DE2359148A1

DE2359148A1 - Anordnung zur fluessigkeitskuehlung von hochintegrierten elektrischen bauelementen, die auf bauelementetraegern angeordnet sind und eine annaehernd gleiche bauhoehe aufweisen

Info

Publication number: DE2359148A1
Application number: DE19732359148
Authority: DE
Inventors: Ursula Dipl Phys Scheller; Michael Dipl Ing Weigert; Reinfried Dipl Ing Wetzel
Original assignee: Robotron VEB
Current assignee: Robotron VEB
Priority date: 1973-02-19
Filing date: 1973-11-28
Publication date: 1974-08-22
Also published as: DD104895A1; CS165706B1

Description

Anordnung zur Flüssigkeitskühlung von hochintegrierten elektrischen Bauelementen, die auf Bauelementeträgern angeordnet sind und eine annähernd gleiche Bauhöhe aufweisen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Flüssigkeitskühlung von hochintegrierten elektrischen Bauelementen die auf Bauelementeträgern angeordnet sind und eine annähernd gleiche Bauhöhe aufweisen.
Es ist bekamt, die Verlustleistung der Bauelemente in elektronischen Geraten mittels der erzwungenen Konvektion oder der Flüssigkeitskühlung abzuleiten. Bei der erzwungenen Konvektion wird Iiiift über bzw. zwischen die Bauelemente geblasen, die dabei gekühlt werden. Durch die steigende Integration bei den elektronischen Geräten reicht die erzwungene Konvektion nicht mehr zur Kühlung aller Bauelemente aus. Deshalb wurde für die gefährdeten Bauelemente die Flüssigkeitskühlung eingeführt.
Bei der Flüssigkeitskühlung wird die zu kühlende Baueinheit unmittelbar vom Kühlmedium umströmt bzw. mit einem Kühlsystem in thermischen Kontakt gebracht. Derartige Systeme sind aber meist sehr aufwendig oder unbefriedigend hinsichtlich der Ableitung der Verlustwärme und lassen sich zum Teil nur bedingt in einen Leiterplattenaufbau einordnen. Bei integrierten Bauelementen ist es auch bekannt, breite Kühlleitungen über oder unter den Bausteinen entlang zu führen bzw. gar Kühlkörper vorzusehen. Diese Kühlprinzipien unterstützen aber nur die Konvektion und sind gegenüber der Flüssigkeitskühlung mit einem geringeren Wirkungsgrad hinsichtlich der Wärmeabführung versehen Es ist der Zweck der Erfindung, die Kühlung der Bauelemente mit geringem Aufwand durchzuführen und das Kühlsystem so auszubilden, daß es leicht gelöst und entsprechend den Anwendungsbedingungen leicht verändert werden kann. Die Funktionsweise des Bauelementeträgers soll nicht beeinträchtigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Flüssigkeitskühlung von hochintegrierten elektrischen Bauelementen zu schiffen, bei der ohne Änderung des üblichen Aufbaues von Bauelementeträgern lokale Verlustwärmespitzen durch thermischen Kontakt der Bauelemente mit einem Kühlsystem abgeführt werden und die Ableitung der Verlustwärme für die Bauelemente eins Bauelementeträgers regelbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine von einer Kühlflüssigkeit durchströmte Folientasche mit thermischem Kontakt lagefixiert an den elektrischen Sauelementen eines Bauelementeträgers angeordnet ist, Dazu weist die Folientasche zur Bildung von mäanderförmigen Durchströmkanälen Trennstreifen auf.
Weiterhin ist die Erfindung dadurch gekennzelchnet, daß auf der den Bauelementen abgewandten Seite der Folientasche eine am Bauelementeträger, Steckverbinder und Anschlußteil angeordnete Halteplatte vorgesehen ist, die in Verbindung mit kleineren Bauelementeträgern an den Längsseiten vorzugsweise mit jeweils einer U-:Cörmigen Klemmschiene derartig versehen ist, daß jeweils zwischen den Schenkeln einer Klemmschiene der Rand der Halteplatte und der Rand der Folientasche angeordnet ist.
Die besonderen Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß der bisher übliche günstige Aufbau von Bauelementeträgern in einem elektronischen Gerat beibehalten und daß das Kühlsystem leicht den Anwendungsbedingungen angepaßt werden kann. Weiterhin zeichnet sich die Erfindung durch die geringen Herstellungskosten und durch die gewichtssparende und Dichtungsprobleme vermeidende Bauweise aus.
Insbesondere können am Bauelementeträger bei angesehlossenem Kühlsystem Inbetriebnahme und Reparaturmessungen durchgeführt werden.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfuhrungsbeispiel näher erläutert werden.
In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: eine Prinzipskizze von einem Bauelementetrager mit Folientasche, Fig. 2; eine vereinfachte Darstellung der Folientasche.
In Fig. 1 ist der Bauelementeträger 1 dargestellt, auf dem in bekannter Weise ein Steckverbinder 2 und mehrere hochintegrierte elektrische Bauelemente 3 angeordnet sind. Auf dem Bauelementeträger 1 ist in Verbindung mit dem Steckverbinder 2 und dem Anschlußteil 4 eine Halteplatte 5 angeordnet, die an ihren Längsseiten Klemmschienen 6 trägt Die Klemmschienen 6 werden bei größeren Bauelementeträgern 1, wie sie in den meisten Fällen.verwendet werden, nicht benötigt und sind hier der Vollständigkeit halber erwähnt worden. Die Halteplatte 5 kann aus Stabilitätsgründen noch mit Sicken versehen sein. Zwischen den Bauelementen 3 und der Halteplatte-5 befindet sich die Folientasche 7, die zur Bildung von mäanderföriaigen Durchströmkanälen Trennstreifen 8 (Fig. 2) aufweist. Die Folientasche 7 ist über die Anschlußstutzen 9 an ein an sich bekanntes regelbares Kühlsystem angeschlossen.
Durch die Zahl der Trennstreifen B und durch die Kühlmittelmenge läßt sich die Strömungsgeschwindigkeit variieren und die Kühlleistung ändern.
Die SIalteplatte 5 gewährleistet in Verbindung mit dem Anschlußteil 4, das Aussparungen 10 enthält, gleichzeitig die Lagefixierung der Anschlußstutzen 9 an die Folientasche 7 und nimmt mechanische Kräfte auf, die durch die Anschlußschläuche entstehen.

Claims

Patentansprüche:

Anordnung zur flüssigkeitskühlung von hoch-.. integrierten elektrischen Bauelementen, die auf Bauelementeträgern angeordnet sind und eine annähernd gleiche Bauhöhe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dae eine von einer ühlflüssigkeit durchströmte Folientasche (7) mit thermischem Kontakt lagefixiert an den elektrischen Bauelementen (5) eines Bauelementeträgers (1) angeordnet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folientasche (7) flexibel ist und zur Bildung von mäanderförmigen Durchströmkanälen Trennstreifen C8) aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der den Bauelementen (3) abgewandten Seite der Folientasche (7) eine am Bauelementeträger (1), Steckverbinder (2) und Anschlußteil (4) angeordnete Halteplatte Cs) vorgesehen ist, die in Verbindung mit kleineren Bauelementeträgern (1) an den Längsseiten vorzugsweise mit jeweils einer U-förmigen Klemmschiene (6). derartig versehen ist, daß jeweils zwischen den Schenkeln einer Klemmschiene (6) der Rand der Halteplatte (5) und der Rand der Folientaszhe (7) angeordnet ist.