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DE2550419A1 - Kuehlvorrichtung fuer elektronische bauelemente - Google Patents

Kuehlvorrichtung fuer elektronische bauelemente

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Publication number
DE2550419A1
DE2550419A1 DE19752550419 DE2550419A DE2550419A1 DE 2550419 A1 DE2550419 A1 DE 2550419A1 DE 19752550419 DE19752550419 DE 19752550419 DE 2550419 A DE2550419 A DE 2550419A DE 2550419 A1 DE2550419 A1 DE 2550419A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling device
heat
electronic components
working medium
capillary grooves
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19752550419
Other languages
English (en)
Inventor
Philip E Eggers
Raymond G Mccready
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sundstrand Heat Transfer Inc
Original Assignee
Sundstrand Heat Transfer Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sundstrand Heat Transfer Inc filed Critical Sundstrand Heat Transfer Inc
Publication of DE2550419A1 publication Critical patent/DE2550419A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/427—Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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Description

Patentanwälte DlpWng. R. BEETZ een. DIpWng. K. LAMPRECHT
572-24.956P(24.957H) 10. 11. 1975
SUNDSTRAND HEAT TRANSPER9 INC., Dowagiac (Michigan 49047), V.St.A.
Kühlvorrichtung für elektronische Bauelemente
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrichtung für elektronische Bauelemente, insbesondere Wärmerohre zum Kühlen von auf Leiterplatten befindlichen elektronischen Bauelementen.
In vielen elektronischen Anlagen, z, B. in hochintegrierten bzw. LSI-Digitalrechnern, stellt die wirksame Kühlung elektronischer Bauelemente ein immer schwierigeres Problem dar. Mit dem Aufkommen von hochintegrierten Schaltungsmodulen oder -bausteinen, die viele Tausende Transistoren enthalten, ist es möglich geworden, eine sehr große Anzahl elektronische Bauelemente mit hoher
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Packungsdichte auf einer sehr kleinen Fläche unterzubringen. Diese integrierten Schaltungsmodule erzeugen jedoch im Betrieb beträchtliche Wärmemengen. Da die meisten Festkörperschaltungen auf übergroße Wärme empfindlich reagieren, ist die Erzeugung von Wärme durch die nahe beieinander angeordneten LSI-Schaltungen für die Industrie zu einem immer größeren Problem geworden. Ein übliches Mittel zum Kühlen von Bauelementen in Digitalrechneranlagen, bei denen die integrierte Schaltungen enthaltenden Module oder Bausteine auf leiterplatten angeordnet sind, besteht darin, einen Kühlluftstrom über die Module und die leiterplatten zu leiten. Einer der wesentlichsten Nachteile dieses Verfahrens besteht darin, daß die Luft beim Überstreichen einer Reihe von Leiterplatten oder -karten sich allmählich durch die Aufnahme von von den Leiterplatten abgegebener Wärme erwärmt und infolgedessen am Ende der Reihe nicht mehr genügend Wärme von den Leiterplatten aufnehmen kann. Diese Kühlung der Bauelemente macht eine Reihe von Kompromissen im Gesamtsystem erforderlich, z, B. das Anordnen der die integrierten Schaltungen enthaltenden Module mit größeren Abständen auf den Leiterplatten, die Vergrößerung des Abstands zwischen den Leiterplatten, die Erhöhung des Volumens und der Geschwindigkeit der über diese Bauelemente gerichteten Kühlluft, wodurch natürlich besondere Anforderungen an den Aufbau der die Leiterplatten und die Luftzufuhrmechanik enthaltenden Gehäuse gestellt werden.
Mit zunehmender Arbeitsgeschwindigkeit elektronischer Systeme wie Digitalrechner ist es erwünscht, die Packungsdichte der elektronischen Bauelemente zu maximieren. Außer der leichteren Montage und dem besseren Aufbau des Gesamtsystems ist eine dichte Packung der integrierten Schaltungsmodule besonders in schnellen Digitalrechnern vor allem deshalb erwünscht, weil sich durch eine größere räumliche Trennung der Module starke
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Verzögerungen bei der Signalübertragung einstellen. Ferner muß zum Erreichen höherer Betriebsgeschwindigkeiten der verschiedenen elektronischen Bauelemente in einer integrierten Schaltung den Bauelementen mehr Strom zugeführt werden, wodurch wiederum mehr Wärme erzeugt wird. Das Problem der Abfuhr von durch die integrierten Schaltungen erzeugter Wärme hat zu Kompromissen bei der Nenngeschwindigkeit verschiedener Arten elektronischer Einrichtungen geführt.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum Kühlen von auf einer Leiterplatte angeordneten elektronischen Bauelementen, so daß die Abstände zwischen einzelnen Bauelementen auf den Leiterplatten minimiert und die Abstände zwischen einzelnen Leiterplatten verringert werden können; dabei soll die Geschwindigkeit der Wärmeabfuhr von elektronischen Bauelementen durch eine Vorrichtung mit möglichst wenigen beweglichen Teilen erhöht werden, indem für das Kühlen von auf Leiterplatten befindlichen elektronischen Bauelementen Wärmerohre verwendet werden, bei denen Kapillar- oder Haarnadelrillen den Docht des Wärmerohrs bilden und zu einem Dampfkanal auf der gesamten Länge des Rohrdochts offen sind, so daß eine im wesentlichen gleichmäßige Wärmeabfuhr von einer Reihe elektronischer Bauelemente möglich ist. Die Kühlvorrichtung für elektronische Bauelemente soll mit erhöhter Leistungsfähigkeit arbeiten, wofür zwischen einer Leiterplatte und den Bauelementen Wärmerohre angeordnet sind.
Zum besseren Verständnis wird die Wärmerohr-Vorrichtung zum Kühlen elektronischer Bauelemente unter Bezugnahme auf eine typische Leiterplatte eines Digitalrechners erläutert, die eine Anordnung von 15 x 20 integrierten Schaltungsmodulen aufnimmt. Solche Leiterplatten werden normalerweise in LSI-Digitalrechnern verwendet und sind in den Innengehäusen des Rechners gestapelt.
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Die Kühl- "bzw. Wärmetauschvorrichtung nach der Erfindung "besteht aus drei Aluminiumschichten, die auf der Oberseite einer Leiterplatte so angeordnet sind, daß für jede Reihe von integrierten Schaltungsmodulen ein Wärmerohr gebildet ist. Die integrierten Schaltungsmodule sind nicht, wie bisher, unmittelbar auf der Leiterplatte, sondern auf der oberen Schicht dieser Vorrichtung gesichert. Der Schichtaufbau enthält Wärmerohre, die parallel zu jeder Reihe von Schaltungsmodulen unmittelbar unter diesen zu einem Kondensationsbereich verlaufen. Die Wärmerohre selbst bestehen aus einem in der Mittenschicht der Vorrichtung gebildeten Dampfkanal und einem Docht aus Kapillarrillen bzw. -kanälen, die in der oberen und der unteren Schicht geformt oder extrudiert sind. Jedes Wärmerohr besteht somit aus einem mittigen Dampfkanal über die Gesamtlänge der Leiterplatte mit Kapillarrillen, die entlang der Dampfkanallänge zum Dampfkanal offen sind. In der US-PS 3 786 861 ist ein ähnliches Wärmerohr erläutert.
Ferner hat die Kühlvorrichtung mehrere Schlitze, durch die Anschlußstifte sich von der Leiterplatte nach oben erstrecken. Die oberen Abschnitte der Anschlußstifte dienen zum Sichern der Schaltungsmodule am Oberabschnitt der Vorrichtung und zum elektrischen Kontakt mit der Leiterplatte, Die Kühl- bzw. Wärmetauschvorrichtung einschließlich des Wärmerohrteils ist bevorzugt aus Aluminiumblech gefertigt, das sehr gute Wärmeleiteigenschaften hat und leicht bearbeitbar ist.
Im Normalbetrieb strömt das Arbeitsmittel vom Kondensationsbereich unterhalb einer Reihe Schaltungsmodulen in die Kapillarrillen des Wärmerohrs. Die in jedem Schaltungsmodul erzeugte Wärme wird durch die obere Aluminiumschicht zu den Kapillarrillen geleitet, wo ein bestimmter Anteil des Arbeitsmittels
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die Wärme aufnimmt und dampfförmig wird. Der erzeugte Dampf tritt durch die offene Seite der Kapillarrillen in den Dampfkanal ein und wird zum Kondensations"bereich der Kühlvorrichtung zurückgeleitet. Der Kondensationsbereich erstreckt sich über die Leiterplatte hinaus in einen Kühlmittelstrom, der die Wärme aus dem Arbeitsmittel ableitet und dessen Kondensation in den flüssigen Zustand bewirkt. Da die Wärme von jedem einzelnen Schaltungsmodul unmittelbar durch das Wärmerohr abgeleitet wird, können die Schaltungsmodule dichter gepackt werden. Da die Wärme von jedem einzelnen Modul primär als eine !Funktion von dessen Temperatur abgeleitet wird, ergibt sich kein beachtenswerter Unterschied in den resultierenden Temperaturen der verschiedenen Schaltungsmodule in bezug auf ihre Lagen auf der Leiterplatte im Gehäuse, wie dies bei bisherigen Systemen üblich ist. Ein geringer Temperaturunterschied besteht jedoch am Kondensationsbereich in Richtung der Kühlmittelströmung, Ein weiterer besonderer Vorteil dieser Kühlvorrichtung ist, daß eine Wärmerohreinheit verwendet wird, die keine beweglichen Teile aufweist, wodurch die Gesamtkosten und die Komplexität des Systems beträchtlich verringert werden.
Durch die Erfindung wird also eine Vorrichtung zur Abfuhr von Wärme von integrierten Schaltungsmodulen angegeben, bestehend aus einer Aluminiumschichten-Kühlvorrichtung, die auf der Oberseite einer Leiterplatte gesichert ist. Die Vorrichtung weist mehrere Wärmerohre zum Übertragen von Wärme zu einem Kondensationsbereich auf. Jedes Wärmerohr besteht aus einem mittigen Dampfkanal mit mehreren parallelen Kapillar- oder Haarnadelrillen, deren jede auf einer Seite zum Dampfkanal offen ist und die somit den Docht des Wärmerohrs bilden; sie verlaufen über die Leiterplattenlänge zu einem Kondensations-
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"bereich. Für jede Reihe von integrierten Schaltungsmodulen ist ein Wärmerohr vorgesehen, und die Module sind auf der Oberseite der Kühlvorrichtung angeordnet und mittels Anschlußstiften gesichert, die die Vorrichtung zur leiterplatte hin durchsetzen. Die Wärme von den Schaltungsmodulen verdampft ein Arbeitsmittel in den Kapillarrillen, und der Dampf strömt im Dampfkanal zum Kondensationsbereich, wo er durch ein in diesem Bereich strömendes Kühlmittel gekühlt und kondensiert wird.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Pig. 1 eine Perspektivansicht mehrerer in einem Gehäuse angeordneter Leiterplatten mit ihren Kühlvorrichtungen;
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Kühlvorrichtung;
!"ig, 3 einen Querschnitt 3-3 nach Pig, 2 durch eine
mehrschichtige Kühlvorrichtung und eine Leiterplatte, wobei zwei Wärmerohre im Querschnitt dargestellt sind;
Pig, 4 einen Längsschnitt 4-4 nach Pig, 3 durch ein Wärmerohr; und
Pig, 5 eine Explosionsansicht des Vorderteils einer Leiterplatte und der Kühlvorrichtung,
Pig, 1 ist die Perspektivansicht einer Gruppe von Leiterplatten 10, 12, 14 und 16, die typischerweise in einem Gehäuse 18 eines
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Digitalrechners angeordnet sind. Auf der Oberseite jeder Leiterplatte 10, 12, 14 "und 16 ist eine Kühlvorrichtung 20, 22, 24 und 26 befestigt, -und auf der Oberfläche jeder Kühlvorrichtung sind mehrere integrierte Schaltungen vom Baustein-Typ "bzw. Module 28 in einer 15 x 20-Anordnung gesichert. Jede Wärmeübertragungsvorrichtung hat einen Kondensationsbereich, z. B. den Bereich 30 nach Pig. 1 für die obere Kühlvorrichtung 20. Über diesen Kondensationsbereich 30 streicht ein Kühlmittel, z. B. Luft (vgl. Pfeile 31), um die Wärme von der Kühlvorrichtung 20 und damit von den integrierten Schaltungsmodulen 28 abzuführen. Das Kühlmittel 31 kann auch eine Flüssigkeit oder ein Kältemittel sein, dessen Verwendung besonders dadurch vereinfacht wird, daß die Kondensationsbereiche 30 leicht einkapselbare örtlich begrenzte Bereiche sind. Um die Wärmeübertragung aus dem Kondensationsbereich 30 zu verbessern, kann dieser mit (nicht gezeigten) Kühlrippen ausgebildet sein.
Nach Fig. 2 ist der rechte Abschnitt der Kühlvorrichtung 20 der Kondensationsbereich 30, der am Ende der Leiterplatte vorbei (vgl. Strichlinie 32) in den Luftstrom 31 hineinragt. Auf der Kühlvorrichtung 20 sind etwa 300 integrierte Schaltungsmodule 28 in einer 15 x 20-Anordnung gesichert. Ferner hat die Leiterplatte 10, die sich unterhalb der Kühlvorrichtung 20 nach außen erstreckt,Leiterplattenanschlußbereiche
Der Querschnitt durch die Leiterplatte 10 und die Kühlvorrichtung 20 gemäß Fig. 3 entspricht der Schnittlinie 3-3 von Fig. 2. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Kühlvorrichtung 20 aus drei Aluminiumschichten 38, 40 und 42. Die obere Schicht 38, auf der die integrierten Schaltungsmodule 28 gesichert sind, ist auf der gegenüber-%
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liegenden Fläche mit einer Gruppe Rillen oder Nuten 44 ausgebildet, die eine Reihe von Kapillarkanälen bilden, die wiederum als Docht des Wärmerohrs dienen. In jeder der Kapillarrillen 44 strömt das Arbeitsmittel in flüssigem Zustand (vgl. 46) vom Kondensationsbereich 30 zum Torderende 48 der Vorrichtung 20 (vgl. Fig. 2). Die mittlere Schicht 40 der Kühlvorrichtung besteht bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einer Reihe von Aluminium-Abstandsgliedern, die miteinander einen Dampfkanal 50 für jede Reihe von Schaltungsmodulen 28 bilden. Wenn das Arbeitsmittel 46 die Wärme von den Schaltungsmodulen 28 absorbiert, wird es dampfförmig (vgl, 52) und kehrt dann infolge eines geringen Druckunterschieds zum Kondensationsbereich 30 nach Pig. 1 zurück. Die untere Schicht 42 der Kühlvorrichtung 20 ist ähnlich wie die obere Schicht 38 mit Kapillarrillen 54, die sich in den Dampfkanal 50 öffnen, ausgebildet. Wiederum absorbiert das flüssige Arbeitsmittel 56 vom Kondensationsbereich kommend die durch die Sehaltungsmodule 28 erzeugte Wärme, nimmt .seinen dampfförmigen Zustand 52 an und strömt durch den Dampfkanal 50 zurück zum Kondensationsbereich 30. Die obere und die untere Schicht 38 und 42 sind ebene Aluminiumtafeln, die durch Heißextrudieren oder Druckwalzen so formbar sind, daß sie die Kapillarrillen 44 und 54 aufweisen. Durch die Verwendung flacher Tafeln in der erläuterten Weise ergibt sich eine beträchtliche Kostenverringerung in bezug auf Fertigung und Montage.
Jedem integrierten Schaltungsmodul 28 sind auf jeder Seite zwei Schlitze 58 und 60 zugeordnet. Durch diese Schlitze 58 und 60 erstrecken sich Anschlußstifte 62 und 64 von der Leiterplatte 10 nach oben. Normalerweise befinden sich auf jeder Seite des Schaltungsmoduls 28 sieben Anschlußstifte 62 und 64, entsprechend den vierzehn Anschlußstiften eines üblichen integrierten Schal-
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tungsmoduls. Ein Isolierstoff 66 f der z. B, nur aus einer anodischen Oxidschicht "bestehen kann, umgibt jeden Anschlußstift 62 und 64 in den Schlitzen 58 und 60 und "bewirkt eine elektrische Isolierung der .Anschlußstifte. Die Anschlußstifte 62 und 64 dienen zwei Zwecken: Erstens sichern sie die integrierten Schaltungsmodule 28 auf der Oberseite der oberen Schicht 38 durch Ausüben einer Spannung auf Anschlußstifte 68 der Module, und zweitens stellen sie die elektrische Verbindung zwischen den Anschlußstiften 68 und der Leiterplatte 10 her. Durch dieses Verfahren kann auch die Kühlvorrichtung 20 auf der leiterplatte angeordnet werden, nachdem die Anschlußstifte 62 und 64 auf der Leiterplatte 10 befestigt und die erforderlichen Wickelverbindungen an der Unterseite der Leiterplatte 10 hergestellt wurden.
Es ist zu beachten, daß die wärmeerzeugende Fläche des Schaltungsmoduls 28 direkt an der oberen Schicht 38 anliegt, um den Wärmetausch vom Modul 28 zur Kühlvorrichtung 20 zu maximieren. Dies ist das gerade Gegenteil der üblichen industriellen Praxis, wobei die Anschlußstifte 68 der Schaltungsmodule sich nach unten in die Leiterplatte erstrecken, während die wärme erzeugende Fläche de-r Module sich nach oben erstreckt und der Luft ausgesetzt ist.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind ferner die Verbindungsstellen 70 zwischen der oberen Schicht 38, der mittleren Schicht 40 und der unteren Schicht 42 der Kühlvorrichtung durch Vakuumlöten oder Widerstandsschweißen hergestellt, so daß das Wärmerohr luftdicht ist.
Typische Abmessungen der Kapillarrillen des Wärmerohrs sind beim bevorzugten Ausführungsbeispiel 0,0786 cm (0.031") für
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die Kapillarrillenweite und 0,127 cm (0,05") für die Kapillarrillentiefe, Durch diese Abmessungen wird das Arbeitsmittel in flüssigem Zustand durch reine Kapillarwirkung oder Oberflächenspannung in den Kapillarrillen gehalten. Der Dampfkanal 50 hat beim bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Weite von 0,48 cm (0,193") und eine Höhe von 0,33 cm (0,13"). Die Dicke der Kühlvorrichtung 20 ist ca. 0,792 cm (0,312"). Durch diese Abmessungen ergibt sich ein ausreichender Querschnittsbereich, so daß der Dampf die erzeugte Wärme zum Kondensationsbereich 30 abführen kann, Freon 11, Freon 21 und Ammoniak sind Beispiele für Arbeitsmittel, die sich für die Betriebstemperaturen von -20 0C bis 80 0C (0-180 0F) und zur Verwendung in den Kapillarrillen mit den oben genannten Abmessungen eignen,
Nach Pig. 4 verläuft der Dampf kanal 50 durch die Kühlvorrichtung zum Vorderende 48, Die Oberseite der oberen Kapillarrille 44 ist durch die Strichlinie 78 bezeichnet, während der untere Abschnitt der unteren Kapillarrille 54 durch die Strichlinie 80 angegeben ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Wärmerohr, das den Dampfkanal 50 und die oberen und unteren Kapillarrillen 44 und 54 aufweist, bei 74 mit einer Sicke versehen, so daß es flüssigkeitsdicht ist. Diese Sicken werden auch zum dichten Abschließen der Wärmerohre am Kondensationsende 30 der Kühlvorrichtung angewandt, wie durch die Quadrate 76 (Fig. 2) angegeben ist. Das Sicken jedes Endes der Wärmerohre ist ein schnelles und kostengünstiges Verfahren zum dichten Abschließen der Wärmerohre.
Fig. 5 verdeutlicht den Vorderabsehnitt 48 der Kühlvorrichtung und der Leiterplatte 10, Wie vorher weisen die Wärmerohre den Dampfkanal 50 und die Kapillarrillen 44 und 54 auf und sind aus der oberen Schicht 38, nämlich einer extrudierten Aluminiumtafel, der mittleren Schicht 40 aus Aluminium-Abstandsgliedern und der
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■unteren Schicht 48 aus extrudiertem Aluminium hergestellt. Ferner sind Schlitze 58 und 60 durch Bohren, Schneiden, Formen oder Stanzen in den Schichten 38, 40, und 42 und an entsprechenden Stellen der Leiterplatte 10 ausgebildet.
Die Wärmerohre werden mit dem Arbeitsmittel gefüllt, indem erst sämtliche Wärmerohre an einem Ende der Kühlvorrichtung bei 74 oder 76 mit Siclcen versehen werden, wonach ein gasdichter Verteiler (nicht gezeigt) über den Enden der Wärmerohre am anderen Ende der Kühlvorrichtung angeordnet wird, z. B. am Yorderende 48» Dann werden in üblicher Weise die Wärmerohre "ausgepumpt" oder evakuiert und anschließend mit dem Arbeitsmittel gefüllt. Danach werden die Wärmerohre bei 74 gesickt, so daß sie hermetisch dicht sind. Bei Verwendung von Freon 21 als Arbeitsmittel sind die Wärmerohre mit genügend Flüssigkeit gefüllt, um die Kapillarrillen 44 und 54 zu füllen, und sie enthalten noch zusätzliche 5 % Flüssigkeit mit einem absoluten Druck von 1,76 kp/cm2 (25 psi).
Es wurde ein bevorzugtes Ausftihrungsbeispiel erläutert, bei dem mehrere Leiterplatten, die je eine 15 x 20-Anordnung integrierter Schaltungsmodule enthalten, durch Wärmerohre gekühlt werden, die unter ;jeder Reihe integrierter Schaltungsmodule miteinander ausgerichtet verlaufen.
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Claims (1)

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    Patentansprüche
    Kühlvorrichtung für elektronische Bauelemente mit einem Wärmerohr,
    gekennzeichnet durch eine erste flache Tafel (38) mit Rillen (44) in der Innenfläche, die eine erste Gruppe von Kapillarrillen bilden; eine zweite flache Tafel (42) mit Rillen (54) in der Innenfläche, die eine zweite Gruppe von Kapillarrillen "bilden, mindestens zwei zwischen der ersten (38) und der zweiten (42) Tafel befindliche Abstandsglieder (40) zur Bildung eines zu jeder der Gruppen von Kapillarrillen (44, 54) parallelen Dampfkanals 50);
    einen Kondensationsbereich (30) an einem Ende des Wärmerohrs zum Wärmetausch zwischen diesem und einem Kühlmittel; und ein Arbeitsmittel, das in flüssigem Zustand in den Kapillarrillen (44, 54) und in dampfförmigem Zustand im Dampfkanal (50) enthalten ist und Wärme von den elektronischen Bauelementen (28) zum Kondensationsbereich (30) überträgt.
    2, Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Bauelemente (28) auf der Außenseite der ersten Tafel (38) und eine Leiterplatte (10) auf der Außenseite der zweiten Tafel (42) gesichert sind und daß sich Anschlußstifte (62, 64) durch das Wärmerohr erstrecken und die elektronischen Bauelemente (28) mit der leiterplatte (10) verbinden.
    3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstifte (62, 64) zusätzlich die elektronischen Bauelemente (28) an der ersten Tafel (38) anliegend haltern.
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    4. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flachen Tafeln (38, 42) und die Äbstandsglieder (40) aus Aluminium sind.
    5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsmittel Freon 11 ist.
    6, Kühlvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsmittel Preon 21 ist.
    7. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Sicke (74, 76) an jedem Ende zum dichten Einschließen des Arbeitsmittels im Wärmerohr.
    8, Kühlvorrichtung zum Kühlen von elektronischen Bauelementen auf Leiterplatten,
    gekennzeichnet durch ein Zweiphasen-Arbeitsmittel;
    eine mehrschichtige Kühlvorrichtung mit einer ersten (38), einer zweiten (40) und einer dritten (42) Schicht aus wärmeleitendem Werkstoff, wobei die dritte Schicht (42) an der leiterplatte (10) und die erste Schicht (38) an den elektronischen Bauelementen (28) anliegt und ein Ende der Vorrichtung als Kondensationsbereich (30) ausgebildet ist; wenigstens eine Gruppe von ersten, in der dritten Schicht (42) ausgebildeten Kapillarrillen (54) zur Bildung eines Kanals (50) für das flüssige Arbeitsmittel, das vom Kondensationsbereich (30) strömt und von den elektronischen Bauelementen (28) erzeugte Wärme absorbiert;
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    wenigstens einen Dampfkanal (50), der jeweils mit einer Gruppe der ersten Kapillarrillen (54) zusammenwirkend angeordnet ist und das dampfförmige Arbeitsmittel von dieser Gruppe zum Kondensationsbereich (30) transportiert; wenigstens eine Gruppe von zweiten, in der ersten Schicht (38) ausgebildeten Kapillarrillen (44), wobei jede Gruppe mit einem der Dampfkanäle (50) zusammenwirkend angeordnet ist und flüssiges Arbeitsmittel vom Kondensationsbereich (30) zur Absorption der von den elektronischen Bauelementen (28) erzeugten Wärme leitet, so daß der sich bildende Dampf in den Dampfkanal (50) eintreten kann;
    mehrere die MehrSchichtenvorrichtung durchsetzende Anschlußstifte (62, 64) zum Herstellen elektrischer Anschlüsse zwischen der Leiterplatte (10) und den elektronischen Bauelementen (28); und
    mehrere die Mehrschichtenvorrichtung durchsetzende Isolatoren, die die Anschlußstifte (62, 64) in bezug auf die Mehrschichtenvorrichtung isolieren.
    9, Kühlvorrichtung zur Verwendung in einem Digitalrechner mit mehreren Leiterplatten, denen jeweils eine Anordnung von reihenweise vorgesehenen integrierten Schaltungsmodulen zugeordnet ist,
    gekennzeichnet durch einen Kondensationsbereich (30);
    je ein einer Reihe von Schaltungsmodulen (28) zugehöriges Wärmerohr, das längs der Reihe in den Kondensationsbereich
    (30) verläuft und je einen Dampf kanal (50) und mehrere Kapillarrillen (44, 54) aufweist;
    eine erste, an den Schaltungsmodulen (28) anliegende Fläche;
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    eine zweite, an der Leiterplatte (10) anliegende Fläche; und mehrere Ansehlußstifte (62, 64), die sich von der ersten zur zweiten Fläche durch die Kühlvorrichtung erstrecken und elektrischen Kontakt zwischen den Schaltungsmodulen (28) und der leiterplatte (10) herstellen.
    10. Kühlvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstifte (62, 64) an den Anschlußstiften (68) der Schaltungsmodule (28) anliegen und diese an der ersten Fläche sichern.
    11, Kühlvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmerohr durch an seinen Enden angebrachte Sicken (74, 76) hermetisch dicht ist.
    12, Wärmerohr,
    gekennzeichnet durch einen Dampfkanal (50) zum Fördern eines dampfförmigen Arbeitsmittels aus einem ersten, Wärme absorbierenden Rohrabschnitt zu einem zweiten Rohrabschnitt, der das Arbeitsmittel kühlt und kondensiert;
    eine in einer ersten Tafel (38) gebildete erste Gruppe von Kapillarrillen (44);
    eine in einer zweiten Tafel (42) gebildete zweite Gruppe von Kapillarrillen (54); und
    zwei oder mehr dampfdicht zwischen der ersten und der zweiten Tafel (38 und 42) befestigte Abstandsglieder (40) zur Bildung des Dampfkanals (50) zwischen den Kapillarrillen (44, 54), die zum Dampfkanal (50) offen sind und parallel dazu verlaufen,.
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    13. Wärmerohr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung durch mittels Hartlötens verbundene Flächen bewirkt ist.
    14. Wärmetauscher,
    gekennzeichnet durch eine erste flache Tafel (38);
    eine zweite flache Tafel (42);
    mehrere zwischen der ersten und der zweiten flachen Tafel (38, 42) angeordnete und gesicherte Äbstandsglieder (40), durch die ein oder mehrere dampfdichte Kanäle (50) gebildet sind; und
    mehrere in einer oder mehreren Flächen der Dampfkanäle (50) ausgebildete Rillen (44, 54) zum Übertragen eines flüssigen Arbeitsmittels aufgrund von Kapillarwirkung von einem Ende des Dampfkanals (50) zum anderen.
    15. Kühlvorrichtung für elektronische Bauelemente, gekennzei c-h net durch eine erste im wesentlichen viereckige Platte (38) aus wärmeleitendem Werkstoff;
    eine von der ersten Platte (38) beabstandete zweite im wesentlichen viereckige Platte (42) aus wärmeleitendem Werkstoff; eine sich zwischen den Platten (38, 42) erstreckende Einheit zur Bildung mehrerer seitlich beabstandeter Wände, die einzelne parallele Wärmerohre bilden, die in Längsrichtung der Platten (38, 42) verlaufen und an beiden Enden geschlossen sind;
    mindestens einen in jedem Wärmerohr enthaltenen Dampfkanal (50) mit mehreren Kapillarrillen (44, 54); und
    098 22/067S
    75BÜ419
    ein Arbeitsmittel, das in flüssigem Zustand in den Kapillarrillen (44» 54) enthalten ist und Wärme in einen Längsabschnitt der Platten (38, 42) absorbiert und in dampfförmigem Zustand im Dampfkanal (50) enthalten ist und in einem weiteren Abschnitt (30) der Platten (38, 42) kondensiert wird.
    609822/0675
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