DE202004009244U1

DE202004009244U1 - Bimetall-Kühlkörper

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Publication number: DE202004009244U1
Application number: DE202004009244U
Authority: DE
Original assignee: KUO YUNG PIN
Current assignee: KUO YUNG PIN
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2014-06-10
Also published as: TWM256675U

Abstract

Kühlkörper mit einem Fundament aus Kupfer und mit einer Deckschicht aus Aluminium, welche mit der Oberseite des Fundaments in Kontakt steht, wobei die Deckschicht eine Vielzahl von Lamellen aufweist, die mittels eines Skiving-Verfahrens aus der Oberfläche der Deckschicht herausgearbeitet sind.

Description

Die vorliegende Neuerung betrifft einen Kühlkörper, der ein Kupfer-Fundament sowie Aluminium-Lamellen aufweist, die durch ein Skiving-Verfahren geformt sind.
Herkömmliche Kühlkörper umfassen im wesentlichen ein Fundament und eine Vielzahl von Lamellen, die mit dem Fundament in Kontakt stehen. Dem Anmelder sind vier Verfahren bekannt, mit denen konventionelle Kühlkörper herstellbar sind: Spanende Bearbeitung, Schmieden, Skiving und Electro-Casting. Durch spanende Bearbeitung können keine besonders dünnen Lamellen gefertigt werden, so dass das Gesamtgewicht des Kühlkörpers hoch ist. Das Schmieden lässt keine besonders engen Abstände zwischen den Lamellen zu und begrenzt auch die Längen der Lamellen. Das Skiving überwindet die vorgenannten Nachteile und gestattet eine höhere Anzahl von Lamellen in geringen Abständen. Das Elektro-Casting geht mit chemischer Korrosion einher und erlaubt die Gestaltung von langen Lamellen. Jedoch lässt sich die Stärke der Lamellen nicht wie gewünscht einstellen.
Bezüglich des Lamellenwerkstoffs kommt entweder Kupfer oder Aluminium in Betracht. Kupfer hat eine gute Wärmeleitfähigkeit, jedoch eine schlechte Wärmeabgabefähigkeit. Bei Aluminium ist es umgekehrt. Kupfer ist schwer und Aluminium ist leicht. Wenn die Wärmesenke in Kupfer ausgeführt wird, ist die spanende Bearbeitung weniger geeignet und verursacht hohe Kosten; der geringst möglich erzielbare Abstand zwischen den Lamellen beträgt 1 mm.
Besteht die Wärmesenke hingegen aus Aluminium, kann dieser preisgünstige Werkstoff einfach bearbeitet werden, der Abstand zwischen den Lamellen erreicht bis zu 0,8 mm. Jedoch hat Aluminium eine schlechte Wärmeleitung.
Einige Hersteller versuchen, Lamellen aus einem Kupfer/Aluminium-Verbund herzustellen, indem das Aluminium mit Nickel elektroplatiert und mit Zinn an das Kupfer geschweißt wird. Hierdurch entsteht ein Grenzmaterial zwischen den beiden Metallen, welches die Fähigkeit zur Wärmeableitung schmälert. Darüber hinaus enthält das Grenzmaterial Zinn umweltschädliches Quecksilber. Angesichts der Verwendung von hochleistungsstarken CPU in unterschiedlichen Computern werden Kühlkörper benötigt, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit und Abgabefähigkeit aufweisen.
Die vorliegende Neuerung macht es sich zur Aufgabe, einen Kühlkörper anzugeben, der ein Kupfer-Fundament aufweist, um eine bessere Wärmeleitfähigkeit zu erzielen und Lamellen aus Aluminium, welche sich durch eine hohe Wärmeabgabefähigkeit auszeichnen.
Dies wird erreicht mit einem Kühlkörper, der ein Fundament aus Kupfer und eine Deckschicht aus Aluminium aufweist, die auf der Oberseite des Fundaments angeordnet ist. Auf der Deckschicht erstrecken sich eine Vielzahl von Lamellen, die mittels eines Skiving-Verfahrens aus der Oberfläche der Deckschicht herausgearbeitet sind.
Die vorliegende Neuerung wird nun anhand der folgenden Beschreibung unter Hinzunahme der beiliegenden Zeichnungen deutlicher werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Zeichnungen nur eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Neuerung illustrieren. Im einzelnen zeigen:
1: Aluminium-Deckschicht zur Verbindung mit dem Kupfer-Fundament;
2: Aufrollen der Aluminium-Deckschicht auf das Kupfer-Fundament;
3: Deckschicht und Fundament verbunden;
4: Skiving der Lamellen;
5: Kühlkörper zum Aufsetzen auf eine CPU;
6: Verwendung des Kühlkörpers in einem Personalcomputer;
7: Metallographie von Kupfer und Aluminium der vorliegenden Neuerung in niedriger Auflösung;
8: Mallographie von Aluminium und Kupfer der vorliegenden Neuerung in hoher Auflösung.
Zu den 1 bis 4: Der neuerungsgemäße Kühlkörper umfasst ein kupfernes Fundament 20 und eine Deckschicht 10 aus Aluminium, die in Kontakt mit der Oberseite des Fundaments 20 steht. Das Fundament 20 und die Deckschicht 10 sind miteinander durch Rollen oder durch ein anderes bekanntes Verfahren verbunden.
Die Deckschicht 10 weist eine Vielzahl von Lamellen 11 auf, die durch ein Skiving-Verfahren aus der Oberseite der Deckschicht herausgearbeitet sind; siehe hierzu 4. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Lamellen 11 beträgt 0,8 mm. Die Fläche des Fundaments 20 ist größer als die Fläche der Deckschicht 10, innerhalb derer sich die Lamellen 11 erstrecken.
Es sei angemerkt, dass aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit des Kupfers die von der CPU 30 erzeugte Wärme, wie in den 5 und 6 dargestellt, in das Fundament 20 eingeleitet und dank ihrer hohen Wärmeabgabefähigkeit über die Aluminium-Lamellen 11 an die Umgebung abgegeben wird. Auf diese Weise wird die Wärmeenergie schnell und wirksam von der CPU 30 abgeführt.
Das Gewicht des neuerungsgemäßen Kühlkörpers beträgt lediglich 45% von herkömmlichen, vollkupfernen Kühlkörpern. Der Wirkungsgrad der Wärmeabfüh rung des neuerungsgemäßen Kühlkörpers liegt um 20% höher als der von herkömmlichen, vollkupfernen Kühlkörpern. Die Herstellungskosten betragen hingegen lediglich 60%.
Aus den 7 und 8 ist ersichtlich, dass kein Grenzmaterial zwischen dem Aluminium und dem Kupfer liegt, so dass die Wärme ungehindert abfließen kann.
Wir haben die vorliegende Neuerung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels dargestellt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass es dem Fachmann möglich ist, weitere Ausführungen im Sinne der vorliegenden Neuerung zu gestalten.

Claims

Kühlkörper mit einem Fundament aus Kupfer und mit einer Deckschicht aus Aluminium, welche mit der Oberseite des Fundaments in Kontakt steht, wobei die Deckschicht eine Vielzahl von Lamellen aufweist, die mittels eines Skiving-Verfahrens aus der Oberfläche der Deckschicht herausgearbeitet sind.
Kühlkörper nach Anspruch 1, wobei das Fundament eine Fläche einnimmt, die größer ist als die Fläche der Deckschicht, innerhalb derer sich die Lamellen erstrecken.
Kühlkörper nach Anspruch 2, wobei der Abstand zwischen zwei benachbarten Lamellen 0,8 mm beträgt.