用于制造冷却元件的方法和借助这种方法制造的冷却元件技术

一种用于制造冷却元件(1)的方法，所述冷却元件尤其是微型冷却元件，所述方法包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造冷却元件的方法和借助这种方法制造的冷却元件


[0001]本专利技术涉及一种用于制造冷却元件的方法和借助这种方法制造的冷却元件。

技术介绍

[0002]从现有技术中周知的是用于冷却电气或电子的器件，尤其半导体，例如激光二极管的冷却元件。在此，电气的或电子的器件在其运行期间形成热，所述热应借助于冷却元件导出，以便这样又保证电气的或电子的器件的持久的功能性。这尤其涉及激光二极管，其中几℃的温度差已经会造成显著地损害功率和/或使用寿命。
[0003]为了冷却器件，通常连结于器件的冷却元件典型地具有冷却通道，通过所述冷却通道在运行中传导冷却流体，以便吸收和运送出来自电气的或电子的器件的热。优选地，在此使用鳍形结构，其中多个接片式的元件伸入冷却通道中，以便提供尽可能大的与冷却流体的接触面，由此改善从对冷却通道限界的壁部到冷却流体的热传递。
[0004]相应地，致力于将尽可能多的这种接片式元件整合到尽可能最小的空间，以便保证在鳍形结构和流体之间的过渡处的最优的冷却功率。接片式的元件的所述精细结构化的构造使得其在制造法方面的操作变得困难。
[0005]从DE 10 2004 002 841 B3中已知的是用于制造冷却元件的方法，其中制造冷却元件，在所述冷却元件中接着结构化对各个金属层进行氧化。通过结构化实现的凹口于是在制成的冷却元件中形成冷却通道的至少一个子部段，所述子部段通过将金属层堆叠并且接着将堆叠的金属层连接来形成。

技术实现思路

[0006]以此为出发，本专利技术的目的是，改进冷却元件的制造和冷却元件，尤其当在冷却元件中设有相对窄的冷却通道时如此。
[0007]所述目的通过根据权利要求1的方法和根据权利要求10的冷却元件实现。本专利技术的其他优点和特性由从属权利要求以及说明书和附图中得出。
[0008]根据本专利技术的第一方面，提出用于制造冷却元件，尤其微型冷却元件的方法，包括：
[0009]‑
提供至少一个第一金属层和至少一个第二金属层；
[0010]‑
将至少一个第一金属层和/或至少一个第二金属层氧化；
[0011]‑
将至少一个第一金属层和/或至少一个第二金属层结构化，以构成至少一个凹口；
[0012]‑
将至少一个第一金属层和至少一个第二金属层连接，以构成冷却元件，尤其通过接合(Bonden)，例如通过加热，其中在组装状态下通过在至少一个第一金属层和/或至少一个第二金属层中的凹口形成在冷却元件中的冷却通道的至少一个子部段，其中在连接之前将凹口的内侧至少部段地，优选完全地，以除去被氧化的表面的方式提供或将凹口的内侧以除去被氧化的表面的方式提供给连接或连接过程。
[0013]与现有技术不同提出，有针对性地弃用在凹口的内侧处的被氧化的表面，由此有利地可行的是防止在连结过程中或在至少一个第一金属层与至少一个第二金属层连接的连接时，形成熔融物，所述熔融物会到达凹口的区域或随后制成的冷却通道中并进而减少在凹口的区域中的冷却通道的伸展或者甚至会造成在冷却通道的该子部段中的冷却通道的堵塞。这尤其对于具有相对薄或窄的冷却通道，尤其在微型通道冷却器中具有决定性的优点，因为这样在制造中可以防止或减少堵塞冷却通道的风险。在此可设想的是，在氧化之后将被氧化的表面移除，例如通过接着氧化执行的另外的蚀刻步骤，尤其当在氧化之前进行结构化时。也可设想的是，将被氧化的表面机械地移除，例如通过抛光或切削过程移除。
[0014]优选地提出，在时间上在结构化之前执行氧化。通过结构化，即尤其构成至少一个凹口，在时间上在氧化之后保证，已制造的凹口在其内侧处不具有被氧化的表面，因为内侧在结构化之后不再经受氧化并且在氧化之后才形成。与现有技术不同尤其提出，在结构化之前进行氧化，而在构成冷却元件时在现有技术中常见的是，首先进行结构化并且接着氧化，这是必需的，以便在提出的连接法的范围内，尤其通过接合的连接法的范围内，实现对于在至少一个第一和至少一个第二金属层之间的期望的连接所需的前提。通过改变顺序尤其防止，例如在结构化的过程中形成的凹口的蚀刻侧边通过随后的氧化而设有被氧化的表面。
[0015]通过改变时间顺序还有利地可行的是，氧化不必手动地执行。因此，这在如下情况下才必需，即在氧化之前执行结构化并且结构化造成精细结构化的单个器件或造成精细结构化的至少一个第一金属层和/或至少一个第二金属层，其在自动化操作的范围内遇到被损坏的危险。与之相应地借助于改变的顺序尤其可行的是，进行自动化，尤其用于氧化至少一个第一金属层和/或至少一个第二金属层。甚至可设想的是，至少一个第一金属层和/或至少一个第二金属层在氧化期间或直接在氧化之前或之后借助抓握元件，尤其借助负压或使用真空的抓握元件操作。此外，通过在至少一个第一金属层和至少一个第二金属层之间的错误的氧化能减少不充分结合的可能性，由此减少了错误制成的冷却元件的数量。
[0016]尤其，冷却元件是微型通道冷却元件，其具有连结面，在所述连结面处可以安装电气的器件，尤其激光二极管。优选还提出，所述方法还包括将至少一个第一金属层和至少一个第二金属层沿着堆叠方向堆叠，以构成冷却流体通道的至少一个子部段。尤其提出，至少一个第一金属层和/或至少一个第二金属层沿着主延伸平面延伸并且沿着垂直于主延伸平面伸展的堆叠方向上下相叠地堆叠。凹口在此可以具有方形的、圆形的、矩形的和/或椭圆形的横截面。在此还提出，制成的冷却通道具有子部段，所述子部段平行于、倾斜于或垂直于主延伸平面或堆叠方向伸展。例如，至少一个第一金属层、至少一个第二金属层和/或至少一个第三金属层由铜构成。在此，至少一个第一金属层、至少一个第二金属层和/或至少一个第三金属层可以在其材料选择方面彼此对应或彼此不同，例如关于金属类型、杂质的量和/或初始粒度方面彼此对应或彼此不同。
[0017]优选地，冷却元件包括至少一个第三金属层，所述第三金属层同样沿着主延伸平面延伸并且垂直于堆叠方向与至少一个第一金属层和至少一个第二金属层一起上下相叠堆叠地设置。在此尤其提出，至少一个第一金属层、至少一个第二金属层和至少一个第三金属层鉴于其凹口的位置和形状彼此不同。尤其提出，上下相叠地设置的至少一个第一金属层、至少一个第二金属层和/或至少一个第三金属层在堆叠状态下构成通道，冷却流体在运
行期间可通过所述通道传导，以便将热从连结面导出。
[0018]此外，冷却通道尤其具有导入区域和导出区域，所述导入区域和导出区域例如延伸穿过至少一个第一金属层、至少一个第二金属层和/或至少一个第三金属层，其中冷却通道优选构成为，使得在冷却流体从导入区域转移到导出区域中时冷却流体必须经过凹口的通过结构化创建的部分。优选地，冷却流体在从导入区域过渡到导出区域时经过鳍形结构。尤其提出，冷却流体沿着堆叠方向贯穿冷却通道，尤其沿着堆叠方向经过鳍形结构。
[0019]此外，冷却通道设计为，使得通过冷却通道传导的流体从至少一个第一金属层经由至少一个第二金属层传导到至少一个第三金属层中，随后将流体在至少一个第三金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造冷却元件(1)的方法，所述冷却元件尤其是微型冷却元件，所述方法包括：
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提供至少一个第一金属层(11)和至少一个第二金属层(12)；
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将所述至少一个第一金属层(11)和/或所述至少一个第二金属层(12)氧化(101)；
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将所述至少一个第一金属层(11)和/或所述至少一个第二金属层(12)结构化(102)，以构成至少一个凹口(21、22)；
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将所述至少一个第一金属层(11)和所述至少一个第二金属层(12)连接(103)以构成冷却元件(1)，尤其通过接合，其中在组装状态下通过在所述至少一个第一金属层(11)和/或至少一个第二金属层(12)中的所述凹口(21、22)形成在所述冷却元件(1)中的冷却通道的至少一个子部段，并且其中在连接(103)之前至少部段地，优选完全地，以除去被氧化的表面的方式提供所述凹口(21、22)的内侧。2.根据权利要求1所述的方法，其中在时间上在结构化(102)之前执行氧化(101)。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中为了结构化(102)将所述至少一个第一金属层(11)和/或所述至少一个第二金属层(12)蚀刻、激光处理、激光辅助和/或腐蚀。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中在连接(103)之前以除去被氧化的表面的方式提供所述至少一个第一金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：罗杰斯德国有限公司，
类型：发明
国别省市：