Kühlmittels 4 möglich ist, kann außerdem der maximale Druckverlust verringert werden.
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Da in dieser Ausführungsform ferner die kurzen säulenartigen Rippen 22 so vorgesehen bzw. ausgebildet sind, dass sie der gegenüber liegenden Oberfläche 11b zugewandt sind, ist die Wärme übertragende Fläche des Kühlkörpers 10, die Wärme auf das Kühlmittel 4 überträgt, vergrößert, und daher ist die Kühlleistung verbessert.
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Wie in 2 dargestellt, sind die langen säulenartigen Rippen 21 in Abständen in einer Richtung (einer Richtung von Pfeilen B in 2), die senkrecht ist zur Richtung des Hauptstroms des Kühlmittels 4 (der Richtung eines Pfeils A in 2), auf der Kühlfläche 11a so angeordnet, dass Reihen 41 aus den langen säulenartigen Rippen 21 (Reihen langer säulenartiger Rippen 41) gebildet werden, die in Richtung der Pfeile B verlaufen. Die Mehrzahl von Reihen langer säulenartiger Rippen 41 sind in Abständen in der Richtung des Pfeils A angeordnet.
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Ebenso sind die kurzen säulenartigen Rippen 22 in Abständen in Richtung der Pfeile B auf der Kühlfläche 11a so angeordnet, dass Reihen 42 aus den kurzen säulenartigen Rippen 22 (Reihen kurzer säulenartiger Rippen 42) gebildet werden, die in Richtung der Pfeile B verlaufen. Die Mehrzahl von Reihen kurzer säulenartiger Rippen 42 sind in Abständen in der Richtung des Pfeils A angeordnet.
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Die Reihen langer säulenartiger Rippen 41 und die Reihen kurzer säulenartiger Rippen 42 sind in Richtung des Pfeils A abwechselnd angeordnet. Außerdem überschneidet keine der langen säulenartigen Rippen 21 eine der kurzen säulenartigen Rippen 22, wenn man sie aus der Richtung des Pfeils A betrachtet.
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Auf diese Weise sind die säulenartigen Rippen 21 und 22 gestaffelt auf der Kühlfläche 11a angeordnet. Somit umströmt das Kühlmittel 4 jeweils Konturen der säulenartigen Rippen 21 und 22, wie in 2 dargestellt, so dass die Wärmeübertragungsleistung um die säulenartigen Rippen 21 und 22 herum gut ist.
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Da die langen säulenartigen Rippen 21 in Abständen in der Richtung (Richtung des Pfeils B) angeordnet sind, welche die Richtung des Hauptstroms des Kühlmittels 4 (die Richtung des Pfeils A) schneidet, kann außerdem der Strom des Kühlmittels 4 in der Nähe der gegenüber liegenden Oberfläche 11b an einer Mehrzahl von Stellen in Breitenrichtung des Stroms behindert werden.
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Wie in 2 dargestellt, verlaufen die Vertiefungen 31, die in der gegenüber liegenden Oberfläche 11b ausgebildet sind, in der Richtung der Pfeile B, und die einzelnen Vertiefungen 31 umgeben die distalen Endabschnitte 21a aller langen säulenartigen Rippen 21 einer entsprechenden von den Reihen langer säulenartiger Rippen 41. Das heißt, der distale Endabschnitt 21a jeder einzelnen von den langen säulenartigen Rippen 21 einer Reihe langer säulenartiger Rippen 41 ist jeweils in eine der Vertiefungen 31 eingeführt. Somit ist der zulässige Bereich der Abweichung des Abstands zwischen den langen säulenartigen Rippen 21 in jeder Reihe langer säulenartiger Rippen 41 vergrößert, und der Zusammenbau des Kühlkörpers 10 ist erleichtert.
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Obwohl die langen säulenartigen Rippen 21 und die kurzen säulenartigen Rippen 22 in dieser Ausführungsform eine kreisrunde Querschnittsform aufweisen, kann ihre Querschnittsform auch ein Vieleck sein, beispielsweise ein Dreieck oder ein Viereck, oder sie kann eine Ellipse sein. Das heißt, die Querschnittsform der säulenartigen Rippen 21 und 22 ist nicht besonders beschränkt. Beispielsweise kann die Querschnittsform der säulenartigen Rippen, wie im Fall von langen säulenartigen Rippen 121 und kurzen säulenartigen Rippen 122, die in 3 dargestellt sind, ein Rechteck sein, das in Richtung des Hauptstroms des Kühlmittels 4 (in Richtung des Pfeils A) verlängert ist. Die Breite der Vertiefungen 131 richtet sich nach der Form der langen säulenartigen Rippen 121.
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(ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM) In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind die Reihen langer säulenartiger Rippen 41 und die Reihen kurzer säulenartiger Rippen 42 in der Richtung des Hauptstroms des Kühlmittels 4 (in Richtung des Pfeils A) abwechselnd so angeordnet, dass die langen und kurzen säulenartigen Rippen 21 und 22 gestaffelt angeordnet sind.
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In der zweiten Ausführungsform sind dagegen Reihengruppen, die jeweils aus zwei Reihen kurzer säulenartiger Rippen bestehen, und Reihengruppen, die jeweils aus einer Reihe langer säulenartiger Rippen bestehen, in Richtung des Pfeils A abwechselnd angeordnet.
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Mit Bezug auf 4 bis 6 wird nun der Aufbau eines Kühlkörpers gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben. Jedoch ist sein Aufbau abgesehen von der Anordnung der säulenartigen Rippen im Wesentlichen der gleiche wie der Aufbau in der ersten Ausführungsform und wird daher nachstehend nicht beschrieben.
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4 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV in 5 und zeigt ein mit einem Kühlkörper ausgestattetes elektronisches Bauteil gemäß der zweiten Ausführungsform. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie V-V in 4. Zur besseren Unterscheidung sind in 5 die langen säulenartigen Rippen mit schwarzen Kreisen dargestellt, und die kurzen säulenartigen Rippen sind mit weißen Kreisen dargestellt. 6 ist eine schematische Darstellung einer Lagebeziehung zwischen den langen säulenartigen Rippen von zwei Reihen langer säulenartiger Rippen, gesehen in Richtung des Kühlmittel-Hauptstroms.
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Ein Kühlkörper 110 der zweiten Ausführungsform weist lange säulenartige Rippen 21-1 und 21-2 und kurze säulenartige Rippen 22 auf, wie in der ersten Ausführungsform.
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Die langen säulenartigen Rippen 21-1 und 21-2 sind in Abständen in der Richtung (der Richtung der Pfeile B in 5), die senkrecht ist zur Richtung des Hauptstroms des Kühlmittels 4 (der Richtung des Pfeils A in 5), auf der Kühlfläche 11a so angeordnet, dass Reihen langer säulenartiger Rippen 141-1 und 141-2 gebildet werden, die in Richtung der Pfeile B verlaufen (siehe 5).
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Ebenso sind die kurzen säulenartigen Rippen 22 in Abständen in Richtung der Pfeile B, die senkrecht ist zur Richtung des Pfeils A, auf der Kühlfläche 11a so angeordnet, dass Reihen kurzer säulenartiger Rippen 142 gebildet werden, die in Richtung der Pfeile B verlaufen (siehe 5).
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In der zweiten Ausführungsform sind Reihengruppen, die jeweils aus einer Reihe langer säulenartiger Rippen 141-1 (oder 141-2) bestehen, und Reihengruppen 143, die jeweils aus zwei Reihen kurzer säulenartiger Rippen 142 bestehen, in Richtung des Pfeils A abwechselnd auf der Kühlfläche 11a so angeordnet, dass die langen und kurzen säulenartigen Rippen 21-1 und 21-2 und 22 gestaffelt angeordnet sind.
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Betrachtet in der Richtung des Pfeils A, ist daher jede der langen säulenartigen Rippen 21-2 der Reihe langer säulenartiger Rippen 141-2 an einer solchen Position angeordnet, dass zumindest ein Abschnitt der langen säulenartigen Rippe 21-2 keine der langen säulenartigen Rippen 21-1 der Reihe langer säulenartiger Rippen 141-1, die der Reihe langer säulenartiger Rippen 141-2 am nächsten ist, überschneidet, wie in 6 dargestellt.
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Infolgedessen strömt das Kühlmittel 4, das in der Nähe der gegenüber liegenden Oberfläche 11b strömt, durch Lücken zwischen den langen säulenartigen Rippen 21-1 der Reihe langer säulenartiger Rippen 141-1 und trifft dann auf die langen säulenartigen Rippen 21-2 der nächstgelegenen Reihe langer säulenartiger Rippen 141-2. Somit kann der Strom des Kühlmittels 4 in der Nähe der gegenüber liegenden Oberfläche 11b über der gesamten Breite des Stroms gleichmäßig behindert werden.
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(DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM) In der ersten Ausführungsform sind die Reihen langer säulenartiger Rippen 41 und die Reihen kurzer säulenartiger Rippen 42 in der Richtung des Hauptstroms des Kühlmittels 4 (in Richtung des Pfeils A) abwechselnd so angeordnet, dass die langen und kurzen säulenartigen Rippen 21 und 22 gestaffelt angeordnet sind.
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In der dritten Ausführungsform sind dagegen Reihengruppen, die jeweils aus zwei Reihen langer säulenartiger Rippen bestehen, und Reihengruppen, die jeweils aus einer Reihe kurzer säulenartiger Rippen bestehen, in der Richtung des Pfeils A abwechselnd so angeordnet, dass die säulenartigen Rippen gestaffelt angeordnet sind.
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Im Folgenden wird der Aufbau eines Kühlkörpers gemäß der dritten Ausführungsform mit Bezug auf 7 und 8 beschrieben. Jedoch ist der Aufbau abgesehen von den Vertiefungen und einer Anordnung der säulenartigen Rippen 21 und 22 im Wesentlichen der gleiche Aufbau wie in der ersten Ausführungsform und wird daher nicht nochmals beschrieben.
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7 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VII-VII in 8 und zeigt ein mit einem Kühlkörper ausgestattetes elektronisches Bauteil gemäß der dritten Ausführungsform. 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIII-VIII in 7. Zur besseren Unterscheidung sind in 8 lange säulenartige Rippen mit schwarzen Kreisen dargestellt, und kurze säulenartige Rippen sind mit weißen Kreisen dargestellt. Die Lagebeziehung zwischen den langen säulenartigen Rippen von zwei Reihen langer säulenartiger Rippen ist, gesehen in Richtung des Hauptstroms des Kühlmittels, ist im Wesentlichen die gleiche wie in 6 dargestellt, und ist daher nicht in einer Zeichnung dargestellt
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Ein Kühlkörper 210 der dritten Ausführungsform weist lange säulenartige Rippen 21-1 und 21-2 und kurze säulenartige Rippen 22 auf wie in der ersten Ausführungsform.
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Die langen säulenartigen Rippen 21-1 und 21-2 sind in Abständen in der Richtung (der Richtung der Pfeile B in 8), die senkrecht ist zur Richtung des Hauptstroms des Kühlmittels 4 (der Richtung eines Pfeils A in 8), auf der Kühlfläche 11a so angeordnet, dass Reihen langer säulenartiger Rippen 241-1 und 241-2 gebildet werden, die in Richtung der Pfeile B verlaufen (siehe 8).
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Ebenso sind die kurzen säulenartigen Rippen 22 in Abständen in Richtung der Pfeile B so auf der Kühlfläche 11a angeordnet, dass Reihen kurzer säulenartiger Rippen 242 gebildet werden, die in Richtung der Pfeile B verlaufen (siehe 8).
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In der dritten Ausführungsform sind Reihengruppen 243, die jeweils aus zwei Reihen langer säulenartiger Rippen 241-1 und 241-2 bestehen, und Reihengruppen, die jeweils aus einer Reihe kurzer säulenartiger Rippen 242 bestehen, in Richtung des Pfeils A abwechselnd so auf der Kühlfläche 11a angeordnet, dass die säulenartigen Rippen 21-1 und 21-2 gestaffelt angeordnet sind.
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Betrachtet in der Richtung des Pfeils A, ist daher jede der langen säulenartigen Rippen 21-2 jeder Reihe langer säulenartiger Rippen 241-2 so positioniert, dass zumindest ein Abschnitt der langen säulenartigen Rippe 21-2 keine der langen säulenartigen Rippen 21-1 der angrenzenden Reihe langer säulenartiger Rippen 241-1 schneidet. Infolgedessen strömt das Kühlmittel 4, das in der Nähe der gegenüber liegenden Oberfläche 11b strömt, durch Lücken zwischen den langen säulenartigen Rippen 21-1 der Reihe 241-1 langer säulenartiger Rippen und trifft dann auf die langen säulenartigen Rippen 21-2 der nächsten Reihe langer säulenartiger Rippen 241-2. Somit kann der Strom des Kühlmittels 4 in der Nähe der gegenüber liegenden Oberfläche 11b über der gesamten Breite des Stroms gleichmäßig behindert werden.
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Außerdem umgibt in der dritten Ausführungsform, wie in 8 dargestellt, jede einzelne der Vertiefungen 231, die in der gegenüber liegenden Oberfläche 11b ausgebildet sind, distale Endabschnitte 21-1a und 21-2a aller langen säulenartigen Rippen 21-1 und 21-2 einer entsprechenden von den Reihengruppen 243. Das heißt, jeder einzelne von den distalen Endabschnitten 21-1a und 21-2a der langen kreisförmigen Rippen 21-1 und 21-2 einer Reihengruppe 243 ist jeweils in eine der Vertiefungen 231 eingeführt. Da die Vertiefungen 231 somit breit sind, ist daher der Toleranzbereich für die Abweichungen des Abstands zwischen den Reihen langer säulenartiger Rippen 241 vergrößert, so dass der Zusammenbau des Kühlkörpers 10 erleichtert ist.
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(VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM) In den ersten bis dritten Ausführungsformen sind die langen säulenartigen Rippen 21 und die kurzen säulenartigen Rippen 22 in Abständen in der Richtung (der Richtung der Pfeile B), die senkrecht ist zur Richtung des Hauptstroms des Kühlmittels 4 (der Richtung des Pfeils A), so angeordnet, dass Reihen aus den langen säulenartigen Rippen 21 und Reihen aus den kurzen säulenartigen Rippen 22 gebildet werden.
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In der vierten Ausführungsform sind dagegen die langen säulenartigen Rippen 21 und die kurzen säulenartigen Rippen 22 in Abständen in einer Richtung (einer Richtung von Pfeilen C), welche die Richtung des Hauptstroms des Kühlmittels 4 (die Richtung des Pfeils A) schräg schneidet, so angeordnet, dass Reihen aus den langen säulenartigen Rippen 21 und Reihen aus den kurzen säulenartigen Rippen 22 gebildet werden, die in Richtung der Pfeile C verlaufen.
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Im Folgenden wird der Aufbau eines Kühlkörpers gemäß der vierten Ausführungsform mit Bezug auf 9 und 10 beschrieben. Jedoch ist der Aufbau abgesehen von Nutabschnitten und der Anordnung säulenartiger Rippen im Wesentlichen der gleiche wie der Aufbau der ersten Ausführungsform und wird daher nachstehend nicht beschrieben.
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9 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IX-IX in 10 und zeigt ein mit einem Kühlkörper ausgestattetes elektronisches Bauteil gemäß der vierten Ausführungsform. 10 ist ein Querschnitt entlang einer Linie X-X in 9.
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Ein Kühlkörper 310 der vierten Ausführungsform weist die langen säulenartigen Rippen 21 und die kurzen säulenartigen Rippen 22 auf wie in der ersten Ausführungsform.
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Die langen säulenartigen Rippen 21 sind in Abständen in der Richtung (der Richtung der Pfeile C in 10), welche die Richtung des Hauptstroms des Kühlmittels 4 (die Richtung des Pfeils A in 10) schräg schneidet, so auf der Kühlfläche 11a angeordnet, dass Reihen langer säulenartiger Rippen 341 gebildet werden, die in Richtung der Pfeile C verlaufen (siehe 10). Die Reihen langer säulenartiger Rippen 341 sind in Abständen in einer Richtung (Richtung der Pfeile D in 10) angeordnet, die die Richtung der Pfeile C schneidet.
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Ebenso sind die kurzen säulenartigen Rippen 22 in Abständen in Richtung der Pfeile C auf der Kühlfläche 11a so angeordnet, dass Reihen kurzer säulenartiger Rippen 342 gebildet werden (siehe 10), die in Richtung der Pfeile C verlaufen. Die in Mehrzahl vorhandenen Reihen kurzer säulenartiger Rippen 342 sind in Abständen in Richtung der Pfeile D angeordnet.
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In der vierten Ausführungsform verlaufen die Reihen langer säulenartiger Rippen 341 in der Richtung, welche die Richtung des Hauptstroms des Kühlmittels 4 (die Richtung des Pfeils A) schräg schneidet, und nicht in der Richtung, die senkrecht ist zur Richtung des Hauptstroms des Kühlmittels 4. Daher sind die Zwischenräume zwischen den langen säulenartigen Rippen 21 in jeder Reihe langer säulenartiger Rippen 341, in Richtung des Pfeils A betrachtet, relativ klein. In Richtung des Pfeils A betrachtet, überschneiden sich beispielsweise die langen säulenartigen Rippen 21 in jeder der Reihen langer säulenartiger Rippen 341 hintereinander. Somit kann der Strom des Kühlmittels 4 in der Nähe der gegenüber liegenden Oberfläche 11b über der gesamten Breite des Stroms gleichmäßig behindert werden.
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Der Winkel zwischen der Richtung der Pfeile C und der Richtung der Pfeile A richtet sich nach dem Abstand zwischen den langen säulenartigen Rippen 21 und der Querschnittsform der langen säulenartigen Rippen 21 und kann beispielsweise 30° bis 60° betragen.
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In der vierten Ausführungsform verlaufen die Reihen langer säulenartiger Rippen 341 in Richtung der Pfeile C, und daher verlaufen Vertiefungen 331, die in der gegenüber liegenden Oberfläche 11b ausgebildet sind, in der Richtung der Pfeile C. Jede von den Vertiefungen 331 umgibt die distalen Endabschnitte 21a aller langen säulenartigen Rippen 21 einer entsprechenden von den Reihen langer säulenartiger Rippen 341. Das heißt, der distale Endabschnitt 21a jeder der langen säulenartigen Rippen 21 einer Reihe langer säulenartiger Rippen 341 ist jeweils in eine Vertiefung 331 eingeführt.
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Obwohl beispielsweise in den zweiten und dritten Ausführungsformen die Lagebeziehung zwischen den beiden Reihen langer säulenartiger Rippen (in der zweiten Ausführungsform die Lagebeziehung zwischen den Reihen langer säulenartiger Rippen 141-1 und 141-2 und in der dritten Ausführungsform die Lagebeziehung zwischen den Reihen langer säulenartiger Rippen 241-1 und 241-2) definiert ist, kann diese Lagebeziehung auch auf den Fall angewendet werden, wo die säulenartigen Rippen 21-1 und 21-2 und 22 nicht gestaffelt angeordnet sind. Außerdem kann die Lagebeziehung auch auf den Fall angewendet werden, wo die langen säulenartigen Rippen 21 und die kurzen säulenartigen Rippen 22 in Abständen in der Richtung (der Richtung der Pfeile C), welche die Richtung des Hauptstroms des Kühlmittels 4 (die Richtung des Pfeils A) schräg schneidet, so angeordnet sind, dass die Reihen gebildet werden.
