SE520269C2 - Kylelement - Google Patents

Description

25 30 520 269 2 Fördelen med uppfinningen är framför allt dess enkelhet, därför att kopparprofiler kan utformas till framställningstekniskt lätta, plattformiga och måttnoggranna profiler, varvid tillverkningskostnaderna för kylelementet kan bringas på en fördelaktig nivå. Kostnaderna kan också sänkas genom en möj- lighet att använda koppar, som är dyrare än aluminium, endast där var beho- vet är störst. u l det följande skall uppfinningen beskrivas utförligare medelst en fö- redragen utföringsform enligt bifogade ritning, varvid figur 1 visar en principiell perspektivvy av ett kylelement enligt upp- finningen och figur 2 visar en principiell vy av en detalj i exemplet enligt figur 1 i större skala.

Figur1 visar ett kylelement enligt uppfinningen. Hänvisningssiffror1 och 2 betecknar platta plana profiler, som är anordnade att bilda kylribbor för kylelementet. Profilerna 1 och 2 är tillverkade av aluminium. För tillverkning av en aluminiumprofil används för fackmannen fullständigt konventionell teknik, som därför inte beskrivs utförligare i detta sammanhang.

Kylelementet enligt uppfinningen bildas huvudsakligen genom upp- stapling av ovanbeskrivna profiler på varandra, vilket resulterar i en konstruk- tion enligt figur 2, vars massiva bottendel 3 kan anordnas på en värmealstran- de komponent, varvid värmet medelst ribbor 4 överförs till den omgivande luf- ten.

Enligt den väsentliga idén hos uppfinningen är åtminstone en del av kylelementets massiva bottendel 3 utformad av långsträckta kopparprofiler 5.

Långsträckta kanter hos varje kopparprofil 5 är försedda med kilytor 6, 7, som bildar en med en angränsande profil sammanpassande konvex och konkav fogdel och som låter profilerna fastna i varandra. De plana aluminiumprofllerna 1, 2 är försedda med kilytor 8, 9, 10, som passar samman med kilytorna 6, 7 på kopparprofilerna 5, för att de plana profilerna 1, 2 skall kunna fästas i kop- parprofilerna 5.

Såsom ovan anförts, åstadkoms enligt uppfinningen ett kylelement, vars massiva bottendel 3 åtminstone dels består av väl värmeledande koppar och vars kylande ribbor 4, som överför värme till luften, består av alumini- 10 15 20 25 30 35 520 269 3 umprofil. Med denna teknik kan tillverkas mycket tättribbade kylelement, som speciellt inom elektroniken behövs för kylning av halvledare.

Koppardelen i den massiva bottendelen 3 framställs genom att stapla upp små kopparprofiler 5 på varandra och genom att i spalter mellan kopparprofilernas kanter anordna profilribbor av aluminium. Kopparprofilerna 5 är framställningstekniskt lätta, plattformiga profiler. Varje plattformig profil 5 är försedd med lämpliga kilytor 6, 7, vid vilka profilerna fastnar i varandra. Vid- häftningsytor på de båda platta sidorna av varje profil är utformade så att de kilformiga vidhäftningsytorna 6, 7 samtidigt bildar både den konkava och den konvexa delen av ett vidhäftningselement. Det är fördelaktigt för kopparprofi- len, om vidhäftningsytorna på de båda sidorna står i fasförskjutning gentemot varandra. Användning av kilytor för fogar hör till en i och för sig känd teknik, och därför beskrivs teorin om detta fogningsförfarande inte utförligare i detta sammanhang. Som exempel därpå hänvisas till DE-skrifter 2344703, 2344638 och 2331155.

Aluminiumprofilerna 1, 2 uppvisar motsvarande kilytor 8, 9, 10, för att de skall kunna fästas i kopparprofilerna 5. Aluminiumprofilerna kan också ha en sådan form att de kan användas som konstruktionen kompletterande profiler, varvid dyrare kopparprofiler 5 endast används på de allra hetaste ställena, från vilka värmet effektivt bör kunna spridas på hela kylelementet.

Vad värmeöverföring beträffar, skulle det löna sig att använda kop- par för tillverkning av kylelement, därför att värmeledningsförmågan hos de bästa kopparkvalitéerna är 390 W/mK, medan värmeledningsförmågan hos den aluminiumprofilkvalité som allmänt används för tillverkning av kylprofiler är 210 W/mK. På grund av det höga priset på koppar lönar det sig dock inte i praktiken att använda koppar utom på de allra hetaste ställena. En ytterligare svårighet med användningen av koppar är dess dåliga bearbetbarhet till såda- na profiler som elektronikindustrin använder. Av koppar kan endast tillverkas profiler som har en tämligen enkel form, varvid också dragteknik kan utnyttjas som framställningsförfarande. Genom dragning kan koppar förses med mycket noggranna mått, varigenom fogbarheten till profiler som gjorts genom strängsprutning förbättras, eftersom aluminiumprofilen 1, 2 som par har en måttnoggrann kopparprofil 5. Genom att utnyttja strängsprutning kan alumini- umprofilen 1, 2 göras nästan hur komplicerad som helst, och dessutom är pri- set på aluminium fördelaktigt. Genom att använda två tillverkningstekniker och 10 , , . . i . 520 269 4 två olika metaller kan ett fördelaktigt och effektivt kylelement för elektronik packas i ett litet utrymme.

Ovananförda utföringsexempel är inte på något sätt avsett att be- gränsa uppfinningen, utan uppflnningen kan modifieras fullständigt fritt inom ramen för patentkraven. Det är således klart att kylelementet enligt uppfin- ningen eller dess detaljer inte behöver vara exakt sådana som visas i figurer- na, utan att lösningar av annat slag också är möjliga. Uppfinningen är exem- pelvis inte på något sätt begränsad till den tillämpning i vilken kylribbornas ena kanter är fria såsom l exemplet i figurerna. Uppfinningen kan vidare tillämpas på lösningar i vilka kylribborna är stödda på varandra också i de ribbändar som är bortvända från bottendelen. Ribborna kan stödas på varandra till ex- empel med hjälp av kilytor.

Claims (3)

10 15 . . - . , . . - f < i 1 520 269 PATENTKRAV

1. Kylelement speciellt för kylning av kraftelektronikkomponenter eller/och -komponentkombinationer, i vilket kylelement åtminstone kylribbor (4) är utformade av väsentligen platta plana profiler (1, 2), som är fästa i varandra, k ä n n e te c k n at av att åtminstone en del av kylelementets massiva bot- tendel (3) är utformad av långsträckta kopparprofiler (5), vilkas långsträckta kanter är försedda med kilytor (6, 7), som bildar en med en angränsande pro- fil sammanpassande konvex och konkav fogdel och som låter profilerna (5) fastna i varandra, och att de plana profilerna (1, 2) är försedda med kilytor (8, 9, 10) som passar samman med kilytorna (6, 7) på kopparprofilerna (5), för att de plana profilerna (1, 2) skall kunna fästas i kopparprofilerna (5).

2. Kylelement enligt patentkrav 1, k ä n n e te c k n a t av att kopparprofilerna (5) är anordnade endast på det ställe hos den massiva bot- tendelen (3) som blir hetast.

3. Kylelement enligt patentkrav 1, k ä n n e te c k n at av att kopparprofilerna (5) är anordnade att bilda hela den massiva bottendelen (3) hos kylelementet.