本发明涉及一种用于制造散热器的方法。
背景技术:
1、散热器主要用于冷却电子组件。在这类组件的情况下,在运行期间会产生热量,必须将热量消散以防止组件过热。这类散热器通常具有内部通道结构,其中,的冷却通道由冷却液流过以消散热量。制造这类散热器成本较高,通常需要多个不同的制造步骤。
2、例如,为了制造散热器,首先在主体中铣削出通道结构,然后用覆盖物封闭主体,然后该覆盖物通过真空钎焊与主体密封且机械稳定地连接。或者,例如,首先铣削出通道结构,然后将冷却管插入通道结构中。
3、在另一种用于制造散热器的方法中,例如,首先通过挤出成型制造具有相互平行的冷却通道的主体。然后,借助横向延伸的孔连接这些平行的冷却通道。这些孔通常以于精确地钻出具有非常大的孔长与孔径比例的孔的复杂的工艺生成。随后,借助塞子将平行冷却通道和孔从外部封闭。塞子因此例如通过螺纹旋入,并且螺纹额外的用螺纹胶密封。
4、de 10 2020 005 113 a1公开了一种用于汽车的构件布置,该构件布置具有第一构件和第二构件,第一构件和第二构件通过材料连接装置以材料连接的方式相互连接,使得在构件之间形成能由流体流过的空间,该空间通过构件和材料连接装置与构件布置的环境流体密封。材料连接装置包括借助第一连接方法制造的第一材料连接元件,以及借助与第一连接方法不同的第二连接方法制造的第二材料连接元件。
5、kush p. mehta等人:“基于摩擦搅拌的通道作用综述”,《固态与材料科学评论》第47卷,第1期,第1-45页,doi: 10.1080/10408436.2021.1886042,是一篇关于所谓的摩擦搅拌开槽的综述文章。
6、wo 2017/220863 a1公开了一种能旋转且能自由移动的工具,用于在单个工作步骤中制造通道和焊接连接。该工具包括肩部和探针,其中,肩部具有朝向待加工构件的一种材料或多种材料的表面。肩部和探针被布置成同时且同步地作用于至少两个待加工部件的材料中。
7、jp h11 47961 a公开了一种工具,在该工具中提供了在转子的尖端处突出的带有环绕螺纹的探针。该工具在金属板上移动,其中,在板中形成空腔。
8、ep 3 723 463 a1公开了一种热交换器,包括具有第一侧和与第一侧相对的第二侧的基板。第一侧被设计用于与热虹吸管耦合,基板包括两相热分布结构。
9、cn 107 452 699 a公开了一种用于igbt模块的液体冷却板及其制造方法。该液体冷却板包括基板,在该基板中形成有多个相互平行的液流槽,用于使用于冷却igbt模块的冷却液流过液流槽。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种改进的、特别是简化的用于制造具有冷却通道结构的散热器的方法。
2、根据本发明,该目的通过具有权利要求1特征的方法、具有权利要求9特征的散热器以及具有权利要求10特征的电子组件来解决。
3、本发明的有利的实施例是从属权利要求的主题。
4、在根据本发明的用于制造散热器的方法中,首先制造具有至少一个主冷却通道的主体,该主冷却通道从主体的第一外表面延伸至主体的与第一外表面相对置的第二外表面。特别地,能够制造具有多个相互平行的主冷却通道的主体,每个主冷却通道从第一外表面延伸至第二外表面。然后,在主体中通过摩擦搅拌开槽产生至少一个辅助冷却通道,该辅助冷却通道与至少一个主冷却通道连接,并且至少一个主冷却通道在主体的至少一个外表面处被封闭。
5、因此,根据本发明的方法提供,通过所谓的摩擦搅拌开槽来部分地生产散热器的冷却通道结构。所谓摩擦搅拌开槽是众所周知的所谓摩擦搅拌焊接(friction stirwelding)的变体,在德语中也称为搅拌摩擦焊接(rührreibschweißen)或摩擦搅拌焊接(reibrührschweißen)。在摩擦搅拌焊接中,通过将旋转工具压入缝隙中来焊接或封闭缝隙。由于旋转,工具周围的材料升温并软化,但不会熔化。然后工具沿缝隙移动,使缝隙用软化的材料封闭。在摩擦搅拌开槽中,旋转工具被设计和移动,使得在工件中产生通道或空腔。因此,摩擦搅拌开槽也能够被称为搅拌摩擦通道化或摩擦搅拌通道化。在摩擦搅拌开槽中,在工件中产生的通道或在工件中产生的空腔的还能够同时被封闭,从而在工件内部产生对外封闭的通道。摩擦搅拌开槽因此能够简单且成本低廉地生产散热器中的冷却通道,特别是不需要成本高昂的切削或真空钎焊工艺。
6、在根据本发明的方法的实施例中,至少一个主冷却通道通过摩擦搅拌焊接在主体的至少一个外表面处被封闭。为此,能够使用至少一个另外的封闭部件,该封闭部件通过摩擦搅拌焊接与主体连接。这种本发明的实施例利用摩擦搅拌焊接来封闭主冷却通道,从而有利地将摩擦搅拌开槽和摩擦搅拌焊接结合用于冷却通道结构的制造。
7、在根据本发明的方法的另外的实施例中,主体通过挤压或挤出成型。该情况进一步降低了散热器制造的成本,因为主体及其主冷却通道能够通过挤出或挤压成型特别低成本地制造。
8、主体由热塑性树脂制成,例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)、聚酰胺(pa)、聚乳酸(pla)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚苯乙烯(ps)、聚醚醚酮(peek)或聚氯乙烯(pvc)。
9、上述材料特别适合于摩擦搅拌开槽,因此适用于根据本发明方法制造散热器。
10、在根据本发明方法的另外的实施例中,至少有两个主冷却通道具有彼此不同的横截面和/或至少有两个辅助冷却通道具有彼此不同的横截面。通过选择合适的、相互协调的冷却通道横截面,能够有利地优化通道结构的冷却效果。
11、在根据本发明方法的另外的实施例中,辅助冷却通道和主冷却通道的至少一部分形成脉动热管的通道。脉动热管(英文:pulsating heat pipe,简称:php),也称为振荡热管(英文:oscillating heat pipe),通常具有多次弯曲的细长通道,该通道部分地填充有液体。由于液体没有完全充满通道的体积,因此在通道中,由于液体的表面张力,在通道的壁上形成由液体填充的液体区域,该液体区域通过由蒸汽形成的蒸汽区域相互隔开。由于热管不同部分之间的温度差异,液体区域会脉动或振荡,从而实现这些部分之间的热传递和温度补偿。根据本发明的方法特别适用于制造具有脉动热管的散热器。
12、根据本发明的散热器是以根据本发明的方法制造的。
13、根据本发明的电子组件具有根据本发明的散热器。
1.一种用于制造散热器(1)的方法,其中,
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述主体(3)配备有多个相互平行的主冷却通道(5,7),所述主冷却通道各自从所述主体(3)的所述第一外表面(9)延伸至所述第二外表面(11)。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,至少一个所述主冷却通道(5,7)借助摩擦搅拌焊接在所述主体(3)的至少一个外表面(9,11)上被封闭。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,借助挤压或挤出产生所述主体(3)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述主体(3)由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚酰胺、聚乳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醚醚酮或聚氯乙烯制成。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,至少两个所述主冷却通道(5,7)具有彼此不同的横截面。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,至少两个所述辅助冷却通道(17,19)具有彼此不同的横截面。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述辅助冷却通道(17,19)和所述主冷却通道(5,7)的至少一部分形成脉动热管的通道。
9.一种散热器(1),使用根据前述权利要求中任一项所述的方法制造所述散热器。
10.一种电子组件(30),具有根据权利要求9所述的散热器(1)。