Aluminium-Extrusionskühlkörper

Beschreibung

BEREICH DER ERFINDUNG

[0001] die vorliegende Erfindung betrifft Kühlkörper und insbesondere Kühlkörper oder Kühlgeräte zur Abkühlung eines elektronischen Geräts. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere, wenn auch nicht notwendigerweise ausschließlich, einen Kühlkörper für einen Mikroprozessor oder eine Zentraleinheit (CPU) und insbesondere ein sehr schnelles CPU-Gerät.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

[0002] Kühlkörper werden im Allgemeinen verwendet, um Wärme von einem Gerät weg zu übertragen, um eine Überhitzung des Geräts zu verhindern, die zu einem sofortigen oder vorzeitigen Ausfall des Geräts führen kann. In der Vergangenheit sind Kühlkörper vor allem für Leistungsgeräte wie Leistungsverstärker, Gleichrichter oder andere leistungselektronische Geräte wichtig und sind selten von Belang für die traditionellen "low-powered" Geräte wie Mikroprozessoren oder CPUs für Computer, insbesondere Mikro- oder Personal-Computer.

[0003] mit der rasanten Weiterentwicklung der Mikroelektronik in den letzten Jahrzehnten verbunden mit dem Ansturm der Komponentenhersteller, durch das Zusammendrücken einer ständig wachsenden Anzahl von Schaltungen auf einem einzigen IC-Chip, integrierten Schaltungen (IC), im Wettbewerb zu stehen, Und insbesondere Mikroprozessoren oder CPUs werden immer stärker integriert, wobei die Trennung zwischen benachbarten Schaltkreisen innerhalb eines einzigen IC-Chips immer weniger wird. Ein solcher Ansturm auf eine immer höhere Integrationsdichte von Schaltungen auf einem einzigen Chip ist besonders bei Mikroprozessorherstellern phänomenal, die unter ständigem Druck stehen, eine erhöhte Anzahl von Funktionen und damit Bauteilschaltungen auf einem einzigen Chip bereitzustellen, um Verbraucher anzuziehen. Gleichzeitig sind Mikroprozessorhersteller auch Rennen, um Mikroprozessoren mit sehr hohen Betriebstaktraten zu drehen. Tatsächlich stehen Mikroprozessoren mit Taktraten von 1, 7 GHz zur Verfügung und die Taktraten werden noch weiter steigen.

[0004] mit der extrem hohen Dichte der Schaltungsintegration und den hohen Betriebstaktraten wird jedoch die von einem einzelnen Mikroprozessor erzeugte Wärme zu einem wichtigen Thema. Es muss eine geeignete sofortige Kühlung bereitgestellt werden, um unerwünschte Wärme aus dem Mikroprozessor zu entfernen, um eine Ansammlung unerwünschter Wärme zu verhindern und sicherzustellen, dass der Mikroprozessor unter der maximal zulässigen Temperatur arbeitet. Eine ausreichende Kühlung ist erforderlich, um die Zuverlässigkeit des Geräts zu gewährleisten und das Gerät vor plötzlichem oder vorzeitigem Ausfall oder einer Unterbrechung zu schützen. Metallische Kühlkörper, die thermisch an einen Mikroprozessor gekoppelt sind, werden normalerweise verwendet, um die unerwünschte Wärme von den Mikroprozessoren abzuleiten.

[0005] herkömmliche Kühlkörper sind entweder vom integralen oder vom nicht-integralen Typ. Die nicht integrale Art von Kühlkörpern besteht in erster Linie aus einer Reihe von Einzelkomponenten, die zum Beispiel durch Schweißen, Befestigen oder Nieten zu einem kompletten Kühlkörper zusammengesetzt werden. Solche Kühlkörper sind ineffizient oder unzuverlässig wegen der unperfekten Verbindung zwischen den einzelnen Komponenten. Kühlkörper der integralen Art werden normalerweise aus einem Billet gebildet und hergestellt, entweder durch Heißextrusion, Schmieden, Druckguss, Schneiden oder Fräsen. Unter diesen Methoden wird die minimale Dicke der wärmeableitenden Lamellen für Kühlkörper, die durch Fräsen gebildet werden, etwa 1, 5 mm betragen. Die untere Grenze für alle praktischen Zwecke der Lücken zwischen benachbarten Lamellen wird gesagt, um etwa 2 mm, während die Höhe der Lamellen nicht mehr als 10-fache der Lücke. Mit diesen praktischen Einschränkungen sind gefräste Kühlkörper nicht für den Einsatz mit modernsten Mikroprozessoren geeignet. Andererseits haben die durch Schneiden und Druckguss gebildeten Kühlkörper eine derart schlechte Produktionseffizienz, dass es wirtschaftlich nicht möglich ist, sie in der industriellen Großproduktion zu übernehmen. Während Kühlkörper aus Heißextrusion relativ preiswert sind, ist es jedoch bekannt, dass die Dicke und die Neigung der Lamellen von Natur aus so begrenzt sind, dass die Wärmeableitung Eigenschaften solcher Kühlkörper unbefriedigend sind.

[0006] die Leistung eines Solid State-Kühlkörpers wird im Allgemeinen durch den Wärmeableitungsbereich gemessen, der in einem bestimmten Hüllenvolumen bereitgestellt werden kann, sowie durch die Effizienz oder Leichtigkeit des Luftstroms über die wärmeableitenden Elemente. Die Wärmeableitfläche pro Volumeneinheit kann durch die Reduzierung der Dicke der Wärmeableitglieder erhöht werden, während die Leichtigkeit des Flusses der Kühlluft über die Wärmeableitglieder durch sorgfältige Anordnung oder Ausrichtung der Wärmeableitglieder verbessert werden kann, um die zu reduzieren Widerstand gegen den Luftstrom. Daher ist es wünschenswert, verbesserte Solid State Kühlkörper mit einer erhöhten Wärmeableitung Fläche pro gegebenen Hüllkurvenvolumen des Kühlkörpers mit Wärmeableitung Mitglieder angeordnet in einer Weise, die weniger beständig gegen den Fluss der Kühlluft über die Wärmeableitung Mitglieder.

[0007] EIN üblicher Ansatz, um den Fluss der Kühlluft über die wärmeableitenden Elemente eines Kühlkörpers zu erhöhen, ist die Verwendung von elektrischen Lüftern, die neben einem Mikroprozessor montiert sind, um eine erzwungene Konvektion der Kühlluftströme zu verursachen. Obwohl ein elektrischer Lüfter manchmal effektiv ist, um die Wärmeableitung zu erhöhen, kann die übermäßige Abhängigkeit von einem elektrischen Lüfter gefährlich sein, da ein elektrischer Lüfter bekanntermaßen laut ist und eine begrenzte Lebensdauer und Zuverlässigkeit hat. Jede Unterbrechung des Lüfters kann zu Unterbrechungen oder Schäden am Mikroprozessor führen, was störend und unerwünscht sein kann. Darüber hinaus erhöht der Einsatz eines elektrischen Lüfters auch den Leistungsbedarf des Computers als Ganzes und ist für Laptop- oder Taschencomputer unerwünscht. Daher ist ein besonders für Mikroprozessoren geeigneter hocheffizienter Kühlkörper, der die Abhängigkeit von elektrischen Lüftern reduziert, verhindert oder sogar eliminiert, um eine ausreichende Wärmeableitung zu gewährleisten, sehr wünschenswert. Daher ist es wünschenswert, einen hocheffizienten Solid-State-Kühlkörper bereitzustellen, damit eine ausreichende Wärmeableitung von einem Hochgeschwindigkeits-Mikroprozessor durch den Kühlkörper erreicht werden kann, ohne auf einen elektrischen Lüfter angewiesen zu sein. Alternativ wird ein elektrischer Ventilator nur als Standby-Kühlgerät oder nur für Eventualfälle verwendet.