DE202013007254U1

DE202013007254U1 - Vapor-Chamber-Kühler

Info

Publication number: DE202013007254U1
Application number: DE201320007254
Authority: DE
Original assignee: Asia Vital Components Co Ltd
Current assignee: Asia Vital Components Co Ltd
Priority date: 2013-08-05
Filing date: 2013-08-05
Publication date: 2013-08-23
Anticipated expiration: 2023-08-06

Abstract

Vapor-Chamber-Kühler, umfassend einen Hauptkörper (11), der eine Kondensationszone (112), eine Verdampfungszone (113) und einen Hohlraum (114) aufweist, wobei sich die Kondensationszone (112) und die Verdampfungszone (113) an den beiden Seiten des Hohlraums (114) befinden, einen erhöhten Teil (111), der sich in der Verdampfungszone (113) und/oder der Kondensationszone (113) befindet, eine Kapillarstruktur (2), die auf der Oberfläche des Hohlraums (114) gebildet ist, und ein Arbeitsfluid (3), das in den Hohlraum (114) gefüllt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Vapor-Chamber-Kühler, der die Herstellungskosten erheblich reduzieren kann.
Stand der Technik
Die elektronischen Produkte sind immer kompakter. Dadurch müssen die elektronischen Bauelemente der elektronischen Produkte auch verkleinert werden. Gleichzeitig wird die Anforderung an die Kühlung erhöht.
Wenn der Halbleiter verkleinert wird, wird der Wärmefluss erhöht, wodurch eine Überwärme auftreten kann, so dass die elektronischen Bauelemente beschädigt werden können.
Um das Problem mit dem engen Kühlraum zu lösen, wird ein Vapor-Chamber-Kühler verwendet, der auf dem Chip angeordnet ist. Der Vapor-Chamber-Kühler weist eine Stützstruktur mit Kapillarwirkung auf. Die Stützstruktur ist durch Sinterstäbe oder Schaumstäbe gebildet und besitzt eine Stützwirkung und eine Rückführwirkung für das Arbeitsfluid. Da die obere und untere Platte des Vapor-Chamber-Kühlers eine kleine Dicke (unter 1,5 mm) haben, ist diese Stützstruktur erforderlich, um ein Nachgeben der Platten zu vermeiden, damit die Planheit der Oberfläche der Platten nicht beeinflusst wird.
Das Arbeitsfluid im Vapor-Chamber-Kühler wird in der Verdampfungszone verdampft und in den gasförmigen Zustand umgewandelt. Das gasförmige Arbeitsfluid wird in der Kondensationszone kondensiert und in den flüssigen Zustand zurückgewandelt. Das kondensierte Arbeitsfluid fließt wieder in die Verdampfungszone zurück. Die Kondensationszone besitzt üblicherweise eine glatte Oberfläche und besitzt eine Kapillarstruktur. Das in der Kondensationszone kondensierte Arbeitsfluid kann durch die Schwerkraft und die Kapillarstruktur in die Verdampfungszone zurückfließen. Da die Kondensationszone glatt ist, muss das kondensierte Arbeitsfluid Tropfen bilden, die dann durch die Schwerkraft herunterfallen, so dass die Rückflusswirkung nicht ausreichend ist. Wenn das Arbeitsfluid zu langsam zurückfließt, kann die Verdampfungszone verbrannt werden, so dass die Wärmeleitwirkung erheblich reduziert wird. Um die Rückflusswirkung zu erhöhen, kann eine zusätzliche Kapillarstruktur vorgesehen sein. Durch die Kapillarstruktur (wie Sinterkörper oder Netzkörper) kann die kompakte Form jedoch nicht realisiert werden.
Die Kapillarstruktur kann auch durch Rillen der Platten gebildet sein, die durch Ätzen erzeugt werden. Das Ätzen besitzt jedoch eine niedrige Präzision und ist zeitaufwendig. Daher werden die Herstellungskosten des Vapor-Chamber-Kühlers erhöht.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vapor-Chamber-Kühler zu schaffen, der die Herstellungskosten reduzieren kann.
Diese Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Vapor-Chamber-Kühler gelöst, der umfasst: einen Hauptkörper, der eine Kondensationszone, eine Verdampfungszone und einen Hohlraum aufweist, wobei sich die Kondensationszone und die Verdampfungszone an den beiden Seiten des Hohlraums befinden; einen erhöhten Teil, der sich in der Verdampfungszone und/oder der Kondensationszone befindet; eine Kapillarstruktur, die auf der Oberfläche des Hohlraums gebildet ist; und ein Arbeitsfluid, das in den Hohlraum gefüllt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 eine Explosionsdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
2 eine perspektivische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
3 eine Schnittdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
4 eine Schnittdarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
5 eine Schnittdarstellung des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
6 eine Schnittdarstellung des vierten 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 des erfindungsgemäßen Vapor-Chamber-Kühlers, der einen Hauptkörper 11, einen erhöhten Teil 111, eine Kapillarstruktur 2 und ein Arbeitsfluid 3 umfasst.
Der Hauptkörper 11 weist eine Kondensationszone 112, eine Verdampfungszone 113 und einen Hohlraum 114 auf. Der Hauptkörper 11 ist durch eine erste Platte 11a und eine zweite Platte 11b gebildet, die miteinander verbunden sind und den Hohlraum 114 definieren. Die Kondensationszone 112 befindet sich an einer Seite der ersten Platte 11a. Die Verdampfungszone 113 befindet sich an einer Seite der zweiten Platte 11b. D. h. die Kondensationszone 112 und die Verdampfungszone 113 befinden sich an den beiden Seiten des Hohlraums 114 und liegen einander gegenüber.
Der erhöhte Teil 111 befindet sich in der Verdampfungszone 113 und/oder der Kondensationszone 113. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erhöhte Teil 111 durch eine Vielzahl von Vorsprüngen 1111 gebildet, die sich von der Verdampfungszone 113 in der Gegenrichtung der Verdampfungszone 113 erstrecken und jeweils ein freies Ende 1111a besitzen. Die freien Enden 1111a sind mit der Kondensationszone 112 verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Vorsprünge 1111 durch Embossing-Technik gebildet, wodurch die andere Seiten der Vorsprünge 1111 plan sind.
Die Kapillarstruktur 2 ist auf der Oberfläche des Hohlraums 114 gebildet, d. h. zwischen den Vorsprüngen 111 und der Kondensationszone 112. Das Arbeitsfluid wird in den Hohlraum 114 gefüllt.
4 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass die anderen Seiten der Vorsprünge 111 konkav ausgebildet sind.
5 zeigt das dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass der erhöhte Teil 111 durch eine Vielzahl von Vorsprüngen 1111 gebildet ist, die sich von der Kondensationszone 112 in der Gegenrichtung der Kondensationszone 112 erstrecken.
6 zeigt das vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass der Hauptkörper 11 durch ein Flachrohr gebildet ist.

Claims

Vapor-Chamber-Kühler, umfassend einen Hauptkörper (11), der eine Kondensationszone (112), eine Verdampfungszone (113) und einen Hohlraum (114) aufweist, wobei sich die Kondensationszone (112) und die Verdampfungszone (113) an den beiden Seiten des Hohlraums (114) befinden, einen erhöhten Teil (111), der sich in der Verdampfungszone (113) und/oder der Kondensationszone (113) befindet, eine Kapillarstruktur (2), die auf der Oberfläche des Hohlraums (114) gebildet ist, und ein Arbeitsfluid (3), das in den Hohlraum (114) gefüllt wird.
Vapor-Chamber-Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Teil (111) durch eine Vielzahl von Vorsprüngen (1111) gebildet ist, die sich von der Verdampfungszone (113) in der Gegenrichtung der Verdampfungszone (113) erstrecken.
Vapor-Chamber-Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Teil (111) durch eine Vielzahl von Vorsprüngen (1111) gebildet ist, die sich von der Kondensationszone (112) in der Gegenrichtung der Kondensationszone (112) erstrecken.
Vapor-Chamber-Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkörper (11) durch eine erste Platte (11a) und eine zweite Platte (11b) gebildet ist, die miteinander verbunden sind und den Hohlraum (114) definieren, wobei sich die Kondensationszone (112) an einer Seite der ersten Platte (11a) und die Verdampfungszone (113) an einer Seite der zweiten Platte (11b) befindet.
Vapor-Chamber-Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkörper (11) durch ein Flachrohr gebildet ist.
Vapor-Chamber-Kühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge jeweils ein freies Ende (1111a) besitzen, das mit der Kondensationszone (112) verbunden ist, wobei sich die Kapillarstruktur (2) zwischen den Vorsprüngen (111) und der Kondensationszone (112) befindet.
Vapor-Chamber-Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Teil (111) durch eine Vielzahl von Vorsprüngen (1111) gebildet ist, die sich von der Verdampfungszone (113) in der Gegenrichtung der Verdampfungszone (113) erstrecken, wobei die anderen Seiten der Vorsprünge (1111) konkav ausgebildet sind.
Vapor-Chamber-Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Teil (111) durch eine Vielzahl von Vorsprüngen (1111) gebildet ist, die sich von der Kondensationszone (112) in der Gegenrichtung der Kondensationszone (112) erstrecken, wobei die anderen Seiten der Vorsprünge (1111) konkav ausgebildet sind.