DE112020000318T5

DE112020000318T5 - Integrierte wärmesenke und luftplenum für einen wärmeerzeugenden integrierten schaltkreis

Info

Publication number: DE112020000318T5
Application number: DE112020000318.3T
Authority: DE
Inventors: Susheela Narasimhan; Sanjay Choudhry
Original assignee: Nvidia Corp
Current assignee: Nvidia Corp
Priority date: 2019-01-04
Filing date: 2020-01-03
Publication date: 2021-10-07
Also published as: US11828549B2; WO2020142749A1; CN113454572A; US20200217599A1

Abstract

Elektronische Vorrichtung, die einen integrierten Schaltkreis und einen Wärmetauscher beinhaltet. Der Wärmetauscher beinhaltet ein Wärmerohr und eine erste Vielzahl von Kühlrippen und eine zweite Vielzahl von Kühlrippen. Das Wärmerohr ist thermisch mit dem integrierten Schaltkreis gekoppelt und weist einen Verdampferabschnitt und einen Kondensatorabschnitt auf, wobei der Kondensatorabschnitt sich weg vom Verdampferabschnitt erstreckt. Die erste Vielzahl von Kühlrippen ist an dem Kondensatorabschnitt befestigt und befindet sich nahe des Verdampferabschnitts und bildet ein Plenum mit einem ersten zugeordneten Druckabfall, wenn eine Kühlflüssigkeit mit einer ersten Geschwindigkeit über die erste Vielzahl von Kühlrippen fließt. Die zweite Vielzahl von Kühlrippen ist an dem Kondensatorabschnitt befestigt und befindet sich entfernt von dem Verdampferabschnitt und bildet eine Strömungsbahn mit einem zweiten zugeordneten Druckabfall, wenn die Kühlflüssigkeit mit der ersten Geschwindigkeit über die zweite Vielzahl von Kühlrippen fließt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Prioritätsvorteil der vorläufigen Patentanmeldung der Vereinigten Staaten mit dem Titel „INTEGRATED HEAT SINK AND AIR PLENUM FOR A HEAT-GENERATING INTEGRATED CIRCUIT“, die am 4. Januar 2019 eingereicht wurde und das Aktenzeichen 62/788,659 hat, und beansprucht den Prioritätsvorteil der Patentanmeldung der Vereinigten Staaten mit dem Titel „INTEGRATED HEAT SINK AND AIR PLENUM FOR A HEAT GENERATING INTEGRATED CIRCUIT“, die am 29. August 2019 eingereicht wurde und das Aktenzeichen 16/555,711 hat. Der Gegenstand dieser verwandten Anmeldungen ist hiermit durch Bezugnahme aufgenommen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen im Allgemeinen Rechnersysteme und insbesondere eine integrierte Wärmesenke und ein Luftplenum für einen wärmeerzeugenden integrierten Schaltkreis.
Beschreibung der verwandten Technik
In modernen Rechenvorrichtungen erzeugen Zentralverarbeitungseinheiten (central processing units - CPUs), Grafikverarbeitungseinheiten (graphics processing units - GPUs) und andere integrierte Schaltkreise (integrated circuits - ICs) im Betrieb erhebliche Wärmemengen. Diese Wärme muss für den ordnungsgemäßen Betrieb des integrierten Schaltkreises und der Rechenvorrichtung abgeführt werden. Beispielsweise kann ein einzelner Hochleistungschip wie eine CPU oder GPU während des Betriebs Hunderte von Watt Wärme erzeugen, und wenn diese Wärme nicht effizient abgeführt wird, kann die Temperatur des Chips auf einen Punkt ansteigen, an dem der Chip Gefahr läuft, beschädigt zu werden. Um thermische Schäden während des Betriebs zu vermeiden, implementieren viele Systeme eine Taktgeschwindigkeitsdrosselung, wenn die Betriebstemperatur des Prozessors einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Somit wird in diesen Systemen die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Hochleistungschips sowohl durch das Chipdesign als auch dadurch eingeschränkt, wie effektiv Wärme aus dem Chip abgeführt wird.
Um die Auswirkungen thermischer Einschränkungen auf die Leistung von Hochleistungschips zu verringern, können Wärmetauscher eingesetzt werden, die es Hochleistungschips ermöglichen, mit höheren Verarbeitungsgeschwindigkeiten zu arbeiten und größere Wärmemengen zu erzeugen. Wie allgemein bekannt ist, überträgt ein Wärmetauscher Wärme von einem Chip auf Umgebungsluft, und die Luft trägt dann die Wärme vom Chip weg. Wärmetauscher können passive Vorrichtungen wie Wärmesenken oder komplexere Wärmeübertragungsvorrichtungen wie Wärmerohre beinhalten. Wärmesenken beinhalten im Allgemeinen eine Anordnung von Rippen, die die effektive Oberfläche des Chips erhöhen, die der Umgebungsluft ausgesetzt ist, während Wärmerohre auf einem Phasenübergang (z. B. Verdampfung einer Flüssigkeit) beruhen, um Wärme effizient zwischen zwei festen Grenzflächen zu übertragen. In einigen Fällen werden Wärmerohre in Verbindung mit Wärmesenken verwendet, um die Wärmemenge zu erhöhen, die von einem Hochleistungschip abgeführt werden kann.
Trotz der Verwendung von Wärmetauschern und anderen thermischen Lösungen werden, da die Verarbeitungsleistung von CPUs und GPUs und anderen integrierten Schaltkreisen weiter zunimmt, die Verarbeitungsgeschwindigkeiten eines solchen Hochleistungschips weiterhin durch die Geschwindigkeit eingeschränkt, mit der Wärme von diesen Chips abgeführt werden kann. Darüber hinaus fügen viele moderne Chippackung-Architekturen zwischen dem Hochleistungschip und dem zugehörigen Wärmetauscher einen thermischen Widerstand hinzu. Zum Beispiel beinhalten einige Chippackung-Architekturen jetzt Strukturen zwischen dem Hochleistungschip und dem Wärmetauscher, wie etwa einen Schutzdeckel oder zusätzliche wärmeerzeugende Chips, die auf dem wärmeerzeugenden Chip gestapelt sind. Diese dazwischen liegenden thermischen Widerstände verringern die Wirksamkeit des Wärmetauschers.
Wie die vorangegangenen Ausführungen zeigen, werden in der Technik effektivere Techniken zum Abführen von Wärme aus integrierten Schaltkreisen während des Betriebs benötigt.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt eine elektronische Vorrichtung auf, die einen integrierten Schaltkreis (integrated circuit - IC) und einen Wärmetauscher beinhaltet. Der Wärmetauscher beinhaltet mindestens ein Wärmerohr und eine erste Vielzahl von Kühlrippen und eine zweite Vielzahl von Kühlrippen. Das mindestens eine Wärmerohr ist thermisch mit dem IC gekoppelt und weist einen Verdampferabschnitt und einen Kondensatorabschnitt auf, wobei der Kondensatorabschnitt sich weg vom Verdampferabschnitt erstreckt. Die erste Vielzahl von Kühlrippen ist an dem Kondensatorabschnitt befestigt und befindet sich nahe des Verdampferabschnitts und bildet ein Plenum mit einem ersten zugeordneten Druckabfall, wenn eine Kühlflüssigkeit mit einer ersten Geschwindigkeit über die erste Vielzahl von Kühlrippen fließt. Die zweite Vielzahl von Kühlrippen ist an dem Kondensatorabschnitt befestigt und befindet sich entfernt von dem Verdampferabschnitt und bildet eine Strömungsbahn mit einem zweiten zugeordneten Druckabfall, wenn die Kühlflüssigkeit mit der ersten Geschwindigkeit über die zweite Vielzahl von Kühlrippen fließt.
Mindestens ein technologischer Vorteil der offenbarten Wärmetauschergestaltung gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, dass die von einem IC erzeugte Wärme effizienter aus dem IC abgeführt werden kann, wodurch der IC ohne Überhitzung mit höheren Verarbeitungsgeschwindigkeiten arbeiten kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Druckabfall über den offenbarten Wärmetauscher typischerweise geringer ist als der Druckabfall über herkömmliche Wärmetauscher, wodurch der Stromverbrauch des Lüfters und das Lüftergeräusch im Vergleich zu herkömmlichen Wärmetauschergestaltungen reduziert werden. Diese technologischen Vorteile bieten einen oder mehrere technologische Weiterentwicklungen gegenüber Ansätzen nach dem Stand der Technik.
Figurenliste
Damit die oben genannten Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen im Einzelnen verstanden werden können, kann eine genauere Beschreibung der erfinderischen Konzepte, die oben kurz zusammengefasst wurden, durch Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen, von denen einige in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, erfolgen. Es ist jedoch anzumerken, dass die beigefügten Zeichnungen nur typische Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulichen und daher in keiner Weise als Einschränkung des Umfangs anzusehen sind und dass es andere, ebenso effektive Ausführungsformen gibt.

1A ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
1 B ist eine Seitenansicht des Wärmetauschers von 1 A gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht der Anordnung von Wärmerohren der 1A und 1B gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Stirnansicht der Wärmesenke der 1A und 1B gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine Stirnansicht einer Wärmesenke, eines integrierten Schaltkreises (integrated circuit - IC) und an Wärmerohren montierten Kühlrippen gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine perspektivische Ansicht einer Wärmesenke, die Wärmerohre, an Platten montierte Kühlrippen und an Wärmerohren montierte Kühlrippen beinhaltet, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
6A ist eine schematische Stirnansicht einer Wärmesenke gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
6B ist eine schematische Seitenansicht der Wärmesenke der 6A gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Anordnung von Wärmerohren, die mit einer Oberfläche einer Grundplatte gekoppelt ist, und einer zweiten Anordnung von Wärmerohren, die mit den Wärmerohren der ersten Anordnung gekoppelt ist, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine perspektivische Ansicht der ersten Anordnung von Wärmerohren in 7, die mit der Grundplatte gekoppelt ist, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine perspektivische Ansicht von unten auf die erste Anordnung von Wärmerohren in 7 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
10 ist eine perspektivische Ansicht einer Grundplatte, die so konfiguriert ist, dass sie mit einer kleineren Grundplatte zusammenpasst, an die Wärmerohre gekoppelt sind, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
11 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers gemäß anderen verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
12 ist eine schematische Seitenansicht einer elektronischen Vorrichtung, die mehrere Wärmetauscher und ICs beinhaltet, die auf einer einzigen Leiterplatte montiert sind, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; und
13 ist eine schematische Ansicht einer Rechenvorrichtung, die eine oder mehrere der elektronischen Vorrichtungen von 12 beinhaltet, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
14 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
15 ist eine Seitenansicht des Wärmetauschers von 14 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
16 ist eine Seitenansicht eines Wärmetauschers gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
17 ist eine Seitenansicht eines Wärmetauschers gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
18A veranschaulicht schematisch eine Seitenansicht eines Wärmetauschers gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
18B veranschaulicht schematisch eine Seitenansicht eines Wärmetauschers gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
18C veranschaulicht schematisch eine Seitenansicht eines Wärmetauschers gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
19A veranschaulicht schematisch eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers mit Kühlrippen und einer zusätzlichen Metallplatte, die weggelassen wurde, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
19B veranschaulicht schematisch eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers, wobei die Kühlrippen weggelassen wurden und eine zusätzliche Metallplatte beinhaltet ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
19C veranschaulicht schematisch eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers, wobei die Kühlrippen weggelassen wurden und eine zusätzliche Metallplatte, plattenmontierte Kühlrippen und eine Grundplatte dargestellt sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
19D veranschaulicht schematisch eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers, wobei die Kühlrippen weggelassen wurden und eine IC-kontaktierende Oberfläche einer IC-kontaktierenden Metallplatte dargestellt ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
20 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsansicht von Verdampferabschnitten und einer IC-kontaktierenden Metallplatte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden gegebenenfalls identische Referenznummern verwendet, um identische Elemente zu kennzeichnen, die den Figuren gemeinsam sind. Es wird in Betracht gezogen, dass Merkmale einer Ausführungsform ohne weitere Erwähnung in andere Ausführungsformen aufgenommen werden können.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details aufgezeigt, um ein gründlicheres Verständnis der verschiedenen Ausführungsformen zu ermöglichen. Einem Fachmann wird jedoch klar sein, dass die erfinderischen Konzepte auch ohne eine oder mehrere dieser spezifischen Details angewendet werden können.
Beschreibung des Wärmetauschers
1A ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. 1 B ist eine Seitenansicht eines Wärmetauschers 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Wärmetauscher 100 ist ein Wärmetauscher für einen integrierten Schaltkreis (integrated circuit - IC) 101 und beinhaltet eine integrierte Wärmesenke 120 und ein Luftplenum 130 mit niedrigem Druckabfall. Zusammen bilden der Wärmetauscher 100 und der IC 101 eine elektronische Vorrichtung, die auf einer Leiterplatte (printed circuit board - PCB) 104 montiert sein kann. In den Ausführungsformen beinhaltet die Wärmesenke 120 ein oder mehrere Wärmerohre 140, die thermisch mit dem IC 101 gekoppelt sind, und eine Vielzahl von Kühlrippen 121, die an den Wärmerohren 140 befestigt sind.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet der IC 101 einen einzelnen Mikrochip, wie etwa eine Grafikverarbeitungseinheit (graphics processing unit - GPU) oder eine Zentralverarbeitungseinheit (central-processing unit - CPU). Alternativ beinhaltet in einigen Ausführungsformen der IC 101 mehrere Mikrochips, wie etwa ein Prozessorelement 101A und einen oder mehrere Stapel 101B von Speicherelementen, die alle auf einem gemeinsamen Verpackungssubstrat 101C montiert sind. In solchen Ausführungsformen kann das Verpackungssubstrat 101C für die Montage von IC 101 auf PCB 104 konfiguriert werden, beispielsweise über Lotkugeln (nicht abgebildet). Darüber hinaus kann der IC 101 in solchen Ausführungsformen eine Packungsabdeckung 101D beinhalten, die das Prozessorelement 101A und den einen oder die mehreren Stapel 101B von Speicherelementen vor physikalischer Beschädigung schützt, aber auch den thermischen Widerstand erhöht, der mit der Verpackung des IC 101 verbunden ist. Ferner kann der IC 101 in einigen Ausführungsformen mit mehreren Mikrochips andere Konfigurationen von Chips beinhalten, wie etwa eine System-on-Chip(SoC)-Konfiguration.
Die Wärmerohre 140 sind abgedichtete Gefäße, wie etwa Kupferröhren, die eine Verdampfungsarbeitsflüssigkeit (nicht abgebildet) wie etwa Wasser oder Alkohol beinhalten. Eine Ausführungsform der Wärmerohre 140 ist in 2 dargestellt. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Anordnung mehrerer Wärmerohre 140 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die Wärmerohre 140 übertragen durch eine Kombination aus Verdampfung und Kondensation effizient Wärme vom IC 101 zu den Kühlrippen 121 (zur besseren Übersichtlichkeit nicht abgebildet) und weiter zur Kühlluft, die über die Kühlrippen 121 strömt. Insbesondere findet in den Wärmerohren 140 die Verdampfung der Arbeitsflüssigkeit zu einem Dampf in einem Verdampferabschnitt 241 jedes Wärmerohrs 140 statt, während die Kondensation der Arbeitsflüssigkeit in einem oder mehreren Kondensatorabschnitten 242 erfolgt. Jeder Verdampferabschnitt 241 ist mit einer Oberfläche gekoppelt, von der Wärmeenergie abgeführt werden soll, und jeder Kondensatorabschnitt 242 erstreckt sich von der Oberfläche weg, von der die Wärmeenergie abgeführt werden soll. In der in 2 dargestellten Ausführungsform beinhaltet jedes Wärmerohr 140 zwei Kondensatorabschnitte 242, in anderen Ausführungsformen jedoch kann jedes Wärmerohr 140 mehr als oder weniger als zwei Kondensatorabschnitte 242 beinhalten. Kondensierte Arbeitsflüssigkeit aus den Kondensatorabschnitten 242 fließt zu einem entsprechenden Verdampferabschnitt 241, wo thermische Energie vom IC 101 absorbiert wird und die Arbeitsflüssigkeit verdampft. Der Dampf bewegt sich dann zu den Kondensatorabschnitten 242 und kondensiert in dem Kondensatorabschnitt 242, wobei latente Wärme freigesetzt wird. In einigen Ausführungsformen beinhaltet jedes Wärmerohr 140 auch eine Dochtstruktur oder ein Dochtmaterial (nicht abgebildet) auf einigen oder allen Innenflächen, um die Rückführung von kondensierter Kühlflüssigkeit zu dem Verdampferabschnitt 241 des Wärmerohrs 140 zu erleichtern.
Zurück zu den 1A und 1B sind in der dargestellten Ausführungsform die Wärmerohre 140 auf einer Metallplatte 150, wie etwa einer Kupfer- oder Aluminiumplatte, montiert, die thermisch mit dem IC 101 gekoppelt ist. In solchen Ausführungsformen kann die Metallplatte 150 über ein thermisches Grenzflächenmaterial (thermal interface material - TIM) 151, beispielsweise einer stark wärmeleitenden Paste, thermisch mit einer größeren Oberfläche 101E des IC 101 gekoppelt sein. Die Metallplatte 150 verteilt Wärme über eine Oberfläche, die größer ist als die des IC 101. Dadurch kann eine größere Anzahl von Wärmerohren 140 thermisch mit dem IC 101 auf der Metallplatte 150 gekoppelt sein, als wenn sie direkt an dem IC 101 verbunden sind. In einigen Ausführungsformen ist eine hohe Dichte an Wärmerohren 140 auf der Metallplatte 150 in einem Bereich 152 mit einer hohen Dichte an Wärmerohren montiert, und eine niedrige Dichte an Wärmerohren 140 ist auf der Metallplatte 150 in einem Bereich 153 mit einer niedrigen Dichte an Wärmerohren montiert. Daher hat in solchen Ausführungsformen ein Abschnitt der Metallplatte 150, der dem IC 101 am nächsten ist und daher während des Betriebs des IC 101 die höchste Temperatur aufweist, eine höhere Dichte an daran gekoppelten Wärmerohren 140. Im Gegensatz dazu weisen Abschnitte der Metallplatte 150 mit niedrigeren Temperaturen, wie etwa der Bereich 153 mit einer niedrigen Dichte an Wärmerohren, eine niedrigere Dichte an daran gekoppelten Wärmerohren 140 auf.
Die Kühlrippen 121 können aus jedem Material sein, das Wärme effizient leitet, wie etwa Kupfer oder Aluminium. Die Kühlrippen 121 sind entlang von Kondensatorabschnitten 242 der Wärmerohre 140 befestigt und sind so ausgerichtet, dass Kühlluft in einer Luftströmungsrichtung 103 zwischen den Kühlrippen 121 und vorbei an Kondensatorabschnitten 242 strömen kann. Wie dargestellt, bilden die Kühlrippen 121 ein oder mehrere Plenen 130 mit niedrigem Druckabfall und eine Bahn 102 mit hohem Druckabfall. Das eine oder die mehreren Plenen 130 mit niedrigem Druckabfall bilden eine Bahn für Kühlluft, die nahe den Verdampferabschnitten 241 strömt, und die Bahn 102 mit hohem Druckabfall ist für Kühlluft vorgesehen, die entfernt von den Verdampferabschnitten 241 der Wärmerohre 140 strömt. Das Plenum 130 mit niedrigem Druckabfall bewirkt, dass Kühlluft mit höherer Geschwindigkeit und niedrigerer Temperatur über Abschnitte der Kondensatorabschnitte 242 strömt, die sich näher am IC 101 befinden, während die Bahn 102 mit hohem Druckabfall bewirkt, dass Kühlluft mit niedrigerer Geschwindigkeit und höherer Temperatur über Abschnitte der Kondensatorabschnitte 242 strömt, die sich entfernt vom IC 101 befinden. Somit sind die Abschnitte der Wärmerohre 140, die dem IC 101 am nächsten sind und die Temperatur des IC 101 am meisten beeinflussen können, der Kühlluft mit höherer Geschwindigkeit und niedrigerer Temperatur ausgesetzt. Beispielsweise sind die unteren Abschnitte 143 der Wärmerohre 140, die im Bereich 152 mit einer hohen Dichte an Wärmerohren angeordnet sind, einer solchen Kühlluft mit höherer Geschwindigkeit und niedrigerer Temperatur ausgesetzt, wie in einem Geschwindigkeitsprofil 190 in 1A dargestellt.
Das Geschwindigkeitsprofil 190 veranschaulicht grafisch die Geschwindigkeit der Kühlluft (oder einer anderen Kühlflüssigkeit), die durch die Kühlrippen 121 strömt, als Funktion der Höhe h über der Metallplatte 150. Der höhere Druckabfall, der durch Kühlluft erzeugt wird, die durch die Kühlrippen 121 über die Bahn 102 mit hohem Druckabfall strömt, bewirkt, dass die Kühlluft durch die Kühlrippen 121 mit einer niedrigeren Geschwindigkeit strömt als über das Plenum 130 mit niedrigem Druckabfall. Das heißt, wenn Kühlluft durch die Kühlrippen 121 strömt, führt die verringerte Länge der Kühlrippen 121 in einer Region 125 mit niedrigem Druckabfall, die dem Luftplenum 130 mit geringem Druckabfall entspricht, dazu, dass bei einer bestimmten Geschwindigkeit ein geringerer Druckabfall erzeugt wird als in einer angrenzenden Region 126 mit hohem Druckabfall (die der Bahn 102 mit hohem Druckabfall entspricht) bei der bestimmten Geschwindigkeit. Folglich ist die Geschwindigkeit der Kühlluft, die in der Region 125 mit niedrigem Druckabfall strömt, signifikant höher als in der Region 126 mit hohem Druckabfall. Da die Kühlluft mit höherer Geschwindigkeit über die unteren Abschnitte der Wärmerohre 140 in der Region 125 mit niedrigem Druckabfalls 125 strömt, können die Abschnitte der Wärmerohre 140 mit der höchsten Temperatur mehr Wärme an die Kühlluft übertragen und die Wärmesenke 120 kann die Wärme effektiver vom IC 101 abtransportieren als herkömmliche Wärm esenken.
Außerdem wird die Kühlluft, die durch das Luftplenum 130 mit niedrigem Druckabfall und über die unteren Abschnitte der Wärmerohre 140 (innerhalb der Region 125 mit niedrigem Druckabfall) strömt, nicht vorgewärmt, indem sie entlang der Kühlrippen 121 im Bereich 153 mit einer niedrigen Dichte an Wärmerohren strömt. Stattdessen gibt es wenige oder keine Kühlrippen 121 im Bereich 153 mit einer niedrigen Dichte an Wärmerohren nahe der unteren Abschnitte 143 der Wärmerohre 140 im Bereich 152 mit einer hohen Dichte an Wärmerohren. Daher wird wenig oder keine Wärme auf die Kühlluft übertragen, bevor sie über die unteren Abschnitte 143 strömt. Da die Kühlluft, die über die unteren Abschnitte 143 strömt, nicht durch das Passieren der Kühlrippen 121 vorgewärmt wird, kann mehr Wärme von den Abschnitten mit der höchsten Temperatur der Wärmerohre 140 (d. h. den unteren Abschnitten 143) an die Kühlluft übertragen werden, und die Wärmesenke 120 kann die Wärme effektiver vom IC 101 abtransportieren als herkömmliche Wärm esenken.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist das Luftplenum 130 mit niedrigem Druckabfall durch den Abschluss eines Abschnitts der Kühlrippen 121 vor einer Randregion 123 oder einer Randregion 124 der Wärmesenke 120 ausgebildet. Somit weist der Abschnitt der Kühlrippen 121, der vor der Randregion 123 und/oder 124 abschließt, eine kürzere Länge in Luftströmungsrichtung 103 auf als die Kühlrippen, die eine Bahn 102 mit hohem Druckabfall bilden und sich von der Randregion 123 zur Randregion 124 erstrecken. Beispielsweise schließen in einigen Ausführungsformen einige oder alle Kühlrippen 121 in dem Abschnitt der Kühlrippen 121, der das Luftplenum 130 mit niedrigem Druckabfall bildet, in einer Grenzflächenregion zwischen dem Bereich 152 mit einer hohen Dichte an Wärmerohren und dem Bereich 153 mit einer niedrigen Dichte an Wärmerohren ab. In einigen Ausführungsformen schließt jede der Kühlrippen 121, die das Luftplenum 130 mit niedrigem Druckabfall bilden, mit unterschiedlichen Längen ab, die einem Abschlussprofil 155 entsprechen. In der in den 1A und 1B dargestellten Ausführungsform ist das Abschlussprofil 155 als parabolische Funktion für die Länge bestimmter Kühlrippen 121 dargestellt. In anderen Ausführungsformen kann das Abschlussprofil 155 eine lineare Funktion für die Länge bestimmter Kühlrippen 121 sein, die bei den Kühlrippen 121, die dem IC-Chip 101 am nächsten sind, auf oder nahe einem Minimum liegt. In anderen Ausführungsformen kann das Abschlussprofil 155 eine Treppenfunktion sein; das heißt, in solchen Ausführungsformen haben die Kühlrippen 121, die ein Luftplenum 130 mit niedrigem Druckabfall bilden, die gleiche (kürzere) Länge, und die Kühlrippen 121, die eine Bahn 102 mit hohem Druckabfall bilden, haben die gleiche (längere) Länge und schließen an der Randregion 123 und/oder Randregion 124 der Wärmesenke 120 ab. In noch anderen Ausführungsformen kann jedes andere geeignete Abschlussprofil 155 verwendet werden, um zu bewirken, dass Kühlluft mit höherer Geschwindigkeit durch ein Luftplenum 130 mit niedrigem Druckabfall strömt und Kühlluft mit niedrigerer Geschwindigkeit durch eine Bahn 102 mit hohem Druckabfall strömt.
In der in den 1A und 1B dargestellten Ausführungsform beinhaltet das Luftplenum 130 mit niedrigem Druckabfall ein Abschlussprofil 155 in der Randregion 123 und in der Randregion 124. In anderen Ausführungsformen ist ein Luftplenum 130 mit niedrigem Druckabfall entweder in der Randregion 123 oder in der Randregion 124 ausgebildet.
Grundplatte Kühlrippen
In einigen Ausführungsformen beinhalten die Kondensatorabschnitte 242 der Wärmerohre 140 ein oder mehrere gerade Segmente, die sich weg vom IC 101 und von der Metallplatte 150 erstrecken. In solchen Ausführungsformen können die Kondensatorabschnitte 242 auch ein oder mehrere gekrümmte Segmente beinhalten, die die geraden Segmente der Kondensatorabschnitte 242 mit entsprechenden Verdampferabschnitten 241 verbinden. In solchen Ausführungsformen ist das Befestigen von Kühlrippen 121 an den Wärmerohren 140 entlang solcher gekrümmter Abschnitte im Allgemeinen nicht praktikabel. Dadurch kann die Wärmesenke 120 eine Luftströmungsregion 109 beinhalten, die frei von Kühlrippen 121 ist und zwischen der Metallplatte 150 und dem Luftplenum 130 mit niedrigem Druckabfall angeordnet ist. Wie dargestellt, beinhaltet die Luftströmungsregion 109 die gekrümmten Abschnitte der Wärmerohre 140, die die geraden Segmente der Kondensatorabschnitte 242 mit entsprechenden Verdampferabschnitten 241 verbinden.
Gemäß einigen Ausführungsformen sind ein oder mehrere Sätze plattenmontierter Kühlrippen an der Metallplatte 150 befestigt und erstrecken sich von der Metallplatte 150 weg und in die Luftströmungsregion 109. Durch solche plattenmontierte Kühlrippen wird die Oberfläche der Metallplatte 150 effektiv vergrößert, was die Effektivität der Wärmesenke 120 beim Abtransport der Wärmeenergie vom IC 101 weiter erhöht. 3 ist eine Stirnansicht der Wärmesenke 120, des IC 101 und der plattenmontierten Kühlrippen 356 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die in 3 dargestellte Ansicht blickt in Luftströmungsrichtung 103. Wie dargestellt, erstrecken sich die plattenmontierten Kühlrippen 356 von der Metallplatte 150 in die Luftströmungsregion 109. Somit sind in einer solchen Ausführungsform neben der Region 125 mit niedrigem Druckabfall und der Region 126 mit hohem Druckabfall in der Luftströmungsregion 109 auch Kühlrippen vorhanden. Dadurch wird die Wärmeabfuhreffizienz der Wärmesenke 120 erhöht. In einigen Ausführungsformen sind plattenmontierte Kühlrippen 356 an einer Montageplatte 357 befestigt, die wiederum gekoppelt, gelötet oder anderweitig an der Metallplatte 150 befestigt ist.
Alternativ oder zusätzlich sind in einigen Ausführungsformen Kühlrippen, die sich in die Luftströmungsregion 109 erstrecken, auf einer Oberfläche eines oder mehrerer Wärmerohre 140 montiert oder anderweitig thermisch gekoppelt. Eine solche Ausführungsform ist in 4 dargestellt. 4 ist eine Stirnansicht der Wärmesenke 120, des IC 101 und der an Wärmerohren montierten Kühlrippen 456 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die in 4 dargestellte Ansicht blickt in Luftströmungsrichtung 103. Wie dargestellt, erstrecken sich die an Wärmerohren montierten Kühlrippen 456 (zur besseren Übersichtlichkeit kreuzschraffiert) in die Luftströmungsregion 109 und übertragen Wärme von einer Oberfläche 441 (gestrichelte Linie) eines oder mehrerer Wärmerohre 140, wodurch sich Wärmeaustauschflächen in die Luftströmungsregion 109 erstrecken. In einigen Ausführungsformen sind die an Wärmerohren montierte Kühlrippen 456 an einer Montageplatte 457 befestigt, die wiederum gekoppelt, gelötet oder anderweitig an der Oberfläche 441 oder der Oberfläche 441 und der Metallplatte 150 befestigt ist. Die an Wärmerohren montierte Kühlrippen 456 können in Abschnitten der Luftströmungsregion 109 angeordnet sein, in denen plattenmontierte Kühlrippen 356 nicht einfach positioniert werden können, wie in 5 dargestellt.
5 ist eine perspektivische Ansicht einer Wärmesenke 520, die Wärmerohre 140, plattenmontierte Kühlrippen 356 und an Wärmerohren montierte Kühlrippen 456 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhaltet. In 5 sind die Kühlrippen 121 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Wie dargestellt, können an Wärmerohren montierte Kühlrippen 456 zwischen den beiden Kondensatorabschnitten 242 jedes Wärmerohrs 140 positioniert sein, wodurch die Wärmeabfuhreffizienz der Wärmesenke 520 erhöht wird.
Grundplatte Wärmerohre
In einigen Ausführungsformen kann eine Wärmesenke einen Satz von einem oder mehreren Wärmerohren beinhalten, die so konfiguriert sind, dass sie Wärmeenergie entlang einer mit einem IC gekoppelten Metallplatte nach außen transportieren. Dadurch wird die Temperatur von Abschnitten der Metallplatte, die sich entfernt vom IC befinden, erhöht, was die Wärmeabfuhreffizienz der Wärmesenke weiter erhöht. Eine solche Ausführungsform ist in den 6A und 6B dargestellt.
6A ist eine schematische Stirnansicht einer Wärmesenke 620 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die Ansicht der Wärmesenke 620 in 6A ist in Luftströmungsrichtung 103 aufgenommen, d. h. die Luftströmungsrichtung 103 ist in die Seite hinein. 6B ist eine schematische Seitenansicht der Wärmesenke 620 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In der in den 6A und 6B dargestellten Ausführungsform beinhaltet die Wärmesenke 620 Wärmerohre 640 zum Abtransport von Wärmeenergie weg vom IC 101 und über eine Grundplatte 650 der Wärmesenke 620. 6B zeigt auch das Plenum 130 mit niedrigem Druckabfall, die Wärmerohre 140 und die plattenmontierten Kühlrippen 356. Die Wärmerohre 640 sind innerhalb und/oder auf einer Oberfläche der Metallplatte 650 ausgebildet und erhöhen die Wärmeabfuhreffizienz der Wärmerohre 140, die mit der Metallplatte 650 im Bereich 153 mit einer niedrigen Dichte an Wärmerohren gekoppelt sind. Insbesondere erhöhen die Wärmerohre 640 die Wärmeabfuhreffizienz solcher Wärmerohre 140, indem sie die Temperatur der Abschnitte der Metallplatte 650 im Bereich 153 mit einer niedrigen Dichte an Wärmerohren durch Wärmeenergie erhöhen, die vom IC 101 übertragen wird.
In einigen Ausführungsformen sind Wärmerohre, die Wärmeenergie von einem integrierten Schaltkreis über eine Grundplatte der Wärmesenke abtransportieren, mit einer Oberfläche der Grundplatte gekoppelt. Eine solche Ausführungsform ist in den 7, 8 und 9 dargestellt.
7 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Anordnung 710 von Wärmerohren 720, die an eine Oberfläche einer Grundplatte 750 gekoppelt ist, und einer zweiten Anordnung 730 von Wärmerohren 740, die mit den Wärmerohren 720 der ersten Anordnung 710 gekoppelt ist, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Für eine bessere Übersichtlichkeit sind die Kühlrippen 121, die typischerweise mit den Wärmerohren 740 gekoppelt sind, in 7 weggelassen. Die Wärmerohre 720 der ersten Anordnung 710 transportieren Wärmeenergie von einem integrierten Stromkreis (nicht in 7 dargestellt) weg und zu den Wärmerohren 720 der ersten Anordnung 710. Zu diesem Zweck sind einige oder alle Wärmerohre 720 thermisch und mechanisch mit einem Verdampferabschnitt 741 von jedem Wärmerohr 740 der zweiten Anordnung 730 gekoppelt. Dadurch erwärmt Wärme, die von der Grundplatte durch die Wärmerohre 720 abtransportiert wird, die Verdampferabschnitte 741 der Wärmerohre 740.
Die Wärmerohre 740 können mit den Wärmerohren 720 durch Löten oder jede andere technisch mögliche Technik gekoppelt werden. In einigen Ausführungsformen kann zusätzlich zum Lot zwischen den Wärmerohren 740 und den Wärmerohren 720 zur mechanischen und thermischen Kopplung der Wärmerohre 740 mit den Wärmerohren 720 ein Lotfüllmaterial (nicht dargestellt) verwendet werden, um die Luftspalten zwischen den Wärmerohren 720, die Luftspalten zwischen den Wärmerohren 740 und die Luftspalten zwischen der ersten Anordnung 710 und der zweiten Anordnung 730 zu füllen. In solchen Ausführungsformen sind die erste Anordnung 710 und die zweite Anordnung 730 robuster miteinander gekoppelt, und die Wärmeübertragung zwischen ihnen ist verbessert.
8 ist eine perspektivische Ansicht der ersten Anordnung 710 von Wärmerohren 720, die mit der Grundplatte 750 gekoppelt sind, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Für eine bessere Übersichtlichkeit ist in 8 die zweite Anordnung 730 weggelassen. Wie dargestellt, ist jedes der Wärmerohre 720 der ersten Anordnung 710 mit einer Oberfläche der Grundplatte 750 gekoppelt. In einigen Ausführungsformen sind die Wärmerohre 720 durch einen Lötprozess mit der Oberfläche der Grundplatte 750 gekoppelt. In solchen Ausführungsformen kann zusätzliches Lotmaterial (nicht dargestellt) verwendet werden, um Luftspalten zwischen den Wärmerohren 720 und der Grundplatte 750 zu füllen, wodurch der Wärmetransport von der Grundplatte 750 und den Wärmerohren 720 verbessert wird. In anderen Ausführungsformen kann jede andere technisch mögliche Technik eingesetzt werden, um die Wärmerohre 720 mechanisch und thermisch mit Grundplatte 750 zu koppeln.
9 ist eine perspektivische Ansicht der ersten Anordnung 710 von Wärmerohren 720 von unten gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, ist die Grundplatte 750 mit den Wärmerohren 720 gekoppelt, wodurch eine Baugruppe 901 gebildet wird. Wenn die erste Anordnung 710 und die Grundplatte 750 in einer Wärmesenke beinhaltet sind, wie etwa in der Wärmesenke 120 der 1A und 1B, ist eine Oberfläche 902 der Grundplatte 750 so konfiguriert, dass sie thermisch mit einem IC (nicht dargestellt) gekoppelt ist, beispielsweise dem IC 101 in den 1A und 1 B. Somit ist die Baugruppe 901 so konfiguriert, dass sie die von dem IC erzeugte Wärme durch die Grundplatte 750 und in die Wärmerohre 720 überträgt.
In der in den 7, 8 und 9 dargestellten Ausführungsform ist die Grundplatte 750 so konfiguriert, dass sie an einen mittleren Abschnitt jedes der Wärmerohre 720 und nicht entlang des größten Teils oder der gesamten Länge jedes Wärmerohrs 720 gekoppelt ist. In solchen Ausführungsformen kann die Baugruppe 901 ferner konfiguriert sein, um mit einer größeren Grundplatte zusammenzupassen, die eine geeignet konfigurierte Öffnung für die Grundplatte 750 beinhaltet. Eine Ausführungsform einer solchen größeren Grundplatte ist in 10 dargestellt.
10 ist eine perspektivische Ansicht einer Grundplatte 1050, die gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung so konfiguriert ist, dass sie mit einer kleineren Grundplatte zusammenpasst, an die Wärmerohre gekoppelt sind. Wie dargestellt, beinhaltet die Grundplatte 1050 eine Öffnung 1051, die so konfiguriert ist, dass sie im Wesentlichen der Form einer kleineren Grundplatte entspricht (z. B. Grundplatte 750 in den 7, 8 und 9), an die die Wärmerohre 720 gekoppelt sind. Darüber hinaus beinhaltet die Grundplatte 1050 in einigen Ausführungsformen Wände 1052, die sich von einer zentralen Oberfläche 1053 erstrecken und so konfiguriert sind, dass sie die Wärmerohre 720 aufnehmen, wenn die Baugruppe 901 mit der Grundplatte 1050 gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen sind die Wände 1052 so konfiguriert, dass sie die Wärmerohre 720 mindestens teilweise umschließen, wenn die Baugruppe 901 mit der Grundplatte 1050 gekoppelt ist. Somit können in einigen Ausführungsformen die Wärmerohre 720 zunächst mit der Grundplatte 750 gekoppelt werden, um die Baugruppe 901 der 9 zu bilden, und dann kann die Baugruppe 901 mit der Grundplatte 1050 gekoppelt werden, indem die Grundplatte 750 in die Öffnung 1051 eingeführt wird. Die Baugruppe 901 und die Grundplatte 1050 können dann mechanisch und thermisch miteinander gekoppelt werden, beispielsweise über einen Lötprozess. In solchen Ausführungsformen kann zusätzliches Lotmaterial verwendet werden, um Luftspalten zwischen den Wärmerohren 720 und den Wänden 1052 und/oder Luftspalten zwischen den Wärmerohren 720 und der zentralen Oberfläche 1053 zu füllen.
In einigen Ausführungsformen beinhalten die Wände 1052 der Grundplatte 1050 eine oder mehrere Kerben 1054 oder andere mechanische Merkmale, die konfiguriert sind, um eine Montageplatte für plattenmontierte Kühlrippen aufzunehmen. Wenn beispielsweise die plattenmontierten Kühlrippen 356 der 3 an der Montageplatte 357 befestigt sind, können die Kerben 1054 so konfiguriert sein, dass sie eine geeignet konfigurierte Lasche oder ein anderes Merkmal der Montageplatte 357 aufnehmen.
Eine Ausführungsform einer Wärmesenke, die Merkmale der oben beschriebenen Ausführungsformen beinhaltet, ist in 11 dargestellt. 11 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers 1100 gemäß anderen verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, beinhaltet der Wärmetauscher 1100 die Grundplatte 1050 mit Kerben 1054 zur Aufnahme von plattenmontierten Kühlrippen 356. Der Wärmetauscher 1100 beinhaltet ferner die an Wärmerohren montierte Kühlrippen 456 und die Wärmerohre 140, die an einer Anordnung von Wärmerohren 720 montiert und mit ihnen gekoppelt sind. Die Wärmerohre 720 sind mit der Grundplatte 750 gekoppelt, die in eine Öffnung (nicht dargestellt) der Grundplatte 1050 eingeführt wird.
Konfiguration mit mehreren ICs
In einigen Ausführungsformen können mehrere ICs an einer einzelnen PCB montiert sein. In solchen Ausführungsformen können auch mehrere Wärmetauscher an der einzelnen PCB montiert sein. Eine solche Ausführungsform ist in 12 dargestellt. 12 ist eine schematische Seitenansicht einer elektronischen Vorrichtung 1201, die mehrere Wärmetauscher 1211 und 1212 und mehrere ICs 101 beinhaltet, die alle gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf einer einzelnen PCB 1202 montiert sind. In einigen Ausführungsformen sind die Wärmetauscher 1211 und 1212 auf der PCB 1201 positioniert, sodass Kühlluft (oder eine beliebige andere Kühlflüssigkeit) sequenziell durch einen ersten Wärmetauscher einer elektronischen Vorrichtung (beispielsweise Wärmetauscher 1211) und einen zweiten Wärmetauscher der elektronischen Vorrichtung (beispielsweise Wärmetauscher 1212) strömen kann. Das heißt, die Wärmetauscher 1211 und 1212 sind auf der PCB 1201 positioniert, sodass Kühlluft durch den ersten Wärmetauscher strömen und dann durch den zweiten Wärmetauscher strömen kann. Beispielsweise sind, wie in 12 dargestellt, die Kühlrippen, die an die Wärmerohre des Wärmetauschers 1211 gekoppelt sind, parallel zu den Kühlrippen ausgerichtet, die an die Wärmerohre des Wärmetauschers 1212 gekoppelt sind. Dadurch wird der sequenzielle Durchfluss einer Kühlflüssigkeit durch die Wärmetauscher 1211 und 1212 erleichtert.
Rechenvorrichtung
In einigen Ausführungsformen ist eine elektronische Vorrichtung 1201, die mehrere ICs und Wärmetauscher beinhaltet, in einer größeren Rechenvorrichtung beinhaltet. Eine solche Ausführungsform ist in 13 dargestellt.
13 ist eine schematische Ansicht einer Rechenvorrichtung 1300, die eine oder mehrere elektronische Vorrichtungen 1201 beinhaltet, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Rechenvorrichtung 1300 kann für den Einsatz in Hochleistungsanwendungen, wie etwa in einem Rechenzentrum, konfiguriert sein. Dementsprechend beinhaltet die Rechenvorrichtung 1300 eine Vielzahl von elektronischen Vorrichtungen 1201. In der in 13 dargestellten Ausführungsform beinhaltet die Rechenvorrichtung mehrere Böden 1310 mit elektronischen Vorrichtungen 1201. Darüber hinaus beinhaltet die Rechenvorrichtung 1300 in einigen Ausführungsformen einen Lüfterkasten 1301 mit einer Vielzahl von Lüftern, die konfiguriert ist, um Kühlluft über die in den elektronischen Vorrichtungen 1201 beinhalteten Wärmetauscher zu drücken. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Rechenvorrichtung 1300 ferner zusätzliche ICs, PCBs und andere elektronische Komponenten 1302, die durch die Luft gekühlt werden, die über die in den elektronischen Vorrichtungen 1201 beinhalteten Wärmetauscher gedrückt wird. Während die Wärmeübertragungseffizienz der in den elektronischen Vorrichtungen 1201 beinhalteten Wärmetauscher der von herkömmlichen Wärmetauschern überlegen ist, wird angemerkt, dass die in den Wärmetauschern der elektronischen Vorrichtungen 1201 beinhalteten Luftplenen 130 mit niedrigem Druckabfall im Allgemeinen einen ähnlichen oder sogar einen geringeren Druckabfall aufweisen als herkömmliche Wärmetauscher.
Alternative Plenum-Konfiguration im Wärmetauscher
In den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Kühlrippen eines Wärmetauschers so konfiguriert, dass sie ein oder mehrere Plenen mit niedrigem Druckabfall bilden, die dazu führen, dass Kühlluft über die Wärmerohr-Kondensatorabschnitte, die sich nahe eines IC befinden, mit höherer Geschwindigkeit und niedrigerer Temperatur strömt. Gleichzeitig bewirkt eine Bahn mit hohem Druckabfall durch die Kühlrippen des Wärmetauschers, dass Kühlluft über Abschnitte von Wärmerohr-Kondensatorabschnitten, die sich entfernt vom IC befinden, mit niedrigerer Geschwindigkeit und höherer Temperatur strömt. In einigen alternativen Ausführungsformen sind das eine oder die mehreren Plenen mit niedrigem Druckabfall durch eine Gruppe der Kühlrippen ausgebildet, die einen größeren Rippenabstand als eine oder mehrere andere Gruppen der Kühlrippen aufweisen. Eine solche Ausführungsform ist in den 14 und 15 dargestellt.
14 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers 1400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. 15 ist eine Seitenansicht eines Wärmetauschers 1400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Wärmetauscher 1400 ist ein Wärmetauscher für den IC 101 und beinhaltet eine integrierte Wärmesenke 1420 mit einem Luftplenum 1430 mit niedrigem Druckabfall.
Der Wärmetauscher 1400 ist dem Wärmetauscher 100 in 1 ähnlich, mit der Ausnahme, dass das Luftplenum 1430 mit niedrigem Druckabfall durch eine erste Gruppe 1525 von Kühlrippen 121 ausgebildet ist, die einen größeren Rippenabstand 1501 aufweisen als eine oder mehrere andere Gruppen der Kühlrippen, wie beispielsweise die zweite Gruppe 1526 von Kühlrippen 121. Wie dargestellt, ist die zweite Gruppe 1525 mit Kühlrippen 121 konfiguriert, die einen Rippenabstand 1502 aufweisen, der signifikant kleiner ist als der Rippenabstand 1501. Dadurch wird ein höherer Druckabfall durch Kühlluft erzeugt, die mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch die zweite Gruppe 1526 strömt, als durch Kühlluft, die mit der gleichen Geschwindigkeit durch die erste Gruppe 1525 strömt. Folglich ist im Betrieb die Geschwindigkeit der Kühlluft, die durch eine Region mit niedrigem Druckabfall, die durch das Luftplenum 1430 mit niedrigem Druckabfall ausgebildet ist, strömt, signifikant höher als in der Region mit hohem Druckabfall, die durch die zweite Gruppe 1526 gebildet wird. Außerdem ist die erste Gruppe 1525 nahe des IC 101 angeordnet, während die zweite Gruppe 1526 entfernt vom IC 101 angeordnet ist. Da die Kühlluft mit höherer Geschwindigkeit über die unteren Abschnitte der Wärmerohre 140 innerhalb des Plenums 1430 mit niedrigem Druckabfall strömt, können die Abschnitte mit der höchsten Temperatur der Wärmerohre 140 mehr Wärme an die Kühlluft übertragen, und die Wärmesenke 1420 kann die Wärme effektiver vom IC 101 abführen als herkömmliche Wärmesenken.
In der in den 14 und 15 dargestellten Ausführungsform weist jede Kühlrippe 121 in der ersten Gruppe 1525 und in der zweiten Gruppe 1526 eine Rippenlänge 1527 auf. In anderen Ausführungsformen weisen die Kühlrippen 121 in der ersten Gruppe 1525 eine andere Rippenlänge auf als die Kühlrippen 121 in der zweiten Gruppe 1526. Eine solche Ausführungsform ist in 16 dargestellt.
16 ist eine Seitenansicht eines Wärmetauschers 1600 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Wärmetauscher 1600 ist ein Wärmetauscher für den IC 101 und beinhaltet eine integrierte Wärmesenke 1620 mit einem Luftplenum 1630 mit niedrigem Druckabfall. Der Wärmetauscher 1600 ist dem Wärmetauscher 1400 in den 14 und 15 ähnlich, mit der Ausnahme, dass das Luftplenum 1630 mit niedrigem Druckabfall durch eine erste Gruppe 1625 von Kühlrippen 121 ausgebildet ist, die einen größeren Rippenabstand 1601 und eine kürzere Länge 1627 aufweisen als eine oder mehrere andere Gruppen der Kühlrippen, wie etwa die zweite Gruppe 1626. Wie dargestellt, ist die zweite Gruppe 1625 mit Kühlrippen 121 konfiguriert, die einen Rippenabstand 1602 aufweisen, der signifikant kleiner als der Rippenabstand 1601 ist, und einen Rippenabstand 1628, der signifikant größer als die Länge 1627 ist. Dadurch wird ein höherer Druckabfall durch Kühlluft erzeugt, die mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch die zweite Gruppe 1625 strömt, als durch Kühlluft, die mit der gleichen Geschwindigkeit durch die erste Gruppe 1626 strömt.
In einigen Ausführungsformen weisen mehrere Gruppen von Kühlrippen 121 in einem Wärmetauscher Rippenlängen auf, die einem Abschlussprofil entsprechen. Das heißt, eine erste Gruppe von Kühlrippen 121 in dem Wärmetauscher weist Rippenlängen auf, die einem ersten Abschlussprofil entsprechen, und eine zweite Gruppe von Kühlrippen 121 in dem Wärmetauscher weist Rippenlängen auf, die einem zweiten Abschlussprofil entsprechen. Eine solche Ausführungsform ist in 17 dargestellt.
17 ist eine Seitenansicht eines Wärmetauschers 1700 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Wärmetauscher 1700 ist ein Wärmetauscher für den IC 101 und beinhaltet eine integrierte Wärmesenke 1720 mit einem Luftplenum 1730 mit niedrigem Druckabfall. Der Wärmetauscher 1700 ähnelt dem Wärmetauscher 1400 in den 14 und 15, mit der Ausnahme, dass der Wärmetauscher 1700 zwei oder mehr Gruppen von Kühlrippen 121 beinhaltet, wobei die Kühlrippen 121 jeder Gruppe jeweilige Längen aufweisen, die einem bestimmten Abschlussprofil entsprechen. Somit beinhaltet der Wärmetauscher 1700 in der in 17 dargestellten Ausführungsform eine erste Gruppe 1725 von Kühlrippen 121, die jeweilige Längen aufweisen, die einem ersten Abschlussprofil 1701 entsprechen, und eine zweite Gruppe 1726 von Kühlrippen 121, die jeweilige Längen aufweisen, die einem zweiten Abschlussprofil 1702 entsprechen. In solchen Ausführungsformen ermöglicht die Konfiguration mehrerer Gruppen von Kühlrippen 121, die jeweils ein Abschlussprofil bilden, eine weitere Abstimmung des Druckabfalls und/oder der Kühlflüssigkeitsgeschwindigkeit, die jeder Gruppe von Rippen zugeordnet sind. Das heißt, eine Durchflussrate einer Kühlflüssigkeit durch die erste Gruppe 1725 kann relativ zu einer Durchflussrate der Kühlflüssigkeit durch die zweite Gruppe 1726 ausgewählt werden, beispielsweise durch Modifizieren der Morphologie des ersten Abschlussprofils 1701 und/oder des zweiten Abschlussprofils 1702.
In der in 17 dargestellten Ausführungsform sind die Kühlrippen 121 der ersten Gruppe 1725 im ersten Abschlussprofil 1701 auf der Vorderrandregion 1723 und auf einer Hinterrandregion 1724 des Wärmetauschers 1700 ausgebildet. In alternativen Ausführungsformen sind die Kühlrippen 121 der ersten Gruppe 1725 im ersten Abschlussprofil 1701 entweder in der Vorderrandregion 1723 oder auf der Hinterrandregion 1724 des Wärmetauschers 1700, jedoch nicht an beiden, ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich sind die Kühlrippen 121 der zweiten Gruppe 1726 im zweiten Abschlussprofil 1702 entweder auf der Vorderrandregion 1723 oder auf der Hinterrandregion 1724 des Wärmetauschers 1700, jedoch nicht auf beiden, ausgebildet.
In der in 17 dargestellten Ausführungsform ist das erste Abschlussprofil 1701 der ersten Gruppe 1725 im Wesentlichen dem zweiten Abschlussprofil 1702 der zweiten Gruppe 1726 ähnlich. Alternativ oder zusätzlich unterscheidet sich in einigen Ausführungsformen das erste Abschlussprofil 1701 signifikant vom zweiten Abschlussprofil 1702 der zweiten Gruppe 1726. Beispiele für solche Ausführungsformen sind in den 18A-18C dargestellt.
18A veranschaulicht schematisch eine Seitenansicht eines Wärmetauschers 1810 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In 18A beinhaltet der Wärmetauscher 1810 einen ersten Abschnitt 1811 von Kühlrippen (zur besseren Übersichtlichkeit nicht einzeln dargestellt), die zusammen so konfiguriert sind, dass sie ein erstes Abschlussprofil 1813 bilden. Darüber hinaus beinhaltet der Wärmetauscher 1810 einen zweiten Abschnitt 1812 von Kühlrippen (zur besseren Übersichtlichkeit nicht einzeln dargestellt), die zusammen so konfiguriert sind, dass sie ein zweites Abschlussprofil 1814 bilden. Wie dargestellt, unterscheidet sich das erste Abschlussprofil 1813 vom zweiten Abschlussprofil 1814.
18B veranschaulicht schematisch eine Seitenansicht eines Wärmetauschers 1820 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In 18B beinhaltet der Wärmetauscher 1820 einen ersten Abschnitt 1821 von Kühlrippen (zur besseren Übersichtlichkeit nicht einzeln dargestellt), die zusammen so konfiguriert sind, dass sie ein erstes Abschlussprofil 1823 bilden, und einen zweiten Abschnitt 1822 von Kühlrippen (zur besseren Übersichtlichkeit nicht einzeln dargestellt), die zusammen so konfiguriert sind, dass sie ein zweites Abschlussprofil 1824 bilden. Infolge der relativen Formen des ersten Abschlussprofils 1823 und des zweiten Abschlussprofils 1824 wird durch Kühlluft, die mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch den zweiten Abschnitt 1822 strömt, ein höherer Druckabfall über den Wärmetauscher 1820 erzeugt als durch Kühlluft, die mit der gleichen Geschwindigkeit durch den ersten Abschnitt 1821 strömt. Dadurch neigt während des Betriebs mehr Kühlluft dazu, durch den ersten Abschnitt 1821 und mit einer höheren Geschwindigkeit als durch den zweiten Abschnitt 1822 zu strömen.
18C veranschaulicht schematisch eine Seitenansicht eines Wärmetauschers 1830 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In 18C beinhaltet der Wärmetauscher 1830 einen ersten Abschnitt 1831 von Kühlrippen (zur besseren Übersichtlichkeit nicht einzeln dargestellt), die zusammen so konfiguriert sind, dass sie ein erstes Abschlussprofil 1833 bilden. Darüber hinaus beinhaltet der Wärmetauscher 1830 einen zweiten Abschnitt 1832 von Kühlrippen (zur besseren Übersichtlichkeit nicht einzeln dargestellt), die zusammen so konfiguriert sind, dass sie ein zweites Abschlussprofil 1834 bilden. Wie dargestellt, unterscheidet sich das erste Abschlussprofil 1833 von dem zweiten Abschlussprofil 1834, was die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft im ersten Abschnitt 1831 gegenüber dem zweiten Abschnitt 1832 erheblich beeinflusst.
Alternative Wärmerohr-Konfiguration im Wärmetauscher
In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist ein erster Satz von Wärmerohren thermisch mit einem IC gekoppelt, um Wärme vom IC abzuleiten, während ein zweiter Satz von Wärmerohren thermisch mit dem ersten Satz von Wärmerohren und mit einer Vielzahl von Kühlrippen gekoppelt ist. In solchen Ausführungsformen beinhaltet jedes Wärmerohr im zweiten Satz von Wärmerohren einen Verdampferabschnitt und mindestens einen Kondensatorabschnitt, der senkrecht zum Verdampferabschnitt verläuft und direkt mit der Vielzahl von Kühlrippen gekoppelt ist. Zusätzlich beinhaltet jedes Wärmerohr in dem ersten Satz von Wärmerohren einen Verdampferabschnitt, der thermisch mit dem IC gekoppelt ist und senkrecht zu den Verdampferabschnitten des zweiten Satzes von Wärmerohren verläuft. In anderen Ausführungsformen beinhaltet jedes Wärmerohr in dem ersten Satz von Wärmerohren ferner mindestens einen Kondensatorabschnitt, der sich von dem Verdampferabschnitt dieses Wärmerohrs weg erstreckt und senkrecht zu diesem verläuft. In solchen Ausführungsformen kann der Kondensatorabschnitt auch direkt an die Vielzahl von Kühlrippen gekoppelt sein. Eine solche Ausführungsform ist in den 19A-19D dargestellt.
19A veranschaulicht schematisch eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers 1900 mit Kühlrippen und einer zusätzlichen Metallplatte, die weggelassen wurde, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Wärmetauscher 1900 beinhaltet einen ersten Satz von Wärmerohren 1950 und einen zweiten Satz von Wärmerohren 1940. Jedes Wärmerohr 1950 im ersten Satz beinhaltet einen Verdampferabschnitt 1951 und mindestens einen Kondensatorabschnitt 1952, und jedes Wärmerohr 1940 im zweiten Satz beinhaltet einen Verdampferabschnitt 1941 und mindestens einen Kondensatorabschnitt 1942.
In einigen Ausführungsformen ist in dem ersten Satz von Wärmerohren 1950 der Verdampferabschnitt 1951 jedes Wärmerohrs 1950 thermisch mit einer IC-kontaktierenden Metallplatte 1970 gekoppelt, die wiederum mit einem IC gekoppelt ist (nicht dargestellt). Beispielsweise ist in einigen Ausführungsformen die IC-kontaktierende Metallplatte 1970 auf die gleiche Weise mit dem IC gekoppelt, wie die Metallplatte 150 in 1 mit dem IC 101 gekoppelt ist. In solchen Ausführungsformen können die Verdampferabschnitte 1951 mindestens teilweise in die IC-kontaktierende Metallplatte 1970 eingebettet sein. Eine solche Ausführungsform ist in 20 dargestellt.
20 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsansicht der Verdampferabschnitte 1951 und der IC-kontaktierenden Metallplatte 1970 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ebenfalls dargestellt sind ein IC 2002, der an eine erste Oberfläche 1973 einer IC-kontaktierenden Metallplatte 1970 gekoppelt ist, ein Verdampferabschnitt 1941 der Wärmerohre 1940, der an eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, gekoppelt ist, Abschnitte eines Kondensatorabschnitts 1942 von einem Wärmerohr 1940 und eine Anordnung von plattenmontierten Kühlrippen 2056. In der in 20 dargestellten Ausführungsform ist die Anordnung der plattenmontierten Kühlrippen 2056 über eine zusätzliche Metallplatte 2057 mit einem oder mehreren Verdampferabschnitten 1941 gekoppelt.
In der Ausführungsform sind mehrere Hohlräume 2001 in der IC-kontaktierenden Metallplatte 1970 ausgebildet und sind jeweils so konfiguriert, dass sie mindestens einen Abschnitt eines Verdampferabschnitts 1951 wie dargestellt aufnehmen. In einigen Ausführungsformen sind die Zwischenräume oder Luftspalten zwischen den Verdampferabschnitten 1951 und den entsprechenden Oberflächen der Hohlräume 2001 mit einem Material gefüllt, das die Wärmeübertragung von der IC-kontaktierenden Metallplatte 1970 und den Verdampferabschnitten 1051 erleichtert, wie etwa Lot, Wärmeleitpaste und dergleichen. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Metallplatte 1070 ferner eine Abdeckplatte 2070, die die Kopplung der Verdampferabschnitte 1941 der Wärmerohre 1940 mit der IC-kontaktierenden Metallplatte 1970 erleichtert. In solchen Ausführungsformen kann die Abdeckplatte 2070 über den Hohlräumen 2001 und den Verdampferabschnitten 1951 festgelötet werden. Zusätzlich oder alternativ können in einigen Ausführungsformen die Verdampferabschnitte 1941 auf der Abdeckplatte 2070 festgelötet werden, um die Wärmeübertragung von der IC-kontaktierenden Metallplatte 1970 zu den Verdampferabschnitten 1941 zu verbessern.
Zurück zu 19A verläuft der mindestens eine Kondensatorabschnitt 1952 eines bestimmten Wärmerohrs 1950 senkrecht zum Verdampferabschnitt 1951 dieses bestimmten Wärmerohrs 1950. Das heißt, der Kondensatorabschnitt 1952 jedes Wärmerohrs 1950 erstreckt sich weg von der IC-kontaktierenden Metallplatte 1970 (und vom IC 2002, in 20 dargestellt). Ferner ist der mindestens eine Kondensatorabschnitt 1952 jedes Wärmerohrs 1950 direkt mit Kühlrippen (nicht dargestellt) des Wärmetauschers 1900 gekoppelt. Beispielsweise ist in einigen Ausführungsformen der mindestens eine Kondensatorabschnitt 1952 jedes Wärmerohrs 1950 auf die gleiche Weise mit Kühlrippen gekoppelt, wie die Wärmerohre 140 mit den Kühlrippen 121 in den 1A und 1B gekoppelt sind.
19B veranschaulicht schematisch eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers 1900, wobei die Kühlrippen weggelassen wurden und eine zusätzliche Metallplatte 2057 beinhaltet ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, ist die zusätzliche Metallplatte 2057 mit der IC-kontaktierenden Metallplatte 1970 und/oder mit den Verdampferabschnitten 1941 der Wärmerohre 1940 gekoppelt. In einigen Ausführungsformen erleichtert die zusätzliche Metallplatte 2057 die Kopplung der plattenmontierten Kühlrippen 2056 an die IC-kontaktierende Metallplatte 1970 und/oder an die Verdampferabschnitte 1941 der Wärmerohre 1940. Eine solche Ausführungsform ist in 19C dargestellt.
19C veranschaulicht schematisch eine perspektivische Ansicht des Wärmetauschers 1900 mit Kühlrippen, die weggelassen wurden, und der zusätzlichen Metallplatte 2057, plattenmontierten Kühlrippen 2056 und einer Grundplatte 1975, die dargestellt sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die plattenmontierten Kühlrippen 2056 sind mit der zusätzlichen Metallplatte 2057 gekoppelt und sind nahe der Verdampferabschnitte 1941 der Wärmerohre 1940 und der IC-kontaktierenden Metallplatte 1970 positioniert. Es wird darauf hingewiesen, dass Kühlrippen, die parallel zur IC-kontaktierenden Metallplatte 1970 ausgerichtet sind, aufgrund der gekrümmten Abschnitte der Verdampferabschnitte 1941 und der Verdampferabschnitte 1951 schwierig nahe der IC-kontaktierenden Metallplatte 1970 zu installieren sein können. Somit erleichtern plattenmontierte Kühlrippen 2056 die Wärmeübertragung von den Verdampferabschnitten 1941 der Wärmerohre 1940 und von der IC-kontaktierenden Metallplatte 1970 auf Kühlluft, die durch eine Region strömt, die keine Kühlrippen beinhaltet, die parallel zur IC-kontaktierenden Metallplatte 1970 ausgerichtet sind.
Wie bereits erwähnt, zeigt 19C auch eine Ausführungsform einer Grundplatte 1975, die gemäß einigen Ausführungsformen so konfiguriert ist, dass sie an eine IC-kontaktierende Metallplatte 1970 gekoppelt ist. Wie dargestellt, ist die Grundplatte 1975 in der Konfiguration im Wesentlichen ähnlich der Grundplatte 1050 von 10. Somit ist in einigen Ausführungsformen die Grundplatte 1975 so konfiguriert, dass sie mit der IC-kontaktierenden Metallplatte 1970 zusammenpasst, an die die Wärmerohre 1941 und 1951 gekoppelt sind. Die Grundplatte 1975 hat eine größere Länge 1976 und eine größere Breite 1977 als die IC-kontaktierende Metallplatte 1970 und erleichtert daher die leitende Wärmeübertragung weg von einem IC über eine größere Oberfläche als die IC-kontaktierende Metallplatte 1970.
In einigen Ausführungsformen sind die Kondensatorabschnitte 1952 der Wärmerohre 1950 in einem Bereich 1953 mit einer niedrigen Dichte an Wärmerohren angeordnet, und die Kondensatorabschnitte 1942 der Wärmerohre 1940 sind in einem Bereich 1954 mit einer hohen Dichte an Wärmerohren angeordnet. In solchen Ausführungsformen hat ein Abschnitt der IC-kontaktierenden Metallplatte 1970, der dem IC 2002 am nächsten liegt und daher während des Betriebs des IC 2002 die höchste Temperatur aufweist, eine höhere Dichte an daran gekoppelten Wärmerohren 1940. Im Gegensatz dazu haben die Abschnitte mit niedrigeren Temperaturen der IC-kontaktierenden Metallplatte 1970, wie etwa der Bereich 1953 mit niedriger Dichte an Wärmerohren, eine niedrigere Dichte an daran gekoppelten Wärmerohren 1940.
19D veranschaulicht schematisch eine perspektivische Ansicht des Wärmetauschers 1900, wobei die Kühlrippen weggelassen wurden, und eine IC-kontaktierende Oberfläche 1971 der IC-kontaktierenden Metallplatte 1970, die dargestellt sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der in 19D dargestellten Ausführungsform sind die Verdampferabschnitte 1951 der Wärmerohre 1950 mindestens teilweise in eine IC-kontaktierende Metallplatte 1970 eingebettet oder anderweitig angeordnet. Außerdem sind Verdampferabschnitte 1941 der Wärmerohre 1940 mit einer Oberfläche der IC-kontaktierenden Metallplatte 1970 gekoppelt, die sich gegenüber der IC-kontaktierenden Oberfläche 1971 befindet.
Zusammenfassend stellen die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen Wärmetauscher für einen IC bereit, der eine integrierte Wärmesenke und mindestens ein durch Kühlrippen der integrierten Wärmesenke gebildetes Plenum mit niedrigem Druckabfall beinhaltet. Das Plenum mit niedrigem Druckabfall ist nahe des IC angeordnet und bewirkt, dass eine über den Wärmetauscher fließende Kühlflüssigkeit nahe des ICs eine höhere Geschwindigkeit aufweist. Dadurch wird die Wärmetransportfähigkeit des Wärmetauschers erhöht. Somit ermöglicht das von den Kühlrippen gebildete Plenum für einen bestimmten Druckabfall der Kühlflüssigkeit über den Wärmetauscher eine größere Wärmeabfuhr aus dem IC.
Mindestens ein technologischer Vorteil der offenbarten Wärmetauschergestaltung gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, dass die von einem IC erzeugte Wärme effizienter aus dem IC abgeführt werden kann, wodurch der IC ohne Überhitzung mit höheren Verarbeitungsgeschwindigkeiten arbeiten kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Druckabfall über den offenbarten Wärmetauscher typischerweise geringer ist als der Druckabfall über herkömmliche Wärmetauscher, wodurch der Stromverbrauch des Lüfters und das Lüftergeräusch im Vergleich zu herkömmlichen Wärmetauschergestaltungen reduziert werden. Diese technologischen Vorteile bieten einen oder mehrere technologische Weiterentwicklungen gegenüber Ansätzen nach dem Stand der Technik.

1. In einigen Ausführungsformen beinhaltet eine elektronische Vorrichtung Folgendes: einen integrierten Schaltkreis; und einen Wärmetauscher, der Folgendes beinhaltet: mindestens ein Wärmerohr, das thermisch mit dem integrierten Schaltkreis gekoppelt ist und einen Verdampferabschnitt und einen Kondensatorabschnitt aufweist, wobei sich der Kondensatorabschnitt von dem Verdampferabschnitt weg erstreckt; und eine erste Vielzahl von Kühlrippen, die an dem Kondensatorabschnitt befestigt ist und sich nahe des Verdampferabschnitts befindet und ein Plenum mit einem ersten zugehörigen Druckabfall bildet, wenn eine Kühlflüssigkeit mit einer ersten Geschwindigkeit über die erste Vielzahl von Kühlrippen fließt; und eine zweite Vielzahl von Kühlrippen, die an dem Kondensatorabschnitt befestigt ist und sich entfernt von dem Verdampfungsabschnitt befindet und eine Strömungsbahn mit einem zweiten zugehörigen Druckabfall bildet, wenn die Kühlflüssigkeit mit der ersten Geschwindigkeit über die zweite Vielzahl von Kühlrippen strömt.
2. Elektronische Vorrichtung nach Klausel 1, wobei der Wärmetauscher ferner Folgendes umfasst: ein zweites Wärmerohr, das thermisch mit dem integrierten Schaltkreis gekoppelt ist und einen Verdampferabschnitt und einen Kondensatorabschnitt aufweist; und eine dritte Vielzahl von Kühlrippen, die thermisch mit dem IC gekoppelt und zwischen dem Verdampferabschnitt des ersten Wärmerohrs und dem Verdampferabschnitt des zweiten Wärmerohrs angeordnet ist.
3. Elektronische Vorrichtung nach Klausel 1 oder 2, wobei sich die Kühlrippen in der dritten Vielzahl von Kühlrippen weg vom integrierten Schaltkreis in einen Luftströmungsbereich erstrecken, der einen gekrümmten Abschnitt des ersten Wärmerohrs und einen gekrümmten Abschnitt des zweiten Wärmerohrs beinhaltet.
4. Elektronische Vorrichtung nach einer der Klauseln 1-3, wobei die Kühlrippen in der dritten Vielzahl von Kühlrippen auf einer ersten Seite einer Metallplatte montiert sind und der integrierte Schaltkreis auf einer zweiten Seite der Metallplatte gegenüber der ersten Seite montiert ist.
5. Elektronische Vorrichtung nach einer der Klauseln 1-4, wobei der Verdampferabschnitt parallel zu einer ersten Oberfläche des integrierten Schaltkreises verläuft und der Kondensatorabschnitt senkrecht zur ersten Oberfläche des integrierten Schaltkreises verläuft.
6. Elektronische Vorrichtung nach einer der Klauseln 1-5, wobei das Plenum in einer Randregion des Wärmetauschers ausgebildet ist.
7. Elektronische Vorrichtung nach einer der Klauseln 1-6, wobei jede Rippe in der ersten Vielzahl von Rippen eine jeweilige Länge in einer Richtung des Kühlflüssigkeitsflusses aufweist, die kleiner ist als eine Länge von Rippen in der zweiten Vielzahl von Rippen in der Richtung der Kühlflüssigkeit.
8. Elektronische Vorrichtung nach einer der Klauseln 1-7, wobei der zweite Druckabfall größer ist als der erste Druckabfall.
9. Elektronische Vorrichtung nach einer der Klauseln 1-8, wobei der integrierte Schaltkreis mit einer ersten Seite einer Metallplatte gekoppelt ist und der Verdampferabschnitt mit einer zweiten Seite der Metallplatte gegenüber der ersten Seite gekoppelt ist.
10. Elektronische Vorrichtung nach einer der Klauseln 1-9, wobei: der Kondensatorabschnitt ein erstes gerades Segment, das über ein erstes gekrümmtes Segment mit dem Verdampferabschnitt gekoppelt ist, und ein zweites gerades Segment, das über ein zweites gekrümmtes Segment mit dem Verdampferabschnitt gekoppelt ist, umfasst und der Wärmetauscher ferner eine dritte Vielzahl von Kühlrippen, die thermisch mit der Metallplatte gekoppelt und zwischen dem ersten gekrümmten Segment und dem zweiten gekrümmten Segment angeordnet ist, umfasst.
11. Elektronische Vorrichtung nach einer der Klauseln 1-10, wobei das mindestens eine Wärmerohr ein in die Metallplatte eingebettetes Wärmerohr beinhaltet.
12. Elektronische Vorrichtung nach einer der Klauseln 1-11, wobei der Verdampferabschnitt einen geraden Abschnitt umfasst und das in die Metallplatte eingebettete Wärmerohr senkrecht zum geraden Abschnitt verläuft.
13. Elektronische Vorrichtung nach einer der Klauseln 1-12, wobei jede Kühlrippe in der ersten Vielzahl von Kühlrippen durch einen ersten Rippenabstand getrennt ist, jede Kühlrippe in der zweiten Vielzahl von Kühlrippen durch einen zweiten Rippenabstand getrennt ist und wobei der erste Rippenabstand größer als der zweite Rippenabstand ist.
14. Elektronische Vorrichtung nach einer der Klauseln 1-13, wobei jede Kühlrippe in der ersten Vielzahl von Kühlrippen eine erste Rippenlänge aufweist und jede Kühlrippe in der zweiten Vielzahl von Kühlrippen eine zweite Rippenlänge aufweist.
15. Elektronische Vorrichtung nach einer der Klauseln 1-14, wobei die erste Rippenlänge gleich der zweiten Rippenlänge ist.
16. Elektronische Vorrichtung nach einer der Klauseln 1-15, wobei die jeweiligen Längen der Kühlrippen in der ersten Vielzahl von Kühlrippen einem ersten Abschlussprofil entsprechen und die jeweiligen Längen der Kühlrippen in der zweiten Vielzahl von Kühlrippen einem zweiten Abschlussprofil entsprechen.
17. Elektronische Vorrichtung, die einen integrierten Schaltkreis und einen Wärmetauscher beinhaltet, wobei der Wärmetauscher Folgendes umfasst: mindestens ein Wärmerohr, das thermisch mit dem integrierten Schaltkreis gekoppelt ist und einen Verdampferabschnitt und einen Kondensatorabschnitt aufweist, wobei sich der Kondensatorabschnitt weg vom Verdampferabschnitt erstreckt; eine erste Vielzahl von Kühlrippen, die sich nahe des Verdampferabschnitts befindet und ein Plenum bildet; und eine zweite Vielzahl von Kühlrippen, die sich entfernt von dem Verdampferabschnitt befindet und eine Strömungsbahn bildet, wobei das Plenum so konfiguriert ist, dass es bewirkt, dass ein erster Anteil der Kühlflüssigkeit mit einer ersten Geschwindigkeit durch das Plenum und mit einer zweiten Geschwindigkeit durch die Strömungsbahn fließt, wobei die erste Geschwindigkeit größer als die zweite Geschwindigkeit ist.
18. Elektronische Vorrichtung nach Klausel 17, wobei das Plenum in einer Randregion des Wärmetauschers ausgebildet ist.
19. Elektronische Vorrichtung nach den Klauseln 17 oder 18, wobei jede Rippe in der ersten Vielzahl von Kühlrippen eine jeweilige Länge in einer Richtung des Kühlflüssigkeitsflusses aufweist, die kleiner ist als eine Länge von Kühlrippen in der zweiten Vielzahl von Rippen in der Richtung der Kühlflüssigkeit.
20. Elektronische Vorrichtung nach einer der Klauseln 17-19, wobei die jeweiligen Längen der Kühlrippen in der ersten Vielzahl von Kühlrippen einem Abschlussprofil entsprechen.
21. In einigen Ausführungsformen beinhaltet ein Wärmetauscher: ein erstes Wärmerohr, das einen ersten Verdampferabschnitt und einen ersten Kondensatorabschnitt beinhaltet, wobei sich der erste Kondensatorabschnitt von dem ersten Verdampferabschnitt weg erstreckt; ein zweites Wärmerohr, das thermisch mit dem ersten Wärmerohr gekoppelt ist und einen zweiten Verdampferabschnitt und einen zweiten Kondensatorabschnitt beinhaltet; und eine Vielzahl von Kühlrippen, wobei jede in der Vielzahl von Kühlrippen beinhaltete Kühlrippe an dem zweiten Kondensatorabschnitt befestigt ist.
22. Wärmetauscher nach Klausel 21, wobei der zweite Verdampferabschnitt mechanisch mit dem ersten Wärmerohr gekoppelt ist.
23. Wärmetauscher nach Klausel 21 oder 22, ferner umfassend eine Metallplatte mit einer ersten Oberfläche, an die das erste Wärmerohr gekoppelt ist.
24. Wärmetauscher nach einer der Klauseln 21-23, ferner umfassend einen integrierten Schaltkreis, der mit einer zweiten Oberfläche der Metallplatte gekoppelt ist, wobei die zweite Oberfläche der Metallplatte gegenüber der ersten Oberfläche der Metallplatte liegt.
25. Wärmetauscher nach einer der Klauseln 21-24, wobei die erste Oberfläche direkt mit dem ersten Verdampferabschnitt gekoppelt ist.
26. Wärmetauscher nach einer der Klauseln 21-25, wobei das erste Wärmerohr in einer Vielzahl von Wärmerohren beinhaltet ist, die direkt mit der ersten Oberfläche der Metallplatte gekoppelt ist.
27. Wärmetauscher nach einer der Klauseln 21-26, wobei das erste Wärmerohr mindestens teilweise innerhalb der Metallplatte angeordnet ist.
28. Wärmetauscher nach einer der Klauseln 21-27, wobei die Vielzahl der Kühlrippen Folgendes beinhaltet: eine erste Gruppe von Rippen, die sich nahe des zweiten Verdampferabschnitts befindet und ein Plenum bildet; und eine zweite Gruppe von Rippen, die sich entfernt vom zweiten Verdampferabschnitt befindet und eine Strömungsbahn bildet.
29. Wärmetauscher nach einer der Klauseln 21-28, wobei das Plenum einen ersten zugeordneten Druckabfall aufweist, wenn eine Kühlflüssigkeit mit einer ersten Geschwindigkeit über die erste Gruppe von Kühlrippen fließt, und die Strömungsbahn einen zweiten zugeordneten Druckabfall aufweist, wenn die Kühlflüssigkeit mit der ersten Geschwindigkeit über die zweite Gruppe von Kühlrippen fließt.
30. Wärmetauscher nach einer der Klauseln 21-29, wobei der zweite Verdampferabschnitt senkrecht zum zweiten Kondensatorabschnitt verläuft.
31. Wärmetauscher nach einer der Klauseln 21-30, wobei das zweite Wärmerohr in einer Vielzahl von Wärmerohren beinhaltet ist, wobei jedes Wärmerohr in der Vielzahl von Wärmerohren einen Verdampferabschnitt und einen Kondensatorabschnitt, der senkrecht zum Verdampferabschnitt ist, aufweist.
32. Wärmetauscher nach einer der Klauseln 21-31, wobei der erste Verdampferabschnitt senkrecht zum ersten Kondensatorabschnitt verläuft.
33. Wärmetauscher nach einer der Klauseln 21-32, wobei der zweite Verdampferabschnitt senkrecht zum zweiten Kondensatorabschnitt verläuft und der erste Kondensator parallel zum zweiten Kondensatorabschnitt verläuft.
34. Wärmetauscher nach einer der Klauseln 21-33, wobei jede in der Vielzahl der Kühlrippen beinhaltete Kühlrippe an dem ersten Kondensatorabschnitt befestigt ist.
35. In einigen Ausführungsformen beinhaltet eine elektronische Vorrichtung einen ersten integrierten Schaltkreis, der thermisch mit einem ersten Wärmetauscher gekoppelt ist, wobei der erste Wärmetauscher Folgendes umfasst: ein erstes Wärmerohr, das einen ersten Verdampferabschnitt und einen ersten Kondensatorabschnitt beinhaltet, wobei sich der erste Kondensatorabschnitt vom ersten Verdampferabschnitt weg erstreckt; ein zweites Wärmerohr, das thermisch mit dem ersten Wärmerohr gekoppelt ist und einen zweiten Verdampferabschnitt und einen zweiten Kondensatorabschnitt beinhaltet; und eine Vielzahl von Kühlrippen, wobei jede Kühlrippe, die in der Vielzahl von Kühlrippen beinhaltet ist, an dem zweiten Kondensatorabschnitt befestigt ist.
36. Wärmetauscher nach Klausel 35, wobei der zweite Verdampferabschnitt mechanisch mit dem ersten Wärmerohr gekoppelt ist.
37. Elektronische Vorrichtung nach Klausel 35 oder 36, ferner umfassend eine Metallplatte mit einer ersten Oberfläche, an die das erste Wärmerohr gekoppelt ist.
38. Elektronische Vorrichtung nach einer der Klauseln 35-37, ferner Folgendes umfassend: eine Leiterplatte, auf der der erste integrierte Schaltkreis montiert ist; einen zweiten integrierten Schaltkreis, der auf der Leiterplatte montiert ist; und einen zweiten Wärmetauscher, der thermisch mit der zweiten integrierten Schaltung gekoppelt ist.
39. Elektronische Vorrichtung nach einer der Klauseln 35-38, wobei der erste Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher auf der Leiterplatte positioniert sind, damit eine Kühlflüssigkeit zuerst durch den ersten Wärmetauscher und dann durch den zweiten Wärmetauscher fließen kann.
40. Elektronische Vorrichtung nach einer der Klauseln 35-39, wobei: der erste Wärmetauscher eine erste Vielzahl von Kühlrippen beinhaltet; und der zweite Wärmetauscher eine zweite Vielzahl von Kühlrippen beinhaltet, die parallel zu der ersten Vielzahl von Kühlrippen angeordnet ist.
41. Elektronische Vorrichtung nach einer der Klauseln 35-40, wobei: das erste Wärmerohr in einer ersten Vielzahl von Wärmerohren beinhaltet ist, wobei jedes Wärmerohr, das in der ersten Vielzahl von Wärmerohren beinhaltet ist, einen dritten Kondensatorabschnitt aufweist; das zweite Wärmerohr in einer zweiten Vielzahl von Wärmerohren beinhaltet ist, wobei jedes in der zweiten Vielzahl von Wärmerohren beinhaltete Wärmerohr einen vierten Kondensatorabschnitt aufweist; und die dritten Kondensatorabschnitte innerhalb des ersten Wärmetauschers bei einer ersten Dichte angeordnet sind und die zweiten Kondensatorteile innerhalb des ersten Wärmetauschers bei einer zweiten Dichte angeordnet sind, die kleiner als die erste Dichte ist.

Alle Kombinationen der in den Ansprüchen genannten Elemente und/oder der in dieser Anmeldung beschriebenen Elemente in beliebiger Weise fallen in den vorgesehenen Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung und des Schutzes.
Die Beschreibungen der verschiedenen Ausführungsformen wurden zum Zwecke der Veranschaulichung dargestellt, erheben jedoch keinen Anspruch auf Vollständigkeit oder Beschränkung auf die offenbarten Ausführungsformen. Viele Modifikationen und Variationen werden für den Fachmann offensichtlich sein, ohne dass der Umfang und der Geist der beschriebenen Ausführungsformen verlassen wird.
Während das Vorstehende sich auf Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bezieht, können andere und weitere Ausführungsformen der Offenbarung ausgearbeitet werden, ohne vom grundlegenden Umfang derselben abzuweichen, und deren Umfang wird durch die folgenden Ansprüche bestimmt.

Claims

Elektronische Vorrichtung, Folgendes umfassend: einen integrierten Schaltkreis, IC; und einen Wärmetauscher, der Folgendes beinhaltet: mindestens ein Wärmerohr, das thermisch mit dem integrierten Schaltkreis gekoppelt ist und einen Verdampferabschnitt und einen Kondensatorabschnitt aufweist, wobei der Kondensatorabschnitt sich weg vom Verdampferabschnitt erstreckt; und eine erste Vielzahl von Kühlrippen, die an dem Kondensatorabschnitt befestigt ist und sich nahe des Verdampferabschnitts befindet und ein Plenum mit einem ersten zugeordneten Druckabfall bildet, wenn eine Kühlflüssigkeit mit einer ersten Geschwindigkeit über die erste Vielzahl von Kühlrippen fließt; und eine zweite Vielzahl von Kühlrippen, die an dem Kondensatorabschnitt befestigt ist und sich entfernt von dem Verdampferabschnitt befindet und eine Strömungsbahn mit einem zweiten zugeordneten Druckabfall bildet, wenn die Kühlflüssigkeit mit der ersten Geschwindigkeit über die zweite Vielzahl von Kühlrippen fließt.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Wärmetauscher ferner Folgendes umfasst: ein zweites Wärmerohr, das thermisch mit dem integrierten Schaltkreis gekoppelt ist und einen Verdampferabschnitt und einen Kondensatorabschnitt aufweist; und eine dritte Vielzahl von Kühlrippen, die thermisch mit dem IC gekoppelt und zwischen dem Verdampferabschnitt des ersten Wärmerohrs und dem Verdampferabschnitt des zweiten Wärmerohrs angeordnet ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei sich die Kühlrippen in der dritten Vielzahl von Kühlrippen weg vom integrierten Schaltkreis in eine Luftströmungsregion erstrecken, die einen gekrümmten Abschnitt des ersten Wärmerohrs und einen gekrümmten Abschnitt des zweiten Wärmerohrs beinhaltet.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Kühlrippen in der dritten Vielzahl von Kühlrippen auf einer ersten Seite einer Metallplatte montiert sind und der integrierte Schaltkreis auf einer zweiten Seite der Metallplatte gegenüber der ersten Seite montiert ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Verdampferabschnitt parallel zu einer ersten Oberfläche des integrierten Schaltkreises verläuft und der Kondensatorabschnitt senkrecht zur ersten Oberfläche des integrierten Schaltkreises verläuft.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Plenum in einer Randregion des Wärmetauschers ausgebildet ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede Rippe in der ersten Vielzahl von Rippen eine jeweilige Länge in einer Richtung des Kühlflüssigkeitsflusses aufweist, die kleiner ist als eine Länge von Rippen in der zweiten Vielzahl von Rippen in der Richtung der Kühlflüssigkeit.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der zweite Druckabfall größer ist als der erste Druckabfall.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der integrierte Schaltkreis mit einer ersten Seite einer Metallplatte gekoppelt ist und der Verdampferabschnitt mit einer zweiten Seite der Metallplatte gegenüber der ersten Seite gekoppelt ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei: der Kondensatorabschnitt ein erstes gerades Segment, das über ein erstes gekrümmtes Segment mit dem Verdampferabschnitt gekoppelt ist, und ein zweites gerades Segment, das über ein zweites gekrümmtes Segment mit dem Verdampferabschnitt gekoppelt ist, umfasst und der Wärmetauscher ferner eine dritte Vielzahl von Kühlrippen, die thermisch mit der Metallplatte gekoppelt und zwischen dem ersten gekrümmten Segment und dem zweiten gekrümmten Segment angeordnet ist, umfasst.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das mindestens eine Wärmerohr ein in die Metallplatte eingebettetes Wärmerohr beinhaltet.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Verdampferabschnitt einen geraden Abschnitt umfasst und das in die Metallplatte eingebettete Wärmerohr senkrecht zum geraden Abschnitt verläuft.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede Kühlrippe in der ersten Vielzahl von Kühlrippen durch einen ersten Rippenabstand getrennt ist, jede Kühlrippe in der zweiten Vielzahl von Kühlrippen durch einen zweiten Rippenabstand getrennt ist und wobei der erste Rippenabstand größer als der zweite Rippenabstand ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei jede Kühlrippe in der ersten Vielzahl von Kühlrippen eine erste Rippenlänge aufweist und jede Kühlrippe in der zweiten Vielzahl von Kühlrippen eine zweite Rippenlänge aufweist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die erste Rippenlänge gleich der zweiten Rippenlänge ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die jeweiligen Längen der Kühlrippen in der ersten Vielzahl von Kühlrippen einem ersten Abschlussprofil entsprechen und die jeweiligen Längen der Kühlrippen in der zweiten Vielzahl von Kühlrippen einem zweiten Abschlussprofil entsprechen.
Elektronische Vorrichtung, die einen integrierten Schaltkreis und einen Wärmetauscher beinhaltet, wobei der Wärmetauscher Folgendes umfasst: mindestens ein Wärmerohr, das thermisch mit dem integrierten Schaltkreis gekoppelt ist und einen Verdampferabschnitt und einen Kondensatorabschnitt aufweist, wobei sich der Kondensatorabschnitt weg vom Verdampferabschnitt erstreckt; eine erste Vielzahl von Kühlrippen, die sich nahe des Verdampferabschnitts befindet und ein Plenum bildet; und eine zweite Vielzahl von Kühlrippen, die sich entfernt von dem Verdampferabschnitt befindet und eine Strömungsbahn bildet, wobei das Plenum so konfiguriert ist, dass ein erster Anteil der Kühlflüssigkeit mit einer ersten Geschwindigkeit durch das Plenum und mit einer zweiten Geschwindigkeit durch die Strömungsbahn fließt, wobei die erste Geschwindigkeit größer als die zweite Geschwindigkeit ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Plenum in einer Randregion des Wärmetauschers ausgebildet ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei jede Rippe in der ersten Vielzahl von Kühlrippen eine jeweilige Länge in einer Richtung des Kühlflüssigkeitsflusses aufweist, die kleiner ist als eine Länge von Kühlrippen in der zweiten Vielzahl von Rippen in der Richtung der Kühlflüssigkeit.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die jeweiligen Längen der Kühlrippen in der ersten Vielzahl von Kühlrippen einem Abschlussprofil entsprechen.
Wärmetauscher, Folgendes umfassend: ein erstes Wärmerohr, das einen ersten Verdampferabschnitt und einen ersten Kondensatorabschnitt beinhaltet, wobei sich der erste Kondensatorabschnitt sich weg vom ersten Verdampferabschnitt erstreckt; ein zweites Wärmerohr, das thermisch mit dem ersten Wärmerohr gekoppelt ist und einen zweiten Verdampferabschnitt und einen zweiten Kondensatorabschnitt beinhaltet; und eine Vielzahl von Kühlrippen, wobei jede Kühlrippe, die in der Vielzahl von Kühlrippen beinhaltet ist, an dem zweiten Kondensatorabschnitt befestigt ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 21, wobei der zweite Verdampferabschnitt mechanisch mit dem ersten Wärmerohr gekoppelt ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 21, ferner umfassend eine Metallplatte mit einer ersten Oberfläche, an die das erste Wärmerohr gekoppelt ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 23, ferner umfassend einen integrierten Schaltkreis, der mit einer zweiten Oberfläche der Metallplatte gekoppelt ist, wobei die zweite Oberfläche der Metallplatte gegenüber der ersten Oberfläche der Metallplatte liegt.
Wärmetauscher nach Anspruch 23, wobei die erste Oberfläche direkt mit dem ersten Verdampferabschnitt gekoppelt ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 25, wobei das erste Wärmerohr in einer Vielzahl von Wärmerohren beinhaltet ist, die direkt mit der ersten Oberfläche der Metallplatte gekoppelt ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 23, wobei das erste Wärmerohr mindestens teilweise innerhalb der Metallplatte angeordnet ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 21, wobei die Vielzahl der Kühlrippen Folgendes beinhaltet: eine erste Gruppe von Rippen, die sich nahe des zweiten Verdampferabschnitts befindet und ein Plenum bildet; und eine zweite Gruppe von Rippen, die sich entfernt vom zweiten Verdampferabschnitt befindet und eine Strömungsbahn bildet.
Wärmetauscher nach Anspruch 28, wobei das Plenum einen ersten zugeordneten Druckabfall aufweist, wenn eine Kühlflüssigkeit mit einer ersten Geschwindigkeit über die erste Gruppe von Kühlrippen fließt, und die Strömungsbahn einen zweiten zugeordneten Druckabfall aufweist, wenn die Kühlflüssigkeit mit der ersten Geschwindigkeit über die zweite Gruppe von Kühlrippen fließt.
Wärmetauscher nach Anspruch 21, wobei der zweite Verdampferabschnitt senkrecht zum zweiten Kondensatorabschnitt verläuft.
Wärmetauscher nach Anspruch 30, wobei das zweite Wärmerohr in einer Vielzahl von Wärmerohren beinhaltet ist, wobei jedes Wärmerohr in der Vielzahl von Wärmerohren einen Verdampferabschnitt und einen Kondensatorabschnitt, der senkrecht zum Verdampferabschnitt verläuft, aufweist.
Wärmetauscher nach Anspruch 21, wobei der erste Verdampferabschnitt senkrecht zum ersten Kondensatorabschnitt verläuft.
Wärmetauscher nach Anspruch 32, wobei der zweite Verdampferabschnitt senkrecht zum zweiten Kondensatorabschnitt verläuft und der erste Kondensator parallel zum zweiten Kondensatorabschnitt verläuft.
Wärmetauscher nach Anspruch 32, wobei jede in der Vielzahl der Kühlrippen beinhaltete Kühlrippe an dem ersten Kondensatorabschnitt befestigt ist.
Elektronische Vorrichtung, die einen ersten integrierten Schaltkreis beinhaltet, der thermisch mit einem ersten Wärmetauscher gekoppelt ist, wobei der erste Wärmetauscher Folgendes umfasst: ein erstes Wärmerohr, das einen ersten Verdampferabschnitt und einen ersten Kondensatorabschnitt beinhaltet, wobei sich der erste Kondensatorabschnitt vom ersten Verdampferabschnitt weg erstreckt; ein zweites Wärmerohr, das thermisch mit dem ersten Wärmerohr gekoppelt ist und einen zweiten Verdampferabschnitt und einen zweiten Kondensatorabschnitt beinhaltet; und eine Vielzahl von Kühlrippen, wobei jede Kühlrippe, die in der Vielzahl von Kühlrippen beinhaltet ist, an dem zweiten Kondensatorabschnitt befestigt ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 35, wobei der zweite Verdampferabschnitt mechanisch mit dem ersten Wärmerohr gekoppelt ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 35, ferner umfassend eine Metallplatte mit einer ersten Oberfläche, an die das erste Wärmerohr gekoppelt ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 35, ferner Folgendes umfassend: eine Leiterplatte, auf der der erste integrierte Schaltkreis montiert ist; einen zweiten integrierten Schaltkreis, der auf der Leiterplatte montiert ist; und einen zweiten Wärmetauscher, der thermisch mit der zweiten integrierten Schaltung gekoppelt ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 38, wobei der erste Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher auf der Leiterplatte angeordnet sind, damit eine Kühlflüssigkeit zuerst durch den ersten Wärmetauscher und dann durch den zweiten Wärmetauscher fließen kann.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 39, wobei: der erste Wärmetauscher eine erste Vielzahl von Kühlrippen beinhaltet; und der zweite Wärmetauscher eine zweite Vielzahl von Kühlrippen beinhaltet, die parallel zu der ersten Vielzahl von Kühlrippen angeordnet ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 35, wobei: das erste Wärmerohr in einer ersten Vielzahl von Wärmerohren beinhaltet ist, wobei jedes Wärmerohr, das in der ersten Vielzahl von Wärmerohren beinhaltet ist, einen dritten Kondensatorabschnitt aufweist; das zweite Wärmerohr in einer zweiten Vielzahl von Wärmerohren beinhaltet ist, wobei jedes Wärmerohr, das in der zweiten Vielzahl von Wärmerohren beinhaltet ist, einen vierten Kondensatorabschnitt aufweist; und die dritten Kondensatorabschnitte innerhalb des ersten Wärmetauschers mit einer ersten Dichte angeordnet sind und die zweiten Kondensatorabschnitte innerhalb des ersten Wärmetauschers mit einer zweiten Dichte angeordnet sind, die kleiner als die erste Dichte ist.