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Dokumentenidentifikation DE602004003086T2 31.05.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001463112
Titel Kühlkörper mit sichtbarem Logo
Anmelder JDS Uniphase Corp., San Jose, Calif., US
Erfinder Genova, Ronald R., Allentown, Reading, Pennsylvania 19606, US;
Stackhouse, Duane S., Coopersburg, Pennsylvania 18036, US
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Kraus & Weisert, 80539 München
DE-Aktenzeichen 602004003086
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 25.02.2004
EP-Aktenzeichen 040042426
EP-Offenlegungsdatum 29.09.2004
EP date of grant 08.11.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2007
IPC-Hauptklasse H01L 23/36(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H01L 23/544(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft Kühlkörper und insbesondere Kühlkörper mit einem Identifizierungszeichen innerhalb eines wärmeableitenden Bereichs, welche zur Verwendung mit elektronischen oder opto-elektronischen Schaltkreisen geeignet sind.

Hintergrund der Erfindung

Da Schaltkreismodule und integrierte Schaltkreisbaugruppen und -vorrichtungen anhand kürzerer Schaltkreisleiterbahnen und erhöhter interner Signalgeschwindigkeiten kleiner werden, hat dies zu einer größeren Leistungsdichte geführt, was eine erhöhte Erwärmung der Vorrichtungen und einen Bedarf nach einer verbesserten Wärmeableitung und einer besseren thermischen Führung bewirkt. Drei Verfahren werden üblicherweise zur Bereitstellung einer derartigen thermischen Führung verwendet. Diese drei Verfahren sind natürliche Konvektion, welche auf einem Luftstrom zum Kühlen ohne irgendwelche äußeren Kräfte, welche auf die Luft angewendet werden, beruht; erzwungene Konvektion, wobei Lüfter oder Gebläse Luft in einer Richtung parallel zu der Oberfläche des Elements, von welchem Wärme entfernt wird, bewegt; und Anblaskühlung, wo die Luft an das zu kühlende Element in einer Richtung senkrecht zu seiner Fläche geblasen wird.

Typischerweise sind Kühlkörper bei jedem der drei Verfahren vorgesehen, um das Entfernen von Wärme von dem Element zu verbessern. Obwohl Kühlrippen oder -flügel für diesen Zweck verwendet werden, werden vorzugsweise bei kleinen Elementen, wie z.B. integrierten Schaltkreisen, Kühlstifte aufgrund ihrer hervorragenden Leistungsfähigkeit bei einem vorgegebenen Volumen verwendet.

Zahlreiche Stifttypkühlkörper existieren derzeit auf dem Markt, welche viele aufweisen, die zur Verwendung mit integrierten Schaltkreisen ausgestaltet sind. Es gibt jedoch beschränkt auf integrierte Schaltkreise verschiedene Probleme, welche von bestehenden Vorrichtungen nicht vollständig behandelt werden. Erstens, kann die von einem bestimmten Schaltkreis erzeugte Wärme an speziellen Stellen die größte sein. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, einen Kühlkörper aufzuweisen, welcher unterschiedliche Kühlmengen in unterschiedlichen Bereichen ermöglicht. Sogar die innerhalb eines speziellen Schaltkreises innerhalb eines Schaltkreismoduls erzeugte Wärme kann variieren.

Daher kann ein Bereitstellen eines Kühlkörpers mit einer veränderlichen Kühlung über seiner Oberfläche vorteilhaft sein. Ein weiteres Problem bei Modulen, welche eine obere Fläche aufweisen, die mit wärmeableitenden Stiften bedeckt ist, ist, dass dort ein kleiner oder kein Raum vorhanden sein kann, in welchem ein Identifizierungszeichen, wie z.B. ein Logo oder andere Markierungen darauf, anzuordnen ist. Das Fehlen von Vorsprüngen, wie z.B. Stiften oder Rippen, auf einer Kühlfläche würde offensichtlich weniger Kühlflächenbereich bereitstellen; deshalb war die einzige dem Anmelder bekannte Lösung, ein Identifizierungszeichen, wie z.B. ein Logo, auf der flachen Fläche in der Form eines flachen Aufklebers anzuordnen.

Die Druckschrift EP-A-0 675 538 offenbart einen Kühlkörper, wo das Logo auf einem Plättchen angezeigt wird, welches an einer Oberseite seiner Rippen oder Stifte befestigt ist.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösung zum Kombinieren eines Identifizierungszeichens, wie z.B. einem Logo, einem Firmennamen oder einem Abzeichen, mit einem Kühlkörper bereitzustellen.

Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Logo bereitzustellen, welches eine Wärmeableitungs- oder Kühlfähigkeit bietet, die größer als die des Bereiches der Basis ist, den es bedeckt.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen Kühlkörper zum Kühlen einer elektronischen Komponente bereitzustellen, wobei der Kühlkörper Kühlstifte oder z.B. flügelähnliche Rippen und ein kühlendes Logo aufweist.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Aufgaben durch einen Kühlkörper nach Anspruch 1 und ein opto-elektronisches oder ein elektronisches Modul nach Anspruch 10 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Gemäß dieser Erfindung wird ein Kühlkörper für ein zu kühlendes Element bereitgestellt, welcher umfasst:

eine wärmeleitende Basis;

mehrere wärmeleitende Stifte oder Rippen, welche sich im Wesentlichen senkrecht von der Basis erstrecken, wobei die Stifte oder Rippen in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind; und

mindestens einen wärmeleitenden Vorsprung, welcher sich im Wesentlichen senkrecht von der Basis erstreckt und zumindest teilweise von den Stiften oder Rippen umrandet ist und ein wahrnehmbares Logo ausbildet, welches eine obere Fläche und Seiten zum Bereitstellen mehrerer Kühlflächen aufweist.

Der hierin verwendete Begriff Logo bedeutet ein Identifizierungszeichen, welches in der Ausgestaltung eines Emblems oder eines Textes zum Identifizieren von z.B. einer Firma oder einem Produktnamen sein kann.

Gemäß der Erfindung wird ferner ein Kühlkörper bereitgestellt, welcher Stifte zum Kühlen aufweist, die von einer Basis hervorragen, wobei die Stifte einen Bereich einrahmen, welcher ein Logo aufweist, das von der Basis zum Bereitstellen einer Kühlung eines heißen Bereichs hervorragt.

Die hierin offenbarte Erfindung betrifft die mechanische Integration eines Logos, z.B. eines Firmenlogos, wie z.B. das, welches JDS Uniphase darstellt, d.h., das JDSU-Logo in einer wärmeableitenden Kühlkörpervorrichtung eines Produkts ist neu und erfüllt in geeigneter Weise eine funktionale Aufgabe von Ableiten von Wärme und Unterbrechen eines Luftstrommusters, was ferner eine Wärmeableitung des mit Stiften versehenen Kühlkörpers verbessert und somit die thermische Leistungsfähigkeit eines opto-elektronischen Moduls verbessert, während gleichzeitig eine eindeutige Markenkennzeichnung eingerichtet wird. Nach Wissen des Erfinders ist dies das erste Mal, dass ein mechanisches Logo eine derartige funktionale Aufgabe durchführt.

Kurzbezeichnung der Zeichnungen

Exemplarische Ausführungsformen der Erfindung werden nun in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:

1 eine Ansicht von oben eines wärmeableitenden Deckels gemäß dem Stand der Technik einer opto-elektronischen Komponente ist.

2 eine Ansicht von oben eines wärmeableitenden Deckels gemäß dieser Erfindung ist, wobei ein Firmenlogo selbst ein Wärmeableitendes Element ausbildet.

3 ein Diagramm ist, welches die thermische Leistungsfähigkeit des in 1 gezeigten Kühlköpers gemäß dem Stand der Technik betrifft, welches einen Luftstrom über einer Umgebungstemperatur aufgetragen darstellt.

4 ein Diagram ist, welches die thermische Leistungsfähigkeit des in 2 dargestellten Kühlkörpers betrifft, welches einen Luftstrom über einer Umgebungstemperatur aufgetragen darstellt.

5 eine detailliertere Ansicht von oben der 2 ist.

Detaillierte Beschreibung

Bezug nehmend auf 1 ist nun ein Deckel 12 eines Kühlkörpers gezeigt, welcher mehrere hervorstehende wärmeleitende Stifte 14 aufweist, welche über dem Deckel in einem vorbestimmten Muster von versetzten Reihen angeordnet sind. Der Deckel 12 ist als eine Abdeckung für ein opto-elektronisches Sende-/Empfangsmodul 10 gezeigt, welches abgedeckte optische Empfangseingangs- bzw. Übertragungsausgangsanschlüsse für optische Fasern an einem Rand des Moduls aufweist. Ein flacher Bereich, an welchem jegliche Stifte 12 fehlen, um einen Rand des Moduls trägt eine Produktbeschriftung. In einigen Fällen, wo mehr Stifte benötigt werden, kann der Bereich, welcher die Produktbeschriftung trägt, verwendet werden, wobei jedoch die Produktbeschriftung anderswo angeordnet werden muss, z.B. entlang eines Rands des Moduls, welcher nicht mit Stiften versehen ist.

2 ist eine Darstellung eines verbesserten Deckels 20 gemäß der Erfindung, wobei wärmeleitende Stifte 24 in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind und ein erhobenes wärmeleitendes Logo 26 im Wesentlichen in der Mitte des Deckels eingerahmt von Stiften angeordnet ist. Das Logo 26 kann aus dem gleichen wärmeleitenden Material wie die Stifte und der Deckel hergestellt werden oder kann gemäß geforderter Kühlparameter aus einem Material gefertigt werden, welches mehr oder weniger wärmeleitend als die Stifte ist. Wenn das Logo aus einem unterschiedlichen Material, z.B. mit einer unterschiedlichen Farbe, ausgebildet ist, würde das Logo in geeigneter Weise visuell stärker von den wärmeleitenden Stiften, welche es einrahmen, hervorstehen. Das Logo kann auch nahe einem Rand oder Ende des Deckels angeordnet werden.

Testergebnisse haben angezeigt, dass der Deckel mit dem Vorhandensein des Logos eine bessere thermische Leistungsfähigkeit als der Deckel der 1 gemäß dem Stand der Technik, bei welchem das Logo fehlt, aufweist. Daher werden zwei erhebliche Vorteile durch das Einbeziehen des Logos bereitgestellt; verbesserte Kühlung und Produkt- oder Markenkennzeichnung.

Es wird angenommen, dass sogar, wenn das Logo eine geringere Kühlfähigkeit bereitstellt als Stifte an der Stelle des Logos aufweisen, seine Verwendung als Marken- oder Produktkennzeichnung nützlich sein würde, solange es eine ausreichende Wärmeleitung bereitstellt. In diesem Fall war der zusätzliche Nutzen einer besseren Kühlung ein unerwarteter Vorteil.

Obwohl in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform der Kühldeckel eine opto-elektronische Komponente bedeckt, kann sich diese Erfindung auf viele weitere Arten von elektronischen Baugruppen erstrecken, welche einen Kühlkörper und eine Kühlkörpermarkierung, wie z.B. ein Logo, erfordern.

Nun Bezug nehmend auf 3 und 4 sind graphische Darstellungen der thermischen Merkmale des Deckels gemäß dem Stand der Technik bzw. des Deckels gemäß der Erfindung gezeigt. In 3 und 4 ist der benötigte Luftstrom gezeigt, um unter Beibehaltung eines gleichen mittig angeordneten Überwachungspunkts auf dem Deckel eine Temperatur von 70°C an der Stelle beizubehalten. Wenn z.B. für die Vorrichtung in 3 die Umgebungstemperatur 65–70°C erreicht, beträgt der benötigte Luftstrom näherungsweise linear 300 Fuß pro Minute. Im Gegensatz dazu beträgt der benötigte Luftstrom in 4 entsprechend dem Kühlkörper mit dem Logo, wenn die Umgebungstemperatur 65–70°C beträgt, weniger als lineare 225 Fuß pro Minute, was gegenüber dem Kühlkörper gemäß dem Stand der Technik eine erhebliche Verbesserung darstellt.

Obwohl das in der exemplarischen Ausführungsform gezeigte JDSUTM-Logo hervorragende Ergebnisse und eine Markenidentifizierung bereitstellt, können weitere Logos und Mittel zum Bereitstellen einer Differenzierung von umgebenden Stiften vorgesehen werden. Z.B. können dickere Stifte, dünnere Stifte oder niedrigere Stifte in der Ausgestaltung eines Logos verwendet werden, um sich von dem Muster der wärmeableitenden Stifte, welche dort herum als ein Rahmen oder Teilrahmen angeordnet sind, zu unterscheiden.


Anspruch[de]
Kühlkörper für ein zu kühlendes Element, umfassend:

eine wärmeleitende Basis (20);

mehrere wärmeleitende Stifte (24) oder Rippen, welche sich im Wesentlichen senkrecht von der Basis (20) erstrecken, wobei die Stifte (24) oder Rippen in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind; und

mindestens ein thermisch leitfähiger Vorsprung, welcher sich im Wesentlichen senkrecht von der Basis (20) erstreckt, wobei der Vorsprung zumindest teilweise von den Stiften (24) oder Rippen umrandet ist und ein wahrnehmbares Logo (26) ausbildet, welches eine obere Oberfläche und Seiten zum Bereitstellen mehrerer Kühloberflächen aufweist.
Kühlkörper nach Anspruch 1, wobei das wahrnehmbare Logo (26) an mindestens zwei Seiten von den mehreren der thermisch leitfähigen Stifte (24) oder Rippen umrandet ist. Kühlkörper nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Logo (26) aus mehreren getrennten Vorsprüngen besteht, welche jeweils Kühlung bereitstellen und das wahrnehmbare Logo (26) ausbilden. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1–3, wobei die Stifte (24) oder Rippen und das Logo (26) aus dem gleichen metallischen Material gefertigt sind. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1–3, wobei die Stifte (24) oder Rippen und das Logo von der thermisch leitfähigen Basis (20) in gleicher Höhe hervorragen. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1–4, wobei eine Höhe der Stifte (24) oder Rippen und die Höhe des Logos (26), welche von der thermisch leitfähigen Basis (20) hervorragen, unterschiedlich sind, und dadurch eine visuelle Differenzierung erhöhen. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1–3, wobei die Stifte (24) oder Rippen aus einem anderen Material als dem des hervorragenden Logos (26) sind, oder wobei die Stifte (24) oder Rippen eine andere Farbe als das Logo (26) aufweisen. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1–7, wobei das Logo (26) aus Stiften (24) oder Rippen besteht, welche visuell unterscheidbar von den anderen Stiften (24) oder Rippen sind, und wobei der Kühlkörper eine Abdeckung eines elektronischen Moduls ausbildet. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1–8, wobei das wahrnehmbare Logo (26) an einer geeigneten Stelle angeordnet ist, um den Luftfluss durch die Stifte (24) zu unterbrechen, um dadurch eine Wärmeabfuhr zu unterstützen. Optoelektronisches oder elektronisches Modul, umfassend:

ein Gehäuse zum Halten optoelektronischer oder elektronischer Komponenten; und

eine wärmeabführende Abdeckung zum Abführen von Wärme, welche von den Komponenten erzeugt wird;

wobei die wärmeabführende Abdeckung aufweist:

eine thermisch leitfähige Basis (20);

mehrere thermisch leitfähige Stifte (24), welche sich im Wesentlichen senkrecht von der Basis (20) erstrecken, wobei die Stifte (24) in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind; und

mindestens einen thermisch leitfähigen Vorsprung, welcher sich im Wesentlichen senkrecht von der Basis (20) erstreckt, wobei der Vorsprung zumindest teilweise durch die Stifte (24) oder Rippen umrandet ist und ein wahrnehmbares Logo (26) ausbildet, welches eine obere Oberfläche und Seiten zum Bereitstellen mehrerer Kühloberflächen aufweist.
Optoelektronisches oder elektronisches Modul nach Anspruch 10, wobei das wahrnehmbare Logo (26) an einer geeigneten Stelle angeordnet ist, um den Luftfluss durch die Stifte (24) zu unterbrechen, um dadurch eine Wärmeableitung zu unterstützen.






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