DE19506373A1 - Gas cooling system for electronic module - Google Patents
Gas cooling system for electronic moduleInfo
- Publication number
- DE19506373A1 DE19506373A1 DE19506373A DE19506373A DE19506373A1 DE 19506373 A1 DE19506373 A1 DE 19506373A1 DE 19506373 A DE19506373 A DE 19506373A DE 19506373 A DE19506373 A DE 19506373A DE 19506373 A1 DE19506373 A1 DE 19506373A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- passage
- flow
- cooling
- cooling gas
- flow passage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/16—Constructional details or arrangements
- G06F1/20—Cooling means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
- H01L23/467—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing gases, e.g. air
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Kühlen elektronischer Teile, und insbesondere, jedoch nicht exklusiv, auf eine Einrichtung zum Kühlen von Halblei terchips.The present invention relates to a device for cooling electronic parts, and in particular, however not exclusive, to a device for cooling half lead terchips.
Es besteht eine große Nachfrage nach Größenverringerung, sowie nach einer Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit von verschiedenen Informationsvorrichtungen, wie Computer und periphere Einrichtungen und auch von verschiedenen elektroni schen Einrichtungen, z. B. Meßinstrumente und Steuer- bzw. Regeleinrichtungen. In naher Vergangenheit wurde die Integra tionsskala und Betriebsgeschwindigkeit von solchen Apparaten und Einrichtungen bemerkenswert erhöht aufgrund der laufenden schnellen Entwicklung in der Halbleitertechnologie, wodurch der Nachfrage für Größenverringerung und erhöhter Betriebs geschwindigkeit nachgekommen werden kann.There is a great demand for size reduction, and after an increase in the operating speed of various information devices, such as computers and peripheral facilities and also of different electronic institutions, eg. B. measuring instruments and tax or Control equipment. In the near past, the Integra tion scale and operating speed of such apparatus and facilities remarkably increased due to the ongoing rapid development in semiconductor technology, thereby the demand for size reduction and increased operation speed can be met.
Die Geschwindigkeitserhöhung und die Größenverringerung bzw. -reduktion, d. h. die verbesserte Integrationsskala und erhöh te Betriebsgeschwindigkeit, wird der laufenden Nachfrage einerseits gerecht, jedoch andererseits trifft sie auf ein Problem in der Hinsicht, daß die Wärmeerzeugungsrate uner wünscht erhöht wird wegen des Leistungs- bzw. Stromverbrauchs der Halbleiterchips. Prozessorchips, wie jene in CPU benutz te, weisen öfter insbesondere Temperaturerhöhungen auf 100°C oder höher auf, wobei eine große elektrische Leistung, z. B. 10 W oder mehr verbraucht wird.The speed increase and the size reduction or reduction, d. H. the improved integration scale and increased te operating speed, is the current demand On the one hand fair, but on the other hand it meets Problem in the sense that the heat generation rate uner wishes to be increased because of the power or power consumption the semiconductor chips. Processor chips, like those in CPU te, more often have in particular temperature increases to 100 ° C. or higher, wherein a large electric power, for. B. 10 W or more is consumed.
Eine der Vorkehrungen zum effektiven Kühlen solcher Halblei terchips benutzt, wie in Fig. 1 gezeigt, einen wärmeabstrah lenden Rippenblock bzw. Kühlenrippenblock 910, welcher an der hinteren Seite eines Halbleiterchips 900 montiert ist und einen Ventilator- bzw. Lüfter- bzw. Gebläse- bzw. Verdichter motor 920 trägt. In Betrieb wird der Gebläsemotor 920 derart betrieben, daß eine Strömung eines Kühlgases erzeugt wird, welche den Halbleiterchip zwangsweise kühlt.One of the provisions for effectively cooling such semiconductor chips uses, as shown in FIG. 1, a heat radiating fin block 910 which is mounted on the rear side of a semiconductor chip 900 and has a fan Compressor engine 920 carries. In operation, the blower motor 920 is operated to generate a flow of cooling gas which forcibly cools the semiconductor chip.
Diese Art bzw. dieser Typ von Kühleinrichtung, welche ein an einer Kühlstruktur montiertes Gebläse benutzt, kann jedoch nicht einen geeigneten bzw. zufriedenstellenden Kühleffekt bereitstellen.This type or this type of cooling device, which an on however, can use a blower mounted on a cooling structure not a suitable or satisfactory cooling effect provide.
Insbesondere saugt und stößt aus bzw. entläßt das Gebläse in diesem Typ von Kühleinrichtung das Kühlgas in eine Richtung, insbesondere senkrecht auf den Halbleiterchip, während der wärmeabstrahlende Rippenblock unter dem Gebläse tafelförmige bzw. rohrförmige Rippenwände oder stangenförmige Wärmedis sipationsvorsprünge aufweist, welche nicht geeignet sind zum Wärmeaustausch mit der oben genannten Strömungs- bzw. Fluß richtung des Kühlgases. Insbesondere ist Turbulenz in der Strömung des Kühlgases in den Rippenblöcken erzeugt, so daß das Kühlgas nicht entlang der Wärmedissipationsflächen bzw. -oberflächen der wärmeabstrahlenden Rippen strömen bzw. flie ßen kann, wodurch ein guter Kühleffekt nicht bereitgestellt werden kann.In particular, sucks and ejects or releases the fan in this type of cooling device the cooling gas in one direction, in particular perpendicular to the semiconductor chip, during the heat radiating rib block under the fan tabular or tubular rib walls or rod-shaped Wärmedis has sipationsvorsprünge, which are not suitable for Heat exchange with the above flow direction of the cooling gas. In particular, turbulence is in the Flow of the cooling gas generated in the rib blocks, so that the cooling gas not along the heat dissipation surfaces or surfaces of the heat radiating fins flow ßen, whereby a good cooling effect is not provided can be.
Es sollte bemerkt werden, daß generell das Gehäuse eines In formationsapparates der oben beschriebenen Art mit einem Kühlgebläse zum Kühlen der ganzen bzw. gesamten inne ren Struktur vorgesehen ist, welche innerhalb des Gehäuses beinhaltet ist. Dieses Gebläse erzeugt eine Strömung von Kühlgases um den Halbleiterchip herum. Währenddessen verur sacht die Halbleiterchipkühleinrichtung der in Fig. 1 gezeig ten Art, welche auch in dem Gehäuse eingeschlossen ist, daß das Kühlgas nach unten gesaugt wird und horizontal von allen vier Seiten des Halbleiterchips entlassen bzw. ausgestoßen wird. Dementsprechend interferiert die durch das Kühlgebläse erzeugte Strömung von Kühlgas mit der Strömung von Kühlgas, welche durch das Halbleiterchipkühlgebläse erzeugt wird, wodurch Turbulenz in dem Kühlgas und somit eine ineffiziente Kühlung erreicht bzw. bedingt wird.It should be noted that generally the housing of an Informationapparats of the type described above is provided with a cooling fan for cooling the whole or Ren inherent structure, which is included within the housing. This blower generates a flow of cooling gas around the semiconductor chip. Meanwhile, the semiconductor chip cooling device of the type shown in FIG. 1 which is also enclosed in the housing causes the cooling gas to be sucked down and discharged horizontally from all four sides of the semiconductor chip. Accordingly, the flow of cooling gas generated by the cooling fan interferes with the flow of cooling gas generated by the semiconductor chip cooling fan, thereby causing turbulence in the cooling gas and thus inefficient cooling.
Die Turbulenz in der Strömung des Kühlgases innerhalb des Gehäuses dient zur Verursachung einer Stagnation bzw. Anstau ung des Kühlgases, mit der Folge, daß Wärmedissipation von dem Inneren des Gehäuses, der Einheit und der Leiterplatte verhindert wird, wodurch die Kühlung von anderen elektroni schen Teilen verschlechtert bzw. geschädigt wird.The turbulence in the flow of cooling gas within the Housing is used to cause stagnation or accumulation the cooling gas, with the result that heat dissipation of the inside of the case, the unit and the circuit board prevents the cooling of other electroni worsened or damaged.
Darüberhinaus trifft die beschriebene Kühleinrichtung, welche einen auf einen wärmeabstrahlenden Rippenblock plazierten Gebläsemotor umfaßt, auf ein Problem, daß die gesamte Struk tur sowie der Halbleiterchip und die Kühleinrichtung unver meidbar eine große Höhe aufweist und somit einen großen Raum einnimmt, wodurch es schwierig wird, die Größe eines Appara tes zu reduzieren, welcher solch ein Halbleiterchip beinhal tet. Das jetzige Design bzw. Auslegung von Personal-Computern und Workstations nimmt eine kleinere Beabstandung zwischen Leiterplatten auf, d. h. eine höhere Dichte an Leiterplatten in dem Gehäuse, um die Abmessungen über alles bzw. Gesamt abmessungen zu reduzieren. Die beschriebene Kühlanordnung, welche einen an dem wärmeabstrahlenden Rippenblock plazierten Gebläsemotor verwendet, nimmt unerwünschterweise einen Raum ein, welcher ansonsten zwei oder drei Leiterplatten aufnehmen könnte. Als eine Konsequenz erlaubt die beschriebene Halblei terchipkühleinrichtung nicht eine dichte und effiziente Mon tage bzw. Anordnung von Leiterplatten, wodurch es schwierig ist, die Gesamtabmessungen des Apparates zu reduzieren.In addition meets the described cooling device, which placed on a heat radiating rib block Blower motor includes, on a problem that the entire Struk as well as the semiconductor chip and the cooling device Meidbar has a high altitude and thus a large space which makes it difficult to resize an appara to reduce what such a semiconductor chip beinhal tet. The current design or layout of personal computers and workstations occupy a smaller spacing Printed circuit boards on, d. H. a higher density of printed circuit boards in the case, to the overall dimensions or overall to reduce dimensions. The described cooling arrangement, which placed one on the heat radiating rib block Blower motor used, undesirably occupies a space a, which otherwise record two or three circuit boards could. As a consequence, the described half lead allows terchipkühleinrichtung not a dense and efficient Mon days or arrangement of printed circuit boards, which makes it difficult is to reduce the overall dimensions of the apparatus.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kühleinrichtung für eine elektronische Einrichtung zum Beispiel ein Halbleiterchip bereitzustellen, welche sowohl in Höhe als auch im Volumen klein ist, das Kühlgas in jeder gewünschten Richtung saugen bzw. ansaugen und auslassen bzw. ausstoßen kann und ein Kühl gas effektiv zuführen und somit die elektronische Einrichtung effizient kühlen kann, und insbesondere eine Einrichtung zum Kühlen einer elektronischen Einrichtung bereitzustellen, die derart verbessert ist, daß sie eine Turbulenz oder Stagnation in der Strömung bzw. Fluß des Kühlgases um die elektronische Einrichtung herum verhindert, während jeder unerwünschte Effekt der Kühlung anderer elektronischer Einrichtungen mini miert wird, welche in dem gleichen Gehäuse angeordnet sind.The object of the invention is to provide a cooling device for a electronic device, for example, a semiconductor chip provide, which both in height and in volume is small, suck the cooling gas in any desired direction or suck in and out or can eject and a cooling Gas effectively and thus the electronic device can cool efficiently, and in particular a device for Cooling to provide an electronic device, the is improved so that it turbulence or stagnation in the flow or flow of the cooling gas to the electronic Preventing setup around while everyone unwanted Effect of cooling other electronic devices mini is placed, which are arranged in the same housing.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Kühleinrich tung zum Kühlen eines elektronischen Teils bereitgestellt, bei der ein Wärmeabstrahlungsrippenblock oder -anordnung einen Kühlgasströmungsdurchgang definiert, welcher es einem Kühlgas erlaubt, in der Form einer laminaren Strömung bzw. Flusses zu strömen bzw. zu fließen und bei der ein Miniatur motor mit einem Gebläse in dem Strömungsdurchgang angeordnet ist, um direkt eine Strömung von Kühlgas entlang des Strö mungsdurchganges in jeder gewünschten Richtung zu erzeugen.According to a first aspect of the invention is a Kühleinrich provided for cooling an electronic part, in which a heat radiating fin block or assembly defines a refrigerant gas flow passage which communicates with it Cooling gas allowed, in the form of a laminar flow or River to flow or flow and in the case of a miniature motor arranged with a fan in the flow passage is to direct a flow of cooling gas along the stream passage in any desired direction.
Eine solche Kühleinrichtung kann typischerweise umfassen: eine Basis mit einer Fläche bzw. Oberfläche, welche in Kon takt mit einer Wärmeabstrahlungsfläche des elektronischen Teils in Kontakt gehalten wird; zumindest eine Wärmeabstrah lungseinrichtung, welche auf der Fläche der Basis entgegen gesetzt zu der das elektronische Teil kontaktierenden Fläche, wobei die Wärmeabstrahlungseinrichtung einen Durchgang für ein Kühlgas definiert; und zumindest einen Miniaturmotor, welcher in dem Strömungsdurchgang angeordnet ist und eine Rotorwelle umfaßt, welche sich in der Richtung des Strömungs durchganges erstreckt und an welche ein Gebläse montiert ist.Such a cooling device may typically include: a base with a surface or surface, which in Kon clock with a heat radiation surface of the electronic Partially kept in contact; at least one Wärmeabstrah lunging device which opposes the surface of the base set to the area contacting the electronic part, wherein the heat radiating means comprises a passage for defines a cooling gas; and at least a miniature motor, which is arranged in the flow passage and a Rotor shaft which extends in the direction of the flow passage extends and to which a fan is mounted.
Die Wärmeabstrahlseinrichtung kann eine Rippe bzw. Kühlrippe umfassen, welche auf der Basis vorgesehen ist und den Strö mungsdurchgang definiert, und weiterhin einen Deckel, welcher oberhalb bzw. an dem oberen Ende der Rippe angeordnet ist, um das offene obere Ende des Strömungsdurchganges zu schließen bzw. zu verdecken.The heat radiating device may be a rib or a cooling rib which is provided on the base and the Strö defined passage of passage, and further a lid, which is arranged above or at the upper end of the rib to Close the open top of the flow passage or to obscure.
Der in der Wärmeabstrahleinrichtung definierte Strömungs durchgang kann zu dem Äußeren geöffnet sein.The flow defined in the heat radiating device Passage can be open to the outside.
Die Wärmeabstrahleinrichtung und die Basis können einstückig miteinander gebildet bzw. geformt bzw. gegossen sein, so daß sie eine darin gebildete Durchgangsbohrung aufweisen und den Strömungsdurchgang definieren.The heat radiating device and the base may be integral be formed with each other or molded or poured, so that they have a through hole formed therein and the Define flow passage.
Der Miniaturmotor mit dem Gebläse kann an die Basis fixiert bzw. befestigt sein und in dem Strömungsdurchgang angeordnet sein.The miniature motor with the blower can be fixed to the base or be attached and arranged in the flow passage his.
Wenn die Kühleinrichtung den Deckel aufweist, kann der Minia turmotor mit dem Gebläse an dem Deckel fixiert sein, um in nerhalb des Strömungsdurchgangs angeordnet zu sein, wenn der Deckel angeordnet ist, um das offene obere Ende des Strö mungsdurchganges zu schließen.If the cooling device has the lid, the minia turmotor with the fan to be fixed to the lid to be disposed within the flow passage when the Lid is arranged to the open upper end of Strö close passage.
Alternativ ist der Miniaturmotor mit dem Gebläse an der Rippe fixiert, um innerhalb des Strömungsdurchganges angeordnet bzw. positioniert zu sein.Alternatively, the miniature motor with the fan on the rib fixed to be disposed within the flow passage or to be positioned.
Die Kühleinrichtung kann derart konstruiert sein, daß der Kühldurchgang umfaßt einen einzigen Strömungskanal, welcher sich über die gesamte Fläche bzw. Oberfläche der Basis windet bzw. erstreckt und sich bei einem Paar von entgegengesetzten bzw. diagonalen Ecken der Basis öffnet, wobei der Motor mit dem Gebläse in der Nähe von zumindest einer der Öffnungen des einzigen Strömungskanales angeordnet ist.The cooling device may be constructed such that the Cooling passage comprises a single flow channel, which winds over the entire surface or surface of the base or extends and is opposite to a pair or diagonal corners of the base opens, the engine with the fan near at least one of the openings of the fan single flow channel is arranged.
Die Kühleinrichtung kann weiterhin umfassen eine Öffnung, welche in der Basis im wesentlichen bei dem Zentrum der Basis gebildet ist, um einen Durchgang zum Saugen oder Auslassen bzw. Ausstoßen des Kühlgases bereitzustellen. The cooling device may further comprise an opening, which in the base is essentially at the center of the base is formed to make a passage for sucking or leaking or to provide expulsion of the cooling gas.
Der Strömungsdurchgang kann eine Vielzahl von parallelen Strömungskanälen umfassen, welche sich von der einen zu der anderen eines Paars von entgegengesetzten Seiten der Basis erstrecken, wobei der Motor mit dem Gebläse bei zumindest einem Ende von jedem der Strömungskanäle angeordnet sein kann.The flow passage can be a variety of parallel Include flow channels, which extend from one to the others of a pair of opposite sides of the base extend, wherein the engine with the fan at least be arranged one end of each of the flow channels can.
In der Kühleinrichtung für ein elektronisches Teil gemäß dem ersten Aspekt sind somit eine Wärmeabstrahlrippe oder -rippen gebildet, um einen Strömungs- bzw. Flußdurchgang für das Kühlgas bzw. kühlende Gas definiert und ein mit einem Gebläse versehener Motor ist in dem Strömungsdurchgang angeordnet, um zwangsweise Kühlgas entlang des Strömungsdurchganges zu sau gen und auszustoßen. Das Kühlgas ist somit gezwungen, entlang und durch den Strömungsdurchgang direkt durch die Wirkung bzw. den Betrieb des Kühlgebläses in einer gewünschten Rich tung zu strömen bzw. zu fließen, wobei eine sanfte bzw. glat te bzw. stetige laminare Strömung gebildet ist, welche den gesamten Halbleiterchip effektiv kühlt. Demzufolge kann eine effektive Zwangskühlung bzw. gezwungene Kühlung ausgeführt werden, ohne das Erfordernis eines Kühlgebläses, welches oberhalb bzw. an dem oberen Ende bzw. Oberseite der Wärme abstrahlrippe oder -rippen montiert ist, so daß die Gesamt höhe sowie das Volumen der gesamten Struktur einschließlich des elektronischen Teils und der Kühleinrichtung signifikant bzw. bedeutend reduziert werden kann. Ein spezifisch hoher Kühleffekt kann erreicht werden, wenn der Kühlgasströmungs durchgang zu dem Äußeren geöffnet ist.In the cooling device for an electronic part according to the The first aspect is thus a heat radiating fin or ribs formed to a flow passage for the Defined cooling gas or cooling gas and one with a fan provided motor is disposed in the flow passage to Forcibly cooling gas along the flow passage to sow and emit. The cooling gas is thus forced along and through the flow passage directly through the effect or the operation of the cooling fan in a desired Rich tion to flow, with a gentle or smooth te or continuous laminar flow is formed, which the effectively cools the entire semiconductor chip. Consequently, a effective forced cooling or forced cooling performed be without the requirement of a cooling fan, which above or at the top of the heat Radiator rib or ribs is mounted so that the total height as well as the volume of the entire structure including of the electronic part and the cooling device significantly or significantly reduced. A specific high Cooling effect can be achieved when the cooling gas flow passage to the exterior is open.
In der Kühleinrichtung für ein elektronisches Teil gemäß dem ersten Aspekt wird das Kühlgas gezwungen, entlang und durch einen Strömungsdurchgang zu strömen bzw. fließen, welcher durch eine Rippe oder Rippen definiert ist, so daß eine Zwangskühlung bzw. gezwungene Kühlung verursacht wird. Die Richtungen des Saugens und Ausstoßens von dem Kühlgas kann daher frei eingestellt bzw. gewählt werden, und zwar durch geeignetes Auswählen der Richtungen, in welche die wärmeab strahlende Rippe oder Rippen gerichtet ist bzw. sind. Es ist daher möglich, die Kühleinrichtung derart zu konstruieren, daß das Kühlgas in jeder gewünschten Richtung gesaugt bzw. ausgelassen wird bzw. ist, wodurch es sich der Anordnung um das zu kühlende elektronische Teil herum angepaßt, und zwar durch Benutzung einer Rippe oder Rippen, welche den Kühlgas strömungsdurchgang definiert, welcher offene Enden zum Saugen bzw. Ausstoßen aufweist, welche in die gewünschten Richtungen ausgerichtet sind.In the cooling device for an electronic part according to the first aspect, the cooling gas is forced along and through to flow a flow passage, which is defined by a rib or ribs, so that a Forced cooling or forced cooling is caused. The Directions of sucking and discharging from the cooling gas can therefore freely set or elected, by suitably selecting the directions in which the heat dissipates radiant rib or ribs is directed or are. It is therefore possible to construct the cooling device in such a way that sucked the cooling gas in any desired direction or is omitted or is, causing the arrangement to adapted to be cooled electronic part around, namely by using a rib or ribs containing the cooling gas flow passage defines which open ends to suck or ejection, which in the desired directions are aligned.
In anderen Worten haben die Erfinder eine Kühlanordnung aus gearbeitet, in welcher ein Kühlgasdurchgang gebildet ist durch Wärmeabstrahlungsrippen bzw. Kühlrippen, um sich mit der Strömungsrichtung des Kühlgases anzupassen, wodurch eine effiziente Kühlung mit einer reduzierten Kühlgasströmungsrate erlaubt wird.In other words, the inventors have a cooling arrangement worked, in which a cooling gas passage is formed by heat radiating fins or cooling fins to with Adjust the flow direction of the cooling gas, creating a efficient cooling with a reduced cooling gas flow rate is allowed.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Einrichtung zum Kühlen eines elektronischen Teils: einen ersten Wärmeabstrahler, welcher benachbart zu einer wärme abstrahlenden Fläche bzw. Oberfläche eines elektronischen Teils angeordnet ist und einen Kühlgasströmungsdurchgang bzw. -flußdurchgang für eine erste Kühlströmung darin ausgebildet aufweist, zumindest ein Miniaturgebläse, welches in dem Strö mungsdurchgang angeordnet ist zum Erzeugen einer Strömung von Kühlgas von einem Ende in Richtung zu dem anderen Ende des Strömungsdurchganges, und einen zweiten Wärmeabstrahler, welcher auf der Seite des ersten Wärmeabstrahlers entgegen gesetzt zu dem elektronischen Teil vorgesehen ist und Nuten bzw. Durchgangsrillen aufweist, welche im wesentlichen senk recht bzw. orthogonal auf bzw. zu dem Strömungsdurchgang angeordnet sind, wobei die Durchgangsrillen des zweiten Wär meabstrahlers in der Richtung einer zweiten Strömung bzw. Flusses von Kühlgas orientiert bzw. ausgerichtet sind. According to the second aspect of the present invention a device for cooling an electronic part: a first heat radiator, which is adjacent to a heat radiating surface or surface of an electronic Is arranged part and a cooling gas flow passage or Flow passage for a first cooling flow formed therein has, at least one miniature fan, which in the Strö mungsdurchgang is arranged to generate a flow of Cooling gas from one end towards the other end of the Strömungsdurchganges, and a second heat radiator, which opposes on the side of the first heat radiator set to the electronic part is provided and grooves or passage grooves, which is substantially senk right or orthogonal on or to the flow passage are arranged, wherein the passage grooves of the second Wär meabstrahlers in the direction of a second flow or Flow of cooling gas are oriented or aligned.
Der Strömungsdurchgang in dem ersten Wärmeabstrahler umfaßt bevorzugt eine Vielzahl von parallelen linearen rohrförmigen Kanälen, welche sich von der einen zu der anderen eines Paa res von entgegengesetzten Seiten der wärmeabstrahlenden Flä che bzw. Oberfläche erstrecken, und wobei zumindest ein Mi niaturgebläse bei zumindest einem Ende von jedem der Kühl kanäle angeordnet ist.The flow passage in the first heat radiator comprises preferably a plurality of parallel linear tubular Channels that move from one to the other of a paa res from opposite sides of the heat radiating void surface or surface, and wherein at least one Mi Niaturgebläse at least one end of each of the cooling channels is arranged.
Es ist ebenso bevorzugt, daß die Durchgangsrillen bzw. Nuten in dem zweiten Wärmeabstrahler Enden aufweisen, welche bei einem stromabwärtsliegenden Abschnitt bzw. Region der zweiten Strömung von Kühlgas angeordnet sind, wobei eine Öffnung in dem unteren Teil bzw. Seite von zumindest einer der Nuten benachbart zu dem Ende gebildet ist, um zu dem Strö mungsdurchgang in dem ersten Wärmeabstrahler zu öffnen.It is also preferred that the passage grooves or grooves in the second heat radiator have ends which at a downstream portion or region of the second Flow of cooling gas are arranged, with an opening in the lower part or side of at least one of the grooves is formed adjacent to the end to the Strö tion passage in the first heat radiator to open.
Die Anordnung kann bevorzugt derart sein, daß der Strömungs durchgang Endöffnungen aufweist, welche sich bei Orten, be nachbart zu einer und der anderen eines Paares von entgegen gesetzten Seiten einer wärmeabstrahlenden Fläche öffnen und derart verlaufen bzw. gewellt sind bzw. winden, daß sie eine Fläche durchtreten bzw. an ihr vorbeitreten, welche der ge samten Fläche der wärmeabstrahlenden Fläche des elektroni schen Teils entspricht.The arrangement may preferably be such that the flow passage has end openings, which in places, be neighbor to one and the other of a pair of opposite Open set sides of a heat radiating surface and be such or wavy or winden that they have a Pass through surface or pass by her, which ge velvet surface of the heat radiating surface of the electroni corresponding part.
In der Kühleinrichtung für ein elektronisches Teil gemäß dem zweiten Aspekt ist zumindest ein Mikrogebläse in einem unge deckten bzw. nicht zugedeckten rohrförmigen Kühlgasströmungs durchgang angeordnet, um eine Strömung von Kühlgas entlang und durch den Strömungsdurchgang direkt zu erzeugen. Dement sprechend kann das Kühlgas sanft bzw. stetig durch den Kühl gasströmungsdurchgang strömen bzw. fließen, und zwar in Form einer laminaren Strömung, wodurch eine effiziente Kühlung der elektronischen Einrichtung, z. B. eines Halbleiterchips er reicht wird.In the cooling device for an electronic part according to the second aspect is at least one microblower in an unge covered or uncovered tubular cooling gas flow Passage arranged to a flow of cooling gas along and directly through the flow passage. Dement speaking, the cooling gas can smoothly or steadily through the cooling Gas flow passage to flow or flow, in shape a laminar flow, allowing efficient cooling of the electronic device, eg. B. a semiconductor chip he is enough.
Da die Durchgangsrillen bzw. Nuten in dem zweiten Wärmeab strahler bzw. Kühler in einer Richtung der externen Strömung des Kühlgases ausgerichtet bzw. orientiert sind, d. h. der zweiten Richtung, wird ein wesentlicher bzw. bemerkbarer Kühleffekt auch durch diese externe oder zweite Strömung von Kühlgas erzielt. Der rohrförmige in dem ersten Wärmeabstrah ler gebildete Strömungsdurchgang und die Strömungskanäle in dem zweiten Wärmeabstrahler, welche durch die Nuten bzw. Durchgangsrillen bereitgestellt sind, sind voneinander ge trennt und aufeinander senkrecht.Since the passage grooves or grooves in the second heat diss radiator in a direction of external flow the cooling gas are aligned or oriented, d. H. the second direction, becomes a significant or noticeable Cooling effect also by this external or second flow of Cooling gas achieved. The tubular in the first Wärmeabstrah The formed flow passage and the flow channels in the second heat radiator, which through the grooves or Passage grooves are provided are ge from each other separates and perpendicular to each other.
Die Strömung des Kühlgases, welche durch das Mikrogebläse der Kühleinrichtung erzeugt wird, und die externe Strömung des Kühlgases inferieren somit nicht miteinander, und zwar was die Kühlung des durch die Kühleinrichtung gekühlten elektro nischen Teils betrifft. Der Kühleffekt, welcher inhärent durch den ersten Wärmeabstrahler erzielt bzw. beinhaltet wird, und jener des zweiten Wärmeabstrahlers sind in anderen Worten vollkommen zusammengekommen bzw. zusammengefügt bzw. überlagert, ohne voneinander verschlechtert zu werden.The flow of the cooling gas, which through the micro fan of the Cooling device is generated, and the external flow of the Cooling gases do not inferieren thus, namely what the cooling of the cooled by the cooling device electro relates to the niche part. The cooling effect, which inherent achieved by the first heat radiator or includes and that of the second heat radiator are in others Words come together or put together or superimposed without deteriorating from each other.
Die durch das Mikrogebläse erzeugte Strömung des Kühlgases und die externe oder zweite Strömung des Kühlgases gehen ineinander über, und zwar sofort stromabwärtsliegend der Auslaßöffnung des Strömungsdurchganges in dem ersten Wärme abstrahler. Dies kann eine leichte Veränderung in den Rich tungen dieser Strömungen des Kühlgases in einer Region bzw. Bereich erzeugen, in dem sie aufeinander treffen, jedoch erzeugt es keine Turbulenz oder Stagnation, welche erzeugt werden kann bzw. können, wenn diese zwei getrennten Strömun gen von Kühlgasen entgegengesetzt bzw. aufeinander ausgerich tet sind. Somit erzeugt das Zusammenführen bzw. das Zusammen fügen von zwei getrennten Strömungen keine wesentlichen nach teiligen Effekte für die Kühlleistung bzw. -effizienz.The flow of cooling gas generated by the microblower and the external or second flow of the cooling gas go into each other, and immediately downstream of the Outlet opening of the flow passage in the first heat radiator. This can be a slight change in the rich tions of these flows of the cooling gas in a region or Create area where they meet, however it does not generate any turbulence or stagnation which generates can be, if these two separate Strömun conditions of cooling gases opposite or aligned tet are. Thus, merging or merging creates do not add significantly to two separate flows Partial effects for the cooling performance or efficiency.
Die Erfinder haben somit gefunden, daß eine effektive Kühlung durchgeführt werden kann, wenn das Miniaturgebläse der Kühl einrichtung eine Strömung von Kühlgas erzeugt, welche die Richtung der Strömung des Gases folgt, welche durch das Ge bläse erzeugt ist. Die Erfinder haben insbesondere gefunden, daß die Kühleffizienz schlechter ist, wenn die Richtung der Strömung des Kühlgases, welche durch das Miniaturgebläse der Kühleinrichtung erzeugt wird, entgegengesetzt zu der Richtung der Strömung des Kühlgases ist, welche durch das dem Gehäuse beigefügten bzw. zugefügten Gebläse erzeugt ist. Es wurde ebenso gefunden, daß wenn die gleiche Strömung des Kühlgases, wie jene durch das Gehäusegebläse erzeugte, direkt als die Kühlgasströmung benutzt wird, welche auf jede unabhängige Kühleinrichtung für ein elektronisches Teil angewendet wird, der Effekt der Bereitstellung solch einer unabhängigen Kühl einrichtung verschlechtert bzw. unwirksam gemacht wird. In dieser Kenntnis haben die Erfinder einen kleinen bzw. klein abgemessenen Miniaturmotor und -gebläse entwickelt, wodurch eine Kühleinrichtung für ein elektronisches Teil gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung bereitgestellt ist.The inventors have thus found that effective cooling can be performed when the miniature fan of the cooling device generates a flow of cooling gas, which the Direction of the flow of the gas follows, which by the Ge blower is generated. In particular, the inventors have found that the cooling efficiency is worse when the direction of the Flow of the cooling gas, which through the miniature fan of the Cooling device is generated, opposite to the direction the flow of the cooling gas is through which the housing attached or added blower is generated. It was also found that if the same flow of cooling gas, like those generated by the housing blower, directly as the Cooling gas flow is used, which is independent on each Cooling device is used for an electronic part, the effect of providing such an independent cooling device is made worse or rendered ineffective. In This knowledge the inventors have a small or small dimensioned miniature motor and blower developed, which a cooling device for an electronic part according to the second aspect of the invention is provided.
Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Einrichtung zum Kühlen eines elektronischen Teils zu mindest einen Kühlgasströmungsdurchgang bzw. -durchfluß mit einer Öffnung, welche benachbart zu einer Seite der wärme abstrahlenden Fläche bzw. Oberfläche angeordnet ist, wobei der Strömungsdurchgang eine Querschnittsfläche aufweist, welche minimal ist, jedoch breit bzw. groß genug ist, um es einem Kühlgas zu erlauben, dadurch zu strömen bzw. zu flie ßen; zumindest einen Einführdurchgang bzw. -durchfluß, wel cher mit einer Öffnung vorgesehen ist, welche benachbart zu einer anderen Seite der wärmeabstrahlenden Fläche gebildet ist, und eine Fläche aufweist, die größer ist als die des Strömungsdurchganges, wobei der Einführdurchgang mit dem Strömungsdurchgang verbunden ist, während dessen Quer schnittsfläche sich progressiv verkleinert bzw. abnimmt, um sanft bzw. stetig in den Strömungsübergang überzugehen bzw. zusammenzufließen; und zumindest ein Miniaturgebläse, welches in der Nähe der Öffnung des Einführdurchganges derart ange ordnet ist, um Kühlgas zu zwingen, von der Öffnung des Ein führdurchganges zu dem Ende des Strömungsdurchganges zu strö men bzw. zu fließen.According to the third aspect of the present invention a device for cooling an electronic part at least one cooling gas flow passage an opening adjacent to a side of the heat radiating surface or surface is arranged, wherein the flow passage has a cross-sectional area, which is minimal, but wide enough or big enough to make it to allow a cooling gas to flow therethrough or to flow SEN; at least one introduction passage or flow, wel is provided with an opening which adjacent to formed on another side of the heat radiating surface is, and has an area that is larger than that of Flow passage, wherein the insertion passage with the Flow passage is connected during its transverse cut progressively decreases or decreases to to pass smoothly or steadily into the flow transition flow together; and at least a miniature blower, which in the vicinity of the opening of the insertion passage is so is ordered to force cooling gas from the opening of the one passage to the end of the flow passage to strö or flow.
Die Anordnung ist bevorzugt derart, daß ein Teil oder die Gesamtheit einer Wand, welche entgegengesetzt der wärmeab strahlenden Fläche liegt und den Einführdurchgang definiert, derart geneigt bzw. angewinkelt ist, um sich progressiv der wärmeabstrahlenden Fläche in einer Richtung weg von der Öff nung des Einführdurchganges zu nähern, wodurch die Quer schnittsfläche des Einführdurchganges progressiv verringert wird.The arrangement is preferably such that a part or the Entity of a wall, which opposite to the heat radiating surface and defines the insertion passage, is inclined or angled to progressively the heat radiating surface in a direction away from the Öff approaching the insertion passage, causing the cross cutting surface of the insertion passage progressively reduced becomes.
Die Anordnung kann auch eine solche sein, daß ein Teil oder die Gesamtheit eines Paares von Wänden, welche senkrecht auf die wärmeabstrahlende Fläche stehen und den Einführdurchgang definieren, geneigt bzw. angewinkelt sind, um sich progressiv zueinander in einer Richtung weg von der Öffnung des Einführ durchganges zu nähern, wodurch die Querschnittsfläche des Einführdurchganges progressiv verringert bzw. verkleinert wird.The arrangement may also be such that a part or the entirety of a pair of walls, which are perpendicular to the heat radiating surface stand and the insertion passage define, are inclined or bent to be progressive one another in a direction away from the opening of the introducer approaching, thereby increasing the cross sectional area of the Introductory passage progressively reduced or reduced becomes.
Der Neigungswinkel der Wand bzw. Wandung in bezug auf die Strömungsrichtung des Kühlgases liegt bevorzugt im Bereich von 30° bis 60°.The angle of inclination of the wall or wall with respect to the Flow direction of the cooling gas is preferably in the range from 30 ° to 60 °.
Die Kühleinrichtung kann weiterhin umfassen zumindest ein wärmeabstrahlendes Glied, welches auf der äußeren Fläche bzw. Oberfläche der geneigten Wand bereitgestellt ist, welche den Einführdurchgang definiert, und zwar entgegengesetzt zu der Fläche gegenüberliegend bzw. gegenübergestellt von dem Ein führdurchgang, sowie auf der äußeren Fläche der Wand, welche den Kühlgasströmungsdurchgang definiert, und zwar kontinuier lich von der äußeren Fläche der Wand, welche den Einführ durchgang definiert. The cooling device may further comprise at least one heat radiating member, which on the outer surface or Surface of the inclined wall is provided, which the Introductory passage defined, and opposite to the Face opposite or facing of the one lead passage, as well as on the outer surface of the wall, which defines the refrigerant gas flow passage, continuous Lich from the outer surface of the wall, which the introduction passage defined.
Der Kühlgasströmungsdurchgang kann auch des Typs sein, wel cher eine Vielzahl von Strömungs- bzw. Flußkanälen für das Kühlgas umfaßt, und der Einführdurchgang kann auch eine Viel zahl von Einführkanälen umfassen, welche mit den jeweiligen bzw. entsprechenden Flußkanälen verbunden sind, wobei jeder der Einführkanäle progressiv in seiner Querschnittsfläche über einen Teil oder der Gesamtheit seiner Länge in Richtung zu der Verbindung zu dem assoziierten bzw. dem entsprechenden Strömungskanal abnimmt bzw. verkleinert, wobei das Miniatur gebläse für jeden der Einführkanäle in der Nähe der Öffnung des Einführkanals angeordnet ist.The cooling gas flow passage may also be of the type which is the same cher a variety of flow or flow channels for the Includes cooling gas, and the insertion passage can also a lot number of insertion channels, which with the respective or corresponding flow channels are connected, each the introduction channels progressively in its cross-sectional area over part or all of its length in the direction to the connection to the associated or the corresponding one Flow channel decreases or decreases, the miniature Blower for each of the insertion channels near the opening the insertion channel is arranged.
Der Kühlgasströmungsdurchgang kann von dem Typ sein, welcher eine Vielzahl von Strömungskanälen für das Kühlgas umfaßt, und der Einführdurchgang kann auch zumindest einen Einführ kanal umfassen, welcher progressiv in seiner Querschnitts fläche über einen Teil oder der Gesamtheit seiner Länge in Richtung der Strömungskanäle abnimmt und das Kühlgas kollek tiv zu der Vielzahl von Strömungskanälen liefert, bzw. über gibt, wobei das Miniaturgebläse für jeden dieser, zumindest einem Einführkanal angeordnet ist.The refrigerant gas flow passage may be of the type which comprises a plurality of flow channels for the cooling gas, and the insertion passage can also at least one introduction Channel, which is progressive in its cross-section area over part or all of its length in Direction of the flow channels decreases and the cooling gas Kollek tiv to the plurality of flow channels, or over There, the miniature fan for each of these, at least an insertion channel is arranged.
Zumindest die Wand senkrecht zur Wärmeabstrahlfläche, welche den Kühlgasdurchgang definiert, weist bevorzugt eine Wellung bzw. Ondulierung einer gewünschten Konfiguration auf.At least the wall perpendicular to the heat radiating surface, which defines the cooling gas passage, preferably has a corrugation or ondulation of a desired configuration.
Alternativ hat zumindest die Wand senkrecht zur Wärmeab strahlfläche, die den Kühlgasdurchgang definiert, eine ge wellte bzw. gerippte Jalousie- bzw. Luftschlitzrippenstruktur bzw. -kühlrippenstruktur.Alternatively, at least the wall is perpendicular to the heat jet surface, which defines the cooling gas passage, a ge corrugated or ribbed louvre or louver rib structure or cooling rib structure.
Die Kühleinrichtung für ein elektronisches Teil bzw. Bauele ment gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung bietet die folgenden Vorteile. Da das Kühlgas um den elek tronischen Teil durch eine Öffnung einer vorbestimmten Fläche durch den Betrieb eines Miniaturgebläses gesaugt wird, ist es möglich, eine Strömung des Kühlgases zu erhalten, deren Strö mungsrate äquivalent ist zu jener herkömmlicher Kühleinrich tungen. Das Kühlgas strömt bzw. fließt dann durch eine Öff nung, deren Querschnittsfläche progressiv abnimmt bzw. klei ner wird, so daß die Strömungsgeschwindigkeit des Gases er höht wird, um die Rate von Wärmetransfer bzw. den Wärmeüber gangskoeffizienten von einer Einheitsfläche der den Durchgang definierenden Wand zu erhöhen, wodurch die Wärmetransfereffi zienz erhöht wird und dementsprechend die Rate der Wärmedis sipation. Daher kann ein Kühleffekt erhalten werden, welcher zumindest äquivalent jenem von herkömmlichen Kühleinrichtun gen ist, und zwar trotz einer verringerten Wärmedissipations fläche wegen der reduzierten bzw. verkleinerten Höhe der Wand, welche den Strömungsdurchgang definiert. Offenbar er laubt es die kleinere Querschnittsfläche des Strömungsdurch ganges, das Gesamtvolumen der Kühleinrichtung zu reduzieren, wodurch sie zu einer Reduktion in dem Volumen der gesamten Anordnung einschließlich des elektronischen Teils und der Kühleinrichtung beiträgt.The cooling device for an electronic part or Bauele ment according to a third aspect of the present invention offers the following advantages. Since the cooling gas around the elec tron part through an opening of a predetermined area is sucked through the operation of a miniature blower, it is possible to obtain a flow of the cooling gas whose Strö mation rate is equivalent to that of conventional refrigerators obligations. The cooling gas then flows or flows through a Öff tion, whose cross-sectional area progressively decreases or klei ner, so that the flow rate of the gas he is increased to the rate of heat transfer or heat transfer coefficients of a unit area of the passage to increase defining wall, whereby the heat transfer fi ciency is increased and, accordingly, the rate of heat sipation. Therefore, a cooling effect can be obtained which at least equivalent to that of conventional refrigeration equipment gene, despite reduced heat dissipation area because of the reduced or reduced height of Wall, which defines the flow passage. Apparently he it allows the smaller cross-sectional area of the flow through ganges to reduce the overall volume of the cooling device, causing a reduction in the volume of the entire Arrangement including the electronic part and the Cooling device contributes.
Die Reduktion in dem Volumen bietet einen neuen Raum für die Installation von zusätzlichen Wärmeabstrahlungsrippen bzw. Kühlrippen, wodurch sich eine größere Kühleffizienz bzw. -leistung der Kühleinrichtung mit einem gegebenen Volumen oder Größe für ein elektronisches Teil bietet.The reduction in volume provides a new space for the Installation of additional heat radiating ribs or Cooling fins, resulting in a greater cooling efficiency or performance of the cooling device with a given volume or Size for an electronic part offers.
Erfindungsgemäß wird eine Struktur vorgeschlagen, welche die Höhe und Breite des Kühlgasströmungsdurchganges in der Kühl einrichtung minimiert, und dadurch die Größe bzw. die Abmes sung der Kühleinrichtung zu verringern, ohne gleichzeitig eine wesentliche Verschlechterung der Kühlleistung bzw. -fähigkeit zu bewirken.According to the invention, a structure is proposed which the Height and width of the cooling gas flow passage in the cooling minimized device, and thereby the size or the dimensions reduce the cooling device without simultaneously a significant deterioration of the cooling capacity or ability to effect.
Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung zum Kühlen eines elektronischen Teils bereitge stellt, bei der die Einrichtung an der wärmeabstrahlenden Fläche bzw. Oberfläche des elektronischen Teils montiert ist und vorgesehen ist mit einem Kühlgasströmungsdurchgang, wobei die Verbesserung darin besteht, daß der Kühlgasströmungs durchgang umfaßt einen ersten Abschnitt, welcher an seinem einen Ende in der Seite der Kühleinrichtung geöffnet ist, welche der einen Seite der Wärmeabstrahlfläche entspricht, wobei der erste Abschnitt ein Miniaturgebläse aufweist zum Verursachen, daß ein Kühlgas durch den ersten Abschnitt strömt; einen zweiten Abschnitt, welcher an seinem einen Ende in einer anderen Seite der Kühleinrichtung geöffnet ist, welche einer anderen Seite der wärmeabstrahlenden Fläche entspricht, wobei der zweite Abschnitt eine Querschnittsflä che aufweist, welche kleiner ist, als jene des ersten Ab schnittes; und einen dritten Abschnitt, welcher das andere Ende des ersten Abschnittes mit dem anderen Ende des zweiten Abschnittes verbindet bzw. überbrückt bzw. untereinander verbindet, wobei die untere Fläche bzw. Bodenfläche des Kühl gasströmungsdurchganges benachbart zu der wärmeabstrahlenden Fläche derart geneigt ist, daß die Querschnittsfläche des dritten Abschnittes von dem ersten Abschnitt in Richtung des zweiten Abschnittes progressiv abnimmt bzw. verkleinert wird.According to the fourth aspect of the present invention is a Device for cooling an electronic part bereitge represents, where the device at the heat radiating Surface or surface of the electronic part is mounted and provided with a cooling gas flow passage, wherein the improvement is that the cooling gas flow passage comprises a first section, which at its one end is open in the side of the cooling device, which corresponds to one side of the heat radiating surface, wherein the first section comprises a miniature blower for Cause a cooling gas through the first section flows; a second section, which at its one end opened in another side of the cooling device, which another side of the heat radiating surface corresponds, wherein the second section is a Querschnittsflä which is smaller than that of the first Ab section; and a third section, which is the other one End of the first section with the other end of the second Section connects or bridges or among each other connects, wherein the lower surface or bottom surface of the cooling gas flow passage adjacent to the heat radiating Surface is inclined so that the cross-sectional area of the third section from the first section in the direction of second section progressively decreases or decreases.
Der Kühlgasströmungsdurchgang umfaßt bevorzugt eine Vielzahl von Strömungskanälen, welche jeweils aufweisen einen Ab schnitt einer großen Querschnittsfläche entsprechend dem ersten Abschnitt, einen Abschnitt einer kleinen Querschnitts fläche entsprechend dem zweiten Abschnitt, und einen Zwi schenabschnitt bzw. intermediären Abschnitt zwischen den Abschnitten einer großen und einer kleinen Querschnittsflä che.The cooling gas flow passage preferably includes a plurality flow channels, each having an Ab cut a large cross-sectional area according to the first section, a section of a small cross-section area according to the second section, and a Zwi section or intermediate section between the Sections of a large and a small cross-sectional area che.
Die Anordnung kann bevorzugt derart sein, daß der zweite Abschnitt des Kühlgasdurchganges umfaßt eine Vielzahl von Strömungskanälen und der erste Abschnitt umfaßt zumindest einen Strömungskanal, von bzw. durch welchen das Kühlgas kollektiv in eine Vielzahl von Strömungskanälen des zweiten Abschnitts eingeführt wird, wobei jeder der Strömungskanäle des zweiten Abschnittes zumindest ein Miniaturgebläse auf weist zum Verursachen, daß Kühlgas dadurch in den zweiten Abschnitt strömt.The arrangement may preferably be such that the second Section of the cooling gas passage comprises a plurality of Flow channels and the first section comprises at least a flow channel from or through which the cooling gas collectively into a plurality of flow channels of the second Section is introduced, each of the flow channels of the second section at least a miniature fan indicates that causing cooling gas thereby in the second Section flows.
Der Neigungswinkel des unteren Teils bzw. Bodens des Kühl gasströmungsdurchganges des dritten Abschnitts bezüglich der Strömungsrichtung des Kühlgases beträgt bevorzugt zwischen 30° und 60°.The angle of inclination of the lower part or bottom of the cooling gas flow passage of the third section with respect to Flow direction of the cooling gas is preferably between 30 ° and 60 °.
Es ist auch bevorzugt, daß die Querschnittsfläche des zweiten Abschnitts des Kühlgasströmungsdurchganges zwischen 0,25 bis 0,75 Mal größer ist als die Querschnittsfläche des ersten Abschnittes des Kühlgasströmungsdurchganges.It is also preferred that the cross-sectional area of the second Portion of the cooling gas flow passage between 0.25 to 0.75 times larger than the cross-sectional area of the first Section of the cooling gas flow passage.
Zumindest die Wand senkrecht auf die bzw. zur wärmeabstrah lende Fläche, die den Kühlgasströmungsdurchgang definiert, hat bevorzugt eine Wellung bzw. Ondulation jeder gewünschten Konfiguration.At least the wall perpendicular to the heat or the heat loin surface defining the cooling gas flow passage, preferably has a curl or ondulation of any desired Configuration.
Die Anordnung kann auch eine solche sein, daß zumindest die Wand, welche senkrecht auf die wärmeabstrahlende Fläche ist und den Kühlgasströmungsdurchgang definiert, eine gewellte bzw. gerippte Jalousie- bzw. Luftschlitzrippenstruktur auf weist.The arrangement may also be such that at least the Wall which is perpendicular to the heat radiating surface and the cooling gas flow passage defines a corrugated one or ribbed louvre or louver rib structure has.
In der Kühleinrichtung für ein elektronisches Teil gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung durchdringt die durch ein Miniaturgebläse erzeugte Strömung des Kühlgases durch einen Strömungsdurchgang, dessen Querschnittsfläche progressiv abnimmt, so daß die Geschwindigkeit der strömenden Luft bzw. Fluids entsprechend erhöht wird. Die progressive Verringerung in der Querschnittsfläche wird erzielt durch Neigen bzw. Anwinkeln der unteren Wand des Strömungsdurchganges, d. h. der Wand, die am nächsten zu der wärmeabstrahlenden Fläche des elektronisches Teils ist. Dementsprechend ist die Geschwin digkeit des Kühlgases am höchsten in der Grenzlage bzw. -schicht bzw. -fläche, welche die untere Wand des Strömungs durchganges berührt bzw. auf dieser aufliegt, wo der Tempera turanstieg am kritischsten ist. Dementsprechend ist der Wär metransferkoeffizient von der Fläche bzw. Oberfläche der unteren Wand zu dem strömenden Kühlgas erhöht, so daß die Wärme bzw. Hitze, welche durch das elektronische Teil als eine Wärmequelle erzeugt wird, effektiv durch das Kühlgas weggetragen bzw. geführt werden kann, wodurch zu einer Ver besserung in der Kühleffizienz beigetragen wird.In the cooling device for an electronic part according to a fourth aspect of the invention penetrates through Miniature fan generated flow of the cooling gas through a Flow passage whose cross-sectional area is progressive decreases, so that the speed of the flowing air or Fluids is increased accordingly. The progressive reduction in the cross-sectional area is achieved by tilting or Angling the bottom wall of the flow passage, d. H. the Wall closest to the heat radiating surface of the electronic part is. Accordingly, the Geschwin temperature of the cooling gas highest in the boundary layer or layer, which is the bottom wall of the flow passage touches or rests on this, where the tempera is most critical. Accordingly, the heat metransferkoeffizient of the surface or surface of bottom wall is increased to the flowing cooling gas, so that the Heat or heat, which by the electronic part as a heat source is generated, effectively by the cooling gas carried away or can be carried out, resulting in a Ver improvement in cooling efficiency.
Es ist daher möglich, eine Kühleinrichtung für ein elektroni sches Teil zu erhalten, welche ein elektronisches Teil, z. B. ein Halbleiterchip effizient kühlen kann, ohne eine Erhöhung des Volumens der Kühleinrichtung zu bedingen bzw. zu benöti gen.It is therefore possible, a cooling device for an electroni nice part to receive, which is an electronic part, z. B. a semiconductor chip can cool efficiently without an increase to condition or require the volume of the cooling device gene.
Die Erfindung ermöglicht eine hohe Wärmetransfereffizienz von dem Wärmeabstrahler zu dem Kühlgas durch Benutzen einer spe zifischen Struktur des Strömungsdurchganges.The invention enables a high heat transfer efficiency of the heat radiator to the cooling gas by using a spe specific structure of the flow passage.
Fig. 1 ist eine perspektivische Aufrißansicht, welche eine herkömmliche Kühleinrichtung für elektronische Teile gemäß dem Stand der Technik darstellt; Fig. 1 is an elevational perspective view illustrating a conventional electronic parts cooling apparatus according to the prior art;
Fig. 2 bis 7 sind perspektivische Aufrißansichten, wel che jeweils Kühleinrichtungen für elektronische Teile gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen; Figs. 2 to 7 are perspective elevational views, which each represent cooling means for electronic parts according to embodiments of the present invention;
Fig. 8 ist eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht, welche eine Kühleinrichtung für elektronische Teile gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung darstellt; Fig. 8 is a partially broken perspective view showing an electronic parts cooling device according to another embodiment of the present invention;
Fig. 9 bis 11 sind perspektivische Ansichten, welche jeweils Kühleinrichtungen für elektronische Teile gemäß wei teren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstel len; Figs. 9 to 11 are perspective views each showing cooling means for electronic parts according to further embodiments of the present invention;
Fig. 12 bis 15 sind teilweise weggebrochene perspektivi sche Ansichten, welche jeweils Kühleinrichtungen für elek tronische Teile gemäß weiteren Ausführungsformen der vorlie genden Erfindung darstellen; Figures 12 to 15 are partly broken perspective views, each showing cooling means for electronic parts according to further embodiments of the present invention;
Fig. 16 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie XVI-XVI aus Fig. 15; Fig. 16 is a schematic sectional view taken along the line XVI-XVI of Fig. 15;
Fig. 17A ist eine perspektivische Vorderansicht, welche eine Kühleinrichtung für elektronische Teile gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar stellt; Fig. 17A is a front perspective view illustrating an electronic parts cooling device according to another embodiment of the present invention;
Fig. 17B ist eine perspektivische Ansicht von hinten, welche die in Fig. 17A gezeigte Kühleinrichtung darstellt; Fig. 17B is a rear perspective view illustrating the cooling device shown in Fig. 17A;
Fig. 18 ist eine perspektivische Ansicht, welche die in Fig. 17A und 17B gezeigte Kühleinrichtung darstellt, wel che auf ein Halbleiterchip montiert bzw. befestigt ist; Fig. 18 is a perspective view illustrating the cooling device shown in Figs. 17A and 17B, which is mounted on a semiconductor chip;
Fig. 19A ist eine perspektivische Frontansicht, welche eine Kühleinrichtung für elektronische Teile gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar stellt; Fig. 19A is a front perspective view illustrating an electronic parts cooling device according to another embodiment of the present invention;
Fig. 19B ist eine perspektivische Ansicht von hinten der in Fig. 19A gezeigten Kühleinrichtung; Fig. 19B is a rear perspective view of the cooling device shown in Fig. 19A;
Fig. 19C ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie XIXC-XIXC aus Fig. 19A; Fig. 19C is a schematic sectional view taken along the line XIXC-XIXC of Fig. 19A;
Fig. 20A ist eine perspektivische Frontansicht, welche eine Kühleinrichtung für elektronische Teile gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar stellt; Fig. 20A is a front perspective view illustrating an electronic parts cooling device according to another embodiment of the present invention;
Fig. 20B ist eine perspektivische Ansicht von hinten, welche die in Fig. 20A gezeigte Kühleinrichtung darstellt; Fig. 20B is a rear perspective view illustrating the cooling device shown in Fig. 20A;
Fig. 20C ist eine perspektivische Ansicht, welche die in Fig. 20A und 20B gezeigte Kühleinrichtung darstellt, wel che auf ein Halbleiterchip montiert ist; Fig. 20C is a perspective view illustrating the cooling device shown in Figs. 20A and 20B, which is mounted on a semiconductor chip;
Fig. 20D ist eine Aufsicht auf die in Fig. 20C gezeigte Kühleinrichtung; Fig. 20D is a plan view of the cooling device shown in Fig. 20C;
Fig. 21A ist eine perspektivische Frontansicht, welche eine Kühleinrichtung für elektronische Teile gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar stellt; Fig. 21A is a front perspective view showing an electronic parts cooling device according to another embodiment of the present invention;
Fig. 21B ist eine perspektivische Ansicht von hinten, welche die in Fig. 21A gezeigte Kühleinrichtung darstellt; Fig. 21B is a rear perspective view illustrating the cooling device shown in Fig. 21A;
Fig. 22A ist eine perspektivische Frontansicht, welche eine Kühleinrichtung für elektronische Teile gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar stellt; Fig. 22A is a front perspective view illustrating an electronic parts cooling device according to another embodiment of the present invention;
Fig. 22B ist eine perspektivische Ansicht von hinten, welche die in Fig. 22A gezeigte Kühleinrichtung darstellt; Fig. 22B is a rear perspective view illustrating the cooling device shown in Fig. 22A;
Fig. 23A ist eine perspektivische Frontansicht, welche eine Kühleinrichtung für elektronische Teile gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar stellt; Fig. 23A is a front perspective view showing an electronic parts cooling device according to another embodiment of the present invention;
Fig. 23B ist eine perspektivische Ansicht von hinten, welche die in Fig. 23A gezeigte Kühleinrichtung darstellt; Fig. 23B is a rear perspective view illustrating the cooling device shown in Fig. 23A;
Fig. 24A stellt ein Beispiel von Veränderungen von Wän den einer Kühleinrichtung dar; Fig. 24A shows an example of changes of walls of a cooling device;
Fig. 24B stellt ein weiteres Beispiel von Veränderungen von Wänden dar; Fig. 24B illustrates another example of changes of walls;
Fig. 25A ist eine perspektivische Frontansicht, welche eine Kühleinrichtung für elektronische Teile gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar stellt; Fig. 25A is a front perspective view illustrating an electronic parts cooling device according to another embodiment of the present invention;
Fig. 25B ist eine perspektivische Ansicht von hinten, welche die in Fig. 25A gezeigte Kühleinrichtung darstellt; Fig. 25B is a rear perspective view illustrating the cooling device shown in Fig. 25A;
Fig. 25C ist eine teilweise weggebrochene perspektivi sche Ansicht, welche die in Fig. 25A und 25B gezeigte Kühleinrichtung darstellt; Fig. 25C is a partially broken perspective view illustrating the cooling device shown in Figs. 25A and 25B;
Fig. 26 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie IIXVI-IIXVI von Fig. 25A; Fig. 26 is a schematic sectional view taken along the line IIXVI-IIXVI of Fig. 25A;
Fig. 27 stellt die in Fig. 25A bis 25C gezeigte Kühl einrichtung dar, welche auf ein Halbleiterchip montiert ist; Fig. 27 illustrates the cooling device shown in Figs. 25A to 25C mounted on a semiconductor chip;
Fig. 28 bis 30 sind Diagramme, welche die Wärmetransfer charakteristiken der in Fig. 25A bis 25C gezeigten Kühl einrichtung darstellen bzw. anzeigen; Figs. 28 to 30 are diagrams showing the heat transfer characteristics of the cooling device shown in Figs. 25A to 25C;
Fig. 31A ist eine perspektivische Frontansicht, welche eine Kühleinrichtung für elektronische Teile gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar stellt; Fig. 31A is a front perspective view showing an electronic parts cooling device according to another embodiment of the present invention;
Fig. 31B ist eine perspektivische Ansicht von hinten, welche die in Fig. 31A gezeigte Kühleinrichtung darstellt; Fig. 31B is a rear perspective view illustrating the cooling device shown in Fig. 31A;
Fig. 31C ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie IIIXIC-IIIXIC aus Fig. 31A; Fig. 31C is a schematic sectional view taken along the line IIIXIC-IIIXIC of Fig. 31A;
Fig. 31D ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie IIIXID-IIIXID von Fig. 31A; Fig. 31D is a schematic sectional view taken along the line IIIXID-IIIXID of Fig. 31A;
Fig. 32 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Kühleinrichtung für elektronische Teile gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; Fig. 32 is a perspective view illustrating an electronic parts cooling device according to another embodiment of the present invention;
Fig. 33 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Kühleinrichtung für elektronische Teile gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und Fig. 33 is a perspective view illustrating an electronic parts cooling device according to another embodiment of the present invention; and
Fig. 34 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie IIIXIV-IIIXIV von Fig. 33. FIG. 34 is a schematic sectional view taken along the line IIIXIV-IIIXIV of FIG. 33. FIG .
Eine Beschreibung einer Kühleinrichtung 100 gemäß einer in Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsform wird gegeben.A description will be given of a cooling device 100 according to a first embodiment shown in FIG. 2.
Die Kühl- bzw. Kühlungs- bzw. Wärmeentzugseinrichtung 100 der ersten Ausführungsform umfaßt einen Abstrahlungsrippen- bzw. Abstrahlungskühlrippenblock 110, einen Rippenblockdeckel 120 und Motoren 130 und 131, welche jeweils mit einem Lüfter bzw. Ventilator bzw. Gebläse bzw. Verdichter ausgerüstet sind.The cooling / extracting device 100 of the first embodiment comprises a radiating fin block 110 , a fin block cover 120, and motors 130 and 131 each equipped with a fan.
Der Rippenblock 110 ist um Rippenwände hin und her ausgehöhlt bzw. mit Vertiefungen bzw. Durchgangsrillen bzw. Nuten ver sehen, um einen zickzackförmigen Fluß- bzw. Strömungsdurch gang 113 zu bilden, durch welchen ein Kühlgas strömt, mit Öffnungen 111 und 112 an zwei Enden des Blocks 110. Dieser Rippenblock 110 wird durch Formen bzw. Gießen bzw. Pressen von Aluminium, Kupfer, einer Kupfer-Wolfram-Legierung, Alumi niumnitrit oder dergleichen gebildet.The rib block 110 is recessed around rib walls back and forth with grooves or grooves to form a zigzag flow passage 113 through which a cooling gas flows, with openings 111 and 112 at two ends of the block 110 . This fin block 110 is formed by molding aluminum, copper, a copper-tungsten alloy, aluminum nitrite, or the like.
Der Deckel 120 ist eine Abdeckung bzw. eine Kopfplatte bzw. eine Abdeckhaube zum Verschließen des geöffneten oberen Endes des Rippenblocks 110. Dieser Deckel 120 wird angeordnet, um den Rippenblock 110 zu schließen, um die Oberseite des mit Durchgangsrillen versehenen Abschnitts zu schließen und um den Kühlgasströmungsdurchgang 113 zu bilden, der jeweils nur an den Öffnungen 111 und 112 geöffnet ist, welche als Einlaß- bzw. Saug- und Auslaßöffnungen benutzt werden. In dieser Ausführungsform ist dieser Deckel 120 eine gedruckte Leiter platte bzw. Schaltungsplatte bzw. Schaltkarte bzw. Flachbau gruppe, welche mit einem Verdrahtungs- bzw. Beschaltungsmu ster für die unten genannten Motoren versehen ist, von denen jeder mit einem Gebläse ausgerüstet ist.The lid 120 is a cover or a cover for closing the opened upper end of the rib block 110 . This cover 120 is arranged to close the rib block 110 so as to close the top of the through-grooved portion and to form the cooling gas flow passage 113 which is opened only at the openings 111 and 112 serving as intake and suction, respectively - And outlet openings are used. In this embodiment, this cover 120 is a printed circuit board or Schaltbau or Flachbau group, which is provided with a wiring or Beschaltungsmu art for the below mentioned motors, each of which is equipped with a blower.
Die Gebläsemotoren 130 und 131 sind bei vorbestimmten Posi tionen auf dem Deckel 120 fest befestigt bzw. angebracht, so daß sie in der Nähe von der Öffnung 111 bzw. 112 angeordnet werden können, und zwar innerhalb des Strömungsdurchganges 113, wenn der Rippenblock 110 durch den Deckel 120 geschlos sen wird. Ein Miniaturschrittmotor, welcher dimensioniert ist, um innerhalb der Rippenwände angeordnet bzw. eingelassen zu werden, oder ein bürstenloser Gleichstrommotor ist geeig net für die Motoren 130 und 131 zum Antreiben der Gebläse. In dieser Ausführungsform ist ein Miniaturschrittmotor benutzt. Die Motoren 130 und 131 und/oder Gebläse können von dem Typ sein, welcher auf dem Deckel 120 (oder auf den Wänden des Durchgangs 113) gemäß einer Mikrobearbeitungstechnik herge stellt wird.The blower motors 130 and 131 are fixedly mounted at predetermined positions on the lid 120 , so that they can be disposed in the vicinity of the opening 111 and 112 , respectively, within the flow passage 113 , when the rib block 110 through the Lid 120 is closed. A miniature stepping motor, which is dimensioned to be disposed within the fin walls, or a brushless DC motor is appro net for the motors 130 and 131 for driving the blower. In this embodiment, a miniature stepper motor is used. The motors 130 and 131 and / or fans may be of the type which is provided on the lid 120 (or on the walls of the passage 113 ) according to a micromachining technique.
Der Rippenblock 110 und der Deckel 120, welcher mit den wie vorangehend beschrieben hergestellten Motoren 130 und 131 vorgesehen wird, sind auf der hinteren Fläche bzw. Oberfläche des Halbleiterchips bzw. Mikrobausteins 900 montiert, und zwar in der in Fig. 2 gezeigten Reihenfolge bzw. Anordnung, wodurch ein Kühlmechanismus für den Halbleiterchip 900 gebil det ist. Der Motor 130 wird insbesondere in einer Richtung gedreht, welche ein Gas bzw. Fluid in den Durchgang 113 saugt, während der Motor 131 in einer Richtung gedreht wird, welche das Gas daraus ausläßt. Dementsprechend wird ein Fluß bzw. eine Strömung eines Kühlgases innerhalb des Durchganges 113 in einer Richtung von der Öffnung 111, welche als Saug öffnung dient, zu der Öffnung 112, welche als Auslaßöffnung dient, erzeugt. Der Gasfluß bzw. die Gasströmung nimmt Hitze bzw. Wärme von den Rippenwänden bzw. -wandungen auf, während es durch den Durchgang 113 hindurchtritt, so daß der Halblei terchip 900 gekühlt werden kann.The rib block 110 and the lid 120 provided with the motors 130 and 131 manufactured as described above are mounted on the back surface of the semiconductor chip 900 in the order shown in FIG. Arrangement, whereby a cooling mechanism for the semiconductor chip 900 is gebil det. Specifically, the motor 130 is rotated in a direction that sucks a gas into the passage 113 while the motor 131 is rotated in a direction that discharges the gas therefrom. Accordingly, a flow of a cooling gas within the passage 113 in a direction from the opening 111 , which serves as a suction opening, to the opening 112 , which serves as an outlet opening, is generated. The gas flow absorbs heat from the rib walls as it passes through the passage 113 , so that the semicon terchip 900 can be cooled.
Gemäß der Kühleinrichtung 100 der ersten Ausführungsform, welche wie vorangehend beschrieben konstruiert und betrieben wird, hat der Rippenblock 110 Abmessungen, z. B. Höhe und Volumen, welche ähnlich jenen von typischen Rippenblöcken sind und trotzdem kann eine Strömung von Kühlgas durch die Gebläsemotoren erzeugt werden, welche zwischen den Rippenwän den angeordnet sind, so daß ein Halbleiterchip zwangsbelüftet bzw. zwangsgekühlt werden kann. Das heißt, daß die Kühlein richtung dieser Ausführungsform ein Gebläse 920 nicht benö tigt, während es eine Kühlfähigkeit bzw. -leistung hat bzw. behält, welche vergleichbar ist zu einem Kühlmechanismus gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Stand der Technik.According to the cooling device 100 of the first embodiment, which is constructed and operated as described above, the rib block 110 has dimensions, e.g. Height and volume, which are similar to those of typical fin blocks, and yet a flow of cooling gas can be generated by the fan motors disposed between the fin walls, so that a semiconductor chip can be force-cooled. That is, the cooling device of this embodiment does not require a blower 920 while having a cooling capability comparable to a cooling mechanism according to the prior art shown in FIG. 1.
Tabelle 1 zeigt ein spezifisches Beispiel der Kühleinrichtung der ersten Ausführungsform.Table 1 shows a specific example of the cooling device the first embodiment.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird jetzt eine Beschreibung einer zweiten Ausführungsform einer Kühleinrichtung für elek tronische Teile gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben.With reference to Fig. 3, a description will now be given of a second embodiment of a cooling device for elec tronic parts according to the present invention.
Eine Kühleinrichtung 200 der zweiten Ausführungsform unter scheidet sich von jener der ersten Ausführungsform in der Konstruktion bzw. Auslegung des Kühlgasströmungsdurchganges, welcher in einem Strahlungs- bzw. Abstrahlungsrippenblock bzw. Kühlungsrippenblock 201 gebildet ist. Die Kühleinrich tung 100 der ersten Ausführungsform umfaßt einen einzigen Strömungsdurchgang 113, welcher derart gebildet ist, um in dem gesamten Block zickzackförmig zu verlaufen. Die Kühlein richtung 200 der zweiten Ausführungsform hat im Gegensatz dazu zwei Strömungs- bzw. Flußdurchgänge 206 und 207, von denen jede mit unabhängigen Saug- bzw. Einlaß- und Auslaßöff nungen versehen ist. Der Rippenblock 201 der Kühleinrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform hat Öffnungen 202, 203, 204 und 205. Der Strömungsdurchgang 206 ist mit den Öffnungen 202 und 203 gebildet, welche als zwei Enden benutzt werden, während der andere Durchgang 207 mit den Öffnungen 204 und 205 gebildet ist, welche als zwei Enden benutzt wer den. Gebläsemotoren 209 und 210 sind an einem Rippenblock deckel 208 fest montiert, so daß sie in der Nähe von der Öffnung 202 bzw. 204 angeordnet sind, wenn der Deckel 208 angeordnet wird, um den Rippenblock 201 zu schließen.A cooling device 200 of the second embodiment differs from that of the first embodiment in the construction of the cooling gas flow passage formed in a radiating fin block 201 . The Kühlleinrich device 100 of the first embodiment comprises a single flow passage 113 , which is formed so as to zigzag in the entire block. The Kühlein device 200 of the second embodiment, in contrast, two flow or flow passages 206 and 207 , each of which is provided with independent suction and inlet and Auslaßöff openings. The fin block 201 of the cooling device 200 according to the second embodiment has openings 202 , 203 , 204, and 205 . The flow passage 206 is formed with the openings 202 and 203 , which are used as two ends, while the other passage 207 is formed with the openings 204 and 205 , which used as two ends who the. Blower motors 209 and 210 are fixedly mounted on a rib block cover 208 so that they are disposed in the vicinity of the opening 202 and 204 , respectively, when the lid 208 is arranged to close the rib block 201 .
Der Rippenblock 201 und der Deckel 208, welche wie vorange hend beschrieben konstruiert sind, sind an einem Halbleiter chip montiert, wodurch sie ein Kühlmechanismus für den Halb leiterchip bilden. Insbesondere werden beide Motoren 209 und 210 in einer Richtung gedreht, welche ein Gas in jeden der Durchgänge 206 bzw. 207 saugt. Dementsprechend wird eine Strömung eines Kühlgases innerhalb jedes der Durchgänge 206 und 207 in einer Richtung von den Öffnungen 202 und 204, welche als Saug- bzw. Einlaßöffnungen dienen, zu den Öffnun gen 203 und 205, welche als Auslaßöffnungen dienen, gebildet. Die Gasströmung absorbiert Hitze bzw. Wärme von den Rippen wänden, während sie in den Durchgängen 206 und 207 durch tritt, so daß der Halbleiterchip gekühlt werden kann.The rib block 201 and the lid 208 , which are constructed as described above, are mounted on a semiconductor chip, thereby forming a cooling mechanism for the semiconductor chip. Specifically, both motors 209 and 210 are rotated in a direction that sucks a gas into each of the passages 206 and 207 , respectively. Accordingly, a flow of a cooling gas is formed within each of the passages 206 and 207 in a direction from the openings 202 and 204 , which serve as suction and inlet openings, to the outlets 203 and 205 , which serve as outlet openings. The gas flow absorbs heat from the fin walls as it passes through the passages 206 and 207 , so that the semiconductor chip can be cooled.
Die Kühleinrichtung 200 der zweiten Ausführungsform führt den Kühlvorgang mittels zwei unabhängiger Strömungsdurchgänge durch, von denen jeder mit einer Saug- und einer Auslaßöff nung versehen ist, wodurch die Kühleffizienz bzw. -leistung auf einen höheren Grad vergrößert wird im Vergleich zu einer Einrichtung, welche den Kühlvorgang mittels eines einzigen Durchganges durchführt.The cooling device 200 of the second embodiment performs the cooling operation by means of two independent flow passages, each of which is provided with a suction and a Auslaßöff, whereby the cooling efficiency or performance is increased to a higher degree compared to a device which the Cooling performed by a single pass.
In der zweiten Ausführungsform werden beide Motoren 209 und 210 in einer Richtung gedreht, welche ein Gas in die Durch gänge saugt. Sie können jedoch auch in einer Richtung gedreht werden, welche ein Gas daraus ausläßt, in welchem Fall die Öffnungen 203 und 205 als Saugöffnungen benutzt werden, wäh rend die Öffnungen 202 und 204 als Auslaßöffnungen dienen. Mit der wie vorangehend beschrieben konstruierten Kühlein richtung 200 dienen die Öffnungen 203 und 205, welche in der Nähe des zentralen Abschnittes des Halbleiterchips angeordnet sind, als Saugöffnungen und dementsprechend strömt ein Gas mit niedriger Temperatur, welches gerade von dem Äußeren gesaugt wurde, in den zentralen Abschnitt des Halbleiter chips. Es ist somit erwünscht, daß die Motoren in einer Rich tung gedreht werden, welche die Strömung eines Kühlgases in solch einer Richtung erzeugt, um einen Halbleiterchip zu kühlen, dessen mittlerer Abschnitt eine größere Menge an Wärme emittiert bzw. ausstrahlt.In the second embodiment, both motors 209 and 210 are rotated in a direction which sucks a gas into the passages. However, they may also be rotated in a direction which discharges a gas therefrom, in which case the openings 203 and 205 are used as suction openings, while the openings 202 and 204 serve as outlet openings. With the cooling device 200 constructed as described above, the openings 203 and 205 located near the central portion of the semiconductor chip serve as suction openings, and accordingly, a low-temperature gas just drawn from the exterior flows into the central one Section of the semiconductor chip. It is thus desirable that the motors are rotated in a direction which generates the flow of a cooling gas in such a direction as to cool a semiconductor chip whose middle portion emits a larger amount of heat.
Tabelle 2 zeigt ein spezifisches Beispiel der Kühleinrichtung der zweiten Ausführungsform.Table 2 shows a specific example of the cooling device the second embodiment.
Eine dritte Ausführungsform einer Kühleinrichtung für elek tronische Teile gemäß der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf Fig. 4 erklärt.A third embodiment of a cooling device for electronic parts according to the present invention will now be explained with reference to FIG .
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Kon struktion einer Kühleinrichtung 300 gemäß der dritten Aus führungsform darstellt. Die Kühleinrichtung 300 der dritten Ausführungsform ist mit einer größeren Anzahl von Strömungs durchgängen versehen als die Kühleinrichtung 200 der zweiten Ausführungsform. Die Kühleinrichtung 300 umfaßt Rippenwände bzw. Kühlrippenwände bzw. -wandungen, um fünf Durchgänge parallel zueinander zu bilden, und zwar beginnend von einer seitlichen Fläche bzw. Querfläche eines Abstrahlungsrippen blocks bzw. -kühlrippenblocks 301. Motoren 330 und 331 sind an einem Rippenblockdeckel 320 fest montiert, so daß diese jeweils in der Nähe der zwei Enden jedes Durchganges angeord net sind, wenn der Deckel 320 angeordnet ist, um den Rippen block 310 zu schließen. Obwohl die in Fig. 4 gezeigten Moto ren 330 und 331 an dem Deckel 320 befestigt sind, wie jene in der ersten und der zweiten Ausführungsform gezeigten, sind sie gezeigt, als ob sie in dem durch den Deckel 320 geschlos senen Rippenblock 310 angeordnet sind, und zwar zur besseren Verständlichkeit der Darstellung. Fig. 4 is a perspective view showing a constructive Kon tion of a cooling device 300 according to the third From guide die. The cooling device 300 of the third embodiment is provided with a larger number of flow passages than the cooling device 200 of the second embodiment. The cooling device 300 includes fin walls to form five passages parallel to one another starting from a lateral surface of a radiating fin block 301 . Motors 330 and 331 are fixedly mounted on a fin block cover 320, so that they are net respectively in the vicinity of the two ends of each passage angeord when the lid 320 is arranged to block the ribs to close 310th Although the motors 330 and 331 shown in FIG. 4 are fixed to the lid 320 as those shown in the first and second embodiments, they are shown as being disposed in the rib block 310 closed by the lid 320 . and for better understanding of the presentation.
Die Motoren 330 werden in einer Richtung gedreht, welche ein Gas in die Durchgänge saugt, während die Motoren 331 in einer Richtung gedreht werden, welche das Gas daraus ausläßt. Die Strömung bzw. der Fluß eines Kühlgases wird somit innerhalb jedes der Durchgänge erzeugt, so daß Wärme von den Rippenwän den absorbiert wird, wodurch ein Halbleiterchip gekühlt wird.The motors 330 are rotated in a direction which sucks a gas into the passages while the motors 331 are rotated in a direction which discharges the gas therefrom. The flow of a cooling gas is thus generated within each of the passages, so that heat from the Rippenwän is absorbed, whereby a semiconductor chip is cooled.
Der Rippenblock 310 der Kühleinrichtung 300 der dritten Aus führungsform ist weiterhin in noch kleinere Flächen bzw. Areale geteilt als das Gegenstück der Kühleinrichtung 200 der zweiten Ausführungsform. Somit kann der Kühlvorgang durch die Einrichtung 300 durch die kleineren Flächen des Rippenblocks 310 durch ein Gas durchgeführt werden, welches unter einer höheren Geschwindigkeit strömt. Demzufolge ist es möglich, einen ausreichenden Kühlvorgang durchzuführen, sogar für ein Halbleiterchip, welcher eine signifikant große Wärmemenge emittiert.The rib block 310 of the cooling device 300 of the third embodiment is further divided into even smaller areas than the counterpart of the cooling device 200 of the second embodiment. Thus, the cooling operation by the device 300 can be performed by the smaller areas of the fin block 310 by a gas flowing at a higher speed. As a result, it is possible to perform a sufficient cooling operation even for a semiconductor chip which emits a significantly large amount of heat.
In der dritten Ausführungsform sind die für die Saug- und Auslaßöffnungen vorgesehenen Gebläsemotoren, d. h. zwei Moto ren 330 und 331, für jeden Durchgang vorgesehen. Jedoch kann ein beliebiger dieser Motoren ausreichend sein, und zwar gemäß dem Wärmewert bzw. -menge, welcher von dem verwendeten bzw. angebrachten Halbleiterchip emittiert wird.In the third embodiment, the blower motors provided for the suction and discharge ports, ie, two motors 330 and 331 , are provided for each passage. However, any one of these motors may be sufficient in accordance with the amount of heat emitted from the semiconductor chip used.
Eine vierte Ausführungsform einer Kühleinrichtung für elek tronische Teile gemäß der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben.A fourth embodiment of a cooling device for elec tronic parts according to the present invention will now be described with reference to FIG. 5.
Eine Kühleinrichtung 400 der vierten Ausführungsform ist ähnlich zu dem Gegenstück der ersten Ausführungsform in der Konstruktion bzw. Auslegung der Rippenwände eines Strahlungs rippenblockes 410 und in den Montagepositionen von Gebläsemo toren 430 und 431 an einem Rippenblockdeckel 420. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von der ersten Ausführungsform in der Tatsache, daß eine Öffnung 421 bei dem zentralen Abschnitt 420 angeordnet ist. In der vierten Aus führungsform werden beide Motoren 430 und 431 in einer Rich tung gedreht, welche ein Gas in den Durchgang saugt. Dement sprechend strömt ein durch die Öffnungen 411 und 412 gesaug tes Kühlgas innerhalb des Durchganges eines Rippenblocks 410, um die Wärme von den Rippenwänden zu absorbieren, und dann durch die Öffnung 421 ausgelassen zu werden, welche auf dem oberen Abschnitt der Kühleinrichtung 400 angeordnet ist.A cooling device 400 of the fourth embodiment is similar to the counterpart of the first embodiment in the design of the rib walls of a radiation rib block 410 and in the mounting positions of blower motors 430 and 431 on a rib block cover 420 . However, the fourth embodiment differs from the first embodiment in the fact that an opening 421 is disposed at the central portion 420 . In the fourth embodiment, both motors 430 and 431 are rotated in a direction which sucks a gas into the passage. Accordingly flows gesaug tes through the openings 411 and 412 of cooling gas within the passage of a fin block 410 to absorb the heat from the fin walls, and then to be discharged through the opening 421, which is disposed on the upper portion of the cooling device 400th
Bei der Kühleinrichtung 400 der vierten Ausführungsform kann ein Gas, welches Wärme absorbiert bzw. Wärme absorbiert hat, ausgelassen werden in bezug auf den bzw. an dem oberen Ab schnitt eines Halbleiterchips. Es ist somit besonders effek tiv, wenn ein Gas, das Wärme absorbiert hat, mit einer hohen Temperatur nicht von einer seitlichen Fläche einer Einrich tung ausgelassen werden kann, weil ein anderer Halbleiterchip um den an der Einrichtung angeordneten Chip herum montiert ist.In the cooling device 400 of the fourth embodiment, a gas which has absorbed heat or absorbed heat may be omitted with respect to the upper portion of a semiconductor chip. It is thus particularly effective when a gas that has absorbed heat can not be discharged from a side surface of a device at a high temperature because another semiconductor chip is mounted around the chip disposed on the device.
Obwohl in der vierten Ausführungsform beide Motoren 430 und 431 in einer Richtung gedreht werden, welche ein Gas in den Durchgang saugt, können diese in einer Richtung gedreht wer den, welche das Gas davon bzw. daraus ausläßt. In diesem Fall dient die Öffnung 421, welche gegenüber dem zentralen Ab schnitt des Halbleiterchips angeordnet ist, als eine Saugöff nung, und somit strömt ein Kühlgas mit einer niedrigen Tempe ratur, welches gerade von dem Äußeren durch die Saugöffnung gesaugt wurde, in den zentralen Abschnitt des Halbleiter chips. Es ist somit erwünscht, daß die Motoren in solch einer Richtung gedreht werden, um einen Halbleiterchip zu kühlen, dessen zentraler Abschnitt eine größere Menge an Wärme emit tiert.Although in the fourth embodiment, both motors 430 and 431 are rotated in a direction which sucks a gas into the passage, they can be rotated in a direction who discharges the gas therefrom. In this case, the opening 421 , which is disposed opposite to the central portion of the semiconductor chip, serves as a suction opening, and thus a refrigerant gas having a low temperature, which has just been sucked from the outside through the suction opening, flows into the central portion of the semiconductor chip. It is thus desirable that the motors are rotated in such a direction as to cool a semiconductor chip whose central portion emit a larger amount of heat.
Es wird jetzt eine Beschreibung unter Bezugnahme auf Fig. 6 einer fünften Ausführungsform einer Kühleinrichtung für elek tronische Teile gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben.A description will now be given with reference to FIG. 6 of a fifth embodiment of a cooling device for elec tronic parts according to the present invention.
Eine Kühleinrichtung 500 der fünften Ausführungsform ist ein Beispiel von Modifikationen, welche durch die Kombination der ersten bis vierten Ausführungsformen erhalten werden. Eine Öffnung 521 ist für einen zentralen Abschnitt eines Rippen blockdeckels 520 vorgesehen, und Öffnungen sind jeweils vor gesehen für vier seitliche Flächen eines Strahlungsrippen blockes 510. Wenn der Deckel 520 angeordnet ist, um den Rip penblock 510 zu schließen, sind Motoren 530, 531, 532 und 533, welche an dem Deckel 520 fest montiert sind, jeweils in der Nähe der vier Öffnungen auf den seitlichen Flächen des Rippenblocks 510 angeordnet. Obwohl die in Fig. 6 gezeigten Motoren 530, 531, 532 und 533 sowie die in der dritten Aus führungsform gezeigten Gegenstücke an dem Deckel 520 befe stigt sind, sind sie in dem Rippenblock 510 angeordnet ge zeigt, welcher durch den Deckel 520 geschlossen bzw. verdeckt wird, und zwar zur besseren Verständlichkeit der Darstellung.A cooling device 500 of the fifth embodiment is an example of modifications obtained by the combination of the first to fourth embodiments. An opening 521 is block lid for a central portion of a rib provided 520, and openings are each seen before for four lateral faces of a radiation fin block 510th When the lid 520 is arranged to close the rip pen block 510 , motors 530 , 531 , 532 and 533 , which are fixedly mounted on the lid 520 , respectively disposed in the vicinity of the four openings on the side surfaces of the rib block 510 . Although the motors 530 , 531 , 532, and 533 shown in FIG. 6 and the counterparts shown in the third embodiment are fixed to the lid 520, they are disposed in the fin block 510 , which is closed by the lid 520. is hidden, for the sake of clarity of presentation.
Die Motoren 530, 531, 532 und 533 werden in einer Richtung gedreht, welche ein Gas in den Strömungsdurchgang saugt, so daß die Strömung eines Kühlgases erzeugt werden und von den Öffnungen benachbart zu den Motoren zu der Öffnung 521 durch treten bzw. strömen kann, welche bei der Mitte der Einrich tung vorgesehen ist. Die Gasströmung absorbiert Wärme von den Rippenwänden, während sie durch den Durchgang durchtritt, so daß ein Halbleiterchip gekühlt werden kann.The motors 530 , 531 , 532 and 533 are rotated in a direction which sucks a gas into the flow passage so that the flow of a cooling gas can be generated and flow from the openings adjacent to the motors to the opening 521 , which is provided at the center of the device Einrich. The gas flow absorbs heat from the fin walls as it passes through the passage so that a semiconductor chip can be cooled.
Wie deutlich aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich, kann die Anzahl, Konfiguration und Position des Kühlgasströ mungsdurchganges und der Öffnungen geeignet wie erwünscht eingestellt bzw. angepaßt werden, und zwar gemäß dem von dem angewendeten Halbleiterchip emittierten Wärmewert bzw. -men ge, den Bedingungen der Teile um den Chip herum, und zwar montiert an der Leiterplatte, den Betriebszuständen des Rip penblocks und des Deckels und dergleichen.As clearly seen from the foregoing description, can the number, configuration and position of Kühlgasströ mungsdurchganges and the openings suitable as desired be adjusted or in accordance with that of the applied semiconductor chip emitted heat value or -men ge, the conditions of the parts around the chip, and indeed mounted on the circuit board, the operating conditions of the rip penblocks and the lid and the like.
Eine Erläuterung einer sechsten Ausführungsform einer Kühl einrichtung für elektronische Teile gemäß der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf Fig. 7 gegeben.An explanation of a sixth embodiment of a cooling device for electronic parts according to the present invention will now be given with reference to FIG .
Eine Kühleinrichtung 600 der sechsten Ausführungsform unter scheidet sich von den Gegenstücken der ersten bis fünften Ausführungsform darin, daß Gebläsemotoren 630 und 631 fest an einem Strahlungsrippenblock 610 befestigt sind. Der Rippen block 610, ebenso wie das Gegenstück der ersten Ausführungs form, ist ein Preßprofil bzw. Form bzw. Formguß bzw. Guß, welcher aus Keramik, Aluminiumoxid, Glas, einem Epoxyharz bzw. Epoxidharz bzw. Ethoxylinharz oder dergleichen gebildet ist, und umfaßt einen Kühlgasströmungsdurchgang, welcher darin gebildet ist. Anders als der Rippenblock der ersten Ausführungsform umfaßt er jedoch Isolationsabschnitte bzw. isolierende Abschnitte 611 und 612, welche zum Befestigen des Motors 630 bzw. 631 daran benutzt werden können. Die isolie renden Abschnitte 611 und 612 können aus dem gleichen Materi al wie die Rippenwände gebildet bzw. geformt werden, solange sie zur Befestigung der Motoren daran bearbeitet bzw. ver edelt bzw. behandelt werden können. Jeder der Abschnitte 611 und 612 ist bevorzugt eine gedruckte Leiterplatte, auf wel cher eine Leitungs- bzw. Verdrahtungsanordnung zum Betreiben bzw. Antreiben der Motoren ausgelegt bzw. gearbeitet werden kann.A cooling device 600 of the sixth embodiment differs from the counterparts of the first to fifth embodiments in that blower motors 630 and 631 are fixedly secured to a radiation fin block 610 . The rib block 610 , as well as the counterpart of the first embodiment form, is a press molding formed from ceramics, alumina, glass, an epoxy resin, or the like, and includes a cooling gas flow passage formed therein. However, unlike the rib block of the first embodiment, it includes insulating portions 611 and 612 which can be used for fixing the motor 630 and 631 thereto, respectively. The isolie-generating portions 611 and 612 may be formed or formed from the same materi al as the rib walls, as long as they are processed to attach the engines to it or can be refined or treated. Each of the sections 611 and 612 is preferably a printed circuit board on which a wiring arrangement for driving the motors can be designed.
Ein Rippenblockdeckel 620 wird benutzt, um das geöffnete obere Ende des Rippenblocks 610 zu schließen bzw. zu über decken. Dieser Deckel 620 ist angeordnet, um den Rippenblock 610 zu schließen, um einen Kühlmechanismus für einen Halblei terchip zu bilden. Die Kühleinrichtung 600 der sechsten Aus führungsform funktioniert in einer ähnlichen Weise wie die der ersten Ausführungsform.A rib block cover 620 is used to close or cover the opened upper end of the rib block 610 . This cover 620 is arranged to close the fin block 610 to form a cooling mechanism for a semiconducting terchip. The cooling device 600 of the sixth embodiment operates in a similar manner to that of the first embodiment.
Wie aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich, können die Gebläsemotoren sowohl auf dem Deckel, als auch auf dem Rippenblock montiert werden, solange dies das Formgebungs- bzw. Gießverfahren und das Formgebungs- bzw. Gußmaterial erlauben.As can be seen from the foregoing description, can the blower motors both on the lid, as well as on the Rib block are mounted, as long as this is the shaping or casting method and the molding or casting material allow.
Eine siebte Ausführungsform einer Kühleinrichtung für elek tronische Teile gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 erklärt.A seventh embodiment of an electronic component cooling device according to the present invention will be explained with reference to FIG .
Eine Kühleinrichtung 700 der siebten Ausführungsform wird erhalten durch einstückiges Formen bzw. Gießen eines Abstrah lungsrippenblockes und eines Rippenblockdeckels. Die Kühl einrichtung 700 ist derart konstruiert, daß Gebläsemotoren 730, 731, 732, 733 und 734 in einem Kühlgasströmungsdurchgang installiert bzw. angeordnet sind, welcher in einem Wärmestrahler 710 gebildet ist. Der Stahler 710 ist eine Gußform bzw. ein Abguß bzw. eine Preßform, welche gebildet ist aus Aluminium, Kupfer, einer Kupfer-Wolfram-Legierung, Aluminiumnitrit oder dergleichen und umfaßt fünf zylindrische Durchgangsbohrungen bzw. -löcher, welche zu Kühlgasströ mungsdurchgänge führen bzw. diese bilden. Der Strahler bzw. Kühler 710 umfaßt auch isolierende Abschnitte bzw. Isola tionsabschnitte, welche bearbeitet bzw. veredelt bzw. ver arbeitet werden, um die jeweiligen Motoren daran zu befesti gen.A cooling device 700 of the seventh embodiment is obtained by integrally molding an exhaust block and a fin block cover. The cooling device 700 is constructed such that blower motors 730 , 731 , 732 , 733 and 734 are installed in a cooling gas flow passage formed in a heat radiator 710 . The steel 710 is a mold formed of aluminum, copper, a copper-tungsten alloy, aluminum nitrite or the like, and includes five cylindrical through-holes, which lead to Kühlgasströ flow passage or to form these. The radiator or cooler 710 also includes insulating sections or Isola tion sections, which are processed or refined or ver works to the respective engines to fasten it conditions.
Wie vorangehend festgestellt, kann die Kühleinrichtung der vorliegenden Erfindung durch Übereinanderlegen eines Rippen blockdeckels auf einen Strahlungsrippenblock gebildet werden, so daß ein Kühlgasströmungsdurchgang gewährleistet wird. Alternativ kann, falls das Bearbeitungsverfahren dies er laubt, die Kühleinrichtung einstückig in solch einer Weise geformt bzw. gegossen werden, daß ein Durchgang in dem Rip penblock und dem Deckel gebildet wird.As stated above, the cooling device of the present invention by superimposing a ribs block covers are formed on a radiation rib block, so that a cooling gas flow passage is ensured. Alternatively, if the processing method he allows the cooling device in one piece in such a way be molded or that a passage in the rip penblock and the lid is formed.
Eine Kühleinrichtung 300a für elektronische Teile gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in einer Weise aufgebaut, welche ähnlich dem Gegenstück der in Fig. 4 gezeigten dritten Ausführungsform ist, mit der Aus nahme, daß sie keinen Rippenblockdeckel 320 aufweist.A cooling device 300 a for electronic parts according to an eighth embodiment of the present invention is constructed in a manner similar to the counterpart of the third embodiment shown in Fig. 4, with the exception that it has no rib block cover 320 .
In dieser Ausführungsform ist der Strömungsdurchgang nach oben offen, so daß die Kühleffizienz bzw. -leistung zu einem höheren Grad verbessert wird.In this embodiment, the flow passage is after open at the top, so that the cooling efficiency or performance to a higher degree is improved.
Eine Kühlvorrichtung 500a für elektronische Teile gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in einer Weise ähnlich zu dem Gegenstück der in Fig. 6 gezeigten fünften Ausführungsform konstruiert mit der Ausnahme, daß sie keinen Rippenblockdeckel 520 aufweist.An electronic parts refrigerator 500 a according to a ninth embodiment of the present invention is constructed in a manner similar to the counterpart of the fifth embodiment shown in FIG. 6 except that it has no fin block lid 520 .
In dieser Ausführungsform ist der Strömungsdurchgang nach oben offen, so daß die Kühleffizienz bzw. -leistung zu einem höheren Grad vergrößert wird.In this embodiment, the flow passage is after open at the top, so that the cooling efficiency or performance to a higher degree is increased.
Eine Kühleinrichtung 600a für elektronische Teile gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in einer Weise ähnlich zu jener der in Fig. 7 gezeigten sechsten Ausführungsform konstruiert, mit der Ausnahme, daß sie keinen Rippenblockdeckel 620 aufweist.An electronic parts cooling device 600 a according to a tenth embodiment of the present invention is constructed in a manner similar to that of the sixth embodiment shown in FIG. 7, except that it does not have a rib block cover 620 .
In dieser Ausführungsform ist der Strömungsdurchgang nach oben offen, so daß die Kühleffizienz zu einem höheren Grad verbessert wird.In this embodiment, the flow passage is after open at the top, so that the cooling efficiency to a higher degree is improved.
Eine Kühleinrichtung 10 einer elften Ausführungsform, welche in Fig. 12 gezeigt ist, umfaßt einen ersten Wärmeabstrahler 20, Mikroventilatoren bzw. -lüfter bzw. -gebläse bzw. -ver dichter 30a-30e und 31a-31e, und einen zweiten Wärmeab stahler 40.A cooling assembly 10 of an eleventh embodiment which is shown in Fig. 12, comprises a first heat dissipator 20, micro fans or blowers or -fan or dense -ver 30 a- 30 e and 31 a-31 e, and a second Heat eliminator 40 .
Eine Erläuterung der Konstruktion der jeweiligen Komponenten wird gegeben.An explanation of the construction of the respective components will be given.
Der erste Wärmeabstrahler 20 umfaßt eine untere Fläche bzw. Bodenfläche, welche in Kontakt mit einem Halbleiterchip ge halten ist, und Öffnungen 22a-22e sind von einer Seite der unteren Fläche gebildet, während Öffnungen 23a-23e in der entgegengesetzten Seite davon gebildet sind. Fünf rohrförmige Durchgänge 21a-21e, durch welche ein Kühlgas strömt, sind in dem ersten Abstrahler 20 vorgesehen, so daß sie linear durchtreten von den Öffnungen 22a-22e zu den Öffnungen 23a-23e, welche sich gegenüber liegen. Dieser Abstrahler bzw. Radiator 20 ist gebildet durch Formen bzw. Gießen bzw. Pressen von Aluminium, Kupfer, einer Kupfer-Wolfram-Legierung, Alumi niumnitrit oder dergleichen.The first heat radiator 20 includes a bottom surface held in contact with a semiconductor chip, and openings 22 a and 22 e are formed from one side of the bottom surface, while openings 23 a and 23 e are formed in the opposite side thereof are formed. Five tubular passages 21 a- 21 e, through which flows a cooling gas, are provided in the first radiator 20 so as to linearly pass through the openings 22 a- 22 e to the openings 23 a- 23 e, which lie opposite each other. This radiator 20 is formed by molding aluminum, copper, a copper-tungsten alloy, aluminum nitrite or the like.
Die Mikrogebläse 30a-30e und 31a-31e, welche jeweils gebildet sind durch Anbringen bzw. Befestigen eines miniatu risierten Gebläses an einem miniaturisierten Motor, sind jeweils in der Nähe der Öffnungen 22a-22e und 23a-23e in den jeweiligen Durchgängen 21a-21e angeordnet. Die Mikroge bläse 30a-30e und 31a-31e sind an Montierabschnitten befestigt, welche teilweise die Wände des Wärmeabstrahlers bilden und verarbeitet bzw. veredelt sind, um die Motoren zu isolieren, welche somit darauf montiert werden können. Die Mikrogebläse 30a-30e werden in einer Richtung gedreht, welche ein Kühlgas zu dem Äußeren des ersten Abstrahlers 20 von den Durchgängen 21a-21e ausläßt, um die Strömung bzw. Fluß Wb eines Kühlgases zu erzeugen. Die Mikrogebläse 31a-31e werden andererseits in einer Richtung gedreht, um ein Kühlgas in die Durchgänge 21a-21e von dem Äußeren eines ersten Abstrahlers 20 zu saugen bzw. einzulassen, um eine Strömung bzw. einen Fluß Wa eines Kühlgases zu erzeugen.The micro fan 30 a- 30 e and 31 a-31 e, each of which is formed by attaching or fixing a miniatu linearized blower to a miniaturized motor, are each in the vicinity of the openings 22 a- 22 e and 23 e a- 23 arranged in the respective passages 21 a- 21 e. The Mikroge blower 30 a- 30 e and 31 a-31 e are mounted on mount portions, which partially form the walls of the heat radiator and are processed or refined to isolate the motors, which can be mounted on it, thus. The micro fan 30 a- 30 e are rotated in a direction 21 a- 21 e omits a cooling gas to the exterior of the first radiator 20 from the passages in order to generate the flow and flow Wb of a cooling gas. The micro fan 31 a- 31 e, on the other hand rotated in one direction to a cooling gas in the passages 21 a- 21 e of the exterior of a first radiator 20 to suck and take in order to create a flow or a flow Wa of a cooling gas ,
Der zweite Wärmeabstrahler 40 ist derart konstruiert, daß sechs Rippenwände bzw. -wandungen 42a-42f auf und senkrecht zu der oberen Fläche bzw. Oberfläche des ersten Abstrahlers 20 installiert bzw. angeordnet sind, um fünf rückspringende Nuten bzw. Durchgangsrillen 41a-41e zu bilden. Dieser Ab strahler 40 wird auch hergestellt durch Pressen bzw. Preß formen bzw. Formen bzw. Gießen von Aluminium, Kupfer, einer Kupfer-Wolfram-Legierung, Aluminiumnitrit oder dergleichen.The second heat spreader 40 is constructed such that six ribs or walls -wandungen 42 a- 42 f, and are installed perpendicular to the upper surface of said first radiator 20 and arranged a- five recessed grooves or through-grooves 41 41 e form. This radiator 40 is also formed by molding or molding or casting aluminum, copper, a copper-tungsten alloy, aluminum nitrite or the like.
Ein Montageverfahren der Kühleinrichtung 10 wird jetzt unter Bezugnahme auf Fig. 13 erläutert.An assembling method of the cooling device 10 will now be explained with reference to FIG .
Fig. 13 stellt ein Montageverfahren der in Fig. 12 gezeigten Kühleinrichtung 10 dar und zeigt auch ein Halbleiterchip 93, welcher die darauf befestigte Kühleinrichtung 10 umfaßt, und zwar montiert auf einer gedruckten Leiterplatte 92 innerhalb der Haupteinheit eines Personalcomputers bzw. Rechners 90 als ein Beispiel. Fig. 13 illustrates a mounting method of the cooling device 10 shown in Fig. 12 and also shows a semiconductor chip 93 comprising the cooling device 10 mounted thereon mounted on a printed circuit board 92 within the main unit of a personal computer 90 as an example ,
Ein Bläser bzw. Gebläse 91 zum Kühlen der Haupteinheit des Personalcomputers 90 ist bei dem Computer 90 vorgesehen, um ein Gas von dem Äußeren zu saugen und somit die Strömung bzw. Fluß Wc eines Kühlgases innerhalb des Computers 90 zu erzeu gen. Der Halbleiterchip 93 mit der darauf befestigten Ein richtung 10 ist auf der Platte 92 innerhalb des Computers 90 montiert, so daß die Nuten 41a-41e, welche innerhalb des zweiten Abstrahlers 40 der Einrichtung 10 gebildet sind, parallel zu der Richtung der Strömung Wc angeordnet bzw. plaziert sind.A fan or blower 91 for cooling the main unit of the personal computer 90 is provided to the computer 90 to draw a gas from the exterior, and thus gene to erzeu Wc of a cooling gas within the computer 90, the flow or flux. The semiconductor chip 93 with the fixed thereon A device 10 is mounted on the plate 92 within the computer 90, so that the grooves 41 a-41 e, which are formed within the second radiator 40 of the device 10, arranged parallel to the direction of flow or placed Wc are.
Der Halbleiterchip 93 ist auf der Platte 92, wie vorangehend beschrieben, installiert, um die von dem Äußeren erzeugte Strömung Wc durch die Nuten 41a-41e in dem zweiten Wärme abstrahler 40 durchtreten zu lassen. Diese Konstruktion ver hindert das Auftreten von Turbulenzen in der Gasströmung Wc, wodurch eine effiziente Wärmeabstrahlung durch den zweiten Abstrahler 40 und dementsprechend eine effiziente Kühlung des Halbleiterchips erzielt wird.The semiconductor chip 93 is installed on the plate 92 as described above to allow the flow Wc generated by the outside to pass through the grooves 41 a- 41 e in the second heat radiator 40 . This construction prevents the occurrence of turbulence in the gas flow Wc, thereby achieving efficient heat radiation by the second radiator 40 and, accordingly, efficient cooling of the semiconductor chip.
In dem ersten Wärmeabstrahler 20 andererseits werden die Strömungen Wa und Wb in den Durchgängen jeweils durch die Mikrogebläse 30a-30e und 31a-31e gebildet, wodurch eine effiziente Wärmeabstrahlung bzw. -abführung von den Wänden, welche die Durchgänge 21a-21e umgeben, und somit eine effi ziente Kühlung des Halbleiterchips erzielt werden.In the first heat radiator 20 on the other hand, the flows Wa and Wb in the passages respectively by the micro-blower 30 a- 30 e and 31 a-31 e formed, thereby enabling an efficient heat radiation or -abführung of the walls, which the passages 21 a- Surround 21 e, and thus effi cient cooling of the semiconductor chip can be achieved.
In der in der elften Ausführungsform gezeigten Kühleinrich tung 10 sind die fünf Durchgänge 21a-21e des ersten Wärme abstrahlers 20 linear von einer Seite zu der entgegengesetz ten Seite der unteren Fläche des ersten Abstrahlers 20 gebil det, jedoch ist diese Konstruktion nicht exklusiv.In the embodiment shown in the eleventh embodiment Kühleinrich tung 10 are the five passages 21 a- 21 e of the first heat radiator 20 linearly from one side to the most opposite-hand side of the lower surface of the first radiator 20 gebil det, but this construction is not exclusive.
Ein Beispiel von Veränderungen der Durchgänge des ersten Wärmeabstrahlers ist in Fig. 14 gezeigt.An example of variations of the passages of the first heat radiator is shown in FIG .
Ein erster in Fig. 14 gezeigter Wärmeabstrahler 60 umfaßt einen Kühlgasströmungsdurchgang 61, welcher gebildet ist, um zickzackförmig von einer Ecke zu der entgegengesetzten Ecke zu verlaufen, welche zueinander diagonal angeordnet sind. Mikrogebläse 64 und 65 sind in der Nähe der Öffnungen 62 und 63 bei den jeweiligen Ecken angeordnet. Solange die Mikroge bläse 64 und 65 einen ausreichenden Kühlvorgang bzw. -betrieb durchführen können, kann der erste Wärmeabstrahler so kon struiert werden, ohne Probleme aufzuwerfen. In solch einem Fall sind nur zwei Mikrogebläse ausreichend und es ist somit möglich, eine billige Kühleinrichtung herzustellen, welche einfach zusammengefügt werden kann. Weiterhin sind nur zwei Öffnungen, d. h. die Saug- und Auslaßöffnung für den ersten Wärmeabstrahler vorgesehen, wodurch ein nachteiliger Einfluß verringert wird, welcher auf die durch das externe Gebläse erzeugte Strömung einwirkt.A first heat radiator 60 shown in Fig. 14 includes a cooling gas flow passage 61 formed to zigzag from a corner to the opposite corner, which are arranged diagonally with each other. Microblowers 64 and 65 are disposed near the openings 62 and 63 at the respective corners. As long as the micro-blowers 64 and 65 can perform a sufficient cooling operation, the first heat radiator can be constructed without causing problems. In such a case, only two micro-blowers are sufficient and it is thus possible to produce a cheap cooling device which can be easily assembled. Furthermore, only two openings, that is, the suction and exhaust port for the first heat radiator are provided, whereby an adverse influence is reduced, which acts on the flow generated by the external fan.
Eine Erläuterung einer zwölften Ausführungsform einer Kühl einrichtung für elektronische Teile gemäß der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die Fig. 15 und 16 gegeben werden. Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Konstruktion einer Kühleinrichtung 50 für elek tronische Teile gemäß der zwölften Ausführungsform darstellt. Die Kühleinrichtung 50 der zwölften Ausführungsform, sowie das Gegenstück der elften Ausführungsform umfaßt einen ersten Wärmeabstrahler 51, Mikrogebläse 52a bis 52e, Mikrogebläse (nicht gezeigt), welche auf der entgegengesetzten Seite zu den Mikrogebläse 52a-52e angeordnet sind, und einen zweiten Wärmeabstrahler 53.An explanation of a twelfth embodiment of a cooling device for electronic parts according to the present invention will now be given with reference to FIGS. 15 and 16. Fig. 15 is a perspective view showing a construction of a cooler 50 for elec tronic parts according to the twelfth embodiment. The cooling device 50 of the twelfth embodiment, as well as the counterpart of the eleventh embodiment comprises a first heat radiator 51 , microblowers 52 a to 52 e, microblowers (not shown), which are arranged on the opposite side to the microbulb 52 a- 52 e, and a second heat radiator 53 .
Die obigen Komponenten sind in einer ähnlichen Weise wie die der elften Ausführungsform konstruiert. Die Kühleinrichtung 50 dieser Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von der der elften Ausführungsform dadurch, daß sie Öffnungen 54a-54e zwischen dem ersten Abstrahler und dem zweiten Abstrahler 51 bzw. 53 aufweist. Das heißt, daß die Öffnungen 54a-54e jeweils in rückspringenden Nuten bzw. Durchgangsrillen 55a-55e des zweiten Abstrahlers 53 vorgesehen sind, um mit einem Durchgang 56a zu kommunizieren, welcher an dem äußersten Ende des ersten Wärmeabstrahlers 51 angeordnet ist. Diese Einrich tung 50 ist derart installiert, daß der Durchgang 52e des ersten Gliedes 51 stromaufwärts liegend der Gasströmung an geordnet ist, welche von dem Äußeren erzeugt sind, und die Öffnungen 54a-54e sind stromabwärtsliegend davon angeord net.The above components are constructed in a similar manner to that of the eleventh embodiment. However, the cooling device 50 of this embodiment differs from the eleventh embodiment in that it has openings 54 a- 54 e between the first radiator and the second radiator 51 and the 53rd That is, the openings 54 a- 54 e are respectively provided in recessed grooves 55 a- 55 e of the second radiator 53 to communicate with a passage 56 a, which is arranged at the outermost end of the first heat radiator 51 , This device 50 is installed such that the passage 52 e of the first member 51 is disposed upstream of the gas flow generated from the exterior, and the openings 54 a- 54 e are located downstream thereof.
Die Kühlgasströmung in der wie vorangehend beschrieben kon struierten Einrichtung 50 wird jetzt unter Bezugnahme auf Fig. 16 erläutert.The cooling gas flow in the above-described con structed device 50 will now be explained with reference to FIG. 16.
Fig. 16 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XVI-XVI von Fig. 15 und stellt die Gasströmung in der in Fig. 15 gezeig ten Kühleinrichtung 50 dar. Fig. 16 is a sectional view taken along the line XVI-XVI of Fig. 15 and illustrates the gas flow in the gezeig th in Fig. 15 cooling device 50 is.
Generell absorbiert die durch das externe Gebläse erzeugte Gasströmung Wc Wärme von den Rippenwänden, während sie in der Nut 55a in dem zweiten Abstrahler 53 durchtritt, so daß die Temperatur der Strömung Wc erhöht wird. Dies würde normaler weise die Richtung der Strömung Wc etwa auf halbem Weg in der Nut 55a verändern in einer Abwärtsbewegung in die durch den Pfeil Wd in Fig. 16 mit gestrichelten Linien gezeigte Rich tung. Die somit erhaltene sich aufwärts bewegende Strömung Wd würde nicht durch das Auslaßende der Nut 55a durchtreten.Generally, the gas flow Wc generated by the external blower absorbs heat from the fin walls while passing through the groove 55 a in the second radiator 53 , so that the temperature of the flow Wc is increased. This would normally change the direction of the flow Wc about halfway in the groove 55 a in a downward movement in the direction shown by the arrow Wd in Fig. 16 with dashed lines Rich. The thus obtained upwardly moving flow Wd would not pass through the outlet end of the groove 55 a.
Wie vorangehend beschrieben, ist die Kühleinrichtung 50 je doch mit der Öffnung 54a versehen, um die Nut 55a und den Durchgang 56a miteinander zu verbinden, in welchem die Strö mung Wa und Wb durchtreten, wie in Fig. 15 gezeigt. Die Strö mungen Wa und Wb verringern deshalb die Dichte der Strömung Wc, welche an den Strömungen Wa und Wb durch die Öffnung 54a vorbeigeht, wodurch der mögliche sich aufwärts bewegende Strom Wd nach unten bewegt wird, welcher sich somit wie durch den Pfeil We in Fig. 16 gezeigt bewegt.As described above, the cooling device 50 depending but with the opening 54 a provided to connect the groove 55 a and the passage 56 a with each other, in which the Strö determination Wa and Wb pass, as shown in Fig. 15. The Strö rules Wa and Wb therefore reduce the density of the flow Wc, which passes by the currents Wa and Wb through the opening 54 a, so that the possible upward-moving stream Wd is moved downwards, which is thus indicated by the arrow We in Fig. 16 shown moved.
Demzufolge strömt bzw. fließt das Kühlgas durch die Nut 55a zu dem Äußeren der Einrichtung, wodurch ein effizienter Kühl vorgang durchgeführt wird.Accordingly, the cooling gas flows through the groove 55 a to the outside of the device, whereby an efficient cooling process is performed.
Die Kühleinrichtung der vorliegenden Erfindung wurde mittels der elften und zwölften Ausführungsformen beschrieben. Jedoch sind diese nur Darstellungen und verschiedene Veränderungen können innerhalb der Erfindung durchgeführt werden.The cooling device of the present invention was by means of of the eleventh and twelfth embodiments. however these are just representations and different changes can be carried out within the invention.
Zum Beispiel ist, obwohl in der elften und der zwölften Aus führungsform fünf Durchgänge linear in dem ersten Wärmeab strahler gebildet sind, dies nicht exklusiv und die Durch gänge können mehr oder weniger sein als fünf, z. B. vier oder sechs, um geeignet angeordnet zu werden, und zwar wie er wünscht, um eine einfache Gasströmung in den Durchgängen zu verbessern bzw. zu erreichen.For example, although in the eleventh and twelfth out five passes linearly in the first heat dissipation radiators are formed, not exclusive and through courses can be more or less than five, eg B. four or six, to be arranged properly, like him wishes to use a simple gas flow in the passages too improve or reach.
Obwohl in vorangegangenen Ausführungsformen ein Mikrogebläse für jede der Saug- und Auslaßöffnungen jedes Durchgangs vor gesehen ist, kann es für eine dieser Öffnungen vorgesehen werden. Alternativ kann ein einziges Mikrogebläse bei einer anderen Position angeordnet werden, z. B. in der Mitte des Strömungsdurchganges. Drei oder mehrere Mikrogebläse können auch angeordnet werden. Es kann dementsprechend eine geeigne te Anzahl von Mikrogebläsen vorgesehen werden, gemäß den Durchgängen und der Blasekapazität der Mikrogebläse.Although in previous embodiments a micro fan for each of the suction and discharge ports of each passage Seen, it can be provided for one of these openings become. Alternatively, a single micro fan at a be arranged in another position, for. B. in the middle of Flow passage. Three or more microblowers can also be arranged. It can accordingly a geeigne te number of microblowers are provided according to the Passages and blowing capacity of microblowers.
Der erste und der zweite Wärmeabstrahler der Kühleinrichtung dieser Ausführungsform können gemäß einem gewünschten Ver fahren geformt bzw. gegossen bzw. preßgeformt werden. Jedes der folgenden beispielsweisen Verfahren ist annehmbar: beide Abstrahler sind einstückig gegossen bzw. preßgeformt; der erste und der zweite Abstrahler sind getrennt geformt und nachfolgend zusammengefügt; und ein Abstrahlungsrippenblock und ein Rippenblockdeckel sind zusammengefügt, um den ersten Abstrahler zu bilden.The first and second heat radiators of the cooling device According to a desired Ver be molded or molded or press-molded. each The following example procedures are acceptable: both Radiators are molded in one piece or press-molded; the first and second radiators are separately shaped and subsequently joined together; and a radiating fin block and a rib block lid are joined together to form the first To form radiator.
Eine Kühleinrichtung 10a für elektronische Teile gemäß einer dreizehnten Ausführungsform, welche in Fig. 17A und 17B gezeigt ist, umfaßt einen Kühlgasströmungsdurchgang 11 und einen Einführdurchgang 15. Der Gasströmungsdurchgang 11 und der Einführdurchgang 15 sind jeweils in fünf Strömungskanäle durch vier Wände 12a-12d und 13a-13d geteilt. Die Kanäle des Strömungsdurchganges 11 sind jeweils mit den entsprechen den Kanälen des Einführdurchganges 15 verbunden, um fünf Kühlgasströmungskanäle 18a-18e zu bilden. Durch einen schrägen bzw. angewinkelten Abschnitt 16, durch welchen der Einführdurchgang 15 mit dem Strömungsdurchgang 11 verbunden ist, wird die Höhe von jedem der Kanäle 18a-18e graduell verändert, so daß die zwei Durchgänge 11 und 15 mit verschie denen Höhen kontinuierlich verbunden werden können. Der Nei gungswinkel des schrägen bzw. geneigten Abschnittes 16 be trägt 45°.An electronic parts refrigerator 10 a according to a thirteenth embodiment shown in FIGS . 17A and 17B includes a refrigerant gas flow passage 11 and an introduction passage 15 . The gas flow passage 11 and the introduction passage 15 are respectively divided into five flow channels by four walls 12 a- 12 d and 13 a- 13 d. The channels of the flow passage 11 are respectively connected to the corresponding channels of the introduction passage 15 to form five cooling gas flow channels 18 a- 18 e. By an inclined portion 16 , through which the insertion passage 15 is connected to the flow passage 11 , the height of each of the channels 18 a- 18 e is gradually changed, so that the two passages 11 and 15 continuously connected to various heights can be. The inclination angle of the oblique or inclined portion 16 be wearing 45 °.
Miniaturgebläse 17a-17e sind jeweils in der Nähe der Öff nungen in den fünf Kanälen 18a-18e vorgesehen, und zwar benachbart zu dem Einführdurchgang 15.Miniature blower 17 a- 17 e are each provided in the vicinity of the Publ openings in the five channels 18 a- 18 e, and adjacent to the insertion passage 15th
Wie in Fig. 18 gezeigt, ist die wie vorangehend beschrieben konstruierte Kühleinrichtung 10a auf der hinteren Fläche eines Halbleiterchips 900 montiert, um einen Kühlmechanismus für den Halbleiterchip zu bilden.As shown in FIG. 18, the cooling device 10 a constructed as described above is mounted on the back surface of a semiconductor chip 900 to form a cooling mechanism for the semiconductor chip.
In solch einem Zustand werden die Gebläse 17a-17e in einer Richtung gedreht, welche Gas in jeden der Kanäle 18a-18e von dem Äußeren saugt, um die Strömung bzw. den Fluß eines Kühlgases innerhalb jedes Kanales zu erzeugen. Die somit erzeugte Strömung erhöht ihre Geschwindigkeit bei dem schrä gen Abschnitt 16 wegen seiner kleineren Querschnittsfläche und absorbiert Wärme bzw. Hitze von den Wandflächen bzw. -oberflächen, während sie durch jeden Kanal des Strömungs durchganges 11 durchtritt, um dann ausgelassen zu werden.In such a state, the blower 17 are rotated a- 17 e in a direction that gas in each of the channels 18 a-18 e from the outside sucks in order to generate the flow and the flow of a cooling gas within each channel. The flow thus generated increases its velocity at the inclined portion 16 because of its smaller cross-sectional area and absorbs heat from the wall surfaces as it passes through each channel of the flow passage 11 to be discharged.
Bei der Kühleinrichtung 10a, welche wie vorangehend beschrie ben konstruiert und betrieben wird, ist die Strömung eines Kühlgases, welche gerade bei der Öffnung in den Durchgang erzeugt wurde, angepaßt bzw. geeignet, durch den verringerten bzw. im Querschnitt verringerten Abschnitt des Durchganges zu treten. Somit kann die Höhe des Strömungsdurchganges 11 klei ner gemacht werden, während die Einrichtung die Kühleffizienz bzw. -leistung beibehält, wobei deren Konstruktion zu der Verringerung bzw. Verkleinerung des Volumens der gesamten Kühleinrichtung beiträgt.In the cooling device 10 a, which as described above ben constructed and operated, the flow of a cooling gas, which was just created at the opening in the passage, adapted or suitable, by the reduced or reduced in cross section portion of the passage to to step. Thus, the height of the flow passage 11 can be made smaller while the device maintains the cooling efficiency, the construction of which contributes to the reduction in the volume of the entire cooling device.
Eine Beschreibung einer Kühleinrichtung für elektronische Teile gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die Fig. 19A bis 19C gegeben.A description of an electronic parts cooling device according to a fourteenth embodiment of the present invention will now be given with reference to FIGS. 19A to 19C.
Eine Kühleinrichtung 10b für elektronische Teile dieser Aus führungsform, sowie das Gegenstück der dreizehnten Ausfüh rungsform, umfaßt einen Kühlgasströmungsdurchgang 121 und einen Einführdurchgang 125. Der Gasströmungsdurchgang 121 ist in sechs Kanäle durch fünf Wände 122a-122e geteilt. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Einführ durchgang 125 nur in zwei Kanäle 128g und 128h durch die Wand 122c geteilt ist, welche sich kontinuierlich von dem Strö mungsdurchgang 121 erstreckt. Zwei Miniaturgebläse 127a und 127b sind in der Nähe der Öffnungen in dem Einführdurchgang 125 über der Wandfläche 122c vorgesehen.An electronic parts cooling device 10 b of this embodiment, as well as the counterpart of the thirteenth embodiment, includes a refrigerant gas flow passage 121 and an introduction passage 125 . The gas flow passage 121 is divided into six channels by five walls 122 a-122 e. This embodiment is characterized in that the insertion passage 125 is divided into only two channels 128 g and 128 h through the wall 122 c, which extends continuously from the Strö flow passage 121 . Two miniature blowers 127 a and 127 b are provided in the vicinity of the openings in the insertion passage 125 above the wall surface 122 c.
Mit der wie vorangehend beschrieben konstruierten Einrichtung 10b werden die Gebläse 127a und 127b in einer Richtung ge dreht, welche Gas in jeden der Kanäle 128g und 128h von dem Äußeren saugt, um die Strömung eines Kühlgases darin zu er zeugen. Die somit erzeugte Strömung erhöht ihre Geschwindig keit bei dem schrägen bzw. geneigten Abschnitt 126 wegen seiner bzw. ihrer kleineren Querschnittsfläche und absorbiert Wärme von den Wandflächen bzw. -oberflächen, während sie durch jeden der Kanäle 128a-128c und 128d-128f des Strö mungsdurchganges 121 durchtritt, und zwar glatt bzw. sanft zusammengeführt in die jeweiligen Kanäle 128g und 128h, um dann ausgelassen zu werden.With the device 10 b constructed as described above, the fans 127 a and 127 b are rotated in a direction ge, which sucks gas in each of the channels 128 g and 128 h from the outside to witness the flow of a cooling gas in it. The flow thus generated increases their VELOCITY wind speed for the oblique or slanted portion 126 because of its or their smaller cross-sectional area and absorbs heat from the wall surfaces or surfaces, while a- through each of the channels 128 and 128 c 128 d 128 f of the Strö flow passage 121 passes smoothly and gently merged into the respective channels 128 g and 128 h, to then be omitted.
Bei diesem vorangehend beschriebenen Konstruktion und Be triebsweise kann eine Volumenabnahme der gesamten Einrichtung 10b stattfinden, wie bei dem Gegenstück der dreizehnten Aus führungsform. Außerdem kann der Einführdurchgang 125 in einer vereinfachten Weise konstruiert werden und die Anzahl von Miniaturgebläsen kann verringert werden.In this construction and loading described above, a volume decrease of the entire device 10 b may take place, as in the counterpart of the thirteenth embodiment. In addition, the introduction passage 125 can be constructed in a simplified manner and the number of miniature blowers can be reduced.
Ein Abschnitt 129 der Wand 122c, welche benutzt wird, um den Einführdurchgang 125 in zwei Strömungskanäle zu teilen, ist nicht wesentlich. Der Abschnitt 129 kann somit eliminiert werden, um einen einzigen Kanal innerhalb des Einführdurch ganges 125 zu bilden, in welchem die zwei Gebläse 127a und 127b angeordnet werden können. In diesem Fall kann die durch die Gebläse 127a und 127b erzeugte Strömung eines Kühlgases geteilt werden, um durch die sechs Kanäle 128a-128f des Strömungsdurchganges 121 durchzutreten.A portion 129 of the wall 122 c which is used to be divided into two flow channels the introduction passage 125, is not essential. The portion 129 can thus be eliminated to form a single channel within the Einführdurch passage 125 , in which the two fans 127 a and 127 b can be arranged. In this case, the flow of a cooling gas generated by the blowers 127 a and 127 b can be divided to pass through the six channels 128 a- 128 f of the flow passage 121 .
Eine Kühleinrichtung 10c für elektronische Teile gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die Fig. 20A bis 20D erklärt.A cooling device for electronic parts 10 c according to a fifteenth embodiment of the present invention will now be explained with reference to FIGS. 20A to 20D.
Die Kühleinrichtung 10c, sowie das Gegenstück der in Fig. 17 gezeigten dreizehnten Ausführungsform, umfaßt einen Kühlgas strömungsdurchgang 134 und einen Einführdurchgang 135, welche jeweils in fünf Strömungskanäle 138a-138e geteilt sind. Jeder Kanal ist mit einem Gebläse 137 versehen.The cooling device 10 c, as well as the counterpart of the thirteenth embodiment shown in Fig. 17, comprises a cooling gas flow passage 134 and an insertion passage 135 , which are each divided into five flow channels 138 a- 138 e. Each channel is provided with a blower 137 .
Die Kühleinrichtung 10c ist derart konstruiert, daß der Ein führdurchgang 135 progressiv in der Breitenrichtung im Quer schnitt verringert bzw. begrenzt bzw. gedrosselt wird, um auch progressiv die Querschnittsfläche der Kanäle zu verrin gern, welche dann sanft bzw. glatt in den Strömungsdurchgang 134 zusammengeführt bzw. vereint werden. Insbesondere sind die Querwände, welche die Strömungskanäle des Einführdurch ganges 135 bilden, in Richtung zum Zentrum von vorbestimmten Positionen geneigt bzw. angewinkelt, um schräge bzw. geneigte Abschnitte 136a und 136b zu bilden. Die gesamten Kanäle des Einführdurchganges 135 werden somit progressiv in der Brei tenrichtung im Querschnitt verringert, um sanft bzw. glatt in den Strömungsdurchgang 134 zusammengeführt zu werden. Wie auch die geneigten Abschnitte 136a und 136b, sind die senkrechten Wände, welche den Einführdurchgang 135 in fünf Strömungskanä le teilen, auch in Richtung zum Zentrum geneigt. Die jeweili gen Kanäle sind somit progressiv in der Breitenrichtung im Querschnitt verringert, um sanft bzw. glatt in die jeweiligen Kanäle des Strömungsdurchganges 134 zusammengeführt zu wer den, bzw. überzugehen.The cooling device 10 c is constructed such that the Einführdurchgang 135 progressively in the width direction in cross section is reduced or throttled to also progressively verrin like the cross-sectional area of the channels, which then smoothly into the flow passage 134th be merged or united. Specifically, the transverse walls constituting the flow channels of the insertion passage 135 are inclined toward the center of predetermined positions to form inclined portions 136 a and 136 b. The entire channels of the insertion passage 135 are thus progressively reduced in the width direction Brei in cross section to be smoothly merged into the flow passage 134 . As well as the inclined portions 136 a and 136 b, the vertical walls which divide the introduction passage 135 in five Strömungskanä le, also inclined towards the center. The respec conditions channels are thus progressively reduced in cross-section in the width direction to gently or smoothly merged into the respective channels of the flow passage 134 who the, or to pass.
Wie in Fig. 20C gezeigt, ist die wie vorangehend beschrieben konstruierte Kühleinrichtung 10c auch auf der hinteren Fläche des Halbleiterchips 900 montiert, wodurch ein Kühlmechanismus für den Halbleiterchip gebildet wird. Die Gebläse 137 werden in einer Richtung gedreht, welche Gas in die Kanäle von dem Äußeren saugt, und um die Strömung eines Kühlgases innerhalb jedes der Kanäle zu erzeugen. Die somit erzeugte Strömung erhöht ihre Geschwindigkeit bei den schrägen Abschnitten 136a und 136b wegen ihrer kleineren Querschnittsfläche und absor biert Wärme von den Wandflächen, während sie durch die Kanä le des Strömungsdurchganges 134 durchtritt, um dann ausgelas sen zu werden.As shown in FIG. 20C, the cooling device 10 c constructed as described above is also mounted on the rear surface of the semiconductor chip 900 , thereby forming a cooling mechanism for the semiconductor chip. The fans 137 are rotated in a direction which sucks gas into the channels from the outside and to generate the flow of a cooling gas within each of the channels. The flow thus generated increases its velocity at the inclined portions 136 a and 136 b because of their smaller cross-sectional area and absorbs heat from the wall surfaces as it passes through the channels of the flow passage 134 , to then be exhausted.
Mit dieser wie vorangehend beschriebenen Konstruktion und Betriebsweise kann auch eine Volumenabnahme der Kühleinrich tung 10c erreicht werden, da mögliche Abschnitte benachbart zu beiden Seiten des Strömungsdurchganges 134 eliminiert werden können. Dies ist ausreichend effektiv, wenn es gewünscht ist, daß Raum soviel wie möglich für Strömungs durchgänge und dergleichen benutzt wird, und zwar auf der begrenzten Befestigungs-Leiterplatte. Darüber hinaus, wie in Fig. 20D dargestellt, ist die Einrichtung 10c geeignet für die Kühlung eines Halbleiterchips mit einem wärmeemittieren den Abschnitt 901 bei dessen Zentrum.With this design and operation as described above, a volume decrease of the device 10 Kühleinrich be achieved, since possible sections adjacent to both sides of the flow passage 134 can be eliminated. This is sufficiently effective, if it is desired that space be used as much as possible for flow passages and the like, on the limited mounting circuit board. In addition, as shown in Fig. 20D, the apparatus 10 c suitable for cooling a semiconductor chip with a wärmeemittieren the section 901 at the center thereof.
Eine Erklärung einer Kühleinrichtung 10d für elektronische Teile gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die Fig. 21A und 21B gegeben werden.An explanation of a cooling device 10 d for electronic parts according to a sixteenth embodiment of the present invention, there is now given with reference to FIGS. 21A and 21B.
Die Kühleinrichtung 10d, sowie das Gegenstück der fünfzehnten Ausführungsform, ist progressiv im Querschnitt beschränkt bzw. verringert. Jedoch ist weder ein Kühlgasströmungsdurch gang 141 noch ein Einführdurchgang 145 in kleine Kanäle ge teilt und stattdessen ist nur ein einziger Durchgang 148 in der gesamten Einrichtung gebildet. Zwei Miniaturgebläse 147a und 147b sind für Öffnungen des Einführdurchganges 145 vor gesehen.The cooling device 10 d, as well as the counterpart of the fifteenth embodiment, is progressively reduced or reduced in cross-section. However, neither a refrigerant gas flow passage 141 nor an introduction passage 145 is divided into small channels, and instead, only a single passage 148 is formed in the entire device. Two miniature blower 147 a and 147 b are seen for openings of the insertion 145 before.
Obwohl diese Einrichtung 10d in einer extrem vereinfachten Weise konstruiert ist, kann deren Volumen verringert werden, während die Einrichtung eine vorbestimmte Kühleffizienz bzw. -leistung beibehält, wie die Einrichtungen gemäß den Ausführungsformen dreizehn bis fünfzehn. Die Einrichtung von diesem Typ kann ausreichend sein in Abhängigkeit von dem Wärmewert bzw. -menge eines Halbleiterchips.Although this device 10 d is constructed in an extremely simplified manner, its volume can be reduced while the device maintains a predetermined cooling efficiency, like the devices according to the thirteen to fifteen embodiments. The device of this type may be sufficient depending on the calorific value or amount of a semiconductor chip.
Eine Beschreibung einer Kühleinrichtung für elektronische Teile gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die Fig. 22A und 22B gegeben.A description of an electronic parts cooling device according to a seventeenth embodiment of the present invention will now be given with reference to FIGS. 22A and 22B.
Eine Kühleinrichtung 10e der siebzehnten Ausführungsform ist konstruiert durch Zufügen eines Abstrahlungsrippenblocks zu der Einrichtung 10b der vierzehnten Ausführungsform, welche in den Fig. 19A bis 19C gezeigt ist. Das heißt, daß wie in Fig. 22A und 22B dargestellt, ein Abstrahlungsrippenblock 159 auf einem schrägen bzw. geneigten Abschnitt 156 eines Einführdurchganges 155 und auf der oberen Fläche eines Kühl gasströmungsdurchganges 151 angeordnet ist.A cooling device 10 e of the seventeenth embodiment is constructed by adding a block to the radiation fin device 10 b of the fourteenth embodiment, which is shown in FIGS. 19A to 19C. That is, as shown in Fig. 22A and 22B, a radiation fin block 159 on a sloping or inclined portion 156 of a Einführdurchganges 155 and on the upper surface of a cooling gas flow passage 151 is disposed.
Wie vorangehend beschrieben, ist diese Einrichtung 10e durch weiteres Zufügen eines Rippenblocks zu der Einrichtung 10b der vierzehnten Ausführungsform konstruiert, welche eine Kühleffizienz erreicht, die im wesentlichen gleichwertig bzw. äquivalent zu jener von typischen Einrichtungen ist. Obwohl die Einrichtung 10e bezüglich des Volumens gleich mit typi schen Einrichtungen ist, kann demzufolge eine höhere Kühlef fizienz bzw. -leistung durch die Einrichtung 10e erreicht werden im Vergleich zu typischen Einrichtungen.As described above, this means is constructed by further adding a 10 e fin block to the device 10 b of the fourteenth embodiment which achieves a cooling efficiency that is equivalent or substantially equivalent to that of typical equipment. Although the device is 10 s in volume equal to typi's facilities, accordingly, a higher ficiency Kühlef or performance are achieved by the device 10 e, compared to typical devices.
Eine Kühleinrichtung 10f für elektronische Teile gemäß einer achtzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die Fig. 23A und 23B beschrie ben.An electronic parts cooling device 10 f according to an eighteenth embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. 23A and 23B.
Die Kühleinrichtung 10f der achtzehnten Ausführungsform ist konstruiert durch Zufügen eines Abstrahlungsrippenblocks bzw. Kühlrippenblocks zu der Einrichtung 10d der sechzehnt 24212 00070 552 001000280000000200012000285912410100040 0002019506373 00004 24093en Aus führungsform, welche in den Fig. 21A und 21B gezeigt ist und in der Querrichtung im Querschnitt verringert ist, um die Querschnittsfläche des Strömungsdurchganges progressiv zu verringern bzw. zu verkleinern.The cooling device 10 for the eighteenth embodiment is constructed by adding a radiation fin block or cooling fin block to the device 10 d of the lead shape sixteenth 24212 00070 552 001000280000000200012000285912410100040 0002019506373 00004 24093en from that shown in FIGS. 21A and 21B and in the transverse direction reduced in cross-section is to progressively reduce or reduce the cross-sectional area of the flow passage.
Wie in den Fig. 23A und 23B dargestellt, sind die Abstrah lungsrippenblöcke 169a und 169b auf den seitlichen Flächen der schrägen bzw. geneigten Abschnitte 166 eines Einführ durchganges 165 und auf den seitlichen Flächen eines Kühl gasströmungsdurchganges 161 vorgesehen.As shown in FIGS . 23A and 23B, the radiation rib blocks 169 a and 169 b are provided on the side surfaces of the inclined portions 166 of an insertion passage 165 and on the side surfaces of a cooling gas flow passage 161 .
Mit dieser Konstruktion der Einrichtung 10f, sowie das Gegen stück der siebzehnten Ausführungsform, obwohl die Einrichtung 10f gleich den typischen Einrichtungen bezüglich des Volumens ist, kann eine höhere Kühleffizienz durch die Einrichtung 10f im Vergleich zu typischen Einrichtungen erzielt werden.With this construction of the device 10, f and the counterpart of the seventeenth embodiment, although the device 10 f is the typical means by volume, a higher cooling efficiency be attained by the device 10 f as compared to typical devices.
Die Ausführungsformen dreizehn bis achtzehn sind nur bei spielhafte Darstellungen und verschiedene Veränderungen kön nen innerhalb der Erfindung durchgeführt werden.The thirteen to eighteen embodiments are only included spielhafte representations and various changes kön NEN be carried out within the invention.
Zum Beispiel können, obwohl in der vorangehenden Ausführungs form die Wände, welche für das Teilen der jeweiligen Strö mungskanäle der Einrichtung benutzt werden, alle rohrförmig gebildet sind, diese verschiedene Formen annehmen. Solche Beispiele sind in den Fig. 24A und 24B dargestellt.For example, although in the foregoing embodiment, the walls used for dividing the respective flow channels of the device are all tubular, they take various forms. Such examples are shown in Figs. 24A and 24B.
Fig. 24A und 24B stellen Beispiele von Modifikationen der Wände bzw. Wandungen der Einrichtung dar. Fig. 24A zeigt die Wand in einer welligen Form geformt, während Fig. 24B eine weitere Wand in Form einer geriffelten bzw. gerippten Jalou sie- bzw. Luftschlitzrippe bzw. mäanderförmigen Rippenanord nung geformt. Figs. 24A and 24B illustrate examples of modifications of the walls of the device. Fig. 24A shows the wall in a wavy shape, while Fig. 24B shows another wall in the form of a ribbed jalousie louver rib or meander-shaped Rippenanord tion shaped.
Mit den vorangehend beschriebenen modifizierten Wänden kann der Oberflächenflächenbereich vergrößert werden und die Kühl effizienz bzw. -leistung kann somit zu einem höheren Grad vergrößert werden.With the modified walls described above can the surface area area can be increased and the cooling efficiency or performance can thus to a higher degree be enlarged.
Auch die Abstrahlungsrippenblöcke, welche in der siebzehnten und der achtzehnten Ausführungsform benutzt sind, sind nur beispielsweise Darstellungen und ein Wärmeabstrahler einer gewünschten Form, z. B. ein Wärmeabstrahler mit einem Block von stangenförmigen Abstrahlabschnitten, kann benutzt werden.Also the radiating rib blocks, which in the seventeenth and the eighteenth embodiment are only for example, representations and a heat radiator one desired shape, z. B. a heat radiator with a block of rod-shaped radiating sections, can be used.
Eine Kühleinrichtung für elektronische Teile gemäß einer neunzehnten Ausführungsform (Fig. 25A-25C; Fig. 26) umfaßt einen Wärmeabstrahler mit einer Vielzahl von darin gebildeten Kühlgasströmungsdurchgängen 220a-220e und Miniaturgebläsen 212a-212e, welche für den Wärmeabstrahler 211 vorgesehen sind, um die Strömungen eines Gasstrahles bzw. -stromes in den Durchgängen 220a-220e zu erzeugen.A cooling device for electronic parts according to a nineteenth embodiment ( Figures 25A-25C, Figure 26) comprises a heat radiator having a plurality of cooling gas flow passages 220 a- 220 e formed therein and miniature blowers 212 a- 212 e provided for the heat radiator 211 to create the flows of a gas jet or -stromes in the passageways 220 a-220 e.
Die Durchgänge 220a-220e umfassen: einen Gas-Einführab schnitt 223 mit einer größeren Querschnittsfläche, welche sich kontinuierlich von Öffnungen 221a-221e an einem Ende der Einrichtung erstreckt; einen schrägen bzw. geneigten Ab schnitt 224, welcher sich kontinuierlich von dem Gas-Einführ abschnitt 223 ersteckt und dessen untere Fläche 226 geneigt bzw. schräg ist, um progressiv die Querschnittsfläche der Durchgänge zu verringern; und einen Kühlabschnitt 225 mit einer vorbestimmten verringerten Querschnittsfläche, welcher die Durchgänge bildet, bis er Öffnungen 222a-222e an dem anderen Ende der Einrichtung erreicht.The passageways 220 a-220 e include: a gas-Einführab section 223 with a larger cross-sectional area, which extends continuously from openings 221 a-221 e at one end of the device; an oblique portion 224 which continuously extends from the gas introduction portion 223 and the lower surface 226 of which is inclined to progressively reduce the cross-sectional area of the passages; and a cooling section 225 with a predetermined reduced cross-sectional area which forms the passageways until it reaches apertures 222 a-222 e at the other end of the device.
Miniaturgebläse 212a-212e sind für den Gas-Einführabschnitt 223 vorgesehen.Miniature fan 212 a- 212 e are provided for the gas introduction portion 223rd
Eine Erklärung des Kühlvorganges eines Halbleiterchips durch die Einrichtung 10g, welche wie vorangehend beschrieben kon struiert ist, wird nun beschrieben.An explanation of the cooling process of a semiconductor chip by the device 10 g which is constructed as described above will now be described.
Wie in Fig. 27 dargestellt, ist die Einrichtung 10g an der hinteren Fläche eines Halbleiterchips 900 montiert, um Wärme von dem Chip zu absorbieren und ihn zu kühlen. In solch einem Zustand werden die Gebläse 212a-212e in einer Richtung ge dreht, welche Gas in die Durchgänge 220a-220e von dem Äuße ren saugen, um die Strömung eines Kühlgases innerhalb jedes der Durchgänge zu erzeugen. Die somit erzeugte Strömung erhöht ihre Geschwindigkeit bei dem geneigten Abschnitt 224 wegen seiner kleineren Querschnittsfläche und absorbiert Wärme von den Wänden der Durchgänge 220a-220e, während sie dort hindurch eintritt, um dann ausgelassen zu werden.As shown in Fig. 27, the device 10 g is mounted on the back surface of a semiconductor chip 900 to absorb heat from and cool the chip. In such a state, the blower 212 will ge a- e 212 rotates in a direction, which gas in the passageways 220 a-220 e from the Äuße suck reindeer, to generate the flow of a cooling gas within each of the passageways. The flow thus generated increases its speed at the inclined portion 224 because of its smaller cross-sectional area and absorbs heat from the walls of the passageways 220 a-220 e while passing occurs there to be then discharged.
Während dieses Betriebes verläuft, da der schräge Abschnitt 224 eine schräge bzw. geneigte untere Fläche aufweist, um die Querschnittsfläche progressiv zu verringern, wie in Fig. 26 dargestellt, die Strömung eines Kühlgases in der Nähe der unteren Fläche mit einer höheren Geschwindigkeit. Eine Un gleichheit in der Geschwindigkeit der Gasströmung in dem Durchgang kann nämlich wie folgt definiert werden. Die Ge schwindigkeit der Gasströmung, welche gerade durch die Geblä se 212a-212e erzeugt wurde, ist durch v₀ bezeichnet; die Geschwindigkeit der Strömung, welche in der Nähe der oberen Fläche des verringerten Abschnittes des Durchganges verläuft, welcher durch den schrägen Abschnitt 224 definiert ist, ist durch v₁ dargestellt; und die Geschwindigkeit der Strömung, welche in der Nähe der unteren Fläche davon verläuft, ist mit v₂ bezeichnet. Unter solchen Bedingungen kann die Beziehung der Strömungsgeschwindigkeit durch die folgende mathematische Formel dargestellt werden:During this operation, since the inclined portion 224 has an inclined lower surface to progressively reduce the cross-sectional area, as shown in Fig. 26, the flow of a cooling gas near the lower surface proceeds at a higher speed. Namely, an equality in the velocity of gas flow in the passage can be defined as follows. The Ge speed of the gas flow, which se straight through the Geblä 212 a- 212 e has been generated, indicated by v₀; the velocity of the flow which is near the upper surface of the reduced portion of the passage defined by the inclined portion 224 is represented by v₁; and the velocity of the flow, which runs in the vicinity of the lower surface thereof, is denoted by v₂. Under such conditions, the relationship of the flow rate can be represented by the following mathematical formula:
v₂<v₁<v₀ (1)v₂ <v₁ <v₀ (1)
Wie aus der obigen Formel ersichtlich kann die Strömung, da die höchste Wärmetransferrate bzw. Wärmeübertragungsgeschwin digkeit bzw. übertragene Wärmemenge bzw. Wärmeübergangskoef fizient bzw. Wärmeübergangszahl bei der Verbindung zwischen dem Durchgang und der unteren Fläche 226 erzielt werden kann, in der effizienten Weise Wärme von einem Halbleiterchip ab sorbieren und ihn kühlen.As can be seen from the above formula, since the highest heat transfer rate or heat transfer rate or heat transfer coefficient at the connection between the passage and the lower surface 226 can be achieved, the flow can be heat in the efficient manner sorb a semiconductor chip and cool it.
Die Wärmetransfercharakteristiken der Kühleinrichtung 10g, welche wie vorangehend beschrieben konstruiert und betrieben wird, wird unter Bezugnahme auf die Fig. 28 bis 30 erklärt werden. Es ist zu bemerken, daß solche Charakteristika erhal ten werden, wenn der Wärmeabstrahler eine Aluminiumgußform ist und Luft das Kühlgas ist.The heat transfer characteristics of the cooling device 10 g, which constructed as described above and is operated will be explained with reference to FIGS. 28 to 30. It is to be noted that such characteristics are obtained when the heat radiator is an aluminum mold and air is the refrigerant gas.
Fig. 28 zeigt das Verhältnis zwischen der Position x inner halb des Durchganges der Einrichtung 10g und der Wärmeüber gangskoeffizient des Wärmeabstrahlers zu dem Kühlgas. Die horizontale Achse bezeichnet die Entfernung x von der Gas saugöffnung, wie in Fig. 26 gezeigt. Fig. 28 shows the relationship between the position x inner half of the passage of the device 10 g and the heat transfer coefficient of the heat radiator to the refrigerant gas. The horizontal axis denotes the distance x from the gas suction port, as shown in Fig. 26.
Der Gasströmungsdurchgang ist in dieser Ausführungsform ver ringert und somit zeigt Fig. 28 klar, daß der Wärmeübergangs koeffizient des Wärmeabstrahlers zu dem Gas in jeder Position innerhalb des Durchganges über die Einrichtung verbessert werden kann, in welcher der Durchgang nicht verringert ist, und zwar durch einen schrägen bzw. geneigten Abschnitt. Dem zufolge kann das Gas eine größere Menge an Wärme von dem Wärmeabstrahler absorbieren, wodurch die Kühleffizienz bzw. -leistung erhöht wird.The gas flow passage is reduced in this embodiment, and thus Fig. 28 clearly shows that the heat transfer coefficient of the heat radiator to the gas can be improved in any position within the passage through the device in which the passage is not reduced by a oblique or inclined section. As a result, the gas can absorb a larger amount of heat from the heat radiator, thereby increasing the cooling efficiency.
Fig. 29 zeigt die Beziehung des Wärmewiderstandes zwischen dem Wärmeabstrahler bzw. -radiator und dem Kühlgas in Bezie hung zu einer Ungleichheit in einer Querschnittsfläche des Durchganges. Die vertikale Achse der Fig. 29 stellt den Wär mewiderstand zwischen dem Wärmeabstrahler und dem Gas dar, welcher dem Kehrwert des Wärmeübergangskoeffizientes ent spricht. Die horizontale Achse bezeichnet ein Verhältnis einer Querschnittsfläche des Kühlabschnitts 225 zu der des Gas-Einführabschnitts 223. Sofern die Kühlvorrichtung 10g dieser Ausführungsform betroffen ist, ist die Breite der Durchgänge bei jeder Position konstant und somit, wie in Fig. 26 gezeigt, ein Verhältnis der Höhe Rr des Durchganges in dem Kühlabschnitt 225 zu der Höhe Ri desjenigen in dem Gas-Ein führabschnitt 223 entspricht dem oben genannten Verhältnis der Querschnittsfläche des Durchganges. Das Verhältnis mit dem Wert 1 heißt, daß der Durchgang nicht durch einen schrä gen bzw. geneigten Abschnitt verringert ist. Fig. 29 shows the relationship of the thermal resistance between the heat radiator and the cooling gas in relation to an imbalance in a cross-sectional area of the passage. The vertical axis of Fig. 29 represents the heat resistance between the heat radiator and the gas, which speaks ent the reciprocal of the heat transfer coefficient. The horizontal axis denotes a ratio of a cross-sectional area of the cooling portion 225 to that of the gas introduction portion 223 . As far as the cooling device 10 g of this embodiment is concerned, the width of the passageways at each position is constant and thus, as shown in Fig. 26, a ratio of the height R r of the passage in the cooling section 225 to the height R i of that in the gas A guide portion 223 corresponds to the above-mentioned ratio of the cross-sectional area of the passage. The ratio of 1 means that the passage is not reduced by a sloping or inclined portion.
Wie in Fig. 29 gezeigt, wenn das Verhältnis der Querschnitts fläche etwa 0,2 überschreitet, wird der Wärmewiderstand klei ner als jener, wenn der Durchgang nicht verringert ist. Wenn das Verhältnis etwa 0,5 beträgt, kann der kleinste Wärmewi derstand erhalten werden.As shown in Fig. 29, when the ratio of the cross-sectional area exceeds about 0.2, the thermal resistance becomes smaller than that when the passage is not decreased. When the ratio is about 0.5, the smallest heat resistance can be obtained.
Wie aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich, ist der Durchgang durch einen schrägen bzw. geneigten Abschnitt ver ringert bzw. verkleinert, um eine geeignete Querschnittsflä che zu haben und somit kann der Wärmeübergangskoeffizient zwischen dem Wärmeabstrahler und dem Kühlgas verbessert wer den, wodurch die Kühleffizienz bzw. -leistung erhöht wird.As apparent from the foregoing description, the Passage through an oblique or inclined section ver reduces or reduces to a suitable Querschnittsflä and thus can the heat transfer coefficient improved between the heat radiator and the cooling gas who which increases cooling efficiency.
Fig. 30 zeigt das Verhältnis des Wärmewiderstandes zwischen dem Wärmeabstrahler und dem Kühlgas im Verhältnis zu dem Winkel, unter welchem der Durchgang geneigt ist, d. h., der Neigungswinkel α der unteren Fläche des schrägen Abschnittes 224. FIG. 30 shows the relationship of the heat resistance between the heat radiator and the cooling gas in relation to the angle at which the passage is inclined, that is, the inclination angle α of the lower surface of the inclined portion 224 .
Die vertikale Achse von Fig. 30, wie jene von Fig. 29, stellt den Wärmewiderstand zwischen dem Wärmeabstrahler und dem Kühlgas dar, während die horizontale Achse den Winkel der unteren Fläche des schrägen Abschnittes 224 in Bezug zu der Gas-Strömungsrichtung darstellt. Der Neigungswinkel α bei 0° heißt, daß der Durchgang nicht verringert ist durch einen geneigten Abschnitt.The vertical axis of Fig. 30, like that of Fig. 29, represents the thermal resistance between the heat radiator and the cooling gas, while the horizontal axis represents the angle of the lower surface of the inclined portion 224 with respect to the gas flow direction. The inclination angle α at 0 ° means that the passage is not reduced by a sloped portion.
Wie in Fig. 30 gezeigt, ist der Wärmewiderstand, welcher, wenn der Neigungswinkel 60° oder kleiner beträgt, erzeugt wird, kleiner als jener, wenn der Durchgang nicht durch einen geneigten Abschnitt verkleinert ist. Wenn der Neigungswinkel etwa 45° beträgt, kann der kleinste Wärmewiderstand erzielt werden.As shown in Fig. 30, the thermal resistance which is generated when the inclination angle is 60 ° or less is smaller than that when the passage is not reduced by a slanted portion. If the inclination angle is about 45 °, the smallest thermal resistance can be achieved.
Wie aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich, ist der Durchgang unter einem geeigneten Winkel im Querschnitt ver kleinert bzw. verringert, wodurch der Wärmeübergangskoeffi zient zwischen dem Wärmeabstrahler und dem Kühlgas verbessert werden kann, wodurch die Kühleffizienz verbessert bzw. erhöht wird.As apparent from the foregoing description, the Passage at a suitable angle in cross-section ver decreases or decreases, whereby the Wärmeübergangskoeffi zient between the heat radiator and the cooling gas improved can be, whereby the cooling efficiency improves or increases becomes.
Wie klar aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich, ist gemäß der Kühleinrichtung 10g der neunzehnten Ausführungsform der Kühlgasdurchgang unter einem geeigneten Winkel bei der unteren Fläche geneigt bzw. angewinkelt, welche in Kontakt mit einem Halbleiterchip gehalten wird, so daß die Quer schnittsfläche des Durchganges geeignet verringert werden kann, wodurch die Kühleffizienz verbessert wird.As is clear from the foregoing description, according to the cooling device 10 g of the nineteenth embodiment, the cooling gas passage is inclined at a suitable angle to the lower surface, which is held in contact with a semiconductor chip, so that the cross-sectional area of the passage suitably reduced can be, thereby improving the cooling efficiency.
Eine Kühleinrichtung 10h für elektronische Teile gemäß einer zwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die Fig. 31A bis 31D erläutert.A cooling device for electronic parts 10 h according to a twentieth embodiment of the present invention will now be explained with reference to FIGS. 31A to 31D.
Die Kühleinrichtung 10h der zwanzigsten Ausführungsform, wie das Gegenstück der neunzehnten Ausführungsform, umfaßt einen Wärmeabstrahler 231 und Miniaturgebläse 232a und 232b zum Erzeugen der Strömung eines Kühlgases. Der Wärmeabstrahler 231 umfaßt weiterhin einen Gas-Einführabschnitt 243, einen schrägen bzw. geneigten Abschnitt 244 und einen Kühlabschnitt 245. Anders als die Einrichtung der neunzehnten Ausführungs form sind in der Einrichtung 10g dieser Ausführungsform der Gas-Einführabschnitt 243 und der geneigte Abschnitt 244 nicht in kleine Durchgänge geteilt, sondern bilden nur einen Durch gang 240f.The cooling device 10 h of the twentieth embodiment, as the counterpart of the nineteenth embodiment, comprises a heat radiator 231 and miniature blower 232 a and 232 b for generating the flow of a cooling gas. The heat radiator 231 further includes a gas introduction portion 243 , an inclined portion 244, and a cooling portion 245 . Unlike the device of the nineteenth embodiment form are in the device 10 g of this embodiment, the gas introduction section 243 and the inclined portion 244 is not divided into small passages, but only form a passage 240 f.
Das heißt, daß die Einrichtung 10h umfaßt: den Gas-Einführ abschnitt 243, welcher sich kontinuierlich von einer Öffnung 241 erstreckt, welche an einem Ende der Einrichtung angeord net ist, den schrägen Abschnitt 244, welcher sanft bzw. glatt in den Gas-Einführabschnitt 243 übergeht, und dessen untere Fläche 246 geneigt ist, um progressiv die Querschnittsfläche des Durchganges zu verringern; und den Kühlabschnitt 245, welcher glatt bzw. stetig in den geneigten Abschnitt 244 übergeleitet wird und in fünf Durchgänge geteilt ist, bis er Öffnungen 242a-242e erreicht, welche an dem anderen Ende der Einrichtung angeordnet sind. Der Gas-Einführabschnitt 243 ist mit zwei Miniaturgebläsen 232a und 232b versehen.That is, the device 10 h comprises: the gas introducing portion 243 , which extends continuously from an opening 241 , which is angeord net at one end of the device, the inclined portion 244 , which smoothly in the gas Insertion section 243 merges, and its lower surface 246 is inclined to progressively reduce the cross-sectional area of the passage; and the cooling section 245, which is smooth and continuously transferred to the inclined portion 244 and is divided into five passages until it reaches openings 242 a-242 e which are located at the other end of the device. The gas introduction section 243 is provided with two miniature blowers 232 a and 232 b.
Es kann eine Verbesserung in der Kühleffizienz erreicht wer den, welche durch die wie vorangehend beschrieben konstruier te Einrichtung 10h erzielt wird, wie für das Gegenstück der neunzehnten Ausführungsform. Solch eine Verbesserung kann erzielt werden, solange die Einrichtung die folgenden Bedin gungen bzw. Konditionen erfüllt. Die Einrichtung 10h muß umfassen: den Gas-Einführabschnitt 243, welcher die Strömung eines Kühlgases durch die Gebläse 232a und 232b erzeugt; den geneigten Abschnitt 244 mit einer unteren Fläche, welche ge neigt ist, um progressiv die Querschnittsfläche des Durch ganges zu verkleinern; und den Kühlabschnitt 245 mit der verringerten kleineren Querschnittsfläche, welcher es er laubt, daß das Gas durch den Durchgang durchtritt. Der Kühl abschnitt 245 oder der geneigte Abschnitt 244 können in klei ne Durchgänge geteilt werden, solange die Gesamtquerschnitts fläche des Durchganges die vorangehenden Bedingungen erfüllt.There can be achieved an improvement in the cooling efficiency of the one obtained by the device as described above for 10 hours as for the counterpart of the nineteenth embodiment. Such an improvement can be achieved as long as the device meets the following conditions. The device 10 h must include: the gas introduction section 243 , which generates the flow of a cooling gas through the blowers 232 a and 232 b; the inclined portion 244 having a lower surface which is ge tends to progressively reduce the cross-sectional area of the passageway; and the cooling portion 245 having the reduced smaller cross-sectional area which allows the gas to pass through the passage. The cooling section 245 or the inclined section 244 can be divided into small passages, as long as the total cross-sectional area of the passage satisfies the foregoing conditions.
Bei der Kühleinrichtung 10h der zwanzigsten Ausführungsform werden die zwei Gebläse 232a und 232b in einer Richtung ge dreht, welche Gas in den Durchgang von dem Äußeren saugt, um die Strömung eines Kühlgases innerhalb des Durchgangs 240f des Gas-Einführabschnitts 243 und des geneigten Abschnittes 244 zu erzeugen. Die somit erzeugte Strömung erhöht ihre Geschwindigkeit bei dem geneigten Abschnitt 244 wegen seiner kleineren Querschnittsfläche und wird geteilt, um durch die fünf Durchgänge 240a-240e des Kühlabschnittes 245 durch zutreten. In den Durchgängen 240a-240e, wie bei den Gegen stücken der neunzehnten Ausführungsform, erhöht die Gasströ mung ihre Geschwindigkeit zu dem höchsten Grad, um die untere Fläche des geneigten Abschnitts 244 herum, um Wärme von der unteren Fläche mit hoher Effizienz zu absorbieren und dann ausgelassen bzw. ausgestoßen zu werden.In the cooling device 10 h of the twentieth embodiment, the two fans 232 a and 232 b rotates in a direction which sucks gas into the passage from the outside to the flow of a cooling gas within the passage 240 f of the gas introduction portion 243 and to produce inclined portion 244 . The flow thus generated increases its velocity at the inclined portion 244 because of its smaller cross-sectional area and is split to pass through the five passages 240 a- 240 e of the cooling portion 245 . In the passages 240 a - 240 e, as in the counter pieces of the nineteenth embodiment, the gas flow increases its velocity to the highest degree around the lower surface of the inclined portion 244 to absorb heat from the lower surface with high efficiency and then to be skipped.
Die hoch effiziente Kühlung kann durch die Einrichtung 10h, wie auch das Gegenstück der neunzehnten Ausführungsform, er zielt werden. Zusätzlich kann der Gas-Einführabschnitt 243 in einer sogar noch weiter vereinfachten Weise konstruiert wer den und die Anzahl von Miniaturgebläsen kann weiterhin ver ringert werden.The highly efficient cooling can be achieved by the device 10 h, as well as the counterpart of the nineteenth embodiment, he aims. In addition, the gas introduction portion 243 can be constructed in an even more simplified manner, and the number of miniature blowers can be further reduced.
Eine Kühleinrichtung 800 für elektronische Teile gemäß einer einundzwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf Fig. 32 erläutert.An electronic parts cooling device 800 according to a twenty-first embodiment of the present invention will now be explained with reference to FIG .
Die Kühleinrichtung 800 für elektronische Teile ist eine weitere Variation des offenen Typs, wie in Bezug auf die Fig. 9 bis 11 beschrieben. Die Kühleinrichtung umfaßt einen Wärmeabstrahler 810, wobei erste Wände 812 und zweite Wände 814 alternativ bzw. abwechselnd angeordnet sind, und zwar parallel zueinander, und ein Durchgang 822 des Kühlgases ist zwischen einer ersten Wand 812 und einer zweiten Wand 814 gebildet.The electronic parts cooling device 800 is another variation of the open type as described with reference to FIGS. 9 to 11. The cooling device includes a heat radiator 810 , wherein first walls 812 and second walls 814 are alternately arranged parallel to each other, and a passage 822 of the cooling gas is formed between a first wall 812 and a second wall 814 .
Die Länge der zweiten Wände 814 ist geringer als jene der er sten Wände 812 und zumindest eine der Stirnflächen des Küh lungsabstrahlers 810 umfaßt zumindest einen Raum (bzw. Kam mer) 816, welcher mit den Kühlgasdurchgängen 822 verbunden ist, welche durch die zweiten Wände 814 getrennt sind. In jedem Raum 816 sind ein Miniaturmotor 818 und ein durch den Motor 818 angetriebenes Kühlgebläse 820 in solche einer Weise angeordnet, daß die Stirnfläche des Motors 818, wel cher das Kühlgebläse 820 aufweist, mit der Stirnfläche der zweiten Wand 814 verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Stirnfläche des Motors 818 starr bzw. steif mit der zweiten Wand 814 verbunden, und zwar mit einer (in Fig. 32 nicht gezeigten) lösbaren Verbindungseinrichtung.The length of the second walls 814 is less than that of the first walls 812 and at least one of the end faces of the cooling radiator 810 includes at least one chamber 816 connected to the cooling gas passages 822 passing through the second walls 814 are separated. In each room 816 , a miniature motor 818 and a cooling fan 820 driven by the motor 818 are arranged in such a manner that the end face of the motor 818 , which has the cooling fan 820 , is connected to the end face of the second wall 814 . In this embodiment, the end face of the motor 818 is rigidly connected to the second wall 814 with a releasable connection means (not shown in FIG. 32).
Bei dieser Ausführungsform führt das durch den Motor 818 ge drehte Kühlgebläse 820 ein Kühlgas zu den Durchgängen 822, welche mit dem Raum 816 verbunden sind. Es ist einfach, die Konfiguration dieser Ausführungsform umzuordnen durch Plazie ren von mehreren zweiten Wänden 814 zwischen den ersten Wän den 812, um eine Vielzahl von Kühldurchgängen 822 zu plazie ren, in welche Kühlgas durch ein einziges Kühlgebläse 820 eingeführt wird.In this embodiment, the cooling fan 820 turned by the engine 818 supplies a cooling gas to the passages 822 connected to the space 816 . It is easy to rearrange the configuration of this embodiment by placing a plurality of second walls 814 between the first walls 812 to place a plurality of cooling passages 822 into which cooling gas is introduced through a single cooling fan 820 .
Eine weitere Anordnung dieser Ausführungsform besteht darin, daß teilweises Abdecken über den Kühldurchgängen 822 an dem Kühlabstrahler 810 vorgenommen werden kann.Another arrangement of this embodiment is that partial masking over the cooling passages 822 on the radiator 810 can be made.
Bei dieser Ausführungsform 800, als ein offener Typ, wird eine hohe Kühleffizienz (bzw. -wirkungsgrad) dieser Kühlein richtung mit einer geringeren Anzahl von Komponententeilen und geringerem Zusammenfügungsaufwand einfach erhalten, und zwar im Vergleich zu der achten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung.In this embodiment 800 , as an open type, a high cooling efficiency of this cooling device with a smaller number of component parts and less assembly cost is easily obtained as compared with the eighth embodiment of the present invention.
Eine Kühleinrichtung 900′ für elektronische Teile gemäß einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die Fig. 33 und 34 er läutert.An electronic parts cooling device 900 'according to a twenty-second embodiment of the present invention will now be explained with reference to FIGS. 33 and 34.
Eine Kühleinrichtung 900′ dieser Ausführungsform ist eine weitere Veränderung des Typs, welcher in Bezug auf die Fig. 9 bis 11 als ein offener Typ beschrieben wurde, und zwar welcher keine volle bzw. gesamte Abdeckung über den Kühl durchgängen aufweist. Die Beschreibung dieser Ausführungsform sei auf die neuen Merkmale wie folgt beschränkt.A cooling device 900 'of this embodiment is a further variation of the type described with respect to Figs. 9-11 as an open type having no full coverage over the cooling passages. The description of this embodiment is limited to the novel features as follows.
Wie in Fig. 33 gezeigt, umfaßt die Kühleinrichtung 900′ einen Kühlabstrahler 910′. Der Kühlabstrahler 910′ umfaßt eine Vielzahl von Kühldurchgängen 922, welche durch eine Vielzahl von Wänden 912 geteilt sind, welche parallel zuein ander sind.As shown in Fig. 33, the cooler 900 'includes a radiator 910 '. The Kühlabstrahler 910 'includes a plurality of cooling passages 922 , which are divided by a plurality of walls 912 , which are parallel to each other.
Antriebsmotoren 918 sind an Stirnflächen von Kühldurchgängen 922 alternierend angebracht. Wie in Fig. 34 dargestellt, ist der Motor 918 an Haltevorsprüngen bzw. Halteansätzen 926 montiert, welche senkrecht auf den Flächen der Wände 912 gebildet sind. Die Haltevorsprünge 926 können entlang der vollen Länge der Wände 912 gebildet sein, jedoch ist es nütz lich, sich alternierend auf die notwendigen Teile in den Durchgängen zu beschränken, und zwar einstückig mit den Wän den 912 ausgebildet.Drive motors 918 are alternately attached to end faces of cooling passages 922 . As shown in FIG. 34, the motor 918 is mounted on retaining projections 926 formed perpendicular to the surfaces of the walls 912 . The retaining projections 926 may be formed along the full length of the walls 912 , however, it is useful to confine alternately to the necessary parts in the passages, integrally formed with the walls 912 .
Anschlußdrähte 928 sind mit jedem Motor 918 von den Motor antriebsleiterplatten 924 verbunden, um elektrische Antriebs leistung bzw. -strom zu liefern. Die Leiterplatten 924 sind auf den Wänden 912 montiert, und zwar die Oberseiten der einander benachbarten Wände überbrückend. Wie in Fig. 33 ge zeigt, wurden die Leiterplatten 924 für jeden Antriebsmotor 918 vorbereitet bzw. vorgesehen, jedoch auch nur eine Leiter platte kann benutzt werden, wenn Anschlußdrähte parallel mit den Antriebsmotoren 918 verbunden sind. Es ist weiterhin möglich, daß die Leiterplatte als eine der Wände dieser Kühl einrichtung gebildet ist.Lead wires 928 are connected to each motor 918 by the motor drive circuit boards 924 to provide electric drive power. The printed circuit boards 924 are mounted on the walls 912 , bridging the tops of the adjacent walls. As shown in FIG. 33, the circuit boards 924 have been prepared for each drive motor 918 , but only one circuit board can be used when connecting wires are connected in parallel with the drive motors 918 . It is also possible that the circuit board is formed as one of the walls of this cooling device.
In dieser Ausführungsform sind die durch die Motoren 918 getriebenen Gebläse 920′ außerhalb der Wände 912 angeordnet, insbesondere außerhalb des Kühlabstrahlers 920′. Der Durch messer der Gebläse 920′ ist größer als die Breite der Kühl durchgänge 922, und die erzeugte Strömung von Kühlgas kann nicht nur zu den Durchgängen, welche die Antriebsmotoren aufweisen, sondern auch zu den benachbarten Durchgängen 922 geführt werden, jedoch ist es nicht notwendig, daß das Geblä se einen Durchmesser größer als die Breite der Durchgänge 922 aufweist.In this embodiment, the blowers 920 'driven by the motors 918 are disposed outside of the walls 912 , particularly outside of the radiator 920 '. The diameter of the blower 920 'is greater than the width of the cooling passages 922 , and the flow of refrigerant gas generated can be conducted not only to the passages having the drive motors but also to the adjacent passages 922 , however, it is not necessary in that the blower has a diameter greater than the width of the passages 922 .
Bei dieser Ausführungsform 900′, als ein offener Typ, wird eine hohe Kühleffizienz bzw. -leistung dieser Kühleinrichtung einfach erhalten mit einer kleineren Anzahl von Komponenten teilen und einem geringeren Zusammenfügungsaufwand, und zwar im Vergleich mit der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.In this embodiment 900 ', as an open type, a high cooling efficiency of this cooling device is easily obtained with a smaller number of components and a lower assembly cost, as compared with the eighth embodiment of the present invention.
Darüberhinaus sind die Antriebsmotoren 918 auf den steifen Haltevorsprüngen 926 an den Wänden 912 montiert, im Vergleich zu dem Fall, in welchem diese auf den Leiterplatten montiert sind, wobei eine hochsteife Montage der Antriebsmotoren einen geräuscharmen und rauschfreien Betrieb der Motoren gewähr leistet. Es ist auch vorteilhaft, die Montage mittels einer Montageeinrichtung zum lösbaren Montieren des Motors durch zuführen.Moreover, the drive motors 918 are mounted on the rigid retaining projections 926 on the walls 912 , compared to the case in which they are mounted on the circuit boards, with a highly rigid mounting of the drive motors ensures quiet and noise-free operation of the motors guaranteed. It is also advantageous to perform the assembly by means of a mounting device for releasably mounting the motor by.
Die neunzehnte bis zweiundzwanzigste Ausführungsform sind lediglich Beispiele und verschiedene Veränderungen können innerhalb der Erfindung durchgeführt werden. Zum Beispiel können bei den vorangehenden Ausführungsformen die zur Tren nung der Einrichtung in kleine Durchgänge benutzten Wände alle rohrförmig gestaltet bzw. geformt werden. Sie können jedoch verschiedenartig geformt sein, wie z. B. in Fig. 24A und 24B dargestellt, und zwar geformt in einer gewellten Form bzw. in einer gewellten Jalousie- bzw. Luftschlitzrippenform.The nineteenth to twenty-second embodiments are merely examples, and various changes can be made within the invention. For example, in the foregoing embodiments, the walls used to separate the device into small passages may all be tubular shaped. However, they can be shaped differently, such. As shown in FIGS. 24A and 24B, formed in a corrugated shape or in a corrugated Venetian or louver rib shape.
Bei den wie vorangehend beschrieben veränderten Wänden kann die Querschnittsfläche bzw. Abstrahlfläche erhöht werden, wodurch die Kühleffizienz bzw. -leistung erhöht wird.In the modified walls as described above can the cross-sectional area or radiating surface are increased, whereby the cooling efficiency or performance is increased.
Fünf Durchgänge sind in der gesamten Einrichtung 10g der neunzehnten Ausführungsform geformt und fünf Durchgänge nur in dem Kühlabschnitt der Einrichtung 10h der zwanzigsten Aus führungsform geformt. Jedoch sind diese Ausführungsformen nur Beispiele und die Erfindung kann verschiedenartig verändert werden. Zum Beispiel kann die Einrichtung fünf Durchgänge nur in dem Gas-Einführabschnitt aufweisen. Wie vorangehend disku tiert wurde, kann die Einrichtung frei konstruiert bzw. ge staltet werden, solange sie die folgenden Bedingungen er füllt. Die Einrichtung soll umfassen: einen Gas-Einfüh rungsabschnitt, welcher die Strömung eines Kühlgases erzeugt; einen schrägen bzw. geneigten Abschnitt mit einer unteren Fläche, welche geneigt ist, um progressiv die Querschnitts fläche zu verringern und einen Kühlabschnitt mit der verrin gerten Querschnittsfläche, welcher es dem Gas erlaubt, durch den Durchgang durchzutreten.Five passages are formed 10 g of the nineteenth embodiment in the entire device and five passages guide die formed only in the cooling section of the apparatus 10 h the twentieth corner. However, these embodiments are only examples, and the invention can be variously changed. For example, the device may have five passages only in the gas introduction section. As discussed above, the device can be freely constructed as long as it satisfies the following conditions. The apparatus is intended to include: a gas introduction portion which generates the flow of a refrigerant gas; an inclined portion having a lower surface which is inclined to progressively reduce the cross-sectional area and a cooling portion having the reduced cross-sectional area, which allows the gas to pass through the passage.
Der geneigte Abschnitt ist linear unter einem vorbestimmten Winkel bei den vorangehenden Ausführungsformen geneigt. Je doch kann er in jeder Form geneigt sein, um kontinuierlich die Querschnittsfläche von der unteren Fläche zu verringern. Obwohl er als solcher modifiziert wird, beträgt der Neigungs winkel bevorzugt etwa zwischen 30 und 60°.The inclined portion is linear under a predetermined one Angle inclined in the previous embodiments. ever yet he may be inclined in every form to be continuous reduce the cross-sectional area of the lower surface. Although it is modified as such, the tilt is angle preferably between about 30 and 60 °.
Claims (34)
zumindest eine Basis mit einer Fläche, welche in Kontakt mit einer wärmeabstrahlenden Fläche des elektronischen Teiles (900) gehalten ist;
zumindest eine Wärmeabstrahleinrichtung (110; 201; 301; 410; 510; 610; 11), welche auf der Fläche der Basis entge gengesetzt zu der Fläche vorgesehen ist, welche das elektro nische Teil (900) berührt, wobei die Wärmeabstrahleinrichtung einen Durchgang (113; 206, 207; 121; 134; 148; 151; 161; 220a-220e; 242a-242e) für ein Kühlgas definiert; und
zumindest einen Miniaturmotor (130, 131; 209, 210; 330, 331; 430, 431; 530-533; 630, 631; 30a-30e, 31a-31e; 64, 65; 52a-52e; 17a-17e; 127a, 127b; 137; 147a, 147b), wel cher in dem Strömungsdurchgang angeordnet ist und eine Rotor welle aufweist, welche sich in der Richtung des Strömungs durchganges erstreckt und an welche ein Gebläse bzw. Propel ler montiert ist.1. Device for cooling an electronic part, wel che comprises:
at least one base having a surface held in contact with a heat radiating surface of the electronic part ( 900 );
at least one heat radiating device ( 110 ; 201 ; 301 ; 410 ; 510 ; 610 ; 11 ) provided on the surface of the base opposite to the surface which contacts the electrochemical part ( 900 ), the heat radiating device having a passage ( 113 ; 206 , 207 ; 121 ; 134 ; 148 ; 151 ; 161 ; 220 a- 220 e; 242 a- 242 e) defining a cooling gas; and
at least one miniature motor ( 130 , 131 ; 209 , 210 ; 330 , 331 ; 430 , 431 ; 530-533 ; 630 , 631 ; 30 a- 30 e, 31 a- 31 e; 64 , 65 ; 52 a- 52 e; 17 a- 17 e; 127 a, 127 b; 137 ; 147 a, 147 b), wel cher is disposed in the flow passage and having a rotor shaft which extends in the direction of the flow passage and to which a fan or Propeller is mounted.
einen ersten Wärmeabstrahler (20; 51; 60), welcher be nachbart zu einer Wärmeabstrahlfläche eines elektronischen Teiles (900) angeordnet ist und zumindest einen Kühlgasströ mungsdurchgang (21a-21e; 41a-41e; 55a-55e; 61) für eine darin gebildete erste Kühlströmung aufweist;
zumindest ein Miniaturgebläse (30a-30e, 31a-31e; 52a-52e; 64), welche in dem Strömungsdurchgang angeordnet ist zum Bilden einer Strömung von Kühlgas von einem Ende in Rich tung zu dem anderen Ende des Strömungsdurchganges; und
einen zweiten Wärmeabstrahler (40; 53), welcher auf der zu dem elektronischen Teil entgegengesetzten Seite des ersten Wärmeabstrahlers vorgesehen ist und Nuten bzw. Durchgangs rillen (41a-41e; 55a-55e) im wesentlichen senkrecht bzw. orthogonal auf die Richtung des Strömungsdurchganges auf weist;
wobei die Nuten des zweiten Wärmeabstrahlers in die Richtung einer zweiten Strömung des Kühlgases ausgerichtet sind.15. Cooling device for cooling an electronic part which comprises:
a first heat radiator (20; 51; 60), which be nachbart is arranged to form a heat radiation surface of an electronic part (900) and at least one Kühlgasströ mung passage (21 a- 21 e; 41 a-41 e; 55 a-55 e; 61 ) for a first cooling flow formed therein;
at least a miniature fan (30 a- 30 e, 31 a-31 e; 52 a-52 e; 64), which is arranged in the flow passage for forming a flow of cooling gas from an end in Rich tung to the other end of the flow passage; and
a second heat radiator ( 40 ; 53 ) provided on the opposite side of the first heat radiator to the electronic part and grooves ( 41 a- 41 e; 55 a- 55 e) substantially perpendicular or orthogonal to the Direction of the flow passage has on;
wherein the grooves of the second heat radiator are aligned in the direction of a second flow of the cooling gas.
zumindest einen Kühlgasströmungsdurchgang mit einer Öffnung, welche benachbart zu einer Seite der Wärmeabstrahl fläche angeordnet ist, wobei der Strömungsdurchgang eine Querschnittsfläche aufweist, welche minimal ist, jedoch groß genug, um es zu erlauben, daß ein Kühlgas dadurch fließt;
zumindest einen Einführdurchgang, welcher mit einer Öffnung vorgesehen ist, welche benachbart zu einer anderen Seite der Wärmeabstrahlfläche gebildet ist und eine Fläche aufweist, welche größer ist als jene des Strömungsdurchgan ges, wobei der Einführdurchgang mit dem Strömungsdurchgang verbunden ist, während sich seine Querschnittsfläche progres siv verringert, so daß er um sanft bzw. glatt bzw. stetig in den Strömungsdurchgang übergeht; und
zumindest ein Miniaturgebläse, welches in der Nähe der Öffnung des Einführdurchganges angeordnet ist, um das Kühlgas zu zwingen, von der Öffnung des Einführdurchganges zu dem Ende des Strömungsdurchganges zu strömen.19. A cooling device for an arrangement adjacent to a heat radiating surface of an electronic part for cooling the electronic part, which comprises:
at least one cooling gas flow passage having an opening disposed adjacent to a side of the heat-radiating surface, the flow passage having a cross-sectional area which is minimum but large enough to allow a cooling gas to flow therethrough;
at least one introduction passage provided with an opening formed adjacent to another side of the heat radiation surface and having an area larger than that of the flow passage, the introduction passage being connected to the flow passage as its cross sectional area progresses decreases so that it smoothly passes into the flow passage; and
at least one miniature blower disposed in the vicinity of the opening of the introduction passage for forcing the cooling gas to flow from the opening of the introduction passage to the end of the flow passage.
einen ersten Abschnitt, welcher an seinem einen Ende in der Seite der Kühleinrichtung entsprechend der einen Seite der Wärmeabstrahlfläche geöffnet ist, wobei der erste Ab schnitt ein Miniaturgebläse aufweist, um ein Kühlgas durch den ersten Abschnitt strömen zu lassen;
einen zweiten Abschnitt, welcher an seinem einen Ende in einer anderen Seite der Kühleinrichtung entsprechend einer anderen Seite der wärmeabstrahlenden Fläche geöffnet ist, wobei der zweite Abschnitt eine Querschnittsfläche kleiner als jene des ersten Abschnitts aufweist; und
einen dritten Abschnitt, welcher das andere Ende des ersten Abschnittes zu dem anderen Ende des zweiten Abschnit tes verbindet, wobei die untere Fläche des Kühlgasströmungs durchganges benachbart zu der Wärmeabstrahlfläche derart geneigt ist, daß die Querschnittsfläche des dritten Abschnit tes von dem ersten Abschnitt in Richtung zu dem zweiten Ab schnitt progressiv verringert wird.28. A device for cooling an electronic part, wherein the device is mounted on the heat radiating surface of the electro-American part and is provided with a cooling gas flow passage, wherein the cooling gas flow passage comprises:
a first portion which is opened at its one end in the side of the cooling device corresponding to the one side of the heat radiating surface, wherein the first section from a miniature blower to flow a cooling gas through the first portion;
a second portion opened at one end thereof in another side of the cooling device corresponding to another side of the heat radiating surface, the second portion having a cross sectional area smaller than that of the first portion; and
a third portion which connects the other end of the first portion to the other end of the second Abschnit TES, wherein the lower surface of the Kühlgasströmungs passage adjacent to the heat radiation surface is inclined so that the cross-sectional area of the third Abschnit tes from the first portion towards the second section is progressively reduced.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2642594A JPH07235623A (en) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | Cooling device for electronic part |
JP6055986A JP3000846B2 (en) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | Cooling device for electronic components |
JP25683094A JPH08125367A (en) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | Device for cooling electronic part |
JP25682994A JPH08125366A (en) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | Device for cooling electronic part |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19506373A1 true DE19506373A1 (en) | 1995-08-31 |
Family
ID=27458494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19506373A Withdrawn DE19506373A1 (en) | 1994-02-24 | 1995-02-23 | Gas cooling system for electronic module |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR950035558A (en) |
DE (1) | DE19506373A1 (en) |
TW (1) | TW398062B (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19642405A1 (en) * | 1995-10-13 | 1997-04-17 | Mitsubishi Materials Corp | Cooling device for electronic part, e.g. CPU |
DE10102434A1 (en) * | 2001-01-19 | 2002-08-01 | Siemens Ag | Heat sink with built in cooling fan that draws air over cooling fins |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101669702B1 (en) * | 2012-12-24 | 2016-10-26 | 주식회사 만도 | Cooling device for on-board computer electronic control unit |
CN114760826B (en) * | 2022-06-13 | 2022-08-26 | 南京博斯威尔工业通信技术有限公司 | New forms of energy station panorama monitor terminal device |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5595062A (en) * | 1979-01-09 | 1980-07-18 | Noboru Maruyama | Hot water feeder |
JPS6413750A (en) * | 1987-07-08 | 1989-01-18 | Seiko Epson Corp | Radiator |
JPH0228355A (en) * | 1988-07-18 | 1990-01-30 | Nec Corp | Semiconductor system device equipped with cooling structure |
JPH047861A (en) * | 1990-04-25 | 1992-01-13 | Mitsubishi Electric Corp | Radiator of heat generating parts |
JPH0456155A (en) * | 1990-06-22 | 1992-02-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Cooling structure for electronic device |
US5095973A (en) * | 1990-12-20 | 1992-03-17 | Toy William W | Heat exchangers |
DE4231122A1 (en) * | 1992-09-17 | 1993-07-01 | Heinrich Ing Grad Cap | Heat sink for air cooled semiconductor - has diecast metal unit with plate form having radial fins across which forced air flows |
JPH06163771A (en) * | 1992-11-27 | 1994-06-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Cooling structure of multichip module |
US6019880A (en) * | 1997-06-19 | 2000-02-01 | Jongman Park | HgO-modified electrode for anodic stripping analysis |
-
1995
- 1995-02-17 TW TW084101455A patent/TW398062B/en not_active IP Right Cessation
- 1995-02-23 DE DE19506373A patent/DE19506373A1/en not_active Withdrawn
- 1995-02-24 KR KR1019950003653A patent/KR950035558A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5595062A (en) * | 1979-01-09 | 1980-07-18 | Noboru Maruyama | Hot water feeder |
JPS6413750A (en) * | 1987-07-08 | 1989-01-18 | Seiko Epson Corp | Radiator |
JPH0228355A (en) * | 1988-07-18 | 1990-01-30 | Nec Corp | Semiconductor system device equipped with cooling structure |
JPH047861A (en) * | 1990-04-25 | 1992-01-13 | Mitsubishi Electric Corp | Radiator of heat generating parts |
JPH0456155A (en) * | 1990-06-22 | 1992-02-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Cooling structure for electronic device |
US5095973A (en) * | 1990-12-20 | 1992-03-17 | Toy William W | Heat exchangers |
DE4231122A1 (en) * | 1992-09-17 | 1993-07-01 | Heinrich Ing Grad Cap | Heat sink for air cooled semiconductor - has diecast metal unit with plate form having radial fins across which forced air flows |
JPH06163771A (en) * | 1992-11-27 | 1994-06-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Cooling structure of multichip module |
US6019880A (en) * | 1997-06-19 | 2000-02-01 | Jongman Park | HgO-modified electrode for anodic stripping analysis |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
Pat. Abstr. of JP, E-1190 & JP 04-007861 A * |
Pat. Abstr. of JP, E-1603 & JP 06-163771 A * |
Pat. Abstr. of JP, E-753 & JP 01-013750 A * |
Pat. Abstr. of JP, E-914 & JP 02-028355 A * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19642405A1 (en) * | 1995-10-13 | 1997-04-17 | Mitsubishi Materials Corp | Cooling device for electronic part, e.g. CPU |
DE10102434A1 (en) * | 2001-01-19 | 2002-08-01 | Siemens Ag | Heat sink with built in cooling fan that draws air over cooling fins |
DE10102434B4 (en) * | 2001-01-19 | 2005-01-20 | Siemens Ag | Heat sink with internal fan |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW398062B (en) | 2000-07-11 |
KR950035558A (en) | 1995-12-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4333373B4 (en) | Electronic device | |
DE4418611C2 (en) | Semiconductor element cooling device | |
EP0020912B1 (en) | Air cooled electronic assemblies | |
DE69533127T2 (en) | HEAT SINK | |
EP1340417B1 (en) | Electronics arrangement | |
DE112007002435B4 (en) | Cooling structure for heat generating component and drive unit containing them | |
EP0947128B1 (en) | Component holder with circulating air cooling of electrical components | |
DE602004010422T2 (en) | FLOW DISTRIBUTION UNIT AND COOLING UNIT | |
DE69626662T2 (en) | LIQUID-COOLED HEAT SINK FOR COOLING ELECTRONIC COMPONENTS | |
DE69332842T2 (en) | Heat sink for cooling a heat-producing component and application | |
DE4015030C1 (en) | ||
CA2258896A1 (en) | Plate fin heat exchanger | |
DE60315911T2 (en) | Heat sink with multiple surface enlargement | |
DE102006018532A1 (en) | heat exchangers | |
DE60128585T2 (en) | Gas-cooled dynamoelectric machine | |
US4502100A (en) | Cooling system with counter flow of coolant | |
DE112014001340T5 (en) | Microchannel heat exchanger for a stator of an electric machine with a feed head | |
EP1929232A1 (en) | Stacked-plate heat exchanger, in particular charge-air cooler | |
DE102012110001A1 (en) | Explosion-proof housing with a fan | |
DE202012002974U1 (en) | Fluid heat exchange systems | |
DE10018642A1 (en) | Ventilation cooling of a rotating electric machine such as a turbine generator by conducting gas warmed by the stator and rotor into a cooling system | |
EP4097759B1 (en) | Heat dissipation device | |
DE4421025A1 (en) | Heat-sink for semiconductor power transistor in traffic engineering | |
DE102016123904A1 (en) | Internal ventilation device for lamella heat exchangers | |
DE19506373A1 (en) | Gas cooling system for electronic module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |