DE202004007473U1 - Fanless cooling system for electronic components, especially computer CPUs, has a multi-layer heat sink connected to one or more heat transfer tubes that transfer heat away from the processor to the heat sink - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein lüfterloses Kühlsystem zur Kühlung von wärmeabgebenden elektrischen und elektronischen Bauteilen insbesondere von Computerprozessoren oder Leistungselektroniken mit einem wärmeabgebenden doppelseitigen Mehrschichtenkühlkörper, einem und/oder mehreren Wärmeleitrohren sowie deren Adaptersystemen zur Aufnahme der wärmeaufnehmenden Enden der Wärmeleitrohren, wobei die Adapter zur Wärmekopplung aus Kupfer und/oder Aluminium und/oder Graphit und/oder deren Legierungen hergestellt sind und wobei die wärmeabgebenden Enden der Wärmeleitrohre direkt in Bohrungen in dem doppelseitigen Mehrschichtenkühler integriert sind und wobei der wärmeabgebende doppelseitige Mehrschichtenkühler eine ausgezeichneter Wärmeaufnahme mittels einer integrierten Wärmeverteilerplatte sowie eine ausgezeichnete Wärmeabgabe durch doppelseitige Konvektion aufweist.The present invention relates to a fanless cooling system for cooling of heat-emitting electrical and electronic components, in particular of computer processors or power electronics with a heat-emitting double-sided multilayer heat sink, one and / or several heat pipes and their adapter systems for receiving the heat-absorbing ends of the heat pipes, whereby the adapters for heat coupling Copper and / or aluminum and / or graphite and / or their alloys are made and where the heat emitting Ends of the heat pipes Integrated directly into holes in the double-sided multi-layer cooler are and where the heat emitting double-sided multi-layer cooler excellent heat absorption by means of an integrated heat distribution plate as well as excellent heat dissipation by double-sided convection.
Viele elektronische Bauelemente, insbesondere CPU-Prozessoren und Leistungselektroniken arbeiten in einem begrenzten Temperaturbereich und zeigen Fehlfunktionen, wenn die Temperatur außerhalb dieses Bereichs liegt. Außerdem erzeugen sie Wärme während ihres Betriebes. Um nun die richtige Betriebstemperatur aufrechtzuerhalten muss die während des Betriebs der elektronischen Bauelemente erzeugte Wärme abgeführt werden.Many electronic components, especially CPU processors and power electronics work in a limited temperature range and show malfunctions, when the temperature is outside this area. Moreover they generate heat while of their business. Now to maintain the correct operating temperature must do that during heat generated during the operation of the electronic components are dissipated.
Zur Kühlung von wärmeerzeugenden Bauteilen von elektrischen und elektronischen Komponenten sind eine Vielzahl von Kühlvorrichtungen bekannt. Vor allem werden die Bauteile durch thermischen Anschluss eines Kühlkörpers aus Aluminium oder Aluminiumlegierung an das wärmeerzeugende Teil gekühlt. Da jedoch Aluminium eine niedrige Wärmeleitfähigkeit hat, ist die Wärmeableitung unzureichend, so dass kein ausreichender Kühleffekt erzielt wird.For cooling heat-generating components from electrical and electronic components are a variety of coolers known. Above all, the components are made by thermal connection a heat sink Aluminum or aluminum alloy cooled to the heat generating part. There however, aluminum has a low thermal conductivity has is heat dissipation insufficient, so that a sufficient cooling effect is not achieved.
So ist in
In
Die meisten Kühlvorrichtungen für Prozessoren und Leistungselektroniken basieren auf einem Aluminiumkühlkörper mit Rippen und angeflanschtem Lüfter. Kühlkörper aus Kupfer wären von der Wärmeleitung her wesentlich besser, sie sind jedoch sehr schwer und teuer. Des weiteren sind Kühlkörper aus Aluminium mit Kupferkern, z. B. geschraubte Kupferplatte auf Aluminiumkühlkörper oder Extrusionsprofil aus Aluminium mit Kupfer-Inlet u. a. bekannt, wobei das Kupfer im Innern für eine bessere Wärmeableitung sorgt und das Aluminium für einen guten Übergang an die Luft zuständig ist. Hier sind immer Aluminiumkühlkörper mit Lüftern im Einsatz. Nachteilig ist auch hier der Einsatz von Lüftern.Most processor coolers and power electronics are based on an aluminum heat sink Ribs and flanged fan. Heatsink off Would be copper from heat conduction much better, but they are very heavy and expensive. Of others are heat sinks Aluminum with copper core, e.g. B. screwed copper plate on aluminum heat sink or Extrusion profile made of aluminum with copper inlet u. a. known, whereby the copper inside for better heat dissipation ensures and the aluminum for a good transition responsible for the air is. Aluminum heatsinks are always included here fans in use. The use of fans is also disadvantageous here.
Zur Kühlung der elektronischen Komponenten sind weitere zahlreiche Kühlkörper aus Aluminium mit und/oder ohne Lüfter vorgeschlagen und entwickelt worden. Nachteilig bei diesen Lösungen ist zum einen der Geräuschpegel sowie die begrenzte Lebensdauer der Lüfter. Außerdem benötigt diese Art der Kühlung einen großen Platzbedarf, ist in ihrer Herstellung sehr teuer und lässt die abgeführte Wärme mittels Konvektion im Gehäuse, so dass weitere Lüfter zur Wärmeabfuhr der entstehenden Wärme aus dem Gehäuse heraus erforderlich sind. Des weiteren sind Kühler mit in den Kühlrippen integrierten Flüssigkeitskühlern und Lüftern bekannt. Nachteilig bei diesen Kühlern ist, dass, dadurch dass der Flüssigkeitskühler eine bestimmte Länge zur einwandfreien Funktion benötigt, diese aber bei den bekannten Kühlern nicht realisierbar, es nicht möglich ist, die kalte Zone des Flüssigkeitskühlers auch kalt zu halten. Denn der Kühlblock des Kühlers wird schnell warm und der Lüfter kühlt die Kühlrippen noch schlechter ab. Die kalte Zone erwärmt sich somit und der gewünschte Effekt bleibt aus. Auch diese Kühler benötigen Lüfter zur Wärmeabfuhr aus dem Gehäuse heraus.For cooling the electronic components are numerous other heatsinks Aluminum with and / or without fan proposed and developed. The disadvantage of these solutions is one of the noise levels as well as the limited life of the fans. This type of cooling also requires one huge Requires space, is very expensive to manufacture and leaves the dissipated Heat by means of Convection in the housing, so more fans for heat dissipation the resulting heat the housing out are required. There are also coolers in the cooling fins integrated liquid coolers and fans known. A disadvantage of these coolers is that by making the liquid cooler a certain length required for proper function, but this with the known coolers not feasible, not possible is, the cold zone of the liquid cooler too to keep cold. Because the cooling block of the cooler gets warm quickly and the fan cools the cooling fins even worse. The cold zone warms up and the desired effect Stay off. These coolers too need Fan for heat dissipation out of the housing out.
In
Dadurch, dass die wärmeerzeugenden Bauteile immer mehr verkleinert werden und immer mehr Wärme erzeugen, die abgeführt werden muss liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein lüfterloses Kühlsystem mit Wärmeleitrohr und mit einem doppelseitigen Mehrschichtenkühlwand der eingangs genannten Art zu schaffen, das es erlaubt, die in den elektrischen und elektronischen Bauteilen entstehende Wärme ohne Lüfter abzuführen und ohne Lüfter mit einem großflächigem Kühlkörper mit ausgezeichneten Wärmeabstrahlungseigenschaften an die Umgebung abzugeben und das in seiner Herstellung äußerst preiswert ist und kein hohes Gewicht aufweist.Characterized in that the heat-generating components are reduced in size and generate more and more heat that has to be dissipated, the object of the invention is to create a fanless cooling system with a heat pipe and with a double-sided multilayer cooling wall of the type mentioned at the outset, which allows the in the to dissipate heat generated by electrical and electronic components without a fan and to dissipate it to the environment without a fan with a large-area heat sink with excellent heat radiation properties and which is extremely inexpensive to manufacture and not very heavy.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist also vorgesehen, dass ein doppelseitiger Mehrschichtenkühler so gestaltet wird, dass er aus einer metallplattenförmigen Grundplatte besteht, die einen höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als Aluminium aufweist und zumindest auf zwei Seiten eine Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung oder Graphit mit und/oder ohne Kühlrippen und/oder Kühllamellen aufweist, die mit dem metallplattenförmigen Grundplatte verbunden ist, besteht und wobei die Verbindung zwischen der metallplattenförmigen Grundplatte und der Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung durch Schrauben, Nieten, Hartlöten, Weichlöten, diffundiertes Bonding, Schweißen, Vergießen, Eingießen oder Walzplattieren erfolgt und dass das und/oder die wärmeaufnehmenden Enden der Wärmeleitrohre mittels Adaptersystemen, die aus Aluminium und/oder Kupfer und/oder Graphit und/oder deren Legierungen bestehen an den wärmeabgebenden elektrischen und elektronischen Bauteilen Grundplatte befestigt sind, und die metallplattenförmige Grundplatte als Wärmeverteilerplatte zwischen den beiden Kühlern dient, um eine rasche und gleichmäßige Verteilung über die gesamte Fläche der von dem wärmeabgebenden Ende des und/oder der Wärmeleitrohre, das und/oder die in Bohrungen in dem doppelseitigen Mehrschichtenkühler integriert sind, übertragene Wärme zu erreichen und um diese dann auf die Kühler mit und/oder ohne Kühlrippen und/oder Kühllamellen zu leiten.This task comes with the characteristics of claim 1 solved. It is therefore provided here that a double-sided multilayer cooler is designed so that it consists of a metal plate-shaped base plate, the higher one Thermal conductivity coefficient has as aluminum and at least on two sides a layer made of aluminum or aluminum alloy or graphite with and / or without cooling fins and / or cooling fins has, which is connected to the metal plate-shaped base plate is, and is the connection between the metal plate-shaped base plate and the layer of aluminum or aluminum alloy by screws, Riveting, brazing, Soldering, diffused bonding, welding, Shed, pour in or roll cladding and that and / or the heat absorbing Ends of the heat pipes by means of adapter systems made of aluminum and / or copper and / or Graphite and / or their alloys exist on the heat-emitting electrical and electronic components base plate attached are, and the metal plate-shaped Base plate as a heat distribution plate between the two coolers serves to ensure a quick and even distribution over the the whole area that of the heat emitting End of and / or the heat pipes, that and / or which are integrated in bores in the double-sided multilayer cooler, transmitted Heat too reach and around these then on the cooler with and / or without cooling fins and / or cooling fins to lead.
Eine einfache bevorzugte Ausführung der Erfindung weist eine aus Kupfer hergestellte metallplattenförmige Grundplatte als Wärmeverteilerplatte aus. An dieser Grundplatte ist beidseitig eine Aluminiumplatte mit Kühlrippen befestigt, wobei die Platten miteinander verschraubt sind und zur besseren Wärmeübertragung eine Wärmeleitpaste zwischen den Platten verwendet wird. Das wärmeabgebende Ende des Wärmeleitrohres wird in einer Bohrung, die in dem Kühlkörperpaket aus den drei Schichten besteht, integriert ist, befestigt. Zur besseren Wärmeübertragung wird eine Wärmeleitpaste verwendet. Das wärmeaufnehmende Ende des Wärmeleitrohres wird mittels eines Adaptersystems an dem wärmeabgebenden elektrischen oder elektronischen Bauteiles befestigt, wobei das Adaptersystem dem Bauteil angepasst ist und mittels Spannklammern, Schrauben mit und/oder ohne Druckfedern o. ä. Komponenten festgehalten wird.A simple preferred embodiment of the invention has a metal plate-shaped base plate made of copper as a heat distribution plate. There is an aluminum plate with cooling fins on both sides of this base plate attached, the plates are screwed together and for better heat transfer a thermal paste between the plates. The heat emitting end of the heat pipe is in a hole in the heat sink package from the three layers exists, is integrated, attached. For better heat transfer becomes a thermal paste used. The heat absorbing End of the heat pipe is by means of an adapter system on the heat-emitting electrical or electronic component attached, the adapter system is adapted to the component and by means of clamps, screws with and / or without compression springs or similar Components is held.
Eine wesentliche Verbesserung der Wärmeübertragung wird durch eine metallische Verbindung zwischen der metallplattenförmigen Grundplatte und den Aluminiumplatten mit und/oder ohne Kühlrippen und/oder Kühllamellen durch eines der Verfahren Hartlöten, Weichlöten, diffundiertes Bonding, Schweißen, Vergießen, Eingießen oder Walzplattieren erreicht.A major improvement in heat transfer is by a metallic connection between the metal plate-shaped base plate and the aluminum plates with and / or without cooling fins and / or cooling fins by one of the methods of brazing, Soldering, diffused bonding, welding, Shed, pour in or roll cladding reached.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht das Löten des wärmeabgebenden Endes des Wärmeleitrohres in dem Kühlkörperpaket vor.Another embodiment of the invention provides the soldering of the heat emitting End of the heat pipe in the heat sink package in front.
Zur besseren Wärmeübertragung der doppelseitigen Kühlkörper an die Umgebung wirkt sich der Einsatz von Hochleistungskühlkörper mit eingepressten Rippen aus.For better heat transfer from the double-sided Heatsink on the environment affects the use of high performance heat sinks pressed ribs.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below of an embodiment explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
In
Claims (14)
Priority Applications (1)
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DE200420007473 DE202004007473U1 (en) | 2004-05-10 | 2004-05-10 | Fanless cooling system for electronic components, especially computer CPUs, has a multi-layer heat sink connected to one or more heat transfer tubes that transfer heat away from the processor to the heat sink |
Applications Claiming Priority (1)
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DE200420007473 DE202004007473U1 (en) | 2004-05-10 | 2004-05-10 | Fanless cooling system for electronic components, especially computer CPUs, has a multi-layer heat sink connected to one or more heat transfer tubes that transfer heat away from the processor to the heat sink |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE202004007473U1 true DE202004007473U1 (en) | 2004-07-29 |
Family
ID=32798467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE200420007473 Expired - Lifetime DE202004007473U1 (en) | 2004-05-10 | 2004-05-10 | Fanless cooling system for electronic components, especially computer CPUs, has a multi-layer heat sink connected to one or more heat transfer tubes that transfer heat away from the processor to the heat sink |
Country Status (1)
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DE (1) | DE202004007473U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006132695A2 (en) | 2005-04-11 | 2006-12-14 | Advanced Energy Technology Inc. | Sandwiched thermal article |
-
2004
- 2004-05-10 DE DE200420007473 patent/DE202004007473U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2006132695A2 (en) | 2005-04-11 | 2006-12-14 | Advanced Energy Technology Inc. | Sandwiched thermal article |
EP1875790A2 (en) * | 2005-04-11 | 2008-01-09 | Advanced Energy Technology Inc. | Sandwiched thermal article |
EP1875790A4 (en) * | 2005-04-11 | 2009-10-21 | Graftech Int Holdings Inc | Sandwiched thermal article |
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