ES2207394B1 - Dispositivo para la disipacion de calor, en especial para componentes semiconductores o componentes similares. - Google Patents
Dispositivo para la disipacion de calor, en especial para componentes semiconductores o componentes similares.Info
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Abstract
Dispositivo para la disipación de calor, en especial para componentes semiconductores o componentes similares. El dispositivo comprende por lo menos una placa de transferencia de calor (2a,2b,8) a la que está fijado el componente semiconductor o similar (5), por lo menos un elemento intercambiador de calor (3,10) dispuesto en un plano sensiblemente paralelo al plano de contacto del componente semiconductor (5) con la placa de transferencia de calor (2a,2b,8) y por lo menos un elemento conductor térmico (4,9) dispuesto entre el elemento intercambiador de calor (3,10) y la placa de transferencia (2a,2b,8) y, en el caso de que comprenda más de un elemento intercambiador de calor (3,10), entre cada dos elementos intercambiadores de calor (3,10). Se mejora el rendimiento de refrigeración por unidad de volumen.
Description
Dispositivo para la disipación de calor, en
especial para componentes semiconductores o componentes
similares.
La presente invención se refiere a un dispositivo
disipador de calor, con aplicación particular a componentes
semiconductores o componentes similares.
Son conocidos dispositivos para la disipación de
calor, en especial para componentes semiconductores o componentes
similares, que comprenden por lo menos una placa de transferencia
de calor a la que está fijado el componente semiconductor o
similar, y por lo menos un elemento intercambiador de calor, tales
como aletas, normalmente a base de aluminio extruido, unidos a una
placa base, separados entre sí unos de otros, y que sobresalen de
dicha placa base en sentido perpendicular o dispuestos inclinados,
formando un cierto ángulo con ella.
Es conocido que el flujo principal del circuito
térmico de los disipadores de calor es paralelo al plano sobre el
que se encuentra el componente semiconductor, ya que en este plano
la resistencia térmica es menor. Así, los elementos
intercambiadores de calor, o aletas, están dispuestos en sentido
perpendicular o inclinados con respecto al plano citado
anteriormente, y a una cierta distancia unos de otros.
Un aspecto a destacar de cualquier disipador de
calor es la superficie de los elementos intercambiadores o aletas.
Una mayor superficie de aletas supone un mayor rendimiento de
refrigeración. Los diseños actuales que existen en el mercado,
presentan el principal inconveniente de que para obtener una mayor
superficie hay que trabajar con aletas altas que ocupan espacio en
la caja, armario o "rack" contenedor del equipo
electrónico.
El principal inconveniente que presentan los
dispositivos conocidos actualmente es la dificultad de mejorar el
rendimiento de refrigeración por unidad de volumen.
El aumento de superficie por unidad de volumen
puede solventarse mediante la disposición de un mayor número de
elementos intercambiadores o aletas, separadas a corta distancia,
que obliga a trabajar con espesores de aleta pequeños. Sin embargo,
la fabricación de un cuerpo de refrigeración con aletas de pequeño
espesor supone un elevado coste, de modo que la fabricación es poco
rentable.
Por otro lado, los disipadores que existen en el
mercado son poco flexibles a la regulación de la pérdida de carga
del flujo de aire, aspecto importante en los casos en que el
dispositivo usa ventilación forzada. En estos casos es necesario
aplicar formas de construcción con altura de aleta relativamente
grande y espesor relativamente pequeño.
La resistencia térmica de un circuito es
proporcional a la distancia a recorrer entre la zona donde se
genera el calor y los puntos de disipación de calor (elementos
intercambiadores o aletas). Los disipadores conocidos presentan
aletas dispuestas de forma sensiblemente perpendicular a la placa
base de transferencia de calor o plano sobre el que está dispuesto
el elemento generador de calor. No obstante, dichos disipadores
presentan una elevada distancia entre la zona donde se genera el
calor y los puntos de disipación, suponiendo una elevada
resistencia
térmica.
térmica.
Con el dispositivo para la disipación de calor se
consiguen resolver los inconvenientes citados y se resuelven otros
inconvenientes que se describen a continuación.
El dispositivo para la disipación de calor,
objeto de la invención, se caracteriza por el hecho de que el por
lo menos un elemento intercambiador de calor está dispuesto en un
plano sensiblemente paralelo al plano de contacto del componente
semiconductor con la placa de transferencia de calor, y por el
hecho de que comprende por lo menos un elemento conductor térmico
dispuesto entre el por lo menos un elemento intercambiador de calor
y la placa de transferencia de calor, y en el caso de que comprenda
más de un elemento intercambiador de calor, entre por lo menos dos
elementos intercambiadores de calor.
Gracias a estas características, el flujo
principal del circuito térmico es perpendicular al plano de
contacto del componente semiconductor con la placa de transferencia
de calor. De este modo, la distancia entre las zonas donde se
encuentran los componentes semiconductores o similares y las zonas
de disipación de calor (elementos intercambiadores) es muy inferior
a la de los disipadores convencionales. Este hecho supone una menor
resistencia térmica del circuito y, por consiguiente, un mayor
rendimiento de refrigeración del disipador por unidad de
volumen.
Del mismo modo, la disposición del o de los
elementos intercambiadores de calor, de forma sensiblemente
paralela al plano de contacto del componente semiconductor con la
placa de transferencia de calor, facilita la ubicación del
disipador en la caja, armario o "rack" contenedor del equipo
electrónico, ocupando menor espacio que los disipadores
convencionales.
En los casos en que es necesario el uso de
ventilación forzada, las características del dispositivo de la
presente invención facilitan enormemente la regulación de la
pérdida de carga del flujo de aire, puesto que puede modificarse
fácilmente la distancia entre los elementos intercambiadores de
calor.
Preferiblemente, el por lo menos un elemento
conductor térmico está dispuesto en la o las zonas de la o las
placas de transferencia de calor donde se encuentran los
componentes semiconductores o similares. Gracias a esta
característica, un dispositivo de la presente invención posibilita
la refrigeración de varios componentes semiconductores o similares,
ubicados en cualquier lugar de la o las placas.
Ventajosamente, por lo menos un extremo del
elemento conductor térmico tiene un perfil aerodinámico. De este
modo se reduce la pérdida de carga del flujo de aire, en los casos
en que es necesario el uso de ventilación forzada.
En una realización preferida, el dispositivo
comprende, entre la placa de transferencia de calor y el componente
semiconductor o similar, un elemento adaptador intermedio fijado a
la placa de transferencia de calor.
Preferiblemente la placa o placas de
transferencia, el elemento o los elementos intercambiadores de
calor y el o los elementos conductores térmicos, son de aluminio
laminado.
Este material presenta la ventaja, respecto al
aluminio extrusionado, de que su estructura cristalina uniforme es
mejor conductora del calor que la del aluminio extruido. Además, el
uso de este material facilita la fabricación de dispositivos
disipadores de calor con formas y dimensiones muy variadas, la cual
resulta además más barata.
Para mayor comprensión de cuanto se ha expuesto
se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y sólo a
título de ejemplo no limitativo, se representa dos casos prácticos
de realización, en los cuales:
la figura 1 es una vista en perspectiva de una
primera realización preferida del dispositivo de disipación de
calor de la invención;
la figura 2 es una vista en perspectiva de un
conjunto explosionado del dispositivo de disipación de calor
representado en la figura 1;
la figura 3 es una vista en perspectiva de una
segunda realización preferida del dispositivo de disipación de
calor de la invención, y;
la figura 4 es una vista de detalle del tramo del
dispositivo de la figura 3.
Tal y como se puede apreciar en las figuras 1 y 2
de la presente invención, el dispositivo para disipación de calor
para componentes semiconductores o componentes similares 1, está
constituido por dos placas de transferencia de calor 2a, 2b, que
abarcan toda la caja contenedora del equipo electrónico, sobre las
que se fijan los componentes semiconductores. Entre estas dos
placas de transferencia 2a, 2b se encuentran dos placas de aluminio
laminado 3 que actúan como elementos intercambiadores de calor y
una pluralidad de piezas planas 4 que ejercen la función de
elementos conductores térmicos, dispuestos entre cada dos elementos
intercambiadores 3, y entre las placas de transferencia de calor 2a
,2b y un elemento intercambiador 3.
Las placas 3 se encuentran dispuestas
paralelamente al plano de las placas de transferencia 2a, 2b. Esta
disposición de las placas intercambiadoras de calor 3 permite la
ubicación del dispositivo disipador de calor 1 en la parte central
de la caja, armario o "rack" contenedor del equipo electrónico,
ocupando muy poco espacio.
Los elementos conductores térmicos 4 están
dispuestos sobre las zonas de la placa de transferencia de calor
donde se colocarán los componentes a refrigerar. De este modo, el
dispositivo de la presente invención posibilita la refrigeración de
varios componentes semiconductores o similares.
Como puede verse, uno de los extremos 4a de los
elementos conductores térmicos 4 tiene un perfil aerodinámico,
adecuado para usar con ventilación forzada, puesto que permite
disminuir la pérdida de carga del flujo de aire durante la
refrigeración, debido a la creación de turbulencias.
La figura 3 muestra varios componentes
semiconductores o similares 5 acoplados al dispositivo de
disipación de calor 6. Tal y como puede observarse con mayor
detalle en la figura 4, los componentes semiconductores 5 están
dispuestos sobre elementos adaptadores intermedios 7 que facilitan
la fijación a la placa de transferencia de calor 8. Los elementos
conductores térmicos 9 están dispuestos entre cada dos elementos
intercambiadores 10, y entre la cara de la placa de transferencia
8, opuesta a la de los componentes semiconductores, y un elemento
intercambiador.
Claims (5)
1. Dispositivo para la disipación de calor (1,
6), en especial para componentes semiconductores o componentes
similares (5), que comprende por lo menos una placa de
transferencia de calor (2a, 2b, 8) a la que está fijado el
componente semiconductor o similar (5), y por lo menos un elemento
intercambiador de calor (3, 10), caracterizado por el hecho
de que el por lo menos un elemento intercambiador de calor (3, 10)
está dispuesto en un plano sensiblemente paralelo al plano de
contacto del componente semiconductor (5) con la placa de
transferencia de calor (2a, 2b, 8), y por el hecho de que comprende
por lo menos un elemento conductor térmico (4, 9) dispuesto entre
el por lo menos un elemento intercambiador de calor (3, 10) y la
placa de transferencia de calor (2a, 2b, 8) y, en el caso de que
comprenda más de un elemento intercambiador de calor (3, 10), entre
por lo menos dos elementos intercambiadores de calor (3, 10).
2. Dispositivo (1,6) según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que el por lo menos un
elemento conductor térmico (4, 9) está dispuesto en las zonas de la
placa de transferencia de calor (2a, 2b, 8) donde se encuentran los
componentes semiconductores o similares (5).
3. Dispositivo (1, 6) según la reivindicación 2,
caracterizado por el hecho de que por lo menos un extremo 4a
del elemento conductor térmico (4, 9) tiene un perfil
aerodinámico.
4. Dispositivo (1, 6) según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que comprende entre la placa
de transferencia de calor (8) y el componente semiconductor o
similar (5), un elemento adaptador intermedio (7) fijado a la placa
de transferencia de calor (8).
6. Dispositivo (1,6) según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que la placa o placas de
transferencia de calor (2a, 2b, 8), los elementos o elemento
conductor térmico (4, 9) y los elementos o elemento intercambiador
de calor (3, 10), son de aluminio laminado.
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|---|---|---|---|
| ES200201613A ES2207394B1 (es) | 2002-07-10 | 2002-07-10 | Dispositivo para la disipacion de calor, en especial para componentes semiconductores o componentes similares. |
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| ES200201613A ES2207394B1 (es) | 2002-07-10 | 2002-07-10 | Dispositivo para la disipacion de calor, en especial para componentes semiconductores o componentes similares. |
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| Publication Number | Publication Date |
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| ES2207394A1 ES2207394A1 (es) | 2004-05-16 |
| ES2207394B1 true ES2207394B1 (es) | 2005-07-16 |
Family
ID=32319796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| ES200201613A Expired - Fee Related ES2207394B1 (es) | 2002-07-10 | 2002-07-10 | Dispositivo para la disipacion de calor, en especial para componentes semiconductores o componentes similares. |
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| US6401810B1 (en) * | 2001-08-16 | 2002-06-11 | Chaun-Choung Technology Corp. | Retaining structure of heat-radiating fins |
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2002
- 2002-07-10 ES ES200201613A patent/ES2207394B1/es not_active Expired - Fee Related
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| ES2207394A1 (es) | 2004-05-16 |
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