DE202004008119U1

DE202004008119U1 - Gefederter Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors

Info

Publication number: DE202004008119U1
Application number: DE200420008119
Authority: DE
Original assignee: Richard Woehr GmbH
Current assignee: Richard Woehr GmbH
Priority date: 2004-05-22
Filing date: 2004-05-22
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2014-05-23

Abstract

Gefederter Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeaufnehmende Platte aus Kupfer und/oder Aluminium und/oder Graphit und/oder deren Legierung hergestellt ist und in den äußeren Abmessungen gleichgroß und/oder größer als der Prozessor ist und dass das und/oder die Wärmeleitrohre so in und/oder an der Platte befestigt ist, dass sie parallel und/oder rechtwinklig und/oder unter einem bestimmten Winkel zur Prozessoroberfläche angeordnet sind und wobei die wärmeaufnehmende Platte mittels Druckfedern und Druck- und/oder Stützplatten dicht und spaltfrei auf die Prozessoroberfläche gepresst wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen gefederten Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors mit einer Grundeinrichtung, die mindestens aus einer wärmeaufnehmenden Platte mit und/oder ohne integrierten Kühlrippen und/oder Kühllamellen und einem und/oder mehreren Wärmeleitrohren besteht, wobei die wärmeaufnehmende Platte mittels Druckfedern und Druck- und/oder Stützplatten dicht und spaltfrei auf die Prozessoroberfläche gepresst wird und wobei das oder die wärmeaufnehmenden Teile der Wärmeleitrohre horizontal und/oder vertikal und/oder unter einem bestimmten Winkel zur Prozessoroberfläche in der wärmeaufnehmenden Platte integriert sind.
Viele elektronische Bauelemente, insbesondere CPU-Prozessoren 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.
Zur Kühlung der elektronischen Komponenten sind 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 Wärmeleitrohrn und Lüftern bekannt. Nachteilig bei diesen Kühlern ist, dass, dadurch dass der Wärmeleitrohr eine bestimmte Länge zur einwandfreien Funktion benötigt, diese aber bei den bekannten Kühlern nicht realisierbar, es nicht möglich ist, die kalte Zone des Wärmeleitrohrs 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.
Die meisten Kühlvorrichtungen für Prozessoren 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.
Des weiteren ist eine Vielzahl von Kühlvorrichtungen bekannt. So ist in DE 201 12 851 U1 ein Kühlaggregat für eine Zentraleinheit beschrieben, indem ein Rahmen und ein Sitz miteinander verbunden sind, zwischen denen ein Kühlrippensatz angeordnet ist und der auf den Prozessor gepresst wird und einen Lüfter integriert hat. Nachteilig bei diesem System ist, dass die Wärme nur mittels des Lüfters abtransportiert wird. Außerdem ist es für Prozessoren hoher Leistung nicht ausreichend.
In DE 195 09 904 C2 wird eine Kühlvorrichtung zum Ableiten von Wärme von elektronischen Komponenten mittels eines Ventilators mit einer Grundeinrichtung, die an ihrem Rand erste Rippen und an ihrem Mittelbereich zweite Rippen aufweist und im Mittelteil ein Tragteil für den Ventilator vorhanden ist, und der Ventilator mittels Befestigungselementen an der Grundeinrichtung befestigt ist, wobei die Grundeinrichtung nur aus einem Material hergestellt ist, in diesem Fall aus Aluminium. Auch hier wird die Kühlleistung nur durch den Einsatz des Lüfters erreicht.
In DE 201 16 971 U1 ist ein Befestigungsmittel für eine Lüftervorrichtung beschrieben. Nachteilig ist auch hier wiederum der Einsatz von Lüftern, wobei der Kühlkörper mittels Federn befestigt wird.
Weiterhin sind in DE 295 13 636 U1 und in DE 295 11 342 U1 und in DE 295 16 627 U1 Kühlkörperbefestigungselemente beschrieben. Alle Befestigungselemente dienen jedoch nur zur Befestigung von Kühlkörpern mit und/oder ohne Lüfter und integrierten Kühlrippen auf Prozessoren und/oder Prozessorsockeln. Nachteilig bei diesen Kühlkörpern ist zum einen bei Einsatz ohne Kühlkörper die geringe Wärmeabfuhr, was bedeutet dass sie bei neueren leistungsstarken Prozessoren nicht geeignet sind und beim Einsatz mit Lüftern der Geräuschpegel sowie die Lebensdauer der Lüfter.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gefederten Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors der eingangs genannten Art zu schaffen, der die im Prozessor entstehende Wärme optimal ohne Lüfter ableitet, der mittels Federkraft einen optimalen Sitz der wärmeaufnehmenden Platte auf dem Prozessor und/oder Prozessorsockel ermöglicht und der sehr preiswert herzustellen und zu montieren ist und kein hohes Gewicht aufweist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist also vorgesehen, dass eine wärmeaufnehmende Platte aus Kupfer, die der Größe des Prozessors angepasst ist und in die das wärmeaufnehmende Ende des Wärmeleitrohrs so befestigt ist, dass ein und/oder mehrere Wärmeleitrohre parallel zur Prozessoroberfläche angeordnet sind, mittels einer Druckfeder und einer Druckplatte mit und/oder ohne Stützplatte dicht und spaltfrei auf der Oberfläche des Prozessors gepresst wird, wobei die mittels Distanzen am Board und/oder an der Stützplatte befestigt ist.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung weist eine einteilige wärmeaufnehmende Platte aus Kupfer und/oder deren Legierung aus, deren glatte Unterseite auf der Prozessoroberfläche aufliegt und deren äußere Form den Außenabmessungen des Prozessors entspricht, wobei sie gleichgroß oder größer als der Prozessor sein kann, und bevorzugt eine quaderförmige Form hat. Des weiteren weist die wärmeaufnehmende Platte eine und/oder mehrere Bohrungen auf, deren Durchmesser so gestaltet ist, dass der Wärmeleitrohr mittels einer Press- und/oder Spielpassung in die Bohrung montiert wird und die Bohrungen parallel zur Unterseite verlaufen. Die wärmeaufnehmende Platte wird mittels einer Druckfeder und einer Druckplatte dicht und spaltfrei auf die Prozessoroberfläche gepresst, wobei die Druckplatte an der Rechnerplatine befestigt ist.
Vorteilhaft für die Rechnerplatine wirkt sich der Einsatz einer Stützplatte aus, die die Rechnerplatine im Bereich des Prozessors auf der Unterseite abstützt und so ein Durchbiegen und/oder Durchdrücken der Rechnerplatine verhindert. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Druckplatte mittels Bolzen und/oder Distanzen an der Stützplatte befestigt ist.
Eine andere Variante sieht vor, dass die Druckkraft der Druckfeder mittels einer kleineren Druckplatte und/oder Scheibe und mit einer Schraube stufenlos eingestellt werden kann, indem die Schraube an der Druckplatte in Längsrichtung verstellt werden kann.
Vorteilhaft wirkt sich aus, wenn die Druckfeder in Richtung der Druckkraft geführt ist, wobei die Führung mittels Bolzen und/oder Schrauben erfolgen kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1: Schnitt durch einen gefederten Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors
2: Schnitt durch einen gefederten Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors mit Stützplatte und Verstellung
In 1 ist ein Schnitt durch einen gefederten Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors dargestellt. Der Prozessor 1 ist auf der Grundplatte 2 in einem Sockel 3 befestigt. Die quaderförmige wärmeaufnehmende Platte 4 aus Kupfer mit einer glatten Unterseite 5 ist etwas größer als der Prozessor 1 und hat eine und/oder mehrere Bohrungen 6 für die Wärmeleitrohr 7 integriert, deren Durchmesser 8 so ausgelegt ist, dass der Wärmeleitrohr 7 mittels einer Spielpassung montiert wird und dass das Wärmeleitrohr 7 parallel zur Prozessoroberfläche angeordnet ist. Die wärmeaufnehmende Platte wird mittels der Druckfeder 9 auf die Oberfläche des Prozessors 1 dicht und spaltfrei gepresst, wobei die Druckkraft der Druckfeder 9 über die Stützplatte 10 erreicht wird und die Druckplatte 11 mittels Distanzen 12 an der Grundplatte 2 befestigt wird.
2 zeigt einen Schnitt durch einen gefederten Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors mit Stützplatte und Verstellung. Dabei weist die wärmeaufnehmende Platte 4 aus Kupfer eine glatte Unterseite und eine und/oder mehrere Bohrungen 6 für die Wärmeleitrohre 7 auf, und wird mittels der Druckfeder 9 auf die Oberfläche des Prozessors 1 dicht und spaltfrei gepresst wird, wobei die Druckkraft durch Zusammenpressen der Druckfeder 9 mittels der Scheibe 13 und der Schraube 14 in der Druckplatte 11 entsteht und die Grundplatte 2 im Bereich des Prozessors 1 auf der Unterseite eine Stützplatte 15 aufweist, und die Druckplatte 11 mittels Distanzen 12 an der Stützplatte 15 befestigt ist.

Claims

Gefederter Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeaufnehmende Platte aus Kupfer und/oder Aluminium und/oder Graphit und/oder deren Legierung hergestellt ist und in den äußeren Abmessungen gleichgroß und/oder größer als der Prozessor ist und dass das und/oder die Wärmeleitrohre so in und/oder an der Platte befestigt ist, dass sie parallel und/oder rechtwinklig und/oder unter einem bestimmten Winkel zur Prozessoroberfläche angeordnet sind und wobei die wärmeaufnehmende Platte mittels Druckfedern und Druck- und/oder Stützplatten dicht und spaltfrei auf die Prozessoroberfläche gepresst wird.
Gefederter Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der wärmeaufnehmenden Platte zylinderförmig oder quaderförmig ist oder eine andere räumliche Form, wie z. B. kegelförmig oder kegelstumpfförmig o. ä. ausweist.
Gefederter Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte in Bohrungen und an Distanzen und/oder Bolzen und/oder Schrauben und/oder ähnlichen Elementen an der Grundplatte befestigt ist.
Gefederter Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abstützung der Grundplatte eine Stützplatte zum Einsatz kommt.
Gefederter Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatte auf der Unterseite der Grundplatte angeordnet ist.
Gefederter Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatte im Bereich des Prozessors eine erhöhte Oberfläche zum Abstützen aufweist.
Gefederter Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft mittels Einstellschrauben und/oder Scheiben stufenlos verstellbar ist, wobei die Einstellschrauben in der Druckplatte befestigt sind.
Gefederter Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Federn Druckfedern aus Metall und/oder Kunststoff zum Einsatz kommen.
Gefederter Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Federkraft elastische Elemente zum Einsatz kommen.
Gefederter Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Federn zum Einsatz kommen.
Gefederter Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmeleitrohr eine Heat-Pipe zum Einsatz kommt.
Gefederter Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Federn mit Einpressbolzen zum Einsatz kommen.
Gefederter Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je nach Federkraft der Druckfeder eine bessere Wärmeübertragung ermöglicht wird.
Gefederter Adapter für Wärmeleitrohre zur Kühlung eines auf einer Grundplatte getragenen Prozessors nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Prozessoroberfläche und wärmeaufnehmender Platte Wärmeleitpaste und/oder Wärmeleitfolie und/oder Wärmeleitkleber zum Einsatz kommt.