DE2947000C2

DE2947000C2 - Gehäuse für elektronische Vorrichtungen

Info

Publication number: DE2947000C2
Application number: DE19792947000
Authority: DE
Inventors: Fumio Matsui; Yutaka Tokorozawa Saitama Takasu
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1978-11-22
Filing date: 1979-11-21
Publication date: 1985-04-18
Also published as: DE2947000A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für elektronische Vorrichtungen, die wärmeerzeugende Elemente aufweisen, mit wenigstens einem ersten, vertikalen Wandteil, welches gegenüber der Außenluft abgeschlossene Kanäle enthält, in denen sich verdampf- und kondensierbare Flüssigkeit befindet, wobei die wärmeleitende Verbindung mit den wärmeerzeugenden Elementen am unteren, einen Wärmeaufnahmeteil bildenden Endabschnitt des vertikalen Wandteils herzustellen ist.

Ein derartiges Gehäuse geht aus der DE-AS 12 84 506 als bekannt hervor.

Wenn elektronische Vorrichtungen, wie z. B. ein Leistungsverstärker in einem Gehäuse angeordnet wird, ist es erforderlich, die beim Betrieb erzeugte Wärme abzuleiten. Häufig werden mit Rippen ausgebildete Wärmeabstrahlblöcke verwendet, an denen die besonders viel Wärme erzeugenden Elemente, wie z. B. Leistungstransistoren befestig! werden. Um eine wirkungsvolle Wärmeableitung zu erzielen, muß die Gesamtoberfläche der Wärmeabstrahlblöcke und der Rippen groß sein. Dies führt dazu, daß das Volumen und das Gewicht der Wärmeabstrahlblöcke zunehmen. Wenn eine ausreichend große Oberfläche vorgesehen ist, wird der Wärmeübertragungsweg von den die Wärme erzeugenden Elementen zu der Abstrahlfläche groß, so daß sich ein relativ großer thermischer Widerstand ergibt.

Es ist auch bekannt, zum Ableiten der von einem elektronischen Bauteil erzeugten Wärme dieses an einer wärmeleitenden Platte anzuordnen, die vertikal ausgerichtet ist und geschlossene Kanäle aufweist, in denen sich eine verdampf- und kondensierbare Flüssigkeit befindet. Die von dem Bauelement abgegebene Wärme bewirkt, daß die Flüssigkeit in den Kanälen in einem Bereich verdampft und sich in einem anderen Bereich wieder kondensiert und in den erstgenannten Bereich

zurückfließt

Aus der DE-AS 12 84506 sind zur Befestigung von wänrieerzeugenden, elektronischen Bauelementen Trägerbleche bekannt, bei denen zur Kühlung der Bauelemente dieses Prinzip einer Verdampfungskühlung vor gesehen ist Diese Trägerbleche können auch ein oder mehrere Gehäuse bilden. Bei diesen Trägerblechen ist der Wärmewiderstand zur Übertragung der Wärme von den elektronischen Bauelementen zu dem Bereich der

ίο eine verdampf- und kondensierbare Flüssigkeit enthaltenden Kanälen relativ groß, so daß zwar eine relativ gute Kühlung erzielt werden kann, jedoch wegen des genannten Wärmewiderstandes die Packungsdichte der zxi befestigenden elektronischen Bauteile nicht sehr git)ß sein darf, um eine ausreichende Kühlung zu erreichen.

Aus der US-PS 32 26 602 sind-Befestigungsplatten aus insbesondere Metall zur Aufnahme elektronischer Bauteile bekannt In diesen Befestigungsplatten ist ein geschlossenes Kanalsystem ausgebildet, welches eine verdampf- und kondensierbare Flüssigkeit enthält

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, eine bessere Kühlung der wärmeerzeugenden EIe- mente zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Querschnittsflache des Wandteils durch Ausbildung von Ausnehmungen in einem Bereich oberhalb des unteren Endabschnittes verringert ist, wodurch zwischen dem unteren Endabschnitt und dem oberen Abschnitt des Wandteils ein vorbestimmter Wärmewiderstand herstellbar ist

Dadurch, daß erfindungsgemäß die Querschnittsfläche des Wandteils zwischen ihrem unteren Endab- schnitt, an dem die wärmeerzeugenden Elemente anzubringen sind, und ihrem oberen Abschnitt verringert ist kann zwischen diesen Abschnitten ein vorbestimmter Wärmewiderstand hergestellt werden. Wegen der dadurch hervorgerufenen, verminderter, Wärmeleitfähig- keit »konzentriert« sich die Wärmeableitung auf eine Verdampfung der in den Kanälen vorhandenen Flüssigkeit im unteren Bereich. Die Wärmeabfuhr mittels Verdampfung ist äußerst wirkungsvoll, so daß eine gute Kühlleistung erzielt wird. Wenn keine Verringerung der Querschnittsfläche des Wandteils zwischen ihrem oberen und unteren Abschnitt vorgesehen ist, so besteht die Gefahr, daß auch der obere Wandteil so weit erwärmt wird, daß die in den Kanälen eingeschlossene Flüssigkeit in dem oberen Wandteil nicht kondensiert und im dampfförmigen Aggregatszustand verbleibt Um dieses in einem solchen Fall zu verhindern, müßte das vertikale Wandteil sehr groß ausgebildet werden, um einen Bereich zu schaffen, der eine solche Temperatur aufweist, bei der eine Kondensation der in den Kanälen einge schlossenen Flüssigkeit erfolgt

Mithin wird durch die Erfindung einerseits eine sehr wirkungsvolle Kühlung erreicht und andererseits ist es in vorteilhafter Weise nicht erforderlich, daß das Wandteil insbesondere in der vertikalen Richtung eine große

Abmessung aufweist.

Aus der vorgenannten DE-AS 12 84 506 ist es zwar bekannt, einen Schlitz in einem Trägerblech vorzusehen, durch den die Wärmeleitung im Blech selbst unter-' brachen wird, so daß ein Temperaturausgleich zwischen den beiden Trägerblechteilen verhindert wird. Diese Maßnahme ist dort jedoch getroffen, um die beiden Trägerblechteile auf unterschiedlichen Temperaturen zu halten.

Vorteilharte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen,

Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigen

Fig. 1—4 jeweils ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1-zeigt ein vertikales Wandteil 3, auf dessen einer Seite an fljrem unteren Endabschnitt 5 elektronische, wärmeerzeugende Bauteile 6 befestigt sind. Auf der dieser Seite gegenüberliegenden Seite des-Wandteils 3 rind im oberen Bereich Kühlrippen 24 vorgesehen. In dem Wandteil sind gegenüber der Außenluft abgeschlossene Kanäle 4 ausgebildet, die eine verdampf- und kondensierbare Flüssigkeit enthalten.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Querschnittsfläche des Wandteils 3 zwischen ihrem unteren Endabschnitt 5 und ihrem oberen Abschnitt dadurch verringert, daß mehrere Durchbrechungen 27 vorgesehen sind, die sich in Richtung der Dickenabmessung des Wandteiis 3 durch diesen hindurch ersirecken. Dadurch wird die Wärmeleitung zwischen dem unteren Endabschnitt 5 und dem -oberen Abschnitt des Wandteils 3 verringert, so daß die von den Bauelementen 6 abgegebene Wärme im unteren Endabschnitt 5 konzentriert wird und eine solche Erwärmung des oberen Abschnittes des Wandteils 3 verhindert wird, die eine Kondensation der in den Kanälen 4 enthaltenen Flüssigkeit im oberen Abschnitt des Wandteils 3 beeinträchtigen würde.

Bei dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Wandteil mit dem Bezugszeichen 26 bezeichnet Dieses Ausführungsbeispiel ist dem in F i g. 1 gezeigten sehr ähnlich, weist jedoch keine Kühlrippen auf. Die Durchbrechungen sind als durchgehende, kreisförmige Bohrungen 27 ausgebifdet Die Bezugszeichen 4,5 und 6 bezeichnen die gleichen Teile wie in F i g. 1.

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem das Wandteil mit 26 bezeichnet ist, sind ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 Kühlrippen 24 vorgesehen. Mit den Bezugszeichen 4,5 und 6 sind die gleichen Bauteile wie in F i g. 1 bezeichnet

Bei dem in F i g. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Querschnittsfläche des Wandteils 26 zwischen seinem unteren Endabschnitt 5 und seinem oberen Abschnitt dadurch verringert, daß eine sich in Längsrichtung erstreckende Bohrung 28 vorgesehen ist Die durch diese Bohrung 28 erzielte Verringerung der Querschnittsfläche des Wandteils führt zu den analogen Bedingungen im Hinblick s?if eine Wärmekonzentration und eine Kondensation der Flüssigkeit im oberen Abschnitt des Wandteils 26, wie es im Zusammenhang mit der F i g. 1 erläutert worden ist

Fig.4 zeigt eine Ausführungsform, die mit der in F i g. 1 gezeigten mit der Ausnahme übereinstimmt, daß hier statt der Durchbrechungen 27 in Fig. 1 Ausnehmungen 29 in den Wandteil 26 in einem Bereich zwischen ihrem unteren Endabschnitt 5 und ihrem oberen Abschnitt vorgesehen sind. Auch diese Ausnehmungen 23 rufen die erwünschte Verringerung der Querschnitts- to fläche des Wandteils in diesem Bereich hervor, so daß die gleichen Wirkungen erzielt werden, wie sie im Zusammenhang mit der F i g. 1 erläutert worden sind.

In vorteilhafter Weise wird durch die bei diesen gezeigten Ausführungsbeispielen vorgenommene Verringerung der Querschnittsfläche zwischen dem unteren Endabschnitt des Wandteils und seinem oberen Abschnitt eine Wärmekonzentration im Bereich des unteren Endabschnittes erreicht, in dem die elektronischen, wärmeerzeugenden Bauteile 6 angeordnet sind. Die Verringeruüg der Querschnittsfläche des Wandteils Hi einem Zwischenbereich, der dem unteren Endabschnitt folgt, stellt sicher, daß der obere Abschnitt des Wandteils nicht soweit erwärmt wird, daß dort die Flüssigkeit in den Kanälen nicht kondensiert

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gehäuse für elektronische Vorrichtungen, die wärmeerzeugende Elemente aufweisen, mit wenigstens einem ersten, vertikalen Wandten, welches gegenüber der Außenluft abgeschlossene Kanäle enthält, in denen sich verdampf- und kondensierbare Flüssigkeit befindet, wobei die wärmeleitende Verbindung mit den wärmeerzeugenden Elementen am unteren, einen Wärmeaufnahmeteil bildenden Endabschnitt des vertikalen Wandteils herzustellen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Wandteils (3; 26) durch Ausbildung von Ausnehmungen (27; 28; 29) in einem Bereich oberhalb des unteren Endabschnittes (5) verringert ist, wodurch zwischen dem unteren Endabschnitt (5) und dem oberen Abschnitt des Wandteils (3; 26) ein vorbestimmter Wärmewiderstand herstellbar ist

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen eine sich in Querrichtung innerhalb des Wandteils (26) erstreckende Durchbohrung (28) sind.

3. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen durch mehrere Durchbrechungen (27) gebildet sind, die sich in Richtung der Dickenabmessung des Wandteils (3) erstrecken.