DE202011105366U1

DE202011105366U1 - Befestigung eines Kühlelements

Info

Publication number: DE202011105366U1
Application number: DE201120105366
Authority: DE
Original assignee: Asia Vital Components Co Ltd
Current assignee: Asia Vital Components Co Ltd
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2021-09-02

Abstract

Befestigung eines Kühlelements, einen Hauptkörper (1), der einen Hohlraum (11), eine erste Seite (12) und eine zweite Seite (13) aufweist, wobei im Hohlraum (11) eine Vielzahl von Stützelementen (14), ein Arbeitsmedium (3) und mindestens eine Kapillarstrukturschicht (15) vorgesehen sind, wobei die Stützelemente (14) mit der ersten und zweiten Seite (12, 13) verbunden sind, und eine Vielzahl von Befestigungselementen (2), die jeweils ein Loch (21) aufweisen, durch die erste Seite (12) in die Stützelemente (14) des Hauptkörpers (1) eingesetzt werden und mit dem Hauptkörper (1) verbunden sind.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Befestigung eines Kühlelements, die das Kühlelement nicht beschädigt und einen Austritt des Arbeitsmediums im Hohlraum des Kühlelements vermeiden kann.
Stand der Technik
Da die elektronischen Produkte immer kompakter sind, sind die elektronischen Bauelemente auch immer kleiner, während die Arbeitsleitung der elektronischen Bauelemente weiter steigt.
Wenn die Größe verkleinert wird, wird der Wärmedurchfluss erhöht, wodurch die Anforderung an die Kühlung steigt. Die Erhöhung des Wärmedurchflusses kann zu einer Störung oder Beschädigung der elektronischen Produkte führen.
Der Vapor-Chamber-Kühler dient zu einer Fläche-zu-Fläche-Wärmeleitung und ist anders als das Wärmerohr, das zu einer Punkt-zu-Punkt-Wärmeleitung dient, für einen eingenen Raum geeignet.
Der Vapor-Chamber-Kühler weist eine Wärmeaufnahmefläche, eine Wärmeabgabefläche und einen Hohlraum auf. Im Hohlraum ist ein Arbeitsmedium gefüllt. Im Hohlraum sind weiter eine Vielzahl von Stützstäben und eine Kapillarstruktur vorgesehen. Die Stützstäbe sind mit der Wärmeaufnahmefläche und der Wärmeabgabefläche verbunden, um den Hohlraum zu stützen. Die Wärmeaufnahmefläche steht mit der Wärmequelle in Kontakt. Die Wärmeabgabefläche ist mit einem weiteren Kühlelement verbunden. Das Arbeitsmedium absorbiert die Wärme der Wärmeaufnahmefläche und wird somit verdampft. Das verdampfte Arbeitsmedium wird von der Wärmeabgabefläche kondensiert. Das kondensierte Arbeitsmedium fließt durch die Kapillarstruktur zu der Wärmeaufnahmefläche zurück. Daher kann das Arbeitsmedium im Hohlraum zirkulieren.
Der Vapor-Chamber-Kühler wird auf einer Basisplatte befestigt, um die Wärmequelle auf der Basisplatte zu kühlen. Der Vapor-Chamber-Kühler weisen in den vier Ecken jeweils einen Kupferstab auf, der ein Innengewinde besitzt. Die Basisplatte weist für die Kupferstäbe Löcher auf. Durch die Kupferstäbe und die Löcher werden Schrauben geführt, um den Vapor-Chamber-Kühler auf der Basisplatte zu befestigen. Da die Kupferstäbe in den vier Ecken des Vapor-Chamber-Kühlers angeordnet sind, kann der Vapor-Chamber-Kühler nicht dicht auf der Wärmequelle aufliegen, wodurch ein Wärmewiderstand auftreten kann. Um dieses Problem zu lösen, werden die Lagen der Kupferstäbe zu der Wärmequelle verschoben, so dass die Kupferstäbe durch den Hohlraum durchgehen. Dadurch kann zwar ein Wärmewiderstand vermieden werden, verliert der Vapor-Chamber-Kühler jedoch die Luftdichtheit, da sich der Hohlraum nicht mehr im Vakuumzustand befindet. Zudem können die Kupferstäbe das Fließen des Arbeitsmediums beeinträchtigen, so dass die Wärmeleitwirkung reduziert wird. Ferner kann das Arbeitsmedium aus dem Hohlraum austreten. Daher weist die herkömmliche Lösung folgende Nachteile auf:

1. Wärmewiderstand,
2. niedrige Wärmeleitwirkung.

Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigung eines Kühlelements zu schaffen, die die Verbindungsdichtheit erhöhen kann, wodurch ein Wärmewiderstand vermieden wird.
Der Erfindung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, eine Befestigung eines Kühlelements zu schaffen, das den Hohlraum des Kühlelements im Vakuumzustand halten kann.
Diese Aufgaben werden durch die erfindungsgemäße Befestigung eines Kühlelements gelöst, die umfasst;
einen Hauptkörper, der einen Hohlraum, eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, wobei im Hohlraum eine Vielzahl von Stützelementen, ein Arbeitsmedium und mindestens eine Kapillarstrukturschicht vorgesehen sind, wobei die Stützelemente mit der ersten und zweiten Seite verbunden sind, und
eine Vielzahl von Befestigungselementen, die jeweils ein Loch aufweisen, durch die erste Seite in die Stützelemente des Hauptkörpers eingesetzt werden und mit dem Hauptkörper verbunden sind.
Dadurch wird die Verbindungsdichtheit erhöht, so dass ein Wärmewiderstand vermieden wird. Da die Befestigungselemente in die Stützelemente eingesetzt werden, wird der Hohlraum des Kühlelements im Vakuumzustand gehalten und ein Austritt des Arbeitsmediums vermieden. Daher weist die Erfindung folgende Vorteile auf:

1. hohe Verbindungsdichtheit und kein Wärmewiderstand,
2. kein Austritt des Arbeitsmediums,
3. längere Lebensdauer.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 eine Explosionsdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
2 eine perspektivische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
4 eine perspektivische Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
5 eine Explosionsdarstellung des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
6 eine perspektivische Darstellung des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
7 eine perspektivische Darstellung des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
8 eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung und
9 eine Schnittdarstellung des fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.
Die 1, 2 und 3 zeigen das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung, das einen Hauptkörper 1 und eine Vielzahl von Befestigungselementen 2 umfasst.
Der Hauptkörper 1 weist einen Hohlraum 11, eine erste Seite 12 und eine zweite Seite 13 auf. Im Hohlraum 11 sind eine Vielzahl von Stützelementen 14, ein Arbeitsmedium 3 und mindestens eine Kapillarstrukturschicht 15 vorgesehen. Die Stützelemente 14 sind mit der ersten und zweiten Seite 12, 13 verbunden. Die Kapillarstrukturschicht 15 haftet an der Innenwand des Hohlraums 11.
Die Befestigungselemente 2 weisen jeweils ein Loch 21 auf, werden durch die erste Seite 12 in die Stützelemente 14 des Hauptkörpers 1 eingesetzt und sind mit dem Hauptkörper 1 verbunden. Die Löcher 21 der Befestigungselemente 2 besitzen jeweils ein Innengewinde 211.
Die Befestigungselemente 2 sind durch Schweißen, Punktschweißen, mechanische Bearbeitung oder Ultraschallschweißen mit dem Hauptkörper 1 verbunden. Das Einsetzen der Befestigungselemente 2 durch die erste Seite 12 in die Stützelemente 14 erfolgt durch mechanische Bearbeitung. Die mechanische Bearbeitung kann Stanzen oder Bohren sein. Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt.
Da die Befestigungselemente 2 in die Stützelemente 14 des Hauptkörpers 1 eingesetzt und mit dem Hauptkörper 1 verbunden sind, wird die Luftdichtheit des Hohlraums 11 des Hauptkörpers 1 nicht dadurch beeinflusst, so dass der Hohlraum 11 im Vakuumzustand gehalten werden kann und ein Austreten des Arbeitsmediums 3 im Hohlraum 11 vermieden wird.
4 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass auf dem Hauptkörper 1 mindestens eine erhöhte Wärmeaufnahmezone 16 gebildet ist, um der die Befestigungselemente 2 angeordnet sind.
Die 5 und 6 zeigen das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass der Hauptkörper 1 auf einer Basisplatte 4 liegt, wobei die Wärmeaufnahmezone 16 mit mindestens einer Wärmequelle 41 auf der Basisplatte 4 in Kontakt steht. Um die Wärmequelle 41 ist eine Vielzahl von Löchern 42 für die Befestigungselemente 2 vorgesehen. Auf der der Wärmeaufnahmezone 16 abgewandten Seite des Hauptkörpers 1 ist ein Kühlkörper 5 angeordnet. Mindestens ein Schraubelement 6 wird durch das Loch 42 mit dem Befestigungselement 2 verbunden, wodurch der Hauptkörper 1 an der Basisplatte 4 befestigt ist.
Die 7 und 8 zeigen das vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass der Hauptkörper 1 eine erste Platte 1a und eine zweite Platte 1b aufweist, die miteinander verbunden sind und den Hohlraum 11 bilden.
9 zeigt das fünfte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass die Befestigungselemente 2 durch die erste Seite 12 des Hauptkörpers 1 und die Stützelemente 14 geführt sind, aber nicht durch die zweite Seite 13 des Hauptkörpers 1 durchgeht.

Claims

Befestigung eines Kühlelements, einen Hauptkörper (1), der einen Hohlraum (11), eine erste Seite (12) und eine zweite Seite (13) aufweist, wobei im Hohlraum (11) eine Vielzahl von Stützelementen (14), ein Arbeitsmedium (3) und mindestens eine Kapillarstrukturschicht (15) vorgesehen sind, wobei die Stützelemente (14) mit der ersten und zweiten Seite (12, 13) verbunden sind, und eine Vielzahl von Befestigungselementen (2), die jeweils ein Loch (21) aufweisen, durch die erste Seite (12) in die Stützelemente (14) des Hauptkörpers (1) eingesetzt werden und mit dem Hauptkörper (1) verbunden sind.
Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (21) der Befestigungselemente (2) jeweils ein Innengewinde (211) besitzen.
Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarstrukturschicht (15) an der Innenwand des Hohlraums (11) haftet.
Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkörper (1) auf einer Basisplatte (4) liegt und eine erhöhte Wärmeaufnahmezone (16) bildet, die mit mindestens einer Wärmequelle (41) auf der Basisplatte (4) in Kontakt steht, wobei um die Wärmequelle (41) eine Vielzahl von Löchern (42) für die Befestigungselemente (2) vorgesehen sind, und wobei auf der der Wärmeaufnahmezone (16) abgewandten Seite des Hauptkörpers (1) ein Kühlkörper (5) angeordnet ist.
Befestigung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schraubelement (6) durch das Loch (42) mit dem Befestigungselement (2) verbunden ist, wodurch der Hauptkörper (1) an der Basisplatte (4) befestigt ist.
Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Hauptkörper (1) mindestens eine erhöhte Wärmeaufnahmezone (16) gebildet ist, um der die Befestigungselemente (2) angeordnet sind.
Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkörper (1) eine erste Platte (1a) und eine zweite Platte (1b) aufweist, die miteinander verbunden sind und den Hohlraum (11) bilden.
Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (2) durch die erste Seite (12) des Hauptkörpers (1) und die Stützelemente (14) geführt sind, aber nicht durch die zweite Seite (13) des Hauptkörpers (1) durchgeht.
Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsetzen der Befestigungselemente (2) durch die erste Seite (12) in die Stützelemente (14) durch mechanische Bearbeitung erfolgt, die Stanzen oder Bohren sein kann.