DE102009056290A1

DE102009056290A1 - Device for cooling e.g. micro processor, arranged on printed circuit board i.e. graphic card, of computer, has connecting unit i.e. blind hole, cooperating with another connecting unit i.e. thread, for removable mounting of coolers

Info

Publication number: DE102009056290A1
Application number: DE102009056290A
Authority: DE
Original assignee: ALPHACOOL GmbH
Current assignee: ALPHACOOL GmbH
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2011-06-09

Abstract

The device has a metallic heat dissipation plate (4) firmly connected with a printed circuit board (1). The dissipation plate has a side (5), which is turned towards the electronic components (2, 3) and is parallel to the printed circuit board and housings (6, 7) of the components. The dissipation plate comprises a connecting unit (9) i.e. blind hole, at another side (8), which is turned towards to the board, in a region (14) of the dissipation plate with strong heat input. The connecting unit cooperates with another connecting unit (13) i.e. thread, for removable mounting of coolers (10, 11).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung von auf einer Leiterplatte angeordneten elektronischen Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for cooling electronic components arranged on a printed circuit board according to the preamble of claim 1.

Es ist allgemein bekannt, dass elektronische Bauteile auf Leiterplatten von Computern befestigt und zu logischen Schaltungen oder Funktionseinheiten miteinander verbunden sind. Bei den elektronischen Bauteilen handelt es sich beispielsweise um Mikroprozessoren und Spannungswandler, bei deren Betrieb eine nicht unerhebliche Abwärme entsteht. Diese beeinträchtigt oberhalb einer individuellen Grenztemperatur die Leistungsfähigkeit des jeweiligen elektronischen Bauteils, weshalb diese üblicherweise passiv oder aktiv mittels Kühler bzw. Kühlkörper gekühlt werden.It is well known that electronic components are mounted on printed circuit boards of computers and interconnected to logic circuits or functional units. The electronic components are, for example, microprocessors and voltage transformers, the operation of which produces a considerable waste heat. This impairs above an individual limit temperature, the performance of the respective electronic component, which is why they are usually passively or actively cooled by means of radiator or heat sink.

Als passive Kühler kommen beispielsweise so genannte Rippenkühler zum Einsatz, die eine Kontaktplatte und mehrere daran angeordnete Kühlrippen aufweisen. Diese üblicherweise aus einem Leichtmetall bestehenden passiven Kühler sitzen mit ihrer Kontaktplatte unmittelbar oder unter Zwischenlage eines Wärmeleitmittels (beispielsweise einer Wärmeleitpaste) auf dem zu kühlenden elektronischen Bauteil und führen die überschüssige Wärme durch Abstrahlung und Konvektion an die umgebende Luft ab.For example, what are known as rib coolers are used as passive coolers, which have a contact plate and a plurality of cooling ribs arranged thereon. These passive radiators, which are usually made of a light metal, sit with their contact plate directly or with the interposition of a heat conducting agent (for example a thermal compound) on the electronic component to be cooled and remove the excess heat by radiation and convection to the surrounding air.

Als aktive Kühler werden beispielsweise so genannte Wasserkühler verwendet, deren Kontaktplatte ebenfalls unmittelbar oder über ein Wärmeleitmittel mit der Oberseite des elektronischen Bauteils in Kontakt ist. Der Wasserkühler leitet die Abwärme des elektronischen Bauteils von der Kontaktplatte in eine Kühlflüssigkeit, die üblicherweise Wasser ist. Das Wasser transportiert die Abwärme dann zu einem Wärmetauscher, welcher die Abwärme an die Umgebungsluft abgibt und das abgekühlte Wasser mittels einer Pumpe an den Wasserkühler zurückleitet.As an active cooler, for example, so-called water cooler are used, the contact plate is also directly or via a heat conducting with the top of the electronic component in contact. The water cooler directs the waste heat of the electronic component from the contact plate in a cooling liquid, which is usually water. The water then transports the waste heat to a heat exchanger, which releases the waste heat to the surrounding air and returns the cooled water by means of a pump to the water cooler.

Vor diesem Hintergrund sind bereits viele Vorrichtungen zur Kühlung von auf einer Leiterplatte beispielsweise eines Computers angeordneten elektronischen Bauteilen bekannt geworden. So offenbaren die US 6,421,240 B1 und die DE 694 30 159 T2 ( EP 0 641 023 B1 ) Kühlvorrichtungen für auf einer Leiterplatte angeordnete elektronische Bauteile, bei denen flächenparallel über der Leiterplatte und den Gehäusen der elektronischen Bauteile eine Wärmeabführplatte angeordnet ist, deren zu den elektronischen Bauteilen gerichtete Seite eine Topographie aufweisen, welche an die Bauhöhe der jeweiligen elektronischen Bauteile angepasst ist. Dadurch ist zu diesen Bauteilen ein vergleichsweise geringer Abstand vorhanden, in den ein Wärmeleitmittel platzierbar ist. Auf diese Weise kann die Abwärme der elektronischen Bauteile auf besonders kurzem Wege in die über der Leiterplatte angeordnete Wärmeabführplatte eingeleitet werden. Die Wärmeabfuhr aus dieser Wärmeabführplatte erfolgt mittels in derselben ausgebildeter oder aufgesetzter Kühlkanäle, welche ein Kühlmittel führen, das die Abwärme über einen Wärmetauscher an die Umgebungsluft abgibt.Against this background, many devices have already become known for cooling electronic components arranged on a printed circuit board, for example of a computer. This is what the US 6,421,240 B1 and the DE 694 30 159 T2 ( EP 0 641 023 B1 ) Cooling devices for arranged on a printed circuit board electronic components in which surface parallel to the printed circuit board and the housings of the electronic components, a Wärmeabführplatte is arranged whose side facing the electronic components have a topography, which is adapted to the height of the respective electronic components. As a result, a comparatively small distance is available for these components, in which a heat conduction can be placed. In this way, the waste heat of the electronic components can be introduced in a particularly short way in the heat dissipation plate arranged above the printed circuit board. The heat dissipation from this Wärmeabführplatte done by means formed in the same or attached cooling channels, which carry a coolant that releases the waste heat through a heat exchanger to the ambient air.

Einen ähnlichen Aufbau zeigt die aus der DE 689 18 442 T2 ( EP 0 409 918 B1 ) bekannt gewordene Flüssigkeitskühlvorrichtung für ein Multichip-Schaltungsmodul, bei dem jedoch auf jedes Abwärme erzeugendes elektronisches Bauteil einer Leiterplatte ein thermisch leitender Körper aufgesetzt ist, welche nach einer Ausführungsform jeweils individuell mit Rippenkühlkörpern in Kontakt stehen, welche die Abwärme an eine Kühlflüssigkeit abgeben.A similar structure shows from the DE 689 18 442 T2 ( EP 0 409 918 B1 ) Become known liquid cooling device for a multi-chip circuit module in which, however, on each waste heat-generating electronic component of a printed circuit board, a thermally conductive body is placed, which are in accordance with one embodiment individually individually with rib heat sinks in contact, which emit the waste heat to a cooling liquid.

Weiter ist bekannt, dass der technologische Fortschritt im Bereich der elektronischen Bauteile, insbesondere solcher, die in Computern eingesetzt werden, sehr schnell voranschreitet. So werden beispielsweise für Homecomputer, also solche Computer, die von Privatpersonen für Büroanwendungen und/oder Computerspiele genutzt werden, in vergleichsweise kurzen zeitlichen Abständen neue Graphikkarten entwickelt und zum Verkauf angeboten, die sich jeweils gegenüber dem Vorgängermodell durch einen schnelleren und besseren Betrieb auszeichnen sowie immer realistischer wirkende Graphik-Animationen erzeugen können.It is also known that technological progress in the field of electronic components, in particular those used in computers, is proceeding very rapidly. Thus, for example, for home computers, ie those computers that are used by private individuals for office applications and / or computer games, new graphics cards are developed and offered for sale in relatively short time intervals, each distinguished from the previous model by a faster and better operation and always can produce more realistic-looking graphics animations.

Bei all diesen Graphikkartenmodellen sind die eingangs genannten Kühler notwendig, um die während des Betriebs der dortigen elektronischen Bauteile entstehende Wärme aus deren Bereich abtransportieren zu können. Zwar sind diese Leiterplatten eines Computers vom Hersteller bereits mit ausreichend dimensionierten Kühlern an den elektronischen Bauteilen ausgestattet, die Eigentümer solcher Computer haben jedoch nicht selten den Wunsch, die Leistungsfähigkeit des Computers durch eine weitere Absenkung der Betriebstemperatur der elektronischen Bauteile bei möglichst gleichzeitig erhöhter Taktfrequenz derselben, insbesondere des Mikroprozessors, anzuheben. Außerdem wird durch die Nutzung von leistungsfähigeren Kühlern nicht selten ein deutlich leiserer Betrieb des Computers erzielt und ein Betrieb desselben oberhalb an sich erlaubter Umgebungstemperaturen ermöglicht.With all of these graphics card models, the coolers mentioned above are necessary in order to be able to remove the heat generated during operation of the electronic components there from their area. Although these printed circuit boards of a computer are already equipped by the manufacturer with sufficiently sized coolers on the electronic components, the owners of such computers often have the desire to improve the performance of the computer by further lowering the operating temperature of the electronic components with the same possible increased clock frequency of the same, especially the microprocessor, to lift. In addition, the use of more powerful coolers not infrequently achieves a significantly quieter operation of the computer and allows it to operate above allowed ambient temperatures.

Um diese verbesserten Betriebseigenschaften ihres Computers realisieren zu können, werden die an den Leiterplatten ursprünglich vorhandenen Kühler von den Eigentümern der Computer abgebaut und durch leistungsstärkere Kühler ausgetauscht. Üblicherweise werden dabei größere Passivkühler oder aktiv belüftete Passivkühler verwendet, oder vorhandene Passivkühler gegen Aktivkühler, also beispielsweise Wasserkühler, ausgetauscht.In order to realize these improved operating characteristics of their computer, the coolers originally present on the printed circuit boards are dismantled by the owners of the computers and replaced by more powerful coolers. Usually, larger passive coolers or actively ventilated passive coolers are used, or existing passive coolers are replaced by active coolers, for example water coolers.

Wenn nun der gleiche Computer nach 1 bis 2 Jahren Betriebszeit beispielsweise mit einer neuen Graphikkarte versehen werden soll, dann tritt das Problem auf, dass die an der alten Graphikkarte montierten Kühler aus mechanischen Gründen nicht an die neue Graphikkarte angebaut werden können. Dies liegt beispielsweise daran, dass die bei unterschiedlichen Graphikkarten oder Hautplatinen (Mainboard-Platinen) die im Betrieb wärmeintensiven elektronischen Bauteile an verschiedenen Orten angeordnet sind, aber auch daran, dass die Befestigungsmittel an den Kühlern sehr oft geometrisch nicht zu den dazu korrespondierenden Befestigungsmitteln an den genannten Leiterplatten passen. Aus diesem Gründen werden derzeit bei einem Austausch der Graphikkarte oder der Hauptplatine eines Computers die dort montierten Kühler mit entfernt und verschrottet. If the same computer is to be provided, for example, with a new graphics card after 1 to 2 years of operation, then the problem arises that the coolers mounted on the old graphics card can not be attached to the new graphics card for mechanical reasons. This is due, for example, to the fact that the electronic components which are heat-intensive in operation are arranged at different locations in the case of different graphics cards or mainboards (motherboard boards), but also because the fastening means on the coolers very often do not correspond geometrically to the fastening means corresponding thereto fit printed circuit boards. For this reason, when a replacement of the graphics card or the motherboard of a computer, the cooler mounted there are currently being removed and scrapped.

Da die Kühler vergleichsweise teuer und an sich technisch noch voll funktionsfähig sind, besteht ein Bedarf an einer Vorrichtung, die einerseits die Kühlung der viel Wärme erzeugenden elektronischen Bauteile einer Leiterplatte eines Computers sicherstellt, und die andererseits die Weiterverwendung von bereits vorhandenen Kühlern ermöglicht.Since the radiators are relatively expensive and technically still fully functional, there is a need for a device that on the one hand ensures the cooling of the high heat generating electronic components of a circuit board of a computer, and on the other hand allows the reuse of existing coolers.

Die Lösung dieser technischen Aufgabe ergibt sich durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.The solution of this technical problem is achieved by a device having the features of the main claim. Advantageous developments and refinements of the invention can be taken from the subclaims.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die gestellte Aufgabe gelöst werden kann, wenn die bekannte Wärmeabführplatte als Adapterplatte ausgebildet ist, an deren bauteilfernen Oberseite durch einen Computerbesitzer weitgehend individuell bereits vorhandene ältere, aber noch funktionsfähige Kühler an denjenigen Orten anbaubar sind, wo aufgrund der Aktivität der darunter liegenden elektronischen Bauteile der Eintrag großer Wärmemengen in die Wärmeabführplatte zu erwarten ist.The invention is based on the finding that the stated object can be achieved if the known Wärmeabführplatte is designed as an adapter plate on the component distant upper side by a computer owner largely individually existing older, but still functional coolers are attachable to those places where due Activity of the underlying electronic components of the entry of large amounts of heat is expected in the Wärmeabführplatte.

Die Erfindung betrifft daher eine Vorrichtung zur Kühlung von auf einer Leiterplatte angeordneten elektronischen Bauteilen, welche eine mit der Leiterplatte fest verbindbare metallische Wärmeabführplatte aufweist, die mit ihrer den elektronischen Bauteilen zugewandten ersten Seite weitgehend flächenparallel über der Leiterplatte und den Gehäusen der elektronischen Bauteilen angeordnet ist. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist vorgesehen, dass die Wärmeabführplatte an ihrer von der Leiterplatte wegweisenden zweiten Seite zumindest an Bereichen mit starkem Abwärmeeintrag erste Verbindungsmittel aufweist, die zum auswechselbaren Anbringen von Kühlern mit zweiten Verbindungsmitteln zusammenwirken.The invention therefore relates to a device for cooling arranged on a printed circuit board electronic components, which has a firmly connectable to the circuit board metallic Wärmeabführplatte, which is arranged with its electronic components facing the first side largely parallel to the surface over the circuit board and the housings of the electronic components. To achieve the object, it is provided that the heat dissipation plate on its side facing away from the circuit board second side at least at areas with heavy waste heat input first connecting means which cooperate for exchangeable attachment of coolers with second connecting means.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht es einem Computerbesitzer, bei einem Auswechseln einer alten Computer-Leiterplatte gegen eine neue Leiterplatte letztere mit der erfindungsgemäßen Wärmeabführplatte im Sinne einer Adapterplatte zu verbinden, auf deren bauteilfernen Oberseite er dann bereits in seinem Bestand befindliche Kühler, seien es nun Luft- oder Flüssigkeitskühler, anbringen und Kosten sparend wiederverwerten kann. Die besondere Konstruktion der Oberseite der Wärmeabführplatte bzw. die Anordnung erster Verbindungsmittel ermöglicht es dem Anwender, die vorhandenen Kühler in weiten Bereichen individuell an die abwärmetechnischen Gegebenheiten der neuen Leiterplatte angepasst an diese zu befestigen.The device according to the invention allows a computer owner to replace the replacement of an old computer circuit board against a new circuit board latter with the invention Wärmeabführplatte in the sense of an adapter plate, on the component remote top he then already in its inventory cooler, be it now Air or liquid cooler, attach and can save costs. The special construction of the top of the heat dissipation plate or the arrangement of the first connection means allows the user to attach the existing radiator in wide areas individually adapted to the waste heat technical conditions of the new circuit board to this.

Entsprechend einer Weiterbildung der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die ersten Verbindungsmittel zum auswechselbaren Befestigen der Kühler als Sacklochbohrungen mit Gewinde und die zweiten Verbindungsmittel als Schrauben ausgebildet sind. Demnach werden die Kühler mittels Schraubverbindungen an der Wärmeabführplatte befestigt.According to a development of the device according to the invention it is provided that the first connecting means for interchangeable mounting of the radiator are formed as blind holes with threaded and the second connecting means as screws. Accordingly, the radiator are fastened by means of screw on the Wärmeabführplatte.

Gemäß einer Variante ist es auch möglich, dass die Wärmeabführplatte an ihrer bauteilfernen Oberseite lediglich Sacklochbohrungen aufweist, in die Gewinde schneidende Schrauben einschraubbar sind.According to a variant, it is also possible that the heat dissipation plate has on its component-distant upper side only blind holes in the thread cutting screws can be screwed.

Ein Ankleben der Kühler auf der vorzugsweise durchgehend planen bauteilfernen Oberseite der Wärmeabführplatte ist ebenfalls sehr gut möglich, jedoch wird dadurch deren einfache Auswechselbarkeit beeinträchtigt.Sticking the radiator on the preferably continuously planning component remote upper side of the Wärmeabführplatte is also very possible, but this affects their ease of interchangeability.

In diesem Zusammenhang ist bevorzugt vorgesehen, dass die als Schrauben ausgebildeten zweiten Verbindungsmittel durch Aufnahmeöffnungen in den Kühlern oder durch Aufnahmeöffnungen von mit den Kühlern verbundenen Befestigungsarmen geführt werden können. Sofern die Befestigungsarme schwenkbar an dem jeweiligen Kühler angeordnet sind, können die Kühler selbst gegenüber den fixen Bohrungspositionen der ersten Befestigungsmittel der Wärmeabführplatte verschwenkt und so ihre Position weitgehend optimal an den Ort der Wärmequelle angepasst werden. Diese Befestigung der Kühler wird vorzugsweise von dem Erwerber einer erfindungsgemäßen Wärmeabführplatte durchgeführt, es können aber auch Wärmeabführplatten verkauft werden, die bereits auswechselbar montierte Kühler tragen.In this context, it is preferably provided that the second connecting means designed as screws can be guided through receiving openings in the radiators or through receiving openings of fastening arms connected to the radiators. If the fastening arms are arranged pivotably on the respective radiator, the radiators themselves can be pivoted relative to the fixed bore positions of the first fastening means of the heat exhaust plate, and thus their position can be adapted largely optimally to the location of the heat source. This attachment of the radiator is preferably carried out by the purchaser of a Wärmeabführplatte invention, but it can also be sold Wärmeabführplatten already wear replaceable mounted radiator.

In weiterer Ausgestaltung der Wärmeabführplatte kann vorgesehen sein, dass an der Wärmeabführplatte zwischen zumindest zwei der ersten Verbindungsmittel eine Aufstellfläche zum Aufsetzen zumindest eines der Kühler ausgebildet ist. Im einfachsten Fall ist diese Aufstellfläche durch zwei, drei, vier oder mehr der Sacklochbohrungen in ihrer Ausdehnung begrenzt.In a further embodiment of the Wärmeabführplatte can be provided that is formed on the Wärmeabführplatte between at least two of the first connecting means a footprint for placing at least one of the radiator. in the In the simplest case, this footprint is limited by two, three, four or more of the blind holes in their extension.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die als Sacklochbohrungen ausgebildeten ersten Verbindungsmittel an der Wärmeabführplatte in Reihen am Rand einer jeden Aufstellfläche angeordnet sind. Dadurch kann der exakte Befestigungsort des jeweiligen Kühlers besonders einfach an die genaue Position der Wärmequelle an der Wärmeabführplatte angepasst werden. Auf einer solchen Wärmeabführplatte können jedoch auch größere Bereiche frei gehalten werden, die zum Wärme übertragenden Ankleben von Kühlern dienen.According to a preferred embodiment, it is provided that the formed as blind holes first connecting means are arranged on the heat dissipation plate in rows on the edge of each footprint. Thereby, the exact mounting location of the respective radiator can be particularly easily adapted to the exact position of the heat source on the Wärmeabführplatte. On such a heat dissipation plate, however, larger areas can be kept free, which are used for heat-transfer adhesive gluing of coolers.

Bevorzugt ist die Wärmeabführplatte derartig ausgebildet, dass an dieser eine Mehrzahl von Luftkühlern und/oder Wasserkühlern angeordnet und befestigt werden können, wobei gemäß einer Ausführungsform die konkreten Befestigungsorte der Kühler an den Ort der im Betrieb besonders heißen elektronischen Bauteile der jeweiligen Leiterplatte adaptiert bzw. angepasst ist.Preferably, the Wärmeabführplatte is designed such that at this a plurality of air coolers and / or water coolers can be arranged and attached, adapted according to an embodiment, the concrete mounting locations of the radiator to the location of the particularly hot in operation electronic components of the respective circuit board or adapted is.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäß vergleichsweise dicke Wärmeabführplatte aufgrund ihrer Abmessungen eine relativ große Wärmekapazität hat. Hierdurch wird die Abwärme von lokal eng begrenzt angeordneten Wärmequellen vorteilhaft auf eine größere Fläche in der Wärmeabführplatte verteilt. Zudem ist bei einer Wärmeabführplatte mit einer vergleichsweise großen Wandstärke deren Wärmeleitwiderstand auf den physikalisch kleinstmöglichen Wert reduziert.At this point it should be noted that the invention comparatively thick heat dissipation plate has a relatively large heat capacity due to their dimensions. As a result, the waste heat is distributed from locally tightly limited heat sources advantageously on a larger area in the Wärmeabführplatte. In addition, in a Wärmeabführplatte with a comparatively large wall thickness whose thermal resistance is reduced to the physically smallest possible value.

Um eine weitgehend beliebige Anordnung der Kühler auf der bauteilfernen Seite der Wärmeabführplatte ermöglichen zu können, weist diese gemäß einer speziellen Ausführungsform eine große Anzahl von ersten Verbindungsmitteln auf, die rasterförmig mit in Form von sich kreuzenden Spalten und Zeilen über große Bereiche der Wärmeabführplatte verteilt angeordnet sind.In order to enable a largely arbitrary arrangement of the radiator on the component remote side of the Wärmeabführplatte, this has, according to a specific embodiment, a large number of first connection means which are arranged in a grid shape distributed in the form of intersecting columns and rows over large areas of the Wärmeabführplatte ,

Die Wärmeabführplatte besteht vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung, die mit Kupfer oder Nickel beschichtet oder eloxiert ist. Im Vergleich zu dem Werkstoff Kupfer hat Aluminium zwar eine geringere Wärmeleitfähigkeit, eine aus einer Aluminiumlegierung hergestellte Wärmeabführplatte hat aber eine höhere Wärmekapazität und ist vergleichsweise leicht sowie kostengünstig herstellbar. Durch ihr geringes Gewicht belastet eine aus einer Aluminiumlegierung hergestellte Wärmeabführplatte zudem diejenige Halterung der Leiterplatte auch nicht so stark, mit der diese am dem Computergehäuse befestigt ist.The heat dissipation plate is preferably made of an aluminum alloy coated or anodized with copper or nickel. Although aluminum has a lower thermal conductivity compared to the material copper, a Wärmeabführplatte made of an aluminum alloy but has a higher heat capacity and is relatively easy and inexpensive to produce. Due to their low weight, a heat dissipation plate made of an aluminum alloy also does not load the holder of the printed circuit board so strongly with which it is fastened to the computer housing.

In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die den elektronischen Bauteilen zugewandete erste Seite der Wärmeabführplatte eine Topographie aufweist, welche an die Bauhöhen der jeweiligen elektronischen Bauteile angepasst ist. Hierdurch ist ein vergleichsweise geringer Abstand der Wärmeabführplatte zu der Gehäuseoberseite der elektronischen Bauteile möglich, welches den Wärmeübergang in die Wärmeabführplatte erleichtert. Weiter ist es durch diese Bauweise möglich, dass zwischen den jeweiligen Oberseiten der Gehäuse der elektronischen Bauteile und der Wärmeabführplatte eine dünne Schicht eines Wärmeleitmittels anbringbar ist, wodurch die Wärmeleitung noch weiter verbessert wird.In a further embodiment it can be provided that the electronic components facing first side of the Wärmeabführplatte has a topography, which is adapted to the heights of the respective electronic components. As a result, a comparatively small distance between the heat dissipation plate to the housing top side of the electronic components is possible, which facilitates the heat transfer into the Wärmeabführplatte. Further, it is possible by this construction that between the respective upper sides of the housing of the electronic components and the Wärmeabführplatte a thin layer of a heat conducting agent is attached, whereby the heat conduction is further improved.

Bei einer anderen Variante der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmeabführplatte aus zwei einzelnen, flächenparallel miteinander verbindbaren Platten besteht, dass in zumindest einer dieser beiden Platten zumindest eine Nut ausgebildet ist, dass diese zumindest eine Nut zur Bildung eines Kanals von der anderen Platte abgedeckt ist, und dass diese Nut bzw. dieser Kanal über diejenigen Bereiche der zugeordneten Leiterplatte geführt ist, in die im Vergleich zu kühleren Nachbarbereichen durch den Betrieb der elektronischen Bauteile ein erhöhter Wärmeeintrag zu erwarten ist.In another variant of the device according to the invention it is provided that the Wärmeabführplatte consists of two individual, surface-parallel interconnectable plates that in at least one of these two plates at least one groove is formed, that this at least one groove to form a channel from the other Plate is covered, and that this groove or channel is guided over those areas of the associated circuit board, in which compared to cooler neighboring areas by the operation of the electronic components, an increased heat input is expected.

Durch diese Konstruktion ist es möglich, zusätzlich zu den auf der bauteilfernen Seite der Wärmeabführplatte anzuordnenden Kühlern die Wärmeabführplatte sozusagen von innen zu kühlen. Dazu wird der zumindest eine Kühlmittelkanal gezielt durch diejenigen Bereiche der Wärmeabführplatte geführt, die oberhalb der zu kühlenden elektronischen Bauteile der zugeordneten Leiterplatte angeordnet sind. Die so ausgebildete Gesamtvorrichtung kann durch die umfangreichen Kühlmittel die elektronischen Bauteile auch in sehr heißen Räumen oder Umgebungen auf vorteilhafte geringe Betriebstemperaturen bringen. So ist der Einsatz einer derartig ausgebildeten erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung beispielsweise auch bei nur aus einer Leiterplatte bestehenden Computern sinnvoll, die ortsnah an sehr heißen Produktionsprozessen eingesetzt werden müssen.With this construction, it is possible to cool the heat dissipation plate from the inside, in addition to the coolers to be arranged on the component distant side of the heat dissipation plate. For this purpose, the at least one coolant channel is selectively guided through those regions of the heat removal plate, which are arranged above the electronic components to be cooled of the associated printed circuit board. The overall device thus formed can bring the electronic components even in very hot rooms or environments on advantageous low operating temperatures by the extensive coolant. Thus, the use of such a cooling device according to the invention, for example, also makes sense in computers consisting of only one circuit board, which must be used locally at very hot production processes.

Im Zusammenhang mit der gerade erwähnten Variante der Erfindung ist bevorzugt vorgesehen, dass die Nut bzw. der Kanal in der zweitteiligen Wärmeabführplatte in den Bereichen mit erhöhtem Wärmeeintrag bzw. im Bereich der Befestigungsorte einen mäanderförmigen Verlauf aufweist, wodurch die an diesem Ort konzentrierte Wärmeabführfläche des zumindest einen Kanals pro Flächeneinheit vorteilhaft erhöht ist.In connection with the just mentioned variant of the invention, it is preferably provided that the groove or the channel in the two-part Wärmeabführplatte in the areas with increased heat input or in the region of the mounting points has a meandering course, whereby concentrated at this location heat dissipation surface of at least one channel per unit area is advantageously increased.

Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass die Nut bzw. der Kanal in der zweitteiligen Wärmeabführplatte über einen Zuführanschluss mit einer von einem separaten Flüssigkeitskühler kommenden Zulaufleitung und über einen Abführanschluss mit einer zu dem separaten Flüssigkeitskühler führenden Abführleitung verbindbar ist. Selbstverständlich können diese Leitungen auch mit einem Flüssigkeitskühler verbunden werden, der direkt auf der zweitteiligen Wärmeabführplatte befestigt ist. Eine Elektropumpe transportiert die Kühlflüssigkeit.Further, it is preferably provided that the groove or the channel in the two-part Wärmeabführplatte via a feed connection with a coming from a separate liquid cooler Supply line and a discharge port with a leading to the separate liquid cooler discharge line is connectable. Of course, these lines can also be connected to a liquid cooler, which is mounted directly on the two-part Wärmeabführplatte. An electric pump transports the coolant.

Außerdem wird es als vorteilhaft erachtet, wenn vorgesehen ist, dass die Wärmeabführplatte zur festen Verbindung mit einer als Graphik-Karte oder als Mainboard-Platine eines Computers ausgebildeten Leiterplatte ausgebildet ist, und dass die Wärmeabführplatte dort einen Ausschnitt aufweist, wo direkt an der Leiterplatte ein gesonderter Kühler für einen Mikroprozessor angeordnet ist. Durch diesen Aufbau ist vorteilhaft der besonders hohe Kühlbedarf eines Mikroprozessors berücksichtigt, der mittels eines nicht von der Leiterplatte entfernbaren gesonderten Hochleistungskühlers kühlbar ist.Moreover, it is considered advantageous if it is provided that the Wärmeabführplatte is formed for fixed connection with a designed as a graphics card or motherboard board of a computer circuit board, and that the Wärmeabführplatte there has a section where directly to the circuit board separate cooler is arranged for a microprocessor. Due to this construction, the particularly high cooling requirement of a microprocessor which can be cooled by means of a separate high-performance cooler which can not be removed from the printed circuit board is advantageously taken into account.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Leiterplatte weitgehend flächenparallel zwischen zwei Wärmeabführplatten angeordnet und an diesen befestigt ist. Dabei ist die erste Wärmeabführplatte über erste Wärmeleitmittel in Kontakt mit Abwärme erzeugenden elektronischen Bauteilen, während die zweite Wärmeabführplatte über zweite Wärmeleitmittel mit denjenigen Stellen der Leiterplatte in Wärme leitendem Kontakt ist, welche sich an der Leiterplatte gegenüber den Befestigungsorten der Abwärme erzeugenden elektronischen Bauteile befinden.According to another embodiment of the device according to the invention it is provided that the printed circuit board is arranged largely parallel to the surface between two Wärmeabführplatten and fixed thereto. In this case, the first heat dissipation via first heat conduction in contact with waste heat generating electronic components, while the second heat dissipation via second heat conduction with those points of the circuit board in heat conductive contact, which are located on the circuit board opposite the mounting locations of the waste heat generating electronic components.

Demnach ist die Leiterplatte sandwichartig zwischen zwei Wärmeabführplatten eingefasst. Die erste Wärmeabführplatte ist dabei der Oberseite und die zweite Wärmeabführplatte ist der Unterseite der Leiterplatte zugeordnet. Zwar steht die zweite Wärmeabführplatte mit den viel Abwärme erzeugenden elektronischen Bauelementen nur indirekt, nämlich unter Zwischenlage des Werkstoffs der Leiterplatte in wärmetechnischen Kontakt, dies reicht aber aus, um zusätzlich Abwärme von besonders heißen Stellen der Leiterplatte fortzuschaffen.Thus, the circuit board is sandwiched between two heat dissipation plates. The first heat dissipation plate is the top and the second heat dissipation plate is associated with the bottom of the circuit board. Although the second Wärmeabführplatte with the waste heat generating electronic components only indirectly, namely with the interposition of the material of the circuit board in thermal engineering contact, but this is sufficient to remove additional waste heat from hot spots of the circuit board.

Die erwähnten Wärmeleitmittel können als Wärmeleitpaste oder als Wärmeleitkissen ausgebildet sein, wobei die Wärmeleitpaste dort zum Einsatz gelangt, wo eine Wärmeabführplatte direkt dem zu kühlenden elektronischen Bauteil gegenüber angeordnet ist. Wärmeleitkissen eigenen sich besonders gut dort, wo eine Wärmeabführplatte nur mittelbar in Kontakt mit dem elektronischen Abwärmeerzeuger ist, also vorzugsweise zum Anpressen an die Rückseite einer Leiterplatte.The heat conduction means mentioned may be formed as thermal paste or as thermal pad, wherein the thermal compound is used there, where a heat dissipation plate is arranged directly opposite the electronic component to be cooled. Wärmeleitkissen are particularly well where a Wärmeabführplatte is only indirectly in contact with the electronic waste heat, so preferably for pressing against the back of a circuit board.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die zweite Wärmeabführplatte, also diejenige, die bevorzugt der Unterseite der Leiterplatte zugeordnet ist, eine Oberflächentopographie mit Senken und Erhebungen aufweist. Diese Senken und Erhebungen dienen zur Befestigung von Wärmeleitkissen, die elektrisch isolierend ausgebildet und an den heißen Stellen der Leiterplatte gegen deren Unterseite oder dort angeordnete elektronische Bauteile pressbar sind.According to another embodiment, it is provided that the second heat dissipation plate, ie the one which is preferably assigned to the underside of the printed circuit board, has a surface topography with depressions and elevations. These sinks and elevations are used for fastening of heat-conducting, which are electrically insulating and can be pressed at the hot spots of the circuit board against the bottom or arranged there electronic components.

Schließlich sei erwähnt, dass die beiden Wärmeabführplatten vorzugsweise jeweils eine Dicke von 3 mm bis 5 mm aufweisen, so dass diese eine recht große Wärmekapazität und Steifigkeit aufweisen.Finally, it should be mentioned that the two Wärmeabführplatten preferably each have a thickness of 3 mm to 5 mm, so that they have a fairly large heat capacity and rigidity.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Hierin zeigtThe invention will be further explained with reference to embodiments shown in a drawing. Herein shows

1 einen schematischen Längsschnitt durch eine mit elektronischen Bauteilen bestückte Leiterplatte und eine daran befestigte Kühlvorrichtung mit Wärmeabführplatte und Kühlern, 1 3 shows a schematic longitudinal section through a printed circuit board equipped with electronic components and a cooling device with heat removal plate and coolers attached thereto,

2 eine Darstellung wie in 1, jedoch mit einer zweiteiligen Wärmeabführplatte, 2 a representation like in 1 but with a two-part heat dissipation plate,

3 die Leiterplatte und die Kühlvorrichtung gemäß 1 in einer Draufsicht, 3 the circuit board and the cooling device according to 1 in a plan view,

4 die Leiterplatte und die Kühlvorrichtung gemäß 2 in einer Draufsicht, und 4 the circuit board and the cooling device according to 2 in a plan view, and

5 einen schematischen Längsschnitt durch eine mit elektronischen Bauteilen bestückte Leiterplatte, die beidseitig zwischen zwei Wärmeabführplatten eingefasst ist. 5 a schematic longitudinal section through a populated with electronic components circuit board, which is enclosed on both sides between two Wärmeabführplatten.

Demnach zeigt 1 in einem schematischen Längsschnitt eine Leiterplatte 1, die mit elektronischen Bauteilen 2, 3 bestückt ist. Dabei sind die Bauteile 2 als solche ausgebildet, die im Betrieb vergleichsweise geringe Abwärme produzieren, während die Bauteile 3 solche sind, die vergleichsweise viel Abwärme produzieren. Die elektronischen Bauteile 2, 3 weisen ein Gehäuse 6, 7 auf, aus dem in bekannter Weise Kontaktbeine 25 herausragen. Diese Kontaktbeine sind durch die Leiterplatte 1 gesteckt und dort mit nicht sichtbaren Leiterbahnen verlötet.Accordingly, shows 1 in a schematic longitudinal section, a circuit board 1 involving electronic components 2 . 3 is equipped. Here are the components 2 designed as such, which produce relatively low waste heat during operation, while the components 3 are those that produce comparatively much waste heat. The electronic components 2 . 3 have a housing 6 . 7 on, from the contact legs in a known manner 25 protrude. These contact legs are through the circuit board 1 plugged and soldered there with invisible traces.

Gegenüber der mit den elektronischen Bauteilen 2, 3 bestückten Leiterplatte 1 ist eine Wärmeabführplatte 4 derartig angeordnet, dass deren zu den Bauteilen 2, 3 weisende Seite 5 weitgehend flächenparallel zu der Oberseite der Leiterplatte 1 und zu der Oberseite der Bauteilgehäuse 6, 7 ausgerichtet ist. Die Wärmeabführplatte 4 weist zur Ermöglichung eines für eine Wärmeübertragung auf dieselbe vorteilhaft geringen Abstandes zu den elektronischen Bauteilen 2, 3 bauteilseitig eine Oberflächentopographie auf, die an die Oberflächentopographie der mit den Bauteilen 2, 3 bestückten Leiterplatte 1 angepasst ist. Demnach sind die Bauteilgehäuse 6, 7 zumindest teilweise in Vertiefungen in derjenigen Seite 5 der Wärmeabführplatte 4 aufgenommen, die zur Leiterplatte 1 zeigt.Opposite with the electronic components 2 . 3 equipped printed circuit board 1 is a heat dissipation plate 4 arranged such that their to the components 2 . 3 pointing page 5 largely parallel to the surface of the top of the circuit board 1 and to the top of the component housing 6 . 7 is aligned. The heat dissipation plate 4 has to allow for a heat transfer to the same advantageously small distance to the electronic components 2 . 3 On the component side, a surface topography corresponding to the surface topography of the components 2 . 3 equipped printed circuit board 1 is adjusted. Accordingly, the component housing 6 . 7 at least partially in depressions in that side 5 the heat dissipation plate 4 taken to the circuit board 1 shows.

Zur Verbesserung des Wärmetransports zwischen den Bauteilgehäusen 6, 7 und der Wärmeabführplatte 4 ist zwischen diesen eine dünne Schicht eines Wärmeleitmittels 16, beispielsweise eine Wärmeleitpaste, angeordnet.To improve the heat transfer between the component housings 6 . 7 and the heat dissipation plate 4 is between these a thin layer of heat conduction 16 , For example, a thermal paste, arranged.

Wie das wenig Abwärme erzeugende elektronische Bauteil 2 veranschaulicht, ist an diesem kein Wärmeleitmittel 16 angebracht.Like the little waste heat generating electronic component 2 illustrates, is at this no heat conduction 16 appropriate.

Die Wärmeabführplatte 4 weist an ihrem umfangsbezogenen Ende zumindest einen Verbindungsbereich 27 auf, mit dem diese auf der Oberseite der Leiterplatte 1 aufsitzt. Dieser Verbindungsbereich 27 ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet und ragt an der Wärmeabführplatte 4 am weitesten in Richtung zur Leiterplatte 1 vor. Die Wärmeabführplatte 4 und die Leiterplatte 1 weisen zur Verbindung derselben Bohrungen 39, 43 auf, durch die Schrauben 28 gesteckt und mit jeweils einer Mutter 29 verbunden sind.The heat dissipation plate 4 has at least one connection area at its peripheral end 27 on, with these on the top of the circuit board 1 seated. This connection area 27 is preferably annular and protrudes on the Wärmeabführplatte 4 furthest towards the circuit board 1 in front. The heat dissipation plate 4 and the circuit board 1 have to connect the same holes 39 . 43 on, through the screws 28 stuck and each with a mother 29 are connected.

Wie die 1 und 2 verdeutlichen, weist die Leiterplatte 1 und damit auch die Wärmeabführplatte 4 Bereiche 14 auf, die beim Betrieb der elektronischen Bauteile 2, 3 wegen deren Wärmeerzeugung heißer sind als die dazu benachbarten Bereiche 21. Gemäß der Erfindung ist die Wärmeabführplatte 4 abweichend vom Stand der Technik derart ausgebildet, dass in den Bereichen 14 mit großer Wärmeabstrahlung Kühler 10, 11 auswechselbar befestigbar sind. Diese heißeren Bereiche 14 können in Abhängigkeit von der Anordnung der elektronischen Bauteile 2, 3 auf der darunter angeordneten Leiterplatte 1 unterschiedlich groß und an verschiedenen Orten der Leiterplatte bzw. der Wärmeabführplatte 4 angeordnet sein.As the 1 and 2 clarify, assigns the circuit board 1 and thus also the heat dissipation plate 4 areas 14 on when operating the electronic components 2 . 3 because of their heat generation are hotter than the adjacent areas 21 , According to the invention, the heat dissipation plate 4 Deviating from the prior art designed such that in the areas 14 with large heat radiator radiator 10 . 11 are exchangeable fastened. These hotter areas 14 may depend on the arrangement of the electronic components 2 . 3 on the printed circuit board underneath 1 different sizes and at different locations of the circuit board or the Wärmeabführplatte 4 be arranged.

Die Kühler 10 sind dabei als Rippenkühler mit einer Kontaktplatte 26 und daran abstehenden Kühlrippen ausgebildet, während der in diesem Ausführungsbeispiel einzige Flüssigkeitskühler 11 ein hohles und mit Wärmeaustauschflächen versehenes Gehäuse mit ebenfalls eine Kontaktplatte 26 sowie mit einem Zuleitungsanschluss 32 und einem Ableitungsanschluss 33 für eine Kühlflüssigkeit führende Leitungen aufweist.The coolers 10 are doing as a rib cooler with a contact plate 26 and projecting cooling fins formed during the only in this embodiment, liquid cooler 11 a hollow and provided with heat exchange surfaces housing also with a contact plate 26 as well as with a supply connection 32 and a drain connection 33 having for a coolant leading lines.

Die Kühler 10, 11 sitzen mit ihren Kontaktplatten 26 an ihren Aufstellflächen 15 plan auf der bauteilfernen zweiten Seite 8 der Wärmeabführplatte 4, wobei zur Verbesserung des Wärmetransports zwischen den Kontaktplatten 26 und der zweiten Seite 8 der Wärmeabführplatte 4 eine Wärmeleitpaste 16 angeordnet sein kann.The coolers 10 . 11 sit with their contact plates 26 on their installation surfaces 15 plan on the component distant second page 8th the heat dissipation plate 4 , wherein for improving the heat transfer between the contact plates 26 and the second page 8th the heat dissipation plate 4 a thermal grease 16 can be arranged.

In den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen verfügen die Kühler 10, 11 über Befestigungsarme 30, 31, die rechtwinklig oder aber unter einem von 90° abweichenden Winkel an den Kontaktplatten 26 der Kühler 10, 11 fest oder schwenkbeweglich angeordnet sind. Außerdem weisen die Befestigungsarme 30, 31 Bohrungen oder Langlöcher 35 auf.In the embodiments shown in the figures, the radiators have 10 . 11 via attachment arms 30 . 31 at right angles or at an angle other than 90 ° to the contact plates 26 the cooler 10 . 11 are arranged fixed or pivotable. In addition, the attachment arms 30 . 31 Holes or slots 35 on.

Zur Befestigung der Kühler 10, 11 an der Wärmeabführplatte 4 sind in diesem Ausführungsbeispiel an deren bauteilfernen zweiten Seite 8 erste Verbindungsmittel 9 in Form von Sacklochbohrungen mit Schraubgewinden ausgebildet, in die als Gewindeschrauben ausgebildete zweite Verbindungsmittel 13 einschraubbar sind. Diese Gewindeschrauben 13 werden dazu durch die genannten Bohrungen oder Langlöcher 35 der Befestigungsarme 30, 31 gesteckt und in den Sacklochbohrungen 9 der Wärmeabführplatte 4 festgeschraubt. Die Langlöcher 35 in den Befestigungsarmen 30, 31 ermöglichen im gewissen Umfang eine Verschiebung der Kühler 10, 11 auf der Wärmeabführplatte 4, so dass diese optimal in den Bereichen 14 mit der größten Wärmeabstrahlung positionierbar sind. Selbstverständlich können aber auch Kühler mit fest vorgegebenen Bohrungen zur Hindurchführung der Gewindeschrauben verwendet werden.For fixing the radiator 10 . 11 on the heat dissipation plate 4 are in this embodiment at the component remote second page 8th first connection means 9 formed in the form of blind holes with screw threads in the formed as threaded screws second connecting means 13 can be screwed. These screws 13 be through the mentioned holes or slots 35 the attachment arms 30 . 31 stuck and in the blind holes 9 the heat dissipation plate 4 screwed. The long holes 35 in the attachment arms 30 . 31 allow to a certain extent a displacement of the radiator 10 . 11 on the heat dissipation plate 4 so that these are optimal in the areas 14 can be positioned with the largest heat radiation. Of course, but also cooler with fixed holes for the passage of the threaded screws can be used.

Wie die 1 und 2 verdeutlichen, können unterschiedliche Kühler 10, 11 an unterschiedlichen Orten 14, 21 auf der Wärmeabführplatte 4 befestigt werden. Dazu können neue oder bereits vorhandene Kühler 10, 11 verwendet werden, beispielsweise solche, die ein Computerbesitzer bereits in seinem Bestand hat. Die Befestigungsarme 30, 31 und die Langlöcher 35 an den Kühlern 10, 11 ermöglichen eine recht genaue Positionierung der Kühler 10, 11 oberhalb der vergleichsweise viel Abwärme erzeugenden elektronischen Bauteile 2, 3. Dabei kann es durchaus vorkommen, dass die Aufstellfläche 15 des Kühlers 10 oder 11 kleiner oder größer als eine technisch optimale Aufstellfläche ist. Wichtig ist, dass der Computerbesitzer bereits vorhandene Kühler 10, 11 Kosten sparend wieder verwenden kann. Auch die Wärmeabführplatte 4 braucht nicht optimal auf die mit ihr fest verbindbare Leiterplatte 1 bzw. die Orte der auf ihr angebrachten elektronischen Bauteile 2, 3 adaptiert sein.As the 1 and 2 can illustrate, different cooler 10 . 11 in different places 14 . 21 on the heat dissipation plate 4 be attached. This can be new or existing coolers 10 . 11 used, for example, those that a computer owner already has in his inventory. The attachment arms 30 . 31 and the slots 35 on the coolers 10 . 11 allow a fairly accurate positioning of the radiator 10 . 11 above the comparatively much waste heat generating electronic components 2 . 3 , It may well happen that the footprint 15 the radiator 10 or 11 smaller or larger than a technically optimal footprint is. Importantly, the computer owner already has existing coolers 10 . 11 Can save costs again. Also the heat dissipation plate 4 does not need optimal on the firmly connected to her circuit board 1 or the locations of the electronic components mounted thereon 2 . 3 be adapted.

Wie 3 und 4 zeigen, weist die Wärmeabführplatte 4 vorzugsweise einen Ausschnitt 22 auf, der Platz für einen gesonderten Hochleistungskühler 23 lässt, der fest mit der Leiterplatte 1 verbunden ist und ausschließlich der Kühlung eines auf der Leiterplatte 1 angeordneten Haupt-Mikroprozessors 24 dient.As 3 and 4 show, the heat dissipation plate 4 preferably a section 22 on, the place for a separate high-performance cooler 23 lets that stuck to the circuit board 1 is connected and only the cooling of one on the circuit board 1 arranged main microprocessor 24 serves.

2 zeigt gegenüber 1 eine zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung, bei der die Wärmeabführplatte 4' zweiteilig ausgebildet ist und aus den beiden Platten 17 und 18 besteht. Die zu den elektronischen Bauteilen 2, 3 ferne Platte 17 weist an ihrer bauteilnahen Seite zumindest eine Nut 19 auf, die durch die bauteilferne Seite der bauteilnahen Platte 18 nach unten verschlossen ist. Dadurch ist zumindest ein Kanal 20 in der zweiteiligen Wärmeabführplatte 4' gebildet, der durch einen zwischen den beiden Platten 17, 18 randseitig eingeklemmten Dichtring 40 abgedichtet ist. Durch den Kanal 20 ist eine Kühlflüssigkeit wie Wasser führbar, so dass die zweiteilige Wärmeabführplatte 4' neben den auf ihrer bauteilfernen Seite 8 angeordneten Kühlern 10, 11 einen internen Wärmetauscher aufweist. Eine Nut zur Aufnahme des Dichtrings 40 ist ebenfalls in der deckelartigen oberen Platte 17 ausgebildet. 2 shows opposite 1 a second embodiment according to the invention, in which the Wärmeabführplatte 4 ' is formed in two parts and from the two plates 17 and 18 consists. The to the electronic components 2 . 3 distant plate 17 has at least one groove on its component-near side 19 on, through the component-distant side of the component-near plate 18 closed down. This is at least one channel 20 in the two-piece heat dissipation plate 4 ' formed by one between the two plates 17 . 18 Edge-clamped sealing ring 40 is sealed. Through the channel 20 is a coolant such as water feasible, so that the two-piece Wärmeabführplatte 4 ' beside the ones on their component remote side 8th arranged coolers 10 . 11 having an internal heat exchanger. A groove for receiving the sealing ring 40 is also in the lid-like top plate 17 educated.

Wie die 2 und 4 zeigen, ist die Nut 19 bzw. der Kanal 20 an denjenigen Stellen bzw. Bereich der Wärmeabführplatte 4' ausgebildet, in denen eine erhöhte Wärmeübertragung aus den unter der Wärmeabführplatte 4' angeordneten elektronischen Bauteile 3, 4 zu erwarten ist. Insbesondere 4 zeigt, dass die Nut 19 bzw. der Kanal 20 ausgehend von einem Zuführanschluss 41 für das Kühlmittel mäanderförmig in denjenigen Bereichen 14 der Wärmeabführplatte 4' ausgebildet sind, in denen die größte Abwärme der elektronischen Bauteile 2, 3 zu erwarten ist. Vorzugsweise ist die Nut 19 bzw. der Kanal 20 so ausgebildet, dass die Bereiche 14 mit der größten Abwärme parallel zueinander mit kühlem Kühlmittel versorgt werden.As the 2 and 4 show is the groove 19 or the channel 20 at those points or area of the heat dissipation plate 4 ' formed, in which an increased heat transfer from under the Wärmeabführplatte 4 ' arranged electronic components 3 . 4 is to be expected. Especially 4 shows that the groove 19 or the channel 20 starting from a feed port 41 for the coolant meandering in those areas 14 the heat dissipation plate 4 ' are formed, in which the largest waste heat of the electronic components 2 . 3 is to be expected. Preferably, the groove 19 or the channel 20 designed so that the areas 14 be supplied with the greatest waste heat in parallel to each other with cool coolant.

Weiter ist erkennbar, dass die zumindest eine Nut 19 bzw. der zumindest eine Kanal 20 austrittseitig mit einem Abführanschluss 42 an der Wärmeabführplatte 4' verbunden ist. Die genannten Anschlüsse 41 und 42 der Wärmeabführplatte 4' sind über eine Pumpe 34, eine Abführleitung 37 und eine Zuführleitung 38 mit einem externen Flüssigkeitskühler 12 verbunden, der die aus der Wärmeabführplatte 4' abgeführte Wärme über einen Wärmetauscher an die Umgebungsluft abführt. Es ist aber auch möglich, dass die Leitungen 37 und 38 an einem Flüssigkeitskühler 11 angeschlossen sind, welcher direkt auf der Wärmeabführplatte 4' an einer Aufstellfläche 15 für einen Flüssigkeitskühler 11 befestigbar ist, so wie dies in den 1 und 2 gezeigt ist.It can also be seen that the at least one groove 19 or the at least one channel 20 on the outlet side with a discharge connection 42 on the heat dissipation plate 4 ' connected is. The mentioned connections 41 and 42 the heat dissipation plate 4 ' are about a pump 34 , a discharge line 37 and a supply line 38 with an external liquid cooler 12 connected to the heat dissipation plate 4 ' dissipated heat via a heat exchanger to the ambient air. But it is also possible that the lines 37 and 38 on a liquid cooler 11 are connected, which directly on the Wärmeabführplatte 4 ' on a footprint 15 for a liquid cooler 11 is fastened, as in the 1 and 2 is shown.

4 verdeutlicht, dass an der Wärmeabführplatte 4, 4' die als Sacklochbohrungen mit Schraubgewinde versehenen ersten Verbindungsmittel 9 bevorzugt in Reihen angeordnet sind, zwischen denen Aufstellflächen 15 für die Kühler 10, 11 vorhanden sind. Dabei können die Reihen der Sacklochbohrungen 9 parallel zueinander und den Seitenkanten der Wärmeabführplatte 4, 4' oder aber unter einem Winkel zueinander und/oder zu den Seitenkanten der Wärmeabführplatte 4, 4' angeordnet sein. In Kombination mit den Langlöchern 35 in den Befestigungsarmen 30, 31 der Kühler 10, 11 können diese im Bereich einer vergleichsweise großen Aufstellfläche 15 in unterschiedlichen und letztlich thermisch optimalen Positionen platziert werden. Die Freilassung der Aufstellflächen 15 an der Wärmeabführplatte 4, 4' für die Kühler 10, 11 gegenüber den heißen Orten der Leiterplatte 1 kann daher Kosten sparend vergleichsweise ungenau durchgeführt sein. 4 clarifies that on the heat dissipation plate 4 . 4 ' as blind holes provided with screw thread first connecting means 9 preferably arranged in rows between which set-up surfaces 15 for the coolers 10 . 11 available. Here are the rows of blind holes 9 parallel to each other and the side edges of the Wärmeabführplatte 4 . 4 ' or at an angle to each other and / or to the side edges of the Wärmeabführplatte 4 . 4 ' be arranged. In combination with the slotted holes 35 in the attachment arms 30 . 31 the cooler 10 . 11 These can be in the range of a comparatively large footprint 15 be placed in different and ultimately thermally optimal positions. The release of the installation surfaces 15 on the heat dissipation plate 4 . 4 ' for the coolers 10 . 11 towards the hot spots of the circuit board 1 can therefore be carried out relatively inexpensively comparatively inaccurate.

Bei einer Ausführung des Erfindungsgedankens ins Extreme kann vorgesehen sein, dass große Bereiche der bauteilfernen Seite 8 der Wärmeabführplatte 4, 4' mit vielen, rasterförmig angeordneten gewindeführenden Sacklochbohrungen 9 versehen sind, so dass ein Anwender seine bereits vorhandenen Kühler 10, 11 zielgenau innerhalb des durch die Bohrungen 9 vorgegebenen Rasters auf der der Wärmeabführplatte 4, 4' platzieren kann.In an embodiment of the inventive idea to the extreme can be provided that large areas of the component distant side 8th the heat dissipation plate 4 . 4 ' with many, grid-shaped threaded blind holes 9 are provided, allowing a user his existing cooler 10 . 11 pinpoint within the holes 9 predetermined grid on the heat dissipation plate 4 . 4 ' can place.

Schließlich ist in 5 ein schematischer Längsschnitt durch eine mit elektronischen Bauteilen 2, 3, 49, 50 bestückte Leiterplatte 1 gezeigt, die zwischen zwei Wärmeabführplatten 4, 44 angeordnet und mit diesen fest verbunden ist. Die Anordnung der Leiterplatte 1 und der oberen Wärmeabführplatte 4 gleicht weitgehend dem Aufbau der Vorrichtung gemäß 1. Zusätzlich ist eine zweite Wärmeabführplatte 44 vorhanden, die mit der Leiterplatte 1 und der ersten Wärmeabführplatte 4 fest verbunden ist. Als Verbindungsmittel dienen auch hier Schrauben 28, die durch Durchgangsbohrungen 39, 43 und 45 der beiden Wärmeabführplatten 4, 44 und der Leiterplatte 1 gesteckt und endseitig mit jeweils einer Mutter 29 verschraubt sind.Finally, in 5 a schematic longitudinal section through a with electronic components 2 . 3 . 49 . 50 equipped printed circuit board 1 shown between two heat dissipation plates 4 . 44 arranged and firmly connected with these. The arrangement of the circuit board 1 and the upper heat dissipation plate 4 is largely similar to the structure of the device according to 1 , In addition, a second heat dissipation plate 44 present with the circuit board 1 and the first heat dissipation plate 4 is firmly connected. As connecting means here are screws 28 through through holes 39 . 43 and 45 the two heat dissipation plates 4 . 44 and the circuit board 1 plugged in and end with one nut each 29 are bolted.

Dem Vorschlag zur Anordnung einer zweiten Wärmeabführlatte 44 an der Leiterplatte 1 liegt die Erkenntnis zugrunde, dass im Betrieb heiß werdende elektronische Bauteile 3 ihre Abwärme in alle Raumrichtungen abstrahlen, also auch in Richtung zur Leiterplatte 1. Dadurch wird diese Leiterplatte 1 an den Anbauorten dieser elektronischen Bauteile 3 an ihrer bauteilabgewandten Unterseite 53 vergleichsweise heiß, so dass auch dort Kühlvorrichtungen sinnvoll zum Einsatz gelangen können.The proposal for the arrangement of a second Wärmeabführlatte 44 on the circuit board 1 is based on the knowledge that during operation hotter electronic components 3 emit their waste heat in all spatial directions, including in the direction of the circuit board 1 , This will make this circuit board 1 at the locations of these electronic components 3 on the side facing away from the component 53 comparatively hot, so that even there cooling devices can be sensibly used.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 5 ist daher die zweite Wärmeabführplatte 44 vorgesehen, die der Unterseite 53 der Leiterplatte 1 zugeordnet ist und diese weitgehend flächenparallel überdeckt. Die zweite Wärmeabführplatte 44 weist an ihrer bauteilnahen, weitgehend planen Seite 48 ebenso wie die der Oberseite 52 der Leiterplatte 1 zugeordnete erste Wärmeabführplatte 4 jeweils eine Topographie mit Senken 46, 47 und Erhebungen 55 auf, die an die Bauhöhe der jeweiligen elektronischen Bauteile 2, 3, 49, 50 angepasst ist. Dabei sind Senken 47 vorgesehen, die zur Aufnahme von thermisch weniger aktiven elektronischen Bauteilen, wie beispielsweise RAM-Speicherbausteine 49 dienen, sowie andere Senken 46, die örtlich elektronischen Bauteilen zugeordnet sind, die im Betrieb recht warm werden.According to the embodiment of the 5 is therefore the second Wärmeabführplatte 44 provided, the bottom 53 the circuit board 1 is assigned and this covers largely parallel to the surface. The second heat dissipation plate 44 points to its component-related, largely planed side 48 as well as the top 52 the circuit board 1 associated first Wärmeabführplatte 4 each a topography with sinks 46 . 47 and surveys 55 on, the height of the respective electronic components 2 . 3 . 49 . 50 is adjusted. There are sinks 47 provided for the absorption of thermal less active electronic components, such as RAM memory devices 49 serve as well as other sinks 46 that are locally assigned to electronic components that become quite warm during operation.

In diesen letztgenannten Senken 46 sind in dem in 5 gezeigtem Ausführungsbeispiel als Wärmeleitkissen 51 ausgebildete Wärmeleitmittel angeordnet, die mit ihrer bauteilnahen Seite gegen die Unterseite 53 der Leiterplatte 1 drücken und so einen recht guten Wärmeleitkontakt zur Leiterplatte 1 herstellen. Diese Wärmeleitkissen 51 sind vorzugsweise elektrisch isolierend ausgebildet, so dass diese schadlos auch auf elektrischen Widerständen 50 aufliegen können, die an der Unterseite 53 der doppelseitig bestückten Leiterplatte 1 an nicht dargestellten Leiterbahnen befestigt sind. Sofern gewünscht, können natürlich auch die RAM-Speicherbausteine 49 mit einer Wärmeleitpaste oder einem Wärmeleitkissen belegt werden.In these latter sinks 46 are in the in 5 shown embodiment as Wärmeleitkissen 51 trained Wärmeleitmittel arranged with their component near side against the bottom 53 the circuit board 1 Press and so a fairly good Wärmeleitkontakt to the circuit board 1 produce. These heat conduction pads 51 are preferably formed electrically insulating, so that these harmless also on electrical resistors 50 can rest on the bottom 53 the double-sided printed circuit board 1 are attached to printed conductors, not shown. If desired, of course, the RAM memory modules 49 be covered with a thermal paste or a Wärmeleitkissen.

Die zweite Wärmeabführplatte 44 weist an ihrer bauteilnahen Oberseite 48 auch Erhebungen 55 auf, an denen ebenfalls Wärmeleitmittel 51 angeordnet sind, welche mit der Leiterplatte 1 in wärmetechnischem Kontakt sind. Dieser wärmetechnische Kontakt zwischen der Leiterplatte 1 und der zweiten Wärmeabführplatte 44 besteht an denjenigen Orten der Leiterplatte 1, an denen diese aufgrund der Abwärmeerzeugung von elektronischen Bauteilen 3 besonders heiß wird. Daher werden diese elektronische Bauteilen 3 tatsächlich von zwei Seiten gekühlt, nämlich von deren Oberseite 52 durch die erste Wärmeabführplatte 4 mit deren Kühlern 10, 11 sowie von deren Unterseite 53 über die Leiterplatte 1 und die zweite Wärmeabführplatte 44.The second heat dissipation plate 44 points to its component-near top 48 also surveys 55 on, where also heat transfer 51 are arranged, which with the circuit board 1 are in thermal engineering contact. This thermal contact between the circuit board 1 and the second heat dissipation plate 44 exists at those locations of the circuit board 1 in which these are due to the waste heat production of electronic components 3 gets particularly hot. Therefore, these become electronic components 3 actually cooled from two sides, namely from the top 52 through the first heat dissipation plate 4 with their coolers 10 . 11 as well as from their underside 53 over the circuit board 1 and the second heat dissipation plate 44 ,

Zur Verbesserung der Kühlwirkung der zweiten Wärmeabführplatte 44 ist diese ebenso wie die erste Wärmeabführplatte 4 an deren bauteilfernen bzw. leiterplattenfernen Seite 54 mit ersten Verbindungsmitteln 9 in Form von Sacklöchern ausgebildet, in die Schrauben 13 als zweite Verbindungsmittel einschraubbar sind. Diese Schrauben 13 fixieren gesonderte Kühler 10 auf dieser zweiten Wärmeabführplatte 44 insbesondere an denjenigen Orten, die den im Betrieb besonders heiß werdenden Orten der Leiterplatte 1 gegenüber liegen.To improve the cooling effect of the second heat dissipation plate 44 this is just like the first Wärmeabführplatte 4 at the component remote or circuit board remote page 54 with first connection means 9 formed in the form of blind holes in the screws 13 can be screwed as a second connection means. These screws 13 fix separate cooler 10 on this second heat dissipation plate 44 in particular at those places which are the places of the printed circuit board which become particularly hot during operation 1 lie opposite.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Leiterplattecircuit board
22: Elektronisches BauteilElectronic component
33: Elektronisches BauteilElectronic component
44: WärmeabführplatteWärmeabführplatte
4'4 ': Zweiteilige WärmeabführplatteTwo-piece heat dissipation plate
55: Erste Seite der WärmeabführplatteFirst side of the heat dissipation plate
66: Gehäuse eines elektronischen BauteilsHousing of an electronic component
77: Gehäuse eines elektronischen BauteilsHousing of an electronic component
88th: Zweite Seite der WärmeabführplatteSecond side of the heat dissipation plate
99: Erstes VerbindungsmittelFirst connecting means
1010: Kühler, LuftkühlerCooler, air cooler
1111: Kühler, WasserkühlerCooler, water cooler
1212: Gesonderter WasserkühlerSeparate water cooler
1313: Zweites VerbindungsmittelSecond connecting means
1414: Bereich der Wärmeabführplatte mit großer WärmeabstrahlungArea of heat dissipation plate with large heat radiation
1515: Aufstellfläche für einen KühlerInstallation surface for a radiator
1616: WärmeleitmittelThermal interface
1717: Erste Platte der Wärmeabführplatte 4' First plate of the heat dissipation plate 4 '
1818: Zweite Platte der Wärmeabführplatte 4' Second plate of heat dissipation plate 4 '
1919: Nutgroove
2020: Kanalchannel
2121: Kühlerer Bereich der WärmeabführplatteCooler area of heat dissipation plate
2222: Ausschnitt an der WärmeabführplatteCutout on the heat dissipation plate
2323: Kühler für den MirkoprozessorCooler for the microprocessor
2424: MirkoprozessorMirko processor
2525: Kontaktbein eines elektronischen BauteilsContact leg of an electronic component
2626: Kontaktplatte eines Kühlers 10, 11 Contact plate of a radiator 10 . 11
2727: Verbindungsbereich der WärmeabführplatteConnection area of the heat dissipation plate
2828: Schraubescrew
2929: Muttermother
3030: BefestigungsarmMounting Arm
3131: BefestigungsarmMounting Arm
3232: Zuleitungsanschluss am Kühler 11 Supply connection on the radiator 11
3333: Ableitungsanschluss am Kühler 11 Discharge port on the radiator 11
3434: Pumpepump
3535: LanglochLong hole
3636: Mäanderförmiger Verlauf eines Kanals in der WärmeabführplatteMeandering course of a channel in the heat dissipation plate
3737: Abführleitung außerhalb der WärmeabführplatteOutlet line outside the heat dissipation plate
3838: Zuführleitung außerhalb der WärmeabführplatteFeed line outside the heat dissipation plate
3939: Durchgangsbohrung in der Wärmeabführplatte 4 Through hole in the heat dissipation plate 4
4040: Dichtringseal
4141: Zuführanschluss für den Kanal an der WärmeabführplatteFeed port for the duct on the heat exhaust plate
4242: Abführanschluss für den Kanal an der WärmeabführplatteDrain port for the duct on the heat exhaust plate
4343: Durchgangsbohrung in der Leiterplatte 1 Through hole in the circuit board 1
4444: WärmeabführplatteWärmeabführplatte
4545: Durchgangsbohrung in der Wärmeabführplatte 44 Through hole in the heat dissipation plate 44
4646: Senke in der Wärmeabführplatte 44 Valley in the heat dissipation plate 44
4747: Senke in der Wärmeabführplatte 44 Valley in the heat dissipation plate 44
4848: Bauteilnahe Oberseite der Wärmeabführplatte 44 Component near top of the heat dissipation plate 44
4949: Speicherbaustein, RAMMemory module, RAM
5050: Elektrischer WiderstandElectrical resistance
5151: Wärmeleitkissen (elektrisch isolierend)Heat transfer pad (electrically insulating)
5252: Oberseite der LeiterplatteTop of the circuit board
5353: Unterseite der LeiterplatteBottom of the circuit board
5454: Bauteilferne Unterseite der Wärmeabführplatte 44 Component remote underside of the heat dissipation plate 44
5555: Erhebung an der Wärmeabführplatte 44 Elevation at the heat dissipation plate 44

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 6421240 B1 [0005]
DE 69430159 T2 [0005]
EP 0641023 B1 [0005]
DE 68918442 T2 [0006]
EP 0409918 B1 [0006]

Claims

Device for cooling on a printed circuit board ( 1 ) arranged electronic components ( 2 . 3 . 49 ), which one with the circuit board ( 1 ) firmly connectable metallic Wärmeabführplatte ( 4 . 44 ) with their electronic components ( 2 . 3 . 49 ) facing first side ( 5 ) largely parallel to the surface over the printed circuit board ( 1 ) and the housings ( 6 . 7 ) of the electronic components ( 2 . 3 . 49 ), characterized in that the Wärmeabführplatte ( 4 . 4 ' . 44 ) at her from the circuit board ( 1 ) groundbreaking second page ( 8th . 54 ) at least in areas ( 14 ) with strong waste heat input first connection means ( 9 ), which are used for the interchangeable attachment of coolers ( 10 . 11 ) with second connection means ( 13 ) interact.

Device according to claim 1, characterized in that the first connection means ( 9 ) for exchangeable mounting of the radiator ( 10 . 11 ) as blind holes with or without thread and the second connecting means ( 13 ) are designed as screws.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the second connecting means (16) designed as screws 13 ) through receiving openings of the radiator ( 10 . 11 ) or through receiving openings of the radiators ( 10 . 11 ) associated fastening arms ( 30 . 31 ) are guided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the Wärmeabführplatte ( 4 . 4 ' ) between at least two of the first connecting means ( 9 ) a footprint ( 15 ) for placing at least one of the radiator ( 10 . 11 ) is trained.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first connecting means ( 9 ) on the heat dissipation plate ( 4 . 4 ' . 44 ) in rows at the edge of each footprint ( 15 ) are arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Wärmeabführplatte ( 4 . 4 ' . 44 ) for mounting and fixing a plurality of air coolers ( 10 ) and / or water coolers ( 11 ), wherein the mounting locations of the radiator ( 10 . 11 ) to the location of the particularly hot electronic components ( 2 . 3 . 49 ) of the respective printed circuit board ( 1 ) are adjusted.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Wärmeabführplatte ( 4 . 4 ' . 44 ) is made of an aluminum alloy coated or anodized with copper or nickel.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic components ( 2 . 3 . 49 ) facing first page ( 5 . 48 ) of the heat dissipation plate ( 4 . 4 ' . 44 ) has a topography which corresponds to the heights of the respective electronic components ( 2 . 3 . 49 ) is adjusted.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic components ( 2 . 3 . 49 ) facing side ( 5 . 48 ) of the heat dissipation plate ( 4 . 4 ' . 48 ) to the electronic components ( 2 . 3 . 49 ) maintains a small distance, which by means of a heat conduction ( 16 . 51 ) is refillable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Wärmeabführplatte ( 4 ' ) of two individual, surface-parallel connectable plates ( 17 . 18 ), that in at least one of these two plates ( 17 ) at least one groove ( 19 ) is formed, that this at least one groove ( 19 ) to form a channel ( 20 ) from the other plate ( 18 ) and that this groove ( 19 ) or this channel ( 20 ) about those areas ( 14 ) of the associated printed circuit board ( 1 ), in which compared to cooler neighboring areas ( 21 ) by the operation of the electronic components ( 2 . 3 ) an increased heat input is expected.

Apparatus according to claim 10, characterized in that the groove ( 19 ) or the channel ( 20 ) in the fields of ( 14 ) with increased heat input or in the region of the attachment locations ( 15 ) has a meandering course.

Device according to one of claims 10 to 11, characterized in that the groove ( 19 ) or the channel ( 20 ) in the two-part heat removal plate ( 4 ' . 17 . 18 ) via a feed connection ( 41 ) with one of a liquid cooler ( 12 ) incoming supply line ( 38 ) and via a discharge port ( 42 ) with a to the liquid cooler ( 12 ) leading discharge line ( 37 ) is connectable.

Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that on the component distant side ( 8th ) of the heat dissipation plate ( 4 . 4 ' ) a large number of first connection means ( 9 ) grid-shaped over large areas of the heat dissipation plate ( 4 . 4 ' ) are formed distributed.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Wärmeabführplatte ( 4 . 4 ' . 44 ) for fixed connection with a graphics card or as a motherboard board of a computer formed circuit board ( 1 ) is formed, and that the heat dissipation plate ( 4 . 4 ' . 44 ) there is a section ( 22 ), where directly at the Printed circuit board ( 1 ) a separate cooler ( 23 ) for a microprocessor ( 24 ) is arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the printed circuit board ( 1 ) largely parallel to the surface between two Wärmeabführplatten ( 4 . 4 ' . 44 ) is arranged and fixed, wherein the first Wärmeabführplatte ( 4 . 4 ' ) via first heat conducting means ( 16 ) in contact with waste heat producing electronic components ( 2 . 3 . 49 ), and in which the second heat dissipation plate ( 44 ) via second heat conducting means ( 51 ) with those parts of the printed circuit board ( 1 ) is in heat conductive contact, which opposite the mounting locations of the waste heat generating electronic components ( 2 . 3 . 49 ).

Device according to claim 15, characterized in that the heat conducting means ( 16 . 51 ) are formed as a thermal paste or as a heat-conducting pad.

Apparatus according to claim 15 or 16, characterized in that the second Wärmeabführplatte ( 44 ) Reduce ( 46 ) and surveys ( 55 ) for the attachment of Wärmeleitkissen ( 51 ), which are formed electrically insulating and to the underside of the printed circuit board ( 1 ) and / or to electronic components arranged there can be pressed.

Device according to one of claims 15 to 17, characterized in that the two Wärmeabführplatten ( 4 . 4 ' . 44 ) each have a thickness of 3 mm to 5 mm.