DE29808296U1

DE29808296U1 - Wärmeableiter, insbesondere für elektronische Bestandteile

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Publication number: DE29808296U1
Application number: DE29808296U
Authority: DE
Original assignee: EL BO MEC Srl
Current assignee: EL BO MEC Srl
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1998-05-07
Publication date: 1998-08-27
Anticipated expiration: 2008-05-08
Also published as: GB9808917D0; ITBO970325A0; TW360820B; IT1292590B1; ITBO970325A1; GB2325781A; US5991151A; FR2764164B3; GB2325781B; KR19980087246A; SG71117A1; HK1004795A2; FR2764164A3

Description

GRÜNECKER, KINKELDEY,'ST(5cfcMfyR '»«SCHÜ/VANHÄUSSER

ANWALTSSOZI ETAT

ANWALTSSOZIETÄT MAXIMIUANSTRASSE 58 D-80538 MÜNCHEN GERMANY

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JENS C. KOCH, M.S. (UofPA), M.S./ENSPM

DATUM / DATE

07.05.98

EL.BO.MEC. S.r.l. Via del Tipografo, 4 40138 BOLOGNA, Italien

WÄRMEABLEITER, INSBESONDERE FÜR ELEKTRONISCHE

BESTANDTEILE

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WÄRMEABLEITER, INSBESONDERE FÜR ELEKTRONISCHE BESTANDTEILE

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeableiter, insbesonders verwendbar für elektronische Bestandteile.

Zur Zeit haben die elektronischen Bestandtei1 systeme und die jeweiligen Schaltungen ein hohes Zuverlässigkeitsund Genauigkeitsniveau in der Betriebsweise erhalten, sodaß sie auf den verschiedensten technischen Bereichen sowohl als Hauptbestandteile (siehe gewöhnliche Personal Computer) als auch als Ergänzung und Träger von Einrichtungen verwendet werden, die von Überwachungssystemen von Schweißapparaten, zu den Steuer- und Überwachungssystemen von Automaten, zu Einstel1 systemen für die einwandfreie Betriebsweise von Motoren usw. gehen.

Üblicherweise bestehen solche elektronischen Schaltungen im wesentlichen aus einer Mutterkarte (dem Fachmann bekannt als "mother board"), auf der Schaltkreise für eine Vielzahl von elektronischen Bestandteilen vorgedruckt ist, die ihrerseits mit der Mutterkarte innerhalb eines Gehäuses angeordnet bzw. angeschlossen sind.

Gepaart mit einem oderer mehreren dieser Bestandteile die üblicherweise als Prozessoren bezeichnet werden wird ein entsprechender Wärmeableiter verwendet, der die Ableitung der durch den Dauerbetrieb der Bestandteile selbst erzeugten Wärme erlaubt, die bekanntlicher Weise geregelte Betriebstemperaturen erfordern. Diese Wärmeableiter bestehen im allgemeinen aus einem ersten Ab-

schnitt, der für den Kontakt mit dem entsprechenden elektronischen Bestandteil bestimmt und mit Mitteln zu dessen Befestigung an der Mutterkarte versehen ist, und aus einem zweiten Abschnitt, der derart profiliert ist, daß er eine Vielzahl von Rippen aufweist, um eine bestmögliche Wärmeableitung zu begünstigen.

Zur Kupplung des elektronischen Bestandteils und des Wärmeabi eiters, derart, daß ein optimaler Kontakt der jeweiligen Flächen ermöglicht werden, bestehen verschiedene Lösungen, die auch in Abhängigkeit des inneren (Mutterkarte und Bestandteile) und des äußeren Aufbaus (Gehäuse der Einrichtungen) untersucht wurden.

Die z.Z. meist verwendeten Lösungen sehen die Verwendung eines elastischen Elementes vor, das auf den elektronischen Bestandteil derart wirkt, daß er gegen den ersten Abschnitt des Wärmeabieiters gedruckt wird: in EP-PS-622.983 wurde nämlich eine dieser Lösungen dargestellt, wo das den elektronischen Teil zurückhaltende Federelement aus einem Metallplättchen besteht, das an einem seiner Enden an einer Wand des Gehäuses über eine Schraube befestigt ist, während die Abwicklung des Plättchens derart ist, daß ein Teil desselben sich mit dem elektronischen Bestandteil in Berührung befindet, der seinerseits zwischen dem Plättchen selbst und einer entsprechenden Fläche des ersten Abschnittes des Wärmeableiters stabil zwischengeschaltet ist.

Eine weitere bekannte Lösung ist besteht darin, das Rückhaltefederelement (praktisch eine Feder) unmittelbar am genannten ersten Abschnitt bei dessem Wärmeableiter anzubringen: in diesem Fall wird eine Ausnehmung oder eine

Aufnahme am oberen Teil des ersten Abschnittes ausgeführt, innerhalb der ein Ende des Federelementes stabil angesetzt ist; dieses letztere ist derart profiliert, daß einer seiner Abschnitte wirksam mit dem gegenüber!iegenden Bestandteil am unteren Teil desselben ersten Abschnittes des Wärmeabi eiters in Berührung steht.

Die erste nun dargelegte Lösung weist den Nachteil auf, der durch die Komplexität bei der Montage gegeben ist, die auf die Notwendigkeit zurückzuführen ist, das elastische Plättchen mit einer Schraube zu befestigen, die nicht immer in der Nähe des Bestandteiles und des Wärmeableiters positioniert werden kann, wodurch die Notwendigkeit gegeben ist, lange, sperrige und nicht immer bei der Behandlung des Bestandteils zuverlässige Plättchen anzuwenden, wobei außerdem bei Konstruktionen mit äußerst kleinen Abmessungen nicht immer mühelose Befestigungsarbeiten notwendig sind.

Die zweite dargelegte Lösung weist einen herabgesetzten Platzbedarf der Bestandteil - Haltefeder - Wärmeableitereinheit gegenüber der vorstehenden Lösung auf, sie ist jedoch im Aufhängungssystem wenig zuverlässig, wobei sie auch bei der Montage der Feder am Wärmeableiter unbequem ist; der erste Abschnitt des Wärmeableiters muß überdies erweitert werden, um die Aufhängeaufnahme der Feder ausführen zu können, wobei so die nützliche Fläche für die Wärmeableitung verkleinert wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, die oben bezeichneten Mängel durch die Ausführung eines Wärmeableiters für elektronische Bestandteile zu beheben, der eine Konstruktion mit herabgesetztem Platzbedarf

aufweist, wobei der elektronische Bestandteil und die Rückhaltefeder dieses letzteren rasch verspannt werden können, indem jedenfalls eine große Fläche für die Wärmeableitung beibehalten wird.
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Die technischen Merkmale der Erfindung gemäß den oben angegebenen Aufgaben gehen klar aus dem Inhalt der nachstehenden Patentansprüche hervor und die Vorteile derselben werden aus der eingehenden, nachfolgenden Be-Schreibung noch klarer, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt, die eine nur beispielsweise und daher nicht beschränkende Ausführungsform darstellen. Es zeigen,

Figur 1 einen ersten Wärmeableiter für elektronische

Bestandteile gemäß der vorliegenden Erfindung und angwandt an eine Mutterkarte einer elektronischen Einrichtung, wobei die Figur in Seitenansicht mit einigen Teilen im Schnitt und anderen dargestellt ist, die ausgelassen wurden, um andere Einzelheiten besser hervorzuheben;

Figur 2 eine Einzelheit A aus Figur 1 in vergrößertem

Maßstab;
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Figur 3 einen zweiten Wärmeableiter für elektronische Bestandteile gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Figur in Stirnansicht mit einigen Teilen im Schnitt gezeigt ist, um andere besser hervorzuheben;

Figur 4 ein dem Wärmeableiter aus Figur 3 angehörendes Federelement in vergrößertem Maßstab, in Stirn-

ansieht;

Figur 5 ein weiteres dem Wärmeableiter aus Figur 1 und angehörendes Federelement in vergrößertem Maßstab, in Stirnansicht.

Entsprechend den Figuren der beigelegten Zeichnungen und unter besonderer Bezugnahme auf Figur 1 und 3, ist ein erfindungsgemäßer Wärmeableiter für die Kühlung von elektronischen Bestandteilen 1 verwendbar (hier nur schematisch dargestellt, da sie bekannter Art sind und nicht im eigentlichen Sinn der Erfindung angehören).

Der in seiner Gesamtheit mit 2 angegebene Wärmeableiter umfaßt einen Basisabschnitt 3, der mit Mitteln 4 zur Koppelung mit einer in einer Einrichtung festliegenden Auflageebene 5 versehen ist: in der Praxis ist der Basisabschnitt 3 mit einer Gewindeaufnahme 20 versehen, innerhalb der eine entsprechende Schraube 21 einschraubbar eingreift, die innerhalb einer Bohrung 22 durchgeführt wird, die an der Ebene 5 ausgeführt ist, die beispielsweise eine Mutterkarte der Einrichtung ist (hier ist die Mutterkarte nur teilweise dargestellt, da sie bekannter Art ist und nicht zur erfindungsgemäßen Lösung gehört).

Der Basisabschnitt 3 ist mit einer ebenen Fläche 6 versehen, die mit einer entsprechenden Fläche 7 des genannten elektronischen Bestandteiles 1 und eines weiteren Abschnittes 6 zur Wärmeableitung in Berührung steht, der aus einem eigentlichen Fortsatz 9 des Basisabschnittes besteht: In Figur 1 und 3 können diese Fortsätze 9 vom Basisabschnitt 3 in senkrechter Richtung gegenüber der Mutterkarte 5 oder in horizontaler Richtung oder in einer

beliebigen anderen Richtung in Abhängigkeit des Platzbedarfes der Bestandteile der Einrichtung, in der sie eingefügt sind, verlaufen.

Aus diesem Fortsatz 9 erstrecken sich von einer oder von abgewandten Seiten des Fortsatzes selbst eine Vielzahl von zueinander parallelen Rippen 10 (oder gegenüber dem Fortsatz 9 auch geneigte), die die Ableitung der durch den elektronischen Bestandteil 1 erzeugten Wärme er-1auben.

Dieser letztere ist gegen die Fläche 6 des Wärmeabieiters 2 über ein elastisch nachgebendes Element 11 positioniert und gehalten, das in der Praxis eine eigentliche Feder ist, die zwischen dem Wärmeableiter 2 und dem elektronischen Bestandteil 1 derart wirkt, daß die Verspannung dieses letzteren am Wärmeableiter 2 dank der elastischen Rückkehr der Feder 11 erhalten wird.

Wie auch aus Figur 2 ersichtlich, weist mindestens ein Paar der genannten, zueinander anliegenden Rippen 10a und 10b eine jeweilige Innenwand 12 und 13 auf, die zueinander gegenüberliegen und derart profiliert sind, daß eine stabile Aufnahmelücke 14 eines Abschnittes 15 des genannten, elastisch nachgiebigen Elementes 11 festgelegt wi rd.

Wie in Figur 1 und 3 ersichtlich, ist das Paar von Rippen 10a und 10b bevorzugter Weise in der Nähe der ebenen Fläche 6 in Berührung mit dem elektronischen Bestandteil 1 angeordnet, um die Verwendung einer Feder 11 zu erlauben, die eine herabgesetzte Abwicklung besitzt und daher bei der Behandlung des elektronischen Bestandteiles

1 zuverlässi ger i st.

An einer der Innenwände 12, 13 der Rippen TOa und TOb (in Figur 2 ist es jene, die mit 12 der Rippe 10a angegeben ist), kann eine Hinterschneidung 16 ausgebildet sein, die eine Kralle 17 festlegt, die in der Nähe des freien Endes der Rippe 10a angeordnet ist und einen Arretieranschlag des Abschnittes 15 der Feder 11 innerhalb der Aufnahme-1ücke verwi rkli cht.

Die Feder 11 weist ihrerseits den Aufhängeabschnitt 15 auf, der sich derart abwickelt, daß mindestens an einer entsprechenden Stelle jede der Innenwände 12, 13 der Rippen 10a und 10b berührt wird, von denen eine Stelle üblicherweise mit der Kralle 17 zusammenfällt.

Die Paare von Rippen 10a und 10b können eine und dieselbe Ausdehnung L aufweisen, wobei vom mittigen Fortsatz 9 (wie bei Figur 3) ausgegangen wird, oder eine voneinander verschiedene Ausdehnung Ll und L2 aufweisen, wobei immer vom mittigen Fortsatz 9 ausgegangen wird; diese Ausdehnungen werden klarerweise von der Ausbildung des Wärmeabi eiters 2 und von der Ausbildung des Abschnittes 15 der Feder 11 abhängen.

Der Abschnitt 15 der Feder 11 bei Figur 1 und 2 entwickelt sich derart gemäß einem bogenförmigen Profil, daß er mit dem freien Ende 15a auf der Wand 13 und in der Nähe des Bodens der Aufnahmelücke 14 aufliegt, während der mittige Bogenabschnitt 15b mit der Kralle 17 in Berührung steht, mit der die Wand 12 versehen ist.

Diese Ausbildung des Abschnittes 15 der Feder 11 erlaubt

eine Verstellung von wenigen Millimetern des Abschnittes selbst innerhalb der Aufnahmelücke 14 (siehe Pfeil F aus Figur 2), bzw. den Abstand desselben vom mittigen Fortsatz 9 ohne die Arretierung desselben in Frage zu stellen, sondern um gleichzeitig die Möglichkeit zu geben, die Rückhaltebelastung des Abschnittes 15c der Feder 11 auf dem elektronischen Bestandteil aufgrund der Abmessungen dieses letzteren und der Notwendigkeit zu ändern, die in diesem Augenblick an der Feder selbst oder innerhalb der Einrichtung vorgefunden wird.

Ein so gestalteter Wärmeableiter erlaubt daher:

- die Zusammensetzung von elektronischen Bestandteil Wärmeableiter - Feder - Einheiten mit herabgesetztem Platzbedarf;

- hohe Zuverlässigkeit der Gesamtkonstruktion des Wärmeabi eiters, da der Wärmeableiter selbst seine baulichen Merkmale beibehält;

- unveränderte Wärmeableitungsleistung, auch höher, gegenüber den bis jetzt bekannten Lösungen, da die Feder zwischen zwei Rippen aufgenommen wird, ohne Notwendigkeit von Bearbeitungen oder Änderungen des Aufbaus des Wärmeabi eiters.

Die so gestaltete Erfindung kann zahlreiche Abänderungen und Varianten erfahren, die alle dem Erfindungsbereich angehören. Alle Einzelheiten können durch technisch äquivalente Einzelheiten ersetzt werden.

Claims

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Wärmeableiter, insbesondere verwendbar für elektronische Bestandteile (1), wobei der Wärmeableiter (2) umfasst: einen Basisabschnitt (3), der mit Mitteln (4) zur Koppelung mit einer festliegenden Aufnahmeebene (5) einer Einrichtung versehen ist; eine ebene Fläche (6), die in der Nähe des Basisabschnittes (3) in Berührung mit einer entsprechdenden Fläche (7) des elektronischen Bestandteils (1) angeordnet ist; und einen weiteren Wärmeableitungsabschnitt (8), der aus einem Fortsatz (9) des Basisabschnittes (3) besteht, von dem sich eine Vielzahl von Rippen (10 erstrecken; wobei ein elastisch nachgiebiges Element (11) zwischen dem Wärmeableiter (2) und dem elektronischen Bestandteil (1) derart wirkt, daß die feste Positionierung der genannten Fläche (7) des Bestandteils selbst an der entsprechenden ebenen Fläche (6) des Wärmeableiters (2) erlaubt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Paar zueinander anliegender Rippen (10a, 10b) jeweils eine Innenwand (12, 13) aufweist, die zueinander gegenüberliegen und derart profiliert sind, daß eine Lücke (14) zur stabilen Aufnahme eines Abschnitts (15) des elastisch nachgiebigen Elementes

(11) festgelegt wird.

2. Wärmeableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Rippen (10a, 10b) in der Nähe einer ebenen Fläche (6) angeordnet ist, die mit dem elektronischen Bestandteil (1) in Berührung steht.

3. Wärmeableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an einer der Innenwände (12, 13) einer

genannten Rippe (10a, 10b) eine Hinterschneidung (16) ausgeführt ist, die eine Kralle (17) festlegt, die in der Nähe des freien Endes dieser Rippe (10a, 10b) angeordnet ist und einen Arretieranschlag des Abschnittes (15) des elastisch nachgiebigen Elementes (11) innerhalb der Aufnahmelücke (14) verwirklicht.

4. Wärmeableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (11) den Aufhängeabschnitt (15) aufweist, der sich derart abwickelt, daß er mindestens an einer entsprechenden Stelle jede der Innenwände (12, 13) der Rippen (10a, 10b) berührt.

5. Wärmeableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Rippen (10a, 10b) ein und dieselbe Ausdehnung (L) aufweist, ausgehend vom mittigen Fortsatz (9).

6. Wärmeableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paar von Rippen (10a, 10b) eine unterschiedliche Ausdehnung (Ll, L2) von der anderen Rippe aufweist, ausgehend vom mittigen Fortsatz (9).

7. Wärmeableiter nach den vorstehenden Ansprüchen und gemäß dem was unter Bezugnahme auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen und für die angegebenen Aufgaben beschrieben und dargestellt wurde.

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