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Die
Erfindung betrifft einen Schälrippen-Ring-Kühlkörper, und betrifft insbesondere
einen aufrechten Schälrippen-Ring-Kühlkörper, welcher mittels
eines Schälrippenverfahrens
hergestellt wird.
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Entsprechend
dem Anstieg der IC-Dichte, resultiert zu viel Wärme von dem Chipbetrieb in
dem Informationsprodukt. Folglich überschreitet die Temperatur
von dem Chip, z.B. eine CPU, gewöhnlich
eine vertretbare Temperatur, und der Chip und einige Komponenten
nahe dem Chip werden beschädigt.
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Um
das Wärmeabführproblem
für Chips
zu lösen,
bringen viele Anwender einen Kühlkörper mit einer
Vielzahl von Rippen an dem Chip an. Der Kühlkörper weist hauptsächlich einen
aufrechten rechteckförmigen
Kühlkörper oder
einen aufrechten ringförmigen
Kühlkörper auf.
Der ringförmige
Kühlkörper wird
gewöhnlich
zum Anbringen an Chips von einer Steckplatte "PCB" (printed
circuit board), wie z.B. eine Schnittstellenkarte, verwendet. Der
ringförmige Kühlkörper wird
mittels Extrudieren, Schmieden, Stanzen, eines spanabhebenden Prozesses,
Pulverformen oder Pressformen hergestellt. Jedoch ist die Rippendichte
durch die oben genannten Prozessverfahren begrenzt. Folglich ist
die Anzahl der Rippen (ungefähr
100 Stück)
schwer zu erhöhen,
und die Dicke von den Rippen kann durch die oben genannten Prozessverfahren
nicht allzu dünn.
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Zum
Beispiel ist ein Extrudier-Ring-Kühlkörper gewöhnlich aus Aluminiumwerkstoffen
hergestellt. Ein Prozess zum Herstellen des Extrudier-Ring-Kühlkörpers weist
auf: Schmelzen der Aluminiumwerkstoffe und Extrudieren des Extrudier-Ring-Kühlkörpers mit
gleicher Querschnittsform mittels eines Extrudier-Werkzeugs. Die 1 und 2 zeigen
zwei Drauf sichten auf zwei entsprechende Extrudier-Ring-Kühlkörper von dem Stand der Technik.
Ein ringförmiger Kühlkörper 9 weist
einen kreisförmigen
Zylinderabschnitt 91, eine Vielzahl von Rippen 92,
welche sich von dem Zylinderabschnitt 91 nach außen hin
erstrecken, und einen wärmeleitenden
Block 93 auf, welcher zum Kontaktieren einer Fläche von
einem Chip in dem zentralen Abschnitt bzw. Mittelabschnitt von dem
Zylinderabschnitt 91 angeordnet ist. Der Kühlkörper 9 ist
gewöhnlich
aus hochwärmeleitenden
Werkstoffen hergestellt. Folglich, wenn die Temperatur von dem Chip ansteigt,
wird der Kühlkörper 9 verwendet,
um die Wärme
von dem Chip zu absorbieren, und die Wärme wird mittels der Rippen 92 zu
der umgebenden Luft hin geleitetet.
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In 2 ist
ein ringförmiger
Kühlkörper 9a offenbart.
Der ringförmige
Kühlkörper 9a weist
einen ringförmigen
Zylinderabschnitt 94 und eine Vielzahl von dicken Basisrippen 95 auf,
welche sich von dem Zylinderabschnitt 94 nach außen hin
ausdehnen. Jede von den Basisrippen 95 weist ein Paar von
sich erstreckenden Rippen 96 auf, welche sich zum Erhöhen der
Anzahl von sich erstreckenden Rippen 96 und der Wärmeabführfläche davon
erstrecken. Jedoch beträgt
die Anzahl von sich erstreckenden Rippen 96 mittels des
oben genannten Prozessverfahrens ungefähr 100–120 Stück.
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Ein
anderer Weg, um den ringförmigen
Kühlkörper herzustellen,
ist die Rippen an der Bodenplatte anzukleben oder anzuschweißen. Obgleich
das oben genannte Verfahren die Anzahl von Rippen und der Wärmeabführfläche erhöhen kann,
sind die Rippen nicht direkt mit der Bodenplatte verbunden. Folglich
wird der Wärmeabführeffekt
des Kühlkörpers herabgesetzt.
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Die
Erfindung stellt einen Schälrippen-Ring-Kühlkörper bereit,
um die Anzahl an Rippen zum Erhöhen
der Wärmeabführfläche zwischen einem
Chip und dem Kühlkörper zu
erhöhen.
Darüber
hinaus kann der Schälrippen-Ring-Kühlkörper an einen
Chip von einer PCB mit überbegrenztem
Raum angepasst werden.
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Ein
Aspekt der Erfindung ist ein Schälrippen-Ring-Kühlkörper. Der Schälrippen-Ring-Kühlkörper wird
mittels eines Schälrippenverfahrens
hergestellt und weist zumindest eine Bodenplatte und eine Vielzahl
von Rippen auf. Die zumindest eine Bodenplatte wird gebogen, um
eine geschlossene Form zu gestalten, und die Rippen sind von der
zumindest einen Bodenplatte nach außen hin ausgedehnt, wobei jede
von den Rippen einen Biegeabschnitt zum Verbinden der Rippe mit
der Bodenplatte aufweist.
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Es
ist zu verstehen, dass sowohl die vorangehende allgemeine Beschreibung
als auch die folgende detaillierte Beschreibung exemplarisch sind und
vorgesehen sind, um weitere Erläuterungen
der beanspruchten Erfindung bereitzustellen. Andere Vorteile und
Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung,
Zeichnungen und Ansprüche
ersichtlich.
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Die
verschiedenen Ziele und Vorteile der Erfindung werden leichter anhand
der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden, wenn diese
zusammen mit der beigefügten
Zeichnung gelesen wird, in welcher:
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1 eine
Draufsicht auf einen Extrudier-Ring-Kühlkörper von
dem Stand der Technik ist,
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2 eine
Draufsicht auf einen anderen Extrudier-Ring-Kühlkörper von
dem Stand der Technik ist,
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3 eine
schematische Ansicht von einem Prozess zum Herstellen eines Schälrippen-Kühlkörper mittels
eines Schälrippenverfahrens
gemäß der Erfindung
ist,
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4 eine
andere schematische Ansicht von einem Prozess zur Herstellung eines
Schälrippen-Kühlkörpers mittels
eines Schälrippenverfahrens gemäß der Erfindung
ist,
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4A eine
schematische Ansicht von einem Prozess zur Herstellung eines Schälrippen-Kühlkörpers mittels
eines Schälrippenverfahrens gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist,
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5 eine
Draufsicht auf einen Schälrippen-Ring-Kühlkörper gemäß der besten Ausführungsform
der Erfindung ist,
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5A eine
Seitenansicht von einem Schälrippen-Ring-Kühlkörper gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung, welcher mittels des Prozesses von 4A hergestellt
ist,
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5B eine
Seitenansicht von einem Schälrippen-Ring-Kühlkörper gemäß einer anderen Ausführungsform
der Erfindung, welcher mittels des Prozesses von 4A hergestellt
ist,
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6 eine
Querschnittsansicht von einem Schälrippen-Ring-Kühlkörper entlang der Linie 6-6
in 5 ist,
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6A eine
Querschnittsansicht von einem Schälrippen-Ring-Kühlkörper, welcher mit einem wärmeleitenden
Block verbunden ist, gemäß einer anderen
Ausführungsform
der Erfindung ist,
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7 eine
Querschnittsansicht von einem Schälrippen-Ring-Kühlkörper gemäß der zweiten Ausführungsform
der Erfindung ist,
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8 eine
Draufsicht auf einen Schälrippen-Ring-Kühlkörper gemäß der dritten Ausführungsform
der Erfindung ist, und
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9 eine
Draufsicht auf einen Schälrippen-Ring-Kühlkörper gemäß der vierten Ausführungsform
der Erfindung ist.
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3 zeigt
eine schematische Ansicht von einem Prozess zum Herstellen eines
Kühlkörpers mittels
eines Schälrippenverfahrens
gemäß der Erfindung.
Die Erfindung sieht einen Schälrippen-Kühlkörper vor,
welcher mittels eines Schälrippenverfahrens
hergestellt wird. Das Schälrippenverfahren
ist das am besten entwickeltste Verfahren in bzw, von allen Kühlkörperprozessen.
Ein Prozess zum Herstellen des Schälrippen-Kühlkörpers weist zunächst das Bereitstellen
eines ebenen Werkstücks 1 auf.
Danach wird das Werkstück 1 mittels
bzw. in einem berechneten Winkel an einer Vorrichtung 2 fixiert,
und eine vorbestimmte Stirnseite von dem Werkstück 1 wird mittels
eines Stoßmeißels 3 von
einer Stanzaschine, einer Fräsmaschine
oder einer Spezialmaschine, wie zum Beispiel eine CNC Drehmaschine, entsprechend
eines Zimmermann-Formgebungs-Prinzips geformt bzw. bearbeitet. Danach
wird das Werkstück 1 fortlaufend
bearbeitet, um eine Vielzahl von blattförmigen Rippen 11 zu
gestalten, welche nicht von dem Werkstück 1 abbrechen, und
die blattförmigen
Rippen 11 sind vertikal relativ zu dem Werkstück 1,
um eine Vielzahl von jeweiligen Biegeabschnitten 112 mittels
eines angemessenen Verfahrens zu gestalten. Jeder von den Biegeabschnitten 112 ist
zwischen bzw. mit der entsprechenden blattförmigen Rippe 11 und
dem Werkstück 1 verbunden. Da
die Rippen 11 mittels der jeweiligen Biegeabschnitte 112 an
dem Werkstück 1 integriert
sind und es kein Anschlussstück
zwischen den Rippen 11 und dem Werkstück 1 gibt, gibt es
keine Grenzfläche
oder Wärmedurchlasswiderstand
zwischen den Rippen 11 und dem Werkstück 1.
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4 zeigt
eine andere schematische Ansicht von einem Prozess zum Herstellen
eines Schälrippen-Kühlkörper mittels
eines Schälrippenverfahrens
gemäß der Erfindung.
Es ist nur eine geringe Distanz zwischen zwei blattförmigen Rippen 11.
Danach wird ein Endabschnitt 13 von dem Werkstück 1 abgeschnitten,
um ein Werkstück
mit Schälrippen
zu formen, welches eine unterschiedliche Länge gemäß der unterschiedlichen Ausführungsform
aufweist. Am Ende wird das Werkstück mit Schälrippen gebogen, um mittels
eines Biegewerkzeugs einen Schälrippen-Ring-Kühlkörper zu
gestalten.
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4A zeigt
eine schematische Ansicht von einem Prozess zum Herstellen eines
Schälrippen-Kühlkörpers mittels
eines Schälrippenverfahrens gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung. Das Werkstück 1 ist
schräg
an der Vorrichtung 2 fixiert. Das Werkstück 1 wird
stetig bearbeitet, um eine Vielzahl an blattförmigen Rippen 11a schräg zu dem
Werkstück 1 zu
formen. Eine Schrägstellung bzw.
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Neigung Θ zwischen
der blattförmigen
Rippe 11a und dem Werkstück 1 wird entsprechend
eines Öffnungswinkels Θ zwischen
dem Werkstück 1 und dem
Werkzeug 2 bestimmt. Wenn das Werkstück 1 mittels bzw.
in dem Öffnungswinkel Θ mit dem
Werkzeug 2 verbunden ist, ist die blattförmige Rippe 11a mittels
der Neigung Θ mit
dem Werkstück 1 verbunden.
Jede von den blattförmigen
Rippen 11a ist schräg
zu einer Seite von dem Werkstück 1 geneigt. Am
Ende wird das Werkstück
mit Schälrippen
gebogen, um mittels eines Biegewerkzeugs einen Schälrippen-Ring-Kühlkörper mit
spiralförmigen
Rippen zu gestalten.
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Die 5 und 6 zeigen
eine Draufsicht auf einen Schälrippen-Ring-Kühlkörper gemäß der besten
Ausführungsform
der Erfindung bzw. eine Querschnittsansicht des Schälrippen-Ring-Kühlkörpers entlang
einer Linie 6-6 in 5. Die beste Ausführungsform
der Erfindung sieht einen geschlossenen Schälrippen-Ring-Kühlkörper 4 vor.
Der Schälrippen-Ring-Kühlkörper 4 weist eine
Vielzahl von blattförmigen
Rippen 44, eine ringförmige
Bodenplatte 42, eine Vielzahl von Biegeabschnitten 442 und
einen Schlitz 46 auf. Die Bodenplatte 42 ist ein
aufrechter, geschlossener Zylinder. Die blattförmigen Rippen 44 sind
mittels der entsprechenden Biegeabschnitte 442 mit der
ringförmigen
Bodenplatte 42 verbunden. Der Schälrippen-Ring-Kühlkörper 4 der
Erfindung weist eine größere Wärmeabführfläche als
die von den Kühlkörpern 9, 9a von
dem Stand der Technik gemäß den oben
genannten Prozessen und einen guten Wärmeabführeffekt auf. Außerdem ist
ein wärmeleitender
Block 5 in einer zentralen Position von dem Schälrippen-Ring-Kühlkörper 4 angeordnet
und mit einem Chip 6 zum Leiten von Wärme von dem Chip 6 zu
dem Schälrippen-Ring-Kühlkörper 4 verbunden.
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5A zeigt
eine Seitenansicht von einem Schälrippen-Ring-Kühlkörper, welcher
mittels des Prozesses von 4A gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung hergestellt ist.
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Die
Erfindung sieht einen Schälrippen-Ring-Kühlkörper 4' gemäß der 4A vor.
Der Schälrippen-Ring-Kühlkörper 4' weist eine
Vielzahl von schrägen
Rippen 44' auf,
welche in Reihe daran angeordnet sind. Jede von den Rippen 44' weist einen
aufwärtsgerichteten
und schiefen Winkel auf, welcher an einer Unterseite davon geformt
ist, um größere Räume für mehr Luftströmung bereitzustellen,
welche mittels der größeren Räume fließend zu der
Umgebung von dem Chip 6 strömt. Wenn Luftströmung mittels
eines Ventilators zu der Umgebung von dem Chip 6 abwärts geblasen
wird, wird die Luftströmung
auf Grund der schrägen
Rippen 44' zu
gleicher Zeit geneigt und nach unten gerichtet. Die schräge und nach
unten gerichtete Luftströmung kann
eine Luftfalle verbessern, welche durch vertikale Luftströmung auftritt.
Folglich weist der Schälrippen-Ring-Kühlkörper 4' der Erfindung
einen guten Wärmeabführeffekt
auf.
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5B zeigt
eine Seitenansicht von Schälrippen-Ring-Kühlkörper, welcher mittels des Prozesses
von 4A gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung hergestellt ist. Ein Schälrippen-Ring-Kühlkörper 4" mit einer Vielzahl
an schrägen
Rippen 44" ist
offenbart. In dieser Ausführungsform
ist ein parallelogrammförmiges
Werkstück
an den Prozess von 4A bereitgestellt.
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6A zeigt
eine Querschnittsansicht von einem Schälrippen-Ring-Kühlkörper, welcher
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung mit einem wärmeleitenden
Block verbunden ist. In dieser Ausführungsform sieht die Erfindung
einen kegelförmigen,
wärmeleitenden
Block 5' und
einen Schälrippen-Kühlkörper 4" mit einer Vielzahl
von Rippen 44" und
einer kegelförmigen
Bodenplatte 42" vor.
Darüber
hinaus weist der Schälrippen-Kühlkörper 4" einen Aufnahmeraum
auf, welcher in dem zentralen Abschnitt davon zum Aufnehmen des
kegelförmigen, wärmeleitenden
Blocks 5' gestaltet
ist.
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Da
der Schälrippen-Kühlkörper mittels
eines Rippenschälverfahrens
hergestellt ist, kann der Schälrippen- Kühlkörper aus einem Aluminiumwerkstoff,
einer Aluminiumlegierung, Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt
sein. In der besten Form ist der Schälrippen-Kühlkörper 44 rechteckförmig. Jedoch
wird die Form nicht verwendet, um die Erfindung zu begrenzen. 7 zeigt
eine Querschnittsansicht von einem Schälrippen-Ring-Kühlkörper gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung. Ein Schälrippen-Kühlkörper 4A weist
eine Bodenplatte 42a und eine Vielzahl von trapezförmigen Rippen 44a auf,
welche mit der Bodenplatte 42a zum Erhöhen des Wärmeabführeffekts verbunden sind. Die Rippen
können
von beliebiger Form sein. Zum Beispiel können die trapezförmigen Rippen 44a erhalten werden,
wenn zwei Enddreiecksabschnitte von dem Werkstück abgeschnitten werden. Folglich
kann die Form der Rippen gemäß den unterschiedlichen Schneidverfahren
fächerförmig oder
bogenförmig sein.
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Ein
wärmeleitender
Block 5a ist in dem Mittelabschnitt von dem Schälrippen-Kühlkörper 4a aufgenommen.
Der wärmeleitende
Block 5a weist eine ausgesetzte Unterkante 52a auf,
welche sich zum Anstoßen
gegen die Unterseite von der Bodenplatte 42a außerhalb
des Schälrippen-Kühlkörper 4a erstreckt.
Folglich kann die ausgesetzte Unterkante 52a eine größere Wärmeleitfläche zum
Erhöhen
des Wärmeabführeffekts
zwischen dem wärmeleitenden Block 5a und
dem Schälrippen-Kühlkörper 4a bereitstellen.
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8 zeigt
eine Draufsicht auf einen Schälrippen-Ring-Kühlkörper gemäß der dritten Ausführungsform
der Erfindung. Die Erfindung stellt einen Prozess zum Herstellen
eines halbkreisförmigen Schälrippen-Kühlkörpers bereit.
Der halbkreisförmige
Schälrippen-Kühlkörper 4b weist
zwei Seiten bzw. Enden auf, welche mit zwei entsprechenden Enden von
einem anderen halbkreisförmigen
Schälrippen-Kühlkörper 4b verbunden
sind. Jeder halbkreisförmige
Schälrippen-Kühlkörper 4b weist
eine Bodenplatte 42b und eine Vielzahl an Rippen 44b auf. Jede
der zwei Bodenplatten 42b kann zusammenmontiert werden,
um eine geschlossene Form zu gestalten. Folglich kann die Erfindung
zwei halbkreisförmige
Schälrippen-Kühlkörper 4b oder
mehr als zwei fächerförmige Schälrippen-Kühlkörper 4b verwenden,
welche zusammenmontiert werden, um einen ringförmigen Schälrippen-Kühlkörper zu formen. Die dritte
Ausführungsform
der Erfindung kann die Schwierigkeit des Biegens des Werkstücks 1 reduzieren
und sieht eine Verbindungskomponente vor, welche zwischen zwei benachbarten
Enden von dem Schälrippen-Kühlkörper angeordnet
ist. Zum Beispiel sind zwei Verbindungskomponenten 7b mit
Klemmfunktion zum Verbinden und Fixieren zweier benachbarter Endseiten
von den halbkreisförmigen
Schälrippen-Kühlkörpern 4b in
einem Schlitz 46b angeordnet. Außerdem können die zwei halbkreisförmigen Schälrippen-Kühlkörper 4b mittels
Schweißen
oder einer Nietverbindung zusammenmontiert werden.
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9 zeigt
eine Draufsicht auf einen Schälrippen-Ring-Kühlkörper gemäß der vierten Ausführungsform
der Erfindung. In dieser Ausführungsform sieht
die Erfindung einen rechteckigen Schälrippen-Ring-Kühlkörper 4c vor,
welcher eine aufrechte, geschlossene, rechteckige Bodenplatte 42c und
eine Vielzahl von Rippen 44c aufweist, welche sich von der
Bodenplatte 42c nach außen hin erstrecken. Außerdem ist
der rechteckförmige
Schälrippen-Ring-Kühlkörper 4c leichter
herzustellen als ein kreisförmiger
Schälrippen-Ring-Kühlkörper, und ein wärmeleitender
Block 5c weist zum Erhöhen
der effektiven Wärmeabführfläche eine
gleiche Kontaktfläche
auf wie eine Oberseite von einem Chip.
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Schlussfolgernd
weist die Erfindung einige Vorteile auf, wie folgende:
- 1. Der Schälrippen-Ring-Kühlkörper der
Erfindung weist eine Vielzahl von blattförmigen Rippen, mehr als die
von dem Stand der Technik, und eine Bodenplatte auf, welche mit
einem zentralen Abschnitt davon zum Erhöhen bzw. Erzielen von mehr
Wärmeabführfläche und
einem guten Wärmeabführeffekt
verbunden ist,
- 2. Der Schälrippen-Ring-Kühlkörper kann
leicht aus einem Aluminiumwerkstoff, einer Aluminiumlegierung, Kupfer
oder einer Kupferlegierung hergestellt werden, und
- 3. Der Schälrippen-Ring-Kühlkörper kann
an einen Chip von einer PCB mit überbegrenztem Raum
angepasst sein, wie zum Beispiel Chips an einer Schnittstellenkarte.
Darüber
hinaus kann zum Erhöhen
des Wärmeabführeffekts
ein Ventilator an dem Schälrippen-Ring-Kühlkörper angeordnet
sein.
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Obgleich
die Erfindung bezüglich
der bevorzugten Ausführungsform
davon beschrieben wurde, ist es zu verstehen, dass die Erfindung
nicht auf die Details davon begrenzt ist. Verschiedene Substitutionen
und Modifikationen wurden in der vorangehenden Beschreibung vorgeschlagen,
und weitere werden vom Fachmann vorgenommen. Folglich ist es beabsichtigt
alle derartigen Substitutionen und Modifikationen in wie in den
angehängten
Ansprüchen
bestimmten Umfangen der Erfindung mit einzuschließen.
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[Stand der Technik]
- 9,
9a
- Ringförmiger Kühlkörper
- 91,
94
- Zylinderabschnitt
- 92
- Rippe
- 93
- Wärmeleitender
Block
- 95
- Basisrippe
- 96
- Sich
erstreckende Rippe
-
[Erfindung]
- 1
- Werkstück
- 11,
11a
- Rippe
- 112
- Biegeabschnitt
- 13
- Endabschnitt
- 2
- Werkzeug
- 3
- Stoßmeißel
- 4,
4', 4", 4a, 4b
- Schälrippen-Ring-Kühlkörper
- 42,
42", 42a,42b,42c
- Bodenplatte
- 44,
44', 44", 44a, 44b, 44c
- Rippe
- 46,
46b
- Schlitz
- 442
- Biegeabschnitt
- 5,
5', 5a, 5b, 5c
- Wärmeleitender
Block
- 52a
- Unterkante
- 6
- Chip
- 7b
- Verbindungskomponente