WO2005015633A2 - Cooling device for dissipating thermal losses from an electric or electronic component or a sub-assembly and cooler - Google Patents

Cooling device for dissipating thermal losses from an electric or electronic component or a sub-assembly and cooler Download PDF

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WO2005015633A2
WO2005015633A2 PCT/DE2004/001441 DE2004001441W WO2005015633A2 WO 2005015633 A2 WO2005015633 A2 WO 2005015633A2 DE 2004001441 W DE2004001441 W DE 2004001441W WO 2005015633 A2 WO2005015633 A2 WO 2005015633A2
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WO
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cooler
sheets
cooling fins
cooling
coolant
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WO2005015633A3 (en
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Jürgen SCHULZ-HARDER
Karl Exel
Ingo Baumeister
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Curamik Electronics Gmbh
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    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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Definitions

  • Cooling device for dissipating heat loss from an electrical or electronic component or assembly and cooler
  • the invention relates to a cooling device according to the preamble of claim 1 and to a cooler according to the preamble of claim 13.
  • a cooling device (US Pat. No. 6,234,290) in which the power loss or heat generated by a processor is transferred via a cooling circuit with a liquid coolant (water) to an external cooler provided on the outside of the computer in the form of a finned cooler, using a primary cooler provided in the immediate vicinity of the component to be cooled and through which the coolant flows, and a secondary cooler provided on the external cooler and also through which the coolant flows.
  • a cooling circuit with a liquid coolant (water) to an external cooler provided on the outside of the computer in the form of a finned cooler, using a primary cooler provided in the immediate vicinity of the component to be cooled and through which the coolant flows, and a secondary cooler provided on the external cooler and also through which the coolant flows.
  • a pelletizer cooler is provided in the known cooling device between the component to be cooled and the primary cooler, and with the disadvantage, among other things, that the power supply for the pelletier cooler must be brought directly to the component to be cooled, which, at higher currents, can, for example, lead to malfunctions in the function of the component to be cooled, that additional space in the immediate vicinity of the component to be cooled is claimed by the pelletier cooler, which is a desirable goal dense and compact design for the circuit board having the cooling component contradicts, and that, in addition, the Pelltier cooler causes a temperature increase on the primary cooler and at least on the line for removing the coolant in the immediate vicinity of the component, as a result of which the space surrounding the component to be cooled is created additionally heated and the desired cooling effect is thereby deteriorated.
  • the object of the invention is to show a cooling device with which an improved cooling effect is possible, in particular even with a small and compact design of the external cooler.
  • a cooling device is designed according to claim 1.
  • the cooling fins of e.g. the cooler forming the secondary cooler is formed by a multiplicity of cooling fins which are spaced apart from one another and which each form at least one fin interior which is closed to the outside and through which the coolant flows.
  • the lamellae are flat and each consist, for example, of two sheets, at least one of which is provided with a recess on one surface side, by removing and / or displacing the sheet material. To form the lamella interior is the
  • the sheets are made flat on their opposite sides.
  • the depression is produced, for example, by embossing and / or by an etching process.
  • the at least two sheets forming the respective cooling lamella each have at least one depression.
  • the two sheets are then connected to one another with their sides having the depressions, so that these depressions complement one another to form the at least one lamella interior.
  • planar design of the cooling fins or of the sheets forming these cooling fins enables a very compact structure, but also simplifies the manufacture of the cooler, in that the individual sheets and the spacers between the cooling fins, which determine the spacing between the cooling fins, are connected to one another stacked and connected to one another, for example, by means of the known direct bonding or (in the case of sheets made of copper or a copper alloy) by means of the known DCB method.
  • the sheets used have a thickness that is in the range of about 0.1 to 2 mm. Characterized in that the depressions forming the respective lamella interior are produced by etching and / or embossing and the plates are otherwise flat, the cooling lamellae are made very thin-walled, which likewise contributes to improving the cooling effect.
  • the distance between adjacent cooling fins is also on the order of 0.1 to 2 mm.
  • projections are provided in the area of the depressions, which then complement each other in the cooling fins to form solid, continuous posts.
  • Metal with high thermal conductivity ie with a thermal conductivity greater than 160 W / mK °, ie copper / copper alloy or aluminum / aluminum alloy, is particularly suitable as the material for the cooling fins.
  • FIG. 1 shows a simplified representation of a cooling device for cooling an electrical or electronic component
  • FIG. 2 shows a side view of a cooler of the device of FIG. 1 used as a secondary cooler
  • 3 shows a partial illustration of the cooler of FIG. 2, partly in section through a lamella formed by two cooler layers or metal sheets
  • 4 and 5 the two surface sides of a cooler layer with a greater length
  • FIG. 1, 1 is an electronic component which is, for example, the processor of a computer or a PC and which is in the usual way on one
  • Printed circuit board 2 is provided together with further components, not shown.
  • the cooling device 3 in FIG. 1 is used, which in a closed cooling circuit for a heat-transporting agent or coolant (e.g. water, possibly with additives), a primary cooler 4 through which the coolant can flow (also
  • a secondary cooler 5 through which the coolant flows, which together with a fan 6 forms an external cooler 7, a circulating pump 8 and an expansion tank or reservoir 9 for the coolant.
  • the coolant circuit is completely filled with the coolant, so that with respect to the coolant there is a circuit that is not interrupted by gas and / or air and thus only a low output is required for the circulating pump 8 even when the primary cooler and secondary cooler 5 are arranged at different heights ,
  • the primary cooler 4 which connects with a flat or substantially flat heat-transfer surface 4.1 via an intermediate layer 10 made of a deformable heat-conducting material, preferably from a thermal paste, to the likewise flat or essentially flat surface of the component, consists for example of several layers or Layers made of a metal with high thermal conductivity, for example made of copper or a copper alloy.
  • the inner layers arranged between the two outer layers are provided with a multiplicity of openings and thereby form a flow path branching in all three spatial axes within the housing of the primary cooler 4.
  • Such a cooler also micro cooler is for example in the
  • the material of the heat-transferring intermediate layer 10 is selected so that it has a thermal conductivity greater than 0.5 W / mK °.
  • the primary cooler 4 is further designed such that the sum of all inner surfaces that are in direct contact with the coolant is larger than the surface dimension of the heat-transfer surface 4.1, preferably at least by a factor of 3.
  • the circulation pump 8 and the reservoir 9 are arranged in a line 11 which runs between a first connection of the primary cooler 1 and a first connection of the secondary cooler 5.
  • the second connections of the primary cooler 4 and the secondary cooler 5 are connected to one another via a second line 12.
  • the secondary cooler 5 or the external cooler 7 formed by it and the primary cooler are spatially separated from one another, ie the primary cooler 4 is located in the interior of a device housing, where the component 1 is also provided, while the external cooler 7 is provided on an outer surface of the housing.
  • the secondary cooler 5 is shown in more detail in FIGS. 2-6. It consists of a plurality of cooling fins 13 and 14, each of which is designed as a thin, rectangular plate and of which the cooling fins 13 have a somewhat greater length than the cooling fins 14.
  • the cooling fins 13 and 14 are each provided in parallel, but at a distance from one another, so that there is a gap or space 15 between two adjacent fins for the passage of an air flow generated by the fan 6.
  • the individual cooling fins 13 and 14 are arranged in such a way that, starting from the upper end of the secondary cooler 5 in FIG. 2, first three cooling fins 14 follow one another and then a higher number of cooling fins 13. At the lower end of the secondary cooler 5 in FIG following the lowest cooling fin 13, three cooling fins 14 are again provided.
  • a special feature of the secondary cooler 5 is that the cooling medium flows through all the cooling fins 13 and 14, i.e. one of each
  • each cooling fin 13 and 14 or each channel 16 has an inlet and an outlet for the coolant. All inlets are connected to a common connection 17 and all outlets are connected to a common connection 18.
  • the distance between two adjacent slats 13 and 14, ie the width of each gap 15 is, for example, in the order of 0.1 to 2 mm.
  • the thickness of each cooling fin 13 or 14 is on the order of 0.1 to 4 mm.
  • each cooling fin 13 consists of two sheets or cooling layers 13.1 and each cooling fin 14 consists of two sheets or cooling layers 14.1.
  • the sheets 13.1 and 14.1 in the illustrated embodiment are made of copper or a copper alloy.
  • the sheets 13.1 are each provided with a continuous opening 19 or 20 in the area of their narrow sides, these openings being produced, for example, when the sheets 13.1 are punched.
  • each sheet 13.1 is provided on one surface side with a recess 21 by means of a suitable etching process, in such a way that the material of the sheet 13.1 surrounding this recess 21 and not removed by the etching process has a self-contained frame or edge surrounding the recess 21 22 forms.
  • the recess 21 is adapted to the shape of the sheet 13.1 such that the edge 22 has a constant width in the embodiment shown. Furthermore, the corner areas of the recess 21 are rounded.
  • a plurality of solid projections 23 are formed within the recess 21, again by the fact that the material of the sheet 13.1 on these projections has not been etched away, ie the areas forming the projections 23 were covered with an etching resist (eg photoresist) during the etching process.
  • an etching resist eg photoresist
  • the sheet 13.1 is mirror-symmetrical to a central axis M, which is also the longitudinal axis of the rectangular sheet 13.1 and which, among other things. also intersects the axes of the two openings 19 and 20. Due to this mirror-symmetrical design, which also relates to the arrangement of the projections 23, it is possible for the manufacture of each cooling lamella to place two such plates 13.1 with their sides having the recess 21 on one another, so that both plates 13.1 along their edges 22 and also then rest against each other with the free ends of their projections 23.
  • the two sheets 13.1 are connected to one another in a suitable manner at the edges 22 and on the projections 23, for example using the DCB process, so that the two depressions 21 form the channel 16 that is not closed on the entire circumference of the cooling fin 13 and two projections 23 complement each other to form a solid post 24 that connects the two surface sides of the cooling fin 13 to one another and in particular also mechanically stabilizes the cooling fin 13.
  • the distribution of the projections 23 and thus also the posts 24 is selected such that a coolant flow results between the two openings 19 and 20, one opening of which forms the inlet for the coolant and the other opening forms the outlet for the coolant is distributed as evenly as possible over the entire recess or over the entire channel 16.
  • the density of the projections 23 in the vicinity of the central axis M and in the region between the two openings 19 and 20 is greater than at a greater distance from the central axis M.
  • the projections 23 or through the posts 24 formed by them there is also a Swirling and / or deflection of the coolant when flowing through the chamber 16 reached.
  • the total area of the cooling fin interior 16 in contact with the coolant is significantly increased, so that this total area is larger than the area that the two surface sides of the cooling fin 13 each have.
  • the sheets 14.1 are formed analogously to the sheets 13.1, with the recess 21a, the peripheral edge 22a and the projections 23a, which then form the continuous posts 24a in the corresponding channel 16 when two sheets 14.1 are connected to form a cooling lamella 14.
  • the distance between the openings 19 and 20 is identical for the sheets 13.1 and 14.1.
  • the distances between the individual cooling fins 13 and 14 are realized in that intermediate rings 25 are provided on the outer surface of these cooling fins, the inner diameter of which is equal to the diameter of the openings 19 and 20, and each has the outer surface of a cooling fins 13 and 14 on both sides are connected.
  • the rings 25 are made of copper or a copper alloy, for example.
  • the connection between the rings 25 and the cooling fins 13 and 14 is realized, for example, by DCB technology.
  • connection flanges likewise preferably consist of copper or a copper alloy and are connected by means of the DCB technology to the adjacent surface side of the cooling fin 14 which is uppermost in FIG.
  • the production can be carried out in such a way that the individual sheets 13.1 and 14.1, the intermediate rings 25 and the connecting flanges or connecting sleeves 17.1 and 18.1 are placed on rods of an auxiliary device made of a heat-resistant material and are thus arranged in a stack, which is then heated to the process temperature of the DCB process is heated so that the elements are connected to one another after cooling.
  • swirl elements 26 made of metal, for example of copper or of a copper alloy, which are also fastened with the help of DCB technology between the cooling fins 13 and 14 and during manufacture (DCB process) as Spacers act, via which the individual sheets 13.1 and 14.1 are transmitted during the production of pressing forces.
  • the depressions 21 and 21a with the projections 23 and 23a and with the peripheral edge 22 and 22a in another way, for example by embossing the flat material used for the sheets, in such a way that the sheets 13.1 or 14.1 lie flat during embossing, therefore they are flat or essentially flat on their side facing away from the recess 21 or 21 a and on the other side they only have the recess with the projections and the closed peripheral edge, so that thin cooling fins through which the coolant flows are obtained.

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Abstract

The invention relates to a novel device for dissipating the thermal losses of an electric or electronic component or a sub-assembly to a remote external cooler. Said device comprises a coolant circuit between the component or sub-assembly and the external cooler. The circuit contains at least one primary cooler that is traversed by the coolant and absorbs the thermal losses of the component or sub-assembly and at least one secondary cooler in the external cooler that is traversed by the coolant, said secondary cooler comprising a plurality of cooling fins.

Description

Kühlvorrichtung zum Abführen von Verlustwärme von einem elektrischen oder elektronischen Bauelement oder einer Baugruppe sowie Kühler Cooling device for dissipating heat loss from an electrical or electronic component or assembly and cooler
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrichtung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf einen Kühler gemäß Oberbegriff Patentanspruch 13.The invention relates to a cooling device according to the preamble of claim 1 and to a cooler according to the preamble of claim 13.
Mit zunehmender Bau- und Leistungsdichte elektrischer und elektronischer Geräten oder Baugruppen, insbesondere auch bei Rechnern ergeben sich zunehmend höhere Anforderungen an die Kühlung der elektrischen oder elektronischen Bauelemente, beispielsweise auch des Prozessors eines Rechners.With increasing construction and power density of electrical and electronic devices or assemblies, in particular also with computers, there are increasingly higher demands on the cooling of the electrical or electronic components, for example also the processor of a computer.
Bekannt ist eine Kühlvorrichtung (US 6,234,290), bei der die von einem Prozessor erzeugte Verlustleistung oder -wärme über einen Kühlkreislauf mit einem flüssigen Kühlmittel (Wasser) an einen an der Außenseite des Rechners vorgesehenen Außenkühler in Form eines Rippenkühlers übertragen wird, und zwar unter Verwendung eines in unmittelbarer Nähe des zu kühlenden Bauelementes vorgesehenen und von dem Kühlmittel durchströmten Primärkühlers, eines am Außenkühler vorgesehenen, ebenfalls von dem Kühlmittel durchströmten Sekundärkühlers. Um die Kühlwirkung zu steigern, ist bei der bekannten Kühlvorrichtung zwischen dem zu kühlenden Bauelement und dem Primärkühler ein Pelltier-Kühler vorgesehen, und u.a. mit dem Nachteil, - dass die Stromversorgung für den Pelltier-Kühler unmittelbar an das zu kühlende Bauelement herangeführt werden muss, was bei höheren Strömen z.B. zu Störungen der Funktion des zu kühlenden Bauelementes führen kann, dass durch den Pelltier-Kühler zusätzlicher Raum in unmittelbarer Nähe des zu kühlenden Bauelementes beansprucht wird, was einer angestrebten möglichst dichten und kompakten Bauweise für die das kühlende Bauelement aufweisenden Leiterplatte widerspricht, und dass darüber hinaus durch den Pelltier-Kühler eine Temperaturerhöhung am Primärkühler und zumindest an der Leitung zum Abführen des Kühlmittels in unmittelbarer Nähe des Bauelementes erfolgt, wodurch der das zu kühlende Bauelement umgebende Raum zusätzlich aufgeheizt und dadurch die angestrebte Kühlwirkung verschlechtert wird.A cooling device (US Pat. No. 6,234,290) is known in which the power loss or heat generated by a processor is transferred via a cooling circuit with a liquid coolant (water) to an external cooler provided on the outside of the computer in the form of a finned cooler, using a primary cooler provided in the immediate vicinity of the component to be cooled and through which the coolant flows, and a secondary cooler provided on the external cooler and also through which the coolant flows. In order to increase the cooling effect, a pelletizer cooler is provided in the known cooling device between the component to be cooled and the primary cooler, and with the disadvantage, among other things, that the power supply for the pelletier cooler must be brought directly to the component to be cooled, which, at higher currents, can, for example, lead to malfunctions in the function of the component to be cooled, that additional space in the immediate vicinity of the component to be cooled is claimed by the pelletier cooler, which is a desirable goal dense and compact design for the circuit board having the cooling component contradicts, and that, in addition, the Pelltier cooler causes a temperature increase on the primary cooler and at least on the line for removing the coolant in the immediate vicinity of the component, as a result of which the space surrounding the component to be cooled is created additionally heated and the desired cooling effect is thereby deteriorated.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kühlvorrichtung aufzuzeigen, mit der eine verbesserte Kühlwirkung, insbesondere auch bei kleiner und kompakter Bauweise des Außenkühlers möglich ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Kühlvorrichtung entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.The object of the invention is to show a cooling device with which an improved cooling effect is possible, in particular even with a small and compact design of the external cooler. To solve this problem, a cooling device is designed according to claim 1.
Ein Kühler, der als Außenkühler für die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung geeignet, aber auch anderweitig verwendbar ist, ist entsprechend dem Patentanspruch 13 ausgebildet.A cooler which is suitable as an external cooler for the cooling device according to the invention, but can also be used in another way, is designed in accordance with patent claim 13.
Bei der Erfindung sind die beispielsweise von der umgebenden Luft gekühlten Kühlrippen des z.B. den Sekundärkühler bildenden Kühlers von einer Vielzahl von Kühllamellen gebildet, die voneinander beabstandet sind und die jeweils wenigstens einen nach außen hin geschlossenen und von dem Kühlmittel durchströmten Lamelleninnenraum bilden. Die Lamellen sind plan ausgebildet und bestehen beispielsweise jeweils aus zwei Blechen, von denen wenigstens eines an einer Oberflächenseite mit einer Vertiefung versehen ist, und zwar durch Entfernen und/oder Verdrängen des Blechmaterials. Zur Bildung des Lamelleninnenraumes ist dieIn the invention, the cooling fins of e.g. the cooler forming the secondary cooler is formed by a multiplicity of cooling fins which are spaced apart from one another and which each form at least one fin interior which is closed to the outside and through which the coolant flows. The lamellae are flat and each consist, for example, of two sheets, at least one of which is provided with a recess on one surface side, by removing and / or displacing the sheet material. To form the lamella interior is the
Vertiefung durch ein weiteres Blech verschlossen. Die Bleche sind an ihren einander abgewandten Seiten plan ausgeführt. Die Vertiefung ist beispielsweise durch Prägen und/oder durch ein Ätzverfahren hergestellt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die wenigstens zwei, die jeweilige Kühllamelle bildenden Bleche jeweils wenigstens eine Vertiefung auf. Die beiden Bleche sind dann mit ihren die Vertiefungen aufweisenden Seiten einander benachbart miteinander verbunden, so dass sich diese Vertiefungen zu dem wenigstens einen Lamelleninnenraum ergänzen.Deepening closed by another sheet. The sheets are made flat on their opposite sides. The depression is produced, for example, by embossing and / or by an etching process. In a preferred embodiment of the invention, the at least two sheets forming the respective cooling lamella each have at least one depression. The two sheets are then connected to one another with their sides having the depressions, so that these depressions complement one another to form the at least one lamella interior.
Durch die plane Ausbildung der Kühllamellen bzw. der diese Kühllamellen bildenden Bleche ist ein sehr kompakter Aufbau, aber auch eine vereinfachte Herstellung des Kühlers möglich, und zwar dadurch, dass für die Herstellung des Kühlers die einzelnen Bleche und den Abstand zwischen den Kühllamellen bestimmenden Zwischenstücke aufeinander gestapelt und beispielsweise mittels des bekannten Direct Bonding oder (bei Blechen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung) mittels des bekannten DCB- Verfahrens miteinander verbunden werden.The planar design of the cooling fins or of the sheets forming these cooling fins enables a very compact structure, but also simplifies the manufacture of the cooler, in that the individual sheets and the spacers between the cooling fins, which determine the spacing between the cooling fins, are connected to one another stacked and connected to one another, for example, by means of the known direct bonding or (in the case of sheets made of copper or a copper alloy) by means of the known DCB method.
Die verwendeten Bleche weisen eine Dicke auf, die im Bereich von etwa 0,1 bis 2 mm liegt. Dadurch, dass die den jeweiligen Lamelleninnenraum bildenden Vertiefungen durch Ätzen und/oder Prägen hergestellt und die Bleche ansonsten plan sind, sind die Kühllamellen sehr dünnwandig ausgebildet, was ebenfalls zur Verbesserung der Kühlwirkung beiträgt. Der Abstand zwischen benachbarten Kühllamellen liegt ebenfalls in der Größenordnung zwischen 0,1 bis 2 mm.The sheets used have a thickness that is in the range of about 0.1 to 2 mm. Characterized in that the depressions forming the respective lamella interior are produced by etching and / or embossing and the plates are otherwise flat, the cooling lamellae are made very thin-walled, which likewise contributes to improving the cooling effect. The distance between adjacent cooling fins is also on the order of 0.1 to 2 mm.
Um dennoch die notwendige mechanische Festigkeit zu erreichen, sind Vorsprünge im Bereich der Vertiefungen vorgesehen, die sich dann in den Kühllamellen zu massiven durchgehenden Pfosten ergänzen. Als Material für die Kühllamellen eignet sich insbesondere Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit, d.h. mit einer Wärmeleitfähigkeit größer 160 W/mK°, d.h. z.B. Kupfer/Kupferlegierung oder Aluminium/Aluminiumlegierung.In order to still achieve the necessary mechanical strength, projections are provided in the area of the depressions, which then complement each other in the cooling fins to form solid, continuous posts. Metal with high thermal conductivity, ie with a thermal conductivity greater than 160 W / mK °, ie copper / copper alloy or aluminum / aluminum alloy, is particularly suitable as the material for the cooling fins.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:Developments of the invention are the subject of the dependent claims. The invention is explained in more detail below with reference to the figures using an exemplary embodiment. Show it:
Fig. 1 in vereinfachter Darstellung eine Kühlvorrichtung zum Kühlen eines elektrischen oder elektronischen Bauelementes;1 shows a simplified representation of a cooling device for cooling an electrical or electronic component;
Fig. 2 in Einzeldarstellung eine Seitenansicht eines als Sekundärkühler verwendeten Kühlers der Vorrichtung der Figur 1; Fig. 3 eine Teildarstellung des Kühlers der Figur 2, teilweise im Schnitt durch eine von zwei Kühlerlagen oder Metallblechen gebildete Lamelle; Fig. 4 und 5 die beiden Oberflächenseiten einer Kühlerlage mit größerer Länge;FIG. 2 shows a side view of a cooler of the device of FIG. 1 used as a secondary cooler; 3 shows a partial illustration of the cooler of FIG. 2, partly in section through a lamella formed by two cooler layers or metal sheets; 4 and 5 the two surface sides of a cooler layer with a greater length;
Fig. 6 und 7 in Darstellungen ähnlich Figuren 4 und 5 die beiden Oberflächenseiten einer Kühlerlage mit kürzeren Abmessungen.6 and 7 in illustrations similar to Figures 4 and 5, the two surface sides of a cooler layer with shorter dimensions.
In der Figur 1 ist 1 ein elektronisches Bauelement, welches beispielsweise der Prozessor eines Rechners oder eines PCs ist und der in üblicher Weise auf einerIn FIG. 1, 1 is an electronic component which is, for example, the processor of a computer or a PC and which is in the usual way on one
Leiterplatte 2 zusammen mit weiteren, nicht dargestellten Bauelementen vorgesehen ist. Zum Abführen der Verlustwärme, d.h. zum Kühlen des Bauelementes 1 dient die in der Figur 1 allgemein mit 3 bezeichnete Kühlvorrichtung, die in einem geschlossenen Kühlkreislauf für ein Wärme transportierendes Mittel bzw. Kühlmittel (z.B. Wasser, ggf. mit Zusätzen), einen von dem Kühlmittel durchström baren Primärkühler 4 (auchPrinted circuit board 2 is provided together with further components, not shown. To dissipate the heat loss, i.e. For cooling the component 1, the cooling device generally designated 3 in FIG. 1 is used, which in a closed cooling circuit for a heat-transporting agent or coolant (e.g. water, possibly with additives), a primary cooler 4 through which the coolant can flow (also
Innenkühler), einen von dem Kühlmittel ebenfalls durchströmbaren Sekundärkühler 5, der zusammen mit einem Lüfter 6 einen Außenkühler 7 bildet, eine Umwälzpumpe 8 sowie ein Ausgleichsgefäß oder Reservoir 9 für das Kühlmittel aufweist. Der Kuhlmittelkreislauf ist vollständig mit dem Kühlmittel gefüllt, so dass sich in Bezug auf das Kühlmittel ein von Gas- und/oder Luft nicht unterbrochener Kreislauf ergibt und somit selbst bei auf unterschiedlichem Höhenniveau angeordnetem Primärkühler und Sekundärkühler 5 nur eine geringe Leistung für die Umwälzpumpe 8 erforderlich ist.Internal cooler), a secondary cooler 5 through which the coolant flows, which together with a fan 6 forms an external cooler 7, a circulating pump 8 and an expansion tank or reservoir 9 for the coolant. The The coolant circuit is completely filled with the coolant, so that with respect to the coolant there is a circuit that is not interrupted by gas and / or air and thus only a low output is required for the circulating pump 8 even when the primary cooler and secondary cooler 5 are arranged at different heights ,
Der Primärkühler 4, der mit einer planen oder im wesentlich planen wärmeübertragenden Fläche 4.1 über eine Zwischenschicht 10 aus einem verformbaren Wärme leitenden Material, vorzugsweise aus einer Wärmeleitpaste, an die ebenfalls plane oder im wesentlichen plane Fläche des Bauelementes anschließt, besteht beispielsweise aus mehreren Schichten oder Lagen aus einem Metall mit hoher thermischer Leitfähigkeit z.B. aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Die zwischen den beiden äußeren Lagen angeordneten inneren Lagen sind mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen und bilden dadurch innerhalb des Gehäuses des Primärkühlers 4 einen sich in allen drei Raumachsen verzweigenden Strömungsweg. Ein derartiger Kühler (auch Mikrokühler) ist beispielsweise in derThe primary cooler 4, which connects with a flat or substantially flat heat-transfer surface 4.1 via an intermediate layer 10 made of a deformable heat-conducting material, preferably from a thermal paste, to the likewise flat or essentially flat surface of the component, consists for example of several layers or Layers made of a metal with high thermal conductivity, for example made of copper or a copper alloy. The inner layers arranged between the two outer layers are provided with a multiplicity of openings and thereby form a flow path branching in all three spatial axes within the housing of the primary cooler 4. Such a cooler (also micro cooler) is for example in the
DE 197 10 783 beschrieben. Das Material der wärmeübertragenden Zwischenschicht 10 ist so gewählt, dass es eine Wärmeleitfähigkeit größer 0,5 W/mK° aufweist.DE 197 10 783 described. The material of the heat-transferring intermediate layer 10 is selected so that it has a thermal conductivity greater than 0.5 W / mK °.
Der Primärkühler 4 ist weiterhin so ausgebildet, dass die Summe aller inneren Flächen, die mit dem Kühlmittel unmittelbar in Berührung stehen, größer ist als das Flächenmaß der Wärme übertragenden Fläche 4.1, und zwar vorzugsweise wenigstens um den Faktor 3.The primary cooler 4 is further designed such that the sum of all inner surfaces that are in direct contact with the coolant is larger than the surface dimension of the heat-transfer surface 4.1, preferably at least by a factor of 3.
Die Umwälzpumpe 8 sowie das Reservoir 9 sind in einer Leitung 11 angeordnet, die zwischen einem ersten Anschluss des Primärkühlers 1 und einem ersten Anschluss des Sekundärkühlers 5 verläuft. Über eine zweite Leitung 12 sind die zweiten Anschlüsse des Primärkühlers 4 und des Sekundärkühlers 5 miteinander verbunden. Der Sekundärkühler 5 bzw. der von diesem gebildete Außenkühler 7 und der Primärkühler sind räumlich voneinander getrennt, d.h. der Primärkühler 4 befindet sich im Inneren eines Gerätegehäuses, dort, wo auch das Bauelement 1 vorgesehen ist, während der Außenkühler 7 an einer Außenfläche des Gehäuses vorgesehen ist.The circulation pump 8 and the reservoir 9 are arranged in a line 11 which runs between a first connection of the primary cooler 1 and a first connection of the secondary cooler 5. The second connections of the primary cooler 4 and the secondary cooler 5 are connected to one another via a second line 12. The secondary cooler 5 or the external cooler 7 formed by it and the primary cooler are spatially separated from one another, ie the primary cooler 4 is located in the interior of a device housing, where the component 1 is also provided, while the external cooler 7 is provided on an outer surface of the housing.
Der Sekundärkühler 5 ist mehr im Detail in den Figuren 2 - 6 wiedergegeben. Er besteht aus einer Vielzahl von Kühllamellen 13 und 14, die jeweils als dünne, rechteckförmige Platten ausgebildet sind und von denen die Kühllamellen 13 eine etwas größere Länge als die Kühllamellen 14 aufweisen. Die Kühllamellen 13 und 14 sind jeweils parallel, aber voneinander beabstandet vorgesehen, so dass sich zwischen zwei benachbarten Lamellen ein Spalt oder Zwischenraum 15 für den Durchtritt eines von dem Lüfter 6 erzeugten Luftstroms ergibt.The secondary cooler 5 is shown in more detail in FIGS. 2-6. It consists of a plurality of cooling fins 13 and 14, each of which is designed as a thin, rectangular plate and of which the cooling fins 13 have a somewhat greater length than the cooling fins 14. The cooling fins 13 and 14 are each provided in parallel, but at a distance from one another, so that there is a gap or space 15 between two adjacent fins for the passage of an air flow generated by the fan 6.
Die einzelnen Kühllamellen 13 und 14 sind so angeordnet, dass ausgehend von dem in der Figur 2 oberen Ende des Sekundärkühlers 5 zunächst drei Kühllamellen 14 aufeinander folgen und anschließend eine höhere Anzahl von Kühllamellen 13. An dem in der Figur 2 unteren Ende des Sekundärkühlers 5 sind auf die unterste Kühllamelle 13 folgend wiederum drei Kühllamellen 14 vorgesehen.The individual cooling fins 13 and 14 are arranged in such a way that, starting from the upper end of the secondary cooler 5 in FIG. 2, first three cooling fins 14 follow one another and then a higher number of cooling fins 13. At the lower end of the secondary cooler 5 in FIG following the lowest cooling fin 13, three cooling fins 14 are again provided.
Eine Besonderheit des Sekundärkühlers 5 besteht darin, dass sämtliche Kühllamellen 13 und 14 von dem Kühlmittel durchströmt werden, d.h. jeweils einen von demA special feature of the secondary cooler 5 is that the cooling medium flows through all the cooling fins 13 and 14, i.e. one of each
Kühlmittel durchströmbaren und nach außen hin geschlossenen Kanal oder Innenraum 16 bilden, der bei der dargestellten Ausführungsform der Formgebung der Kühllamellen 13 und 14 angepasst rechteckförmig ausgebildet ist. Jede Kühllamelle 13 und 14 bzw. jeder Kanal 16 besitzt einen Einlass und einen Auslass für das Kühlmittel. Sämtliche Einlasse stehen mit einem gemeinsamen Anschluss 17 und sämtliche Auslässe mit einem gemeinsamen Anschluss 18 in Verbindung. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Lamellen 13 bzw. 14, d.h. die Breite jedes Spaltes 15 liegt beispielsweise in der Größenordnung zwischen 0,1 bis 2 mm. Die Dicke jeder Kühllamelle 13 bzw. 14 liegt in der Größenordnung zwischen 0,1 und4 mm.Form coolant flowable and closed to the outside channel or interior 16, which in the illustrated embodiment of the shape of the cooling fins 13 and 14 is adapted to be rectangular. Each cooling fin 13 and 14 or each channel 16 has an inlet and an outlet for the coolant. All inlets are connected to a common connection 17 and all outlets are connected to a common connection 18. The distance between two adjacent slats 13 and 14, ie the width of each gap 15 is, for example, in the order of 0.1 to 2 mm. The thickness of each cooling fin 13 or 14 is on the order of 0.1 to 4 mm.
Die Ausbildung des Sekundärkühlers 5 und der Kühllamellen 13 bzw. 14 ist mehr im Detail in den Figuren 3 - 6 wiedergegeben. Jede Kühllamelle 13 besteht aus zwei Blechen oder Kühllagen 13.1 und jede Kühllamelle 14 besteht aus zwei Blechen oder Kühllagen 14.1. Die Bleche 13.1 und 14.1 sind bei der dargestellten Ausführungsform solche aus Kupfer oder einer Kupferlegierung.The design of the secondary cooler 5 and the cooling fins 13 and 14 is shown in more detail in FIGS. 3-6. Each cooling fin 13 consists of two sheets or cooling layers 13.1 and each cooling fin 14 consists of two sheets or cooling layers 14.1. The sheets 13.1 and 14.1 in the illustrated embodiment are made of copper or a copper alloy.
Wie die Figuren 3 - 5 zeigen, sind die Bleche 13.1 jeweils im Bereich ihrer Schmalseiten mit einer durchgehenden Öffnung 19 bzw. 20 versehen, wobei diese Öffnungen beispielsweise beim Stanzen der Bleche 13.1 miterzeugt wurden.As FIGS. 3-5 show, the sheets 13.1 are each provided with a continuous opening 19 or 20 in the area of their narrow sides, these openings being produced, for example, when the sheets 13.1 are punched.
Weiterhin ist jedes Blech 13.1 an einer Oberflächenseite durch einen geeigneten Atzprozess mit einer Vertiefung 21 versehen, und zwar derart, dass das diese Vertiefung 21 umgebende, durch den Atzprozess nicht abgetragene Material des Bleches 13.1 einen in sich geschlossenen, die Vertiefung 21 umgebenden Rahmen oder Rand 22 bildet. Die Vertiefung 21 ist an die Form des Bleches 13.1 derart angepasst, dass der Rand 22 bei der dargestellten Ausführungsform eine gleichbleibende Breite aufweist. Weiterhin sind die Eckbereiche der Vertiefung 21 abgerundet.Furthermore, each sheet 13.1 is provided on one surface side with a recess 21 by means of a suitable etching process, in such a way that the material of the sheet 13.1 surrounding this recess 21 and not removed by the etching process has a self-contained frame or edge surrounding the recess 21 22 forms. The recess 21 is adapted to the shape of the sheet 13.1 such that the edge 22 has a constant width in the embodiment shown. Furthermore, the corner areas of the recess 21 are rounded.
Innerhalb der Vertiefung 21 sind mehrere massive Vorsprünge 23 gebildet, und zwar wiederum dadurch, dass das Material des Bleches 13.1 an diesen Vorsprüngen nicht weggeätzt wurde, d.h. die die Vorsprünge 23 bildenden Bereiche beim Atzprozess mit einem Ätzresist (z.B. Fotolack) abgedeckt waren. Die freien Enden der bei der dargestellten Ausführungsform jeweils kreiszylinderförmigen Vorsprünge 23 mit gleichem oder im wesentlichen gleichem Durchmesser liegen in einer gemeinsamen Ebene miteinander sowie auch mit dem Rand 22.A plurality of solid projections 23 are formed within the recess 21, again by the fact that the material of the sheet 13.1 on these projections has not been etched away, ie the areas forming the projections 23 were covered with an etching resist (eg photoresist) during the etching process. The free ends of the at the Embodiment shown each circular cylindrical projections 23 with the same or substantially the same diameter lie in a common plane with each other and also with the edge 22nd
Das Blech 13.1 ist spiegelsymmetrisch zu einer Mittelachse M ausgebildet, die auch die Längsachse des rechteckförmigen Bleches 13.1 ist und die u.a. auch die Achsen der beiden Öffnungen 19 und 20 schneidet. Durch diese spiegelsymmetrische Ausbildung, die sich auch auf die Anordnung der Vorsprünge 23 bezieht, ist es zur Herstellung jeder Kühllamelle möglich, zwei derartige Bleche 13.1 mit ihren die Vertiefung 21 aufweisenden Seiten aufeinander zulegen, so dass dann beide Bleche 13.1 entlang ihrer Ränder 22 sowie auch mit den freien Enden ihrer Vorsprünge 23 gegeneinander anliegen. In diesem Zustand werden die beiden Bleche 13.1 an den Rändern 22 und an den Vorsprüngen 23 in geeigneter Weise, beispielsweise unter Verwendung des DCB-Prozesses miteinander verbunden, so dass die beiden Vertiefungen 21 sich zu dem am gesamten Umfang der Kühllamelle 13 nicht verschlossenen Kanal 16 und sich jeweils zwei Vorsprünge 23 zu einem die beiden Oberflächenseiten der Kühllamelle 13 miteinander verbindenden und die Kühllamelle 13 insbesondere auch mechanisch stabilisierenden massiven Pfosten 24 ergänzen.The sheet 13.1 is mirror-symmetrical to a central axis M, which is also the longitudinal axis of the rectangular sheet 13.1 and which, among other things. also intersects the axes of the two openings 19 and 20. Due to this mirror-symmetrical design, which also relates to the arrangement of the projections 23, it is possible for the manufacture of each cooling lamella to place two such plates 13.1 with their sides having the recess 21 on one another, so that both plates 13.1 along their edges 22 and also then rest against each other with the free ends of their projections 23. In this state, the two sheets 13.1 are connected to one another in a suitable manner at the edges 22 and on the projections 23, for example using the DCB process, so that the two depressions 21 form the channel 16 that is not closed on the entire circumference of the cooling fin 13 and two projections 23 complement each other to form a solid post 24 that connects the two surface sides of the cooling fin 13 to one another and in particular also mechanically stabilizes the cooling fin 13.
Die Verteilung der Vorsprünge 23 und damit auch der Pfosten 24 ist so gewählt, dass sich zwischen den beiden Öffnungen 19 und 20, von denen eine Öffnung den Einlass für das Kühlmittel und die andere Öffnung den Auslass für das Kühlmittel bilden, einen Kühlmittelfluss ergibt, der sich auf die gesamte Vertiefung bzw. auf den gesamten Kanal 16 möglichst gleichmäßig verteilt. Hierfür ist die Dichte der Vorsprünge 23 in der Nähe der Mittelachse M und im Bereich zwischen den beiden Öffnungen 19 und 20 größer als in einem größeren Abstand von der Mittelachse M. Durch die Vorsprünge 23 bzw. durch die von diesen gebildeten Pfosten 24 wird auch eine Verwirbelung und/oder Umlenkung des Kühlmittels beim Durchströmen der Kammer 16 erreicht. Außerdem wird die mit dem Kühlmittel in Kontakt stehende Gesamtfläche des Kühllamelleninnenraumes 16 wesentlich erhöht, so dass diese Gesamtfläche größer ist als die Fläche, die die beiden Oberflächenseiten der Kühllamelle 13 jeweils besitzen.The distribution of the projections 23 and thus also the posts 24 is selected such that a coolant flow results between the two openings 19 and 20, one opening of which forms the inlet for the coolant and the other opening forms the outlet for the coolant is distributed as evenly as possible over the entire recess or over the entire channel 16. For this purpose, the density of the projections 23 in the vicinity of the central axis M and in the region between the two openings 19 and 20 is greater than at a greater distance from the central axis M. Through the projections 23 or through the posts 24 formed by them, there is also a Swirling and / or deflection of the coolant when flowing through the chamber 16 reached. In addition, the total area of the cooling fin interior 16 in contact with the coolant is significantly increased, so that this total area is larger than the area that the two surface sides of the cooling fin 13 each have.
Die Bleche 14.1 sind analog den Blechen 13.1 ausgebildet, und zwar mit der Vertiefung 21a, dem umlaufenden Rand 22a und den Vorsprüngen 23a, die dann beim Verbinden zweier Bleche 14.1 zu einer Kühllamelle 14 in dem entsprechenden Kanal 16 die durchgehenden Pfosten 24a bilden.The sheets 14.1 are formed analogously to the sheets 13.1, with the recess 21a, the peripheral edge 22a and the projections 23a, which then form the continuous posts 24a in the corresponding channel 16 when two sheets 14.1 are connected to form a cooling lamella 14.
Der Abstand, den die Öffnungen 19 und 20 voneinander aufweisen, ist bei den Blechen 13.1 und 14.1 identisch. Die Abstände zwischen den einzelnen Kühllamellen 13 bzw. 14 sind dadurch realisiert, dass an der Außenfläche dieser Kühllamellen Zwischenringe 25 vorgesehen sind, deren Innendurchmesser gleich dem Durchmesser der Öffnungen 19 bzw. 20 ist und die jeweils beidseitig mit der Außenfläche einer Kühllamelle 13 bzw. 14 verbunden sind. Die Ringe 25 bestehen beispielsweise wiederum aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Die Verbindung zwischen den Ringen 25 und den Kühllamellen 13 bzw. 14 ist beispielsweise durch die DCB-Technik realisiert. Durch die deckungsgleich angeordneten Öffnungen 19 mit den zugehörigen Ringen 25 sowie durch die ebenfalls deckungsgleich angeordneten Öffnungen 20 sämtlicher Kühllamellen 13 und 14 und der zugehörigen Ringe 25 ergeben sich zwei durchgehende Kanäle, von denen der eine den den Anschluss 17 bildenden Anschlussflansch 17.1 und der andere den den Anschluss 18 bildenden Anschlussflansch 18.1 aufweist Beide Anschlussflansche bestehen ebenfalls vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung und sind mittels der DCB-Technik mit der benachbarten Oberflächenseite der in der Figur 2 obersten Kühllamelle 14 verbunden. Die Herstellung kann hierbei in der Weise erfolgen, dass die einzelnen Bleche 13.1 und 14.1 , die Zwischenringe 25 und die Anschlussflansche oder Anschlussmuffen 17.1 und 18.1 auf Stäbe einer Hilfsvorrichtung aus einem hitzebeständigen Material aufgesetzt und somit zu einem Stapel angeordnet werden, der dann auf die Prozesstemperatur des DCB-Prozesses erhitzt wird, so dass nach dem Abkühlen die Elemente miteinander verbunden sind.The distance between the openings 19 and 20 is identical for the sheets 13.1 and 14.1. The distances between the individual cooling fins 13 and 14 are realized in that intermediate rings 25 are provided on the outer surface of these cooling fins, the inner diameter of which is equal to the diameter of the openings 19 and 20, and each has the outer surface of a cooling fins 13 and 14 on both sides are connected. The rings 25 are made of copper or a copper alloy, for example. The connection between the rings 25 and the cooling fins 13 and 14 is realized, for example, by DCB technology. Through the congruently arranged openings 19 with the associated rings 25 and through the likewise congruent openings 20 of all cooling fins 13 and 14 and the associated rings 25, two continuous channels result, one of which forms the connection 17 connecting flange 17.1 and the other the the connection flange 18.1 forming the connection 18. Both connection flanges likewise preferably consist of copper or a copper alloy and are connected by means of the DCB technology to the adjacent surface side of the cooling fin 14 which is uppermost in FIG. The production can be carried out in such a way that the individual sheets 13.1 and 14.1, the intermediate rings 25 and the connecting flanges or connecting sleeves 17.1 and 18.1 are placed on rods of an auxiliary device made of a heat-resistant material and are thus arranged in a stack, which is then heated to the process temperature of the DCB process is heated so that the elements are connected to one another after cooling.
Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, zwischen den einzelnen Kühllamellen 13 und 14 u.a. zur Verwirbelung des vom Lüfter 6 erzeugten Luftstromes Verwirbelungselemente 26 aus dem Metall, beispielsweise aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung vorzusehen, die ebenfalls mit Hilfe der DCB-Technik zwischen den Kühllamellen 13 bzw. 14 befestigt werden und während der Herstellung (DCB-Prozess) als Abstandhalter wirken, über die die einzelnen Bleche 13.1 und 14.1 bei der Herstellung gegeneinander anpressende Kräfte übertragen werden.In principle, there is also the possibility of inter alia between the individual cooling fins 13 and 14. To swirl the air flow generated by the fan 6, swirl elements 26 made of metal, for example of copper or of a copper alloy, which are also fastened with the help of DCB technology between the cooling fins 13 and 14 and during manufacture (DCB process) as Spacers act, via which the individual sheets 13.1 and 14.1 are transmitted during the production of pressing forces.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.The invention has been described above using an exemplary embodiment. It goes without saying that numerous changes and modifications are possible without thereby departing from the inventive concept on which the invention is based.
So ist es beispielsweise möglich, die Vertiefungen 21 und 21 a mit den Vorsprüngen 23 bzw. 23a und mit dem umlaufenden Rand 22 bzw. 22a auf andere Weise, z.B. durch Prägen des für die Bleche verwendeten Flachmaterials zu erzeugen, wiederum derart, dass die Bleche 13.1 bzw. 14.1 beim Prägen plan aufliegen, daher an ihrer der Vertiefung 21 bzw. 21 a abgewandten Seite plan oder im wesentlichen plan ausgebildet sind und an der anderen Seite lediglich die Vertiefung mit den Vorsprüngen und dem in sich geschlossenen umlaufenden Rand aufweisen, so dass dünne, von dem Kühlmittel durchströmte Kühllamellen erhalten sind. BezugszeichenlisteFor example, it is possible to produce the depressions 21 and 21a with the projections 23 and 23a and with the peripheral edge 22 and 22a in another way, for example by embossing the flat material used for the sheets, in such a way that the sheets 13.1 or 14.1 lie flat during embossing, therefore they are flat or essentially flat on their side facing away from the recess 21 or 21 a and on the other side they only have the recess with the projections and the closed peripheral edge, so that thin cooling fins through which the coolant flows are obtained. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 elektrisches oder elektronisches Bauelement, beispielsweise Prozessor1 electrical or electronic component, for example processor
2 Leiterplatte 3 Kühlvorrichtung2 circuit board 3 cooling device
4 Primärkühler 5 Sekundärkühler 6 Lüfter 7 Außenkühler 8 Umwälzpumpe 9 Druckausgleichsgefäß oder Reservoir4 primary cooler 5 secondary cooler 6 fan 7 external cooler 8 circulation pump 9 pressure compensation vessel or reservoir
10 Zwischenschicht 1 1 , 12 Kühlmittelleitung10 intermediate layer 1 1, 12 coolant line
13, 14 Kühllamelle13, 14 cooling fin
13.1 , 14.1 Lage oder Blech der Kühllamelle13.1, 14.1 Position or sheet of the cooling fin
15 Spalt zwischen zwei benachbarten Kühllamellen15 gap between two adjacent cooling fins
16 Kühllamelleninnenraum oder Kanal 17, 18 Anschluss16 interior of cooling fins or duct 17, 18 connection
17.1 , 18.1 Anschlussflansch oder Muffe17.1, 18.1 connecting flange or sleeve
19, 20 Öffnung19, 20 opening
21 , 21 a Vertiefung21, 21 a deepening
22, 22a umlaufender Rand 23, 23a Vorsprung22, 22a peripheral edge 23, 23a projection
24, 24a Pfosten24, 24a posts
25 Zwischenring25 intermediate ring
26 Verwirbelungselement oder Abstandhalter M Mittelachse 26 swirling element or spacer M central axis

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Vorrichtung zum Abführen von Verlustwärme von einem elektrischen oder elektronischen Bauelement (1) oder von einer Baugruppe an einen räumlich entfernten Außenkühler (7), mit einem zwischen dem Bauelement (1) oder der Baugruppe und dem Außenkühler (7) vorgesehenen Kuhlmittelkreislauf mit wenigstens einem vom Kühlmittel durchströmbaren Primärkühler (4) zur Aufnahme der Verlustwärme des Bauelementes (1) oder der Baugruppe und mit wenigstens einem von dem Kühlmittel durchström baren Sekundärkühler (5) am Außenkühler (7), wobei der Sekundärkühler (5) Vielzahl von Kühlrippen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen von Kühllamellen (13, 14) gebildet sind, die jeweils wenigstens einen von dem Kühlmittel durchströmbaren Kühllamelleninnenraum (16) aufweisen, dass jede Kühllamelle von wenigstens zwei flachen Lagen oder Blechen aus einem Metall hoher Wärmeleitfähigkeit besteht, und dass zur Bildung des Kühllamelleninnenraumes (16) an einander zugewandten Seiten wenigstens ein Blech mit wenigstens einer Vertiefung (21 , 21a) und mit einem die jeweilige Vertiefung umschließenden Rand (22, 22a) versehen ist, an dem die beiden Bleche dicht miteinander verbunden sind.1. Device for dissipating lost heat from an electrical or electronic component (1) or from an assembly to a spatially distant external cooler (7), with a coolant circuit provided between the component (1) or the assembly and the external cooler (7) with at least a primary cooler (4) through which the coolant can flow to absorb the heat loss of the component (1) or the assembly and with at least one secondary cooler (5) through which the coolant can flow on the external cooler (7), the secondary cooler (5) having a large number of cooling fins, characterized in that the cooling fins are formed by cooling fins (13, 14), each of which has at least one cooling fin interior (16) through which the coolant can flow, that each cooling fin consists of at least two flat layers or sheets made of a metal with high thermal conductivity, and that for Formation of the cooling fin interior (16) on mutually facing sides at least one sheet is provided with at least one recess (21, 21a) and with an edge (22, 22a) surrounding the respective recess, on which the two sheets are tightly connected to one another.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (21, 21 a) durch Entfernen und/oder Verdrängen des Blechmaterials gebildet sind, beispielsweise durch Ätzen und/oder Prägen.2. Device according to claim 1, characterized in that the depressions (21, 21 a) are formed by removing and / or displacing the sheet material, for example by etching and / or embossing.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Bleche (13.1, 14.1) zu der Kühllamelle (13, 14) durch DCB-Verfahren oder durch Aktivlötverfahren miteinander verbunden sind.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the at least two sheets (13.1, 14.1) to the cooling fin (13, 14) by DCB method or are connected to each other using active soldering processes.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (13.1, 14.1) im Bereich der Vertiefung (21, 21a) Vorsprünge (23, 23a) aufweisen, die mit ihrem freien Ende auf einem Niveau des die jeweilige Vertiefung (21, 21a) umschließenden Randes (22, 22a) liegen und so angeordnet sind, dass sich die Vorsprünge (23, 23a) der die jeweilige Kühllamelle (13, 14) bildenden Bleche (13.1, 14.1) sich zu durchgehenden Pfosten (24, 24a) innerhalb des jeweiligen Kühllamelleninnenraumes (16) ergänzen.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sheets (13.1, 14.1) in the area of the recess (21, 21a) have projections (23, 23a) which have their free end at a level of the respective recess ( 21, 21a) surrounding edge (22, 22a) and are arranged in such a way that the projections (23, 23a) of the sheets (13.1, 14.1) forming the respective cooling fin (13, 14) form continuous posts (24, 24a ) within the respective cooling fin interior (16).
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Blechen (13.1, 14.1) wenigstens zwei Öffnungen (19, 20) vorgesehen sind, die einen Einlass bzw. einen Auslass für das Kühlmittel bilden.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least two openings (19, 20) are provided in the sheets (13.1, 14.1), which form an inlet or an outlet for the coolant.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (13.1, 14.1) zu einer Mittelachse (M) spiegelsymmetrisch ausgebildet sind, so dass die Kühllamellen (13, 14) jeweils aus zwei identischen Blechen (13.1, 14.1) bestehen, von denen eines in einer ersten Orientierung und ein zweites in einer gewendeten Orientierung zum Sekundärkühler (5) mit einander verbunden sind.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sheets (13.1, 14.1) are designed to be mirror-symmetrical to a central axis (M), so that the cooling fins (13, 14) each consist of two identical sheets (13.1, 14.1). , one of which is connected to one another in a first orientation and a second in a reversed orientation to the secondary cooler (5).
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühllamellen (13, 14) mit den Öffnungen (19, 20) ihrer Bleche (13.1, 14.1) deckungsgleich angeordnet sind, und dass zwischen benachbarten Kühllamellen (13, 14) Zwischenstücke mit Öffnungen, beispielsweise Zwischenringe (25) vorgesehen sind, so dass die sich deckenden Öffnungen (19, 20) in den Blechen (13.1, 14.1) und die Öffnungen in den Zwischenstücken, beispielsweise Zwischenringen (25) sich zu wenigstens zwei die Kühllamelleninnenräume (16) schneidenden Kanälen zum Zuführen und Abführen des Kühlmittels ergänzen.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling fins (13, 14) are arranged congruently with the openings (19, 20) of their sheets (13.1, 14.1), and that there are intermediate pieces between adjacent cooling fins (13, 14). with openings, for example intermediate rings (25), are provided, so that the overlapping openings (19, 20) in the sheets (13.1, 14.1) and the openings in the intermediate pieces, for example intermediate rings (25) form at least two of the cooling fin interiors (16 ) intersecting channels for supplying and discharging the coolant.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder, die Kühllamelleninnenräume schneidende Kanal in ein Anschlussstück (17.1, 18.1) zum Anschließen des Sekundärkühlers (5) an den Kuhlmittelkreislauf mündet.8. Device according to claim 7, characterized in that each channel intersecting the cooling fin interiors opens into a connecting piece (17.1, 18.1) for connecting the secondary cooler (5) to the coolant circuit.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenstücke und/oder die Anschlüsse (17.1, 18.1) aus Metall, beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen.9. Device according to claim 8, characterized in that the intermediate pieces and / or the connections (17.1, 18.1) consist of metal, for example copper or a copper alloy or aluminum or an aluminum alloy.
lONorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenstücke und/oder die Anschlüsse (17.1, 18.1 mittels des DCB-Verfahrens oder des Aktivlötverfahrens mit den Kühllamellen (13, 14) verbunden sind.ION device according to claim 8 or 9, characterized in that the intermediate pieces and/or the connections (17.1, 18.1) are connected to the cooling fins (13, 14) by means of the DCB process or the active soldering process.
11.Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum oder Spalt (15) zwischen zwei benachbarten Kühllamellen (13, 14) jeweils ein Abstandhalter oder Verwirbelungselement (26) vorgesehen ist.11.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a spacer or swirling element (26) is provided in the space or gap (15) between two adjacent cooling fins (13, 14).
12. Kühler, insbesondere auch Sekundärkühler mit den Merkmalen eines der vorhergehenden Ansprüche.12. Cooler, in particular secondary cooler with the features of one of the preceding claims.
13. Kühler mit einer Vielzahl von Kühlrippen zum Kühlen eines elektrischen oder elektronischen Bauelementes (1) oder einer Baugruppe, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen von Kühllamellen (13, 14) gebildet sind, die jeweils wenigstens einen von dem Kühlmittel durchströmbaren Kühllamelleninnenraum (16) aufweisen, dass jede Kühllamelle von wenigstens zwei flachen Lagen oder Blechen aus einem Metall hoher Wärmeleitfähigkeit besteht, und dass zur Bildung des Kühllamelleninnenraumes (16) an einander zugewandten Seiten wenigstens ein Blech mit wenigstens einer Vertiefung (21 , 21a) und mit einem die jeweilige Vertiefung umschließenden Rand (22, 22a) versehen ist, an dem die beiden Bleche dicht miteinander verbunden sind.13. Cooler with a plurality of cooling fins for cooling an electrical or electronic component (1) or an assembly, characterized in that the cooling fins are formed by cooling fins (13, 14), each of which has at least one cooling fin interior (16) through which the coolant can flow. have that each cooling fin consists of at least two flat layers or sheets made of a metal with high thermal conductivity, and that in order to form the cooling fin interior (16), at least one sheet is provided on mutually facing sides with at least one recess (21, 21a) and with an edge (22, 22a) surrounding the respective recess, on which the two sheets are tightly connected to one another.
14. Kühler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (21, 21a) durch Entfernen und/oder Verdrängen des Blechmaterials gebildet sind, beispielsweise durch Ätzen und/oder Prägen.14. Cooler according to claim 13, characterized in that the depressions (21, 21a) are formed by removing and / or displacing the sheet metal material, for example by etching and / or embossing.
15. Kühler nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Bleche (13.1, 14.1) zu der Kühllamelle (13, 14) durch DCB-Verfahren oder durch Aktivlötverfahren miteinander verbunden sind.15. Cooler according to claim 13 or 14, characterized in that the at least two sheets (13.1, 14.1) are connected to one another to form the cooling fin (13, 14) by DCB processes or by active soldering processes.
16. Kühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (13.1, 14.1) im Bereich der Vertiefung (21, 21a) Vorsprünge (23, 23a) aufweisen, die mit ihrem freien Ende auf einem Niveau des die jeweilige Vertiefung (21, 21a) umschließenden Randes (22, 22a) liegen und so angeordnet sind, dass sich die Vorsprünge (23, 23a) der die jeweilige Kühllamelle (13, 14) bildenden Bleche (13.1, 14.1) sich zu durchgehenden Pfosten (24, 24a) innerhalb des jeweiligen Kühllamelleninnenraumes (16) ergänzen.16. Cooler according to one of the preceding claims, characterized in that the sheets (13.1, 14.1) in the area of the recess (21, 21a) have projections (23, 23a) which have their free end at a level of the respective recess ( 21, 21a) surrounding edge (22, 22a) and are arranged in such a way that the projections (23, 23a) of the sheets (13.1, 14.1) forming the respective cooling fin (13, 14) form continuous posts (24, 24a ) within the respective cooling fin interior (16).
17.Kühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Blechen (13.1 , 14.1) wenigstens zwei Öffnungen (19, 20) vorgesehen sind, die einen Einlass bzw. einen Auslass für das Kühlmittel bilden.17.Cooler according to one of the preceding claims, characterized in that at least two openings (19, 20) are provided in the sheets (13.1, 14.1), which form an inlet or an outlet for the coolant.
18. Kühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (13.1, 14.1) zu einer Mittelachse (M) spiegelsymmetrisch ausgebildet sind, so dass die Kühllamellen (13, 14) jeweils aus zwei identischen Blechen (13.1, 18. Cooler according to one of the preceding claims, characterized in that the sheets (13.1, 14.1) are designed to be mirror-symmetrical to a central axis (M), so that the cooling fins (13, 14) each consist of two identical sheets (13.1,
14.1) bestehen,-von denen eines in einer ersten Orientierung und ein zweites in einer gewendeten Orientierung zum Sekundärkühler (5) mit einander verbunden sind.14.1), one of which is connected to one another in a first orientation and a second in a reversed orientation to the secondary cooler (5).
19. Kühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühllamellen (13, 14) mit den Öffnungen (19, 20) ihrer Bleche (13.1, 14.1) deckungsgleich angeordnet sind, und dass zwischen benachbarten Kühllamellen (13, 14) Zwischenstücke mit Öffnungen, beispielsweise Zwischenringe (25) vorgesehen sind, so dass die sich deckenden Öffnungen (19, 20) in den Blechen (13.1, 14.1) und die Öffnungen in den Zwischenstücken, beispielsweise Zwischenringen (25) sich zu wenigstens zwei die Kühllamelleninnenräume (16) schneidenden Kanälen zum Zuführen und Abführen des Kühlmittels ergänzen.19. Cooler according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling fins (13, 14) are arranged congruently with the openings (19, 20) of their sheets (13.1, 14.1), and that there are intermediate pieces between adjacent cooling fins (13, 14). with openings, for example intermediate rings (25), are provided, so that the overlapping openings (19, 20) in the sheets (13.1, 14.1) and the openings in the intermediate pieces, for example intermediate rings (25) form at least two of the cooling fin interiors (16 ) intersecting channels for supplying and discharging the coolant.
20.Kühler nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass jeder, die Kühllamelleninnenräume schneidende Kanal in ein Anschlussstück (17.1, 18.1) zum Anschließen des Sekundärkühlers (5) an den Kuhlmittelkreislauf mündet20.Cooler according to claim 19, characterized in that each channel intersecting the interior of the cooling fins opens into a connecting piece (17.1, 18.1) for connecting the secondary cooler (5) to the coolant circuit
21. Kühler nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenstücke und/oder die Anschlüsse (17.1, 18.1) aus Metall, beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen.21. Cooler according to claim 20, characterized in that the intermediate pieces and / or the connections (17.1, 18.1) consist of metal, for example copper or a copper alloy or aluminum or an aluminum alloy.
22. Kühler nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenstücke und/oder die Anschlüsse (17.1, 18.1 mittels des DCB-Verfahrens oder des Aktivlötverfahrens mit den Kühllamellen (13, 14) verbunden sind.22. Cooler according to claim 20 or 21, characterized in that the intermediate pieces and / or the connections (17.1, 18.1) are connected to the cooling fins (13, 14) by means of the DCB process or the active soldering process.
23. Kühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum oder Spalt (15) zwischen zwei benachbarten Kühllamellen (13, 4) jeweils ein Abstandhalter oder Verwirbelungselement (26) vorgesehen ist. 23. Cooler according to one of the preceding claims, characterized in that in the space or gap (15) between two adjacent cooling fins (13, 4) a spacer or swirling element (26) is provided in each case.
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