散热器及其制造方法技术

一种用于由多个独立片材制造单侧式散热器的方法，其中每个片材均具有底座部分和从底座部分的顶表面延伸的散热片部分。所述底座部分的宽度壁散热片部分的宽度宽。多个片材的底座部分彼此对齐，于是每个片材的散热片部分在一个方向延伸并且相邻底座部分的侧表面彼此面对，同时底座部分构成散热器的平整表面。向最外侧的片材的底座部分的侧表面施加力，于是推动各个片材成为彼此接触。底座部分的底表面被焊接在一起。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请的主题涉及散热器，具有所述散热器的电子仪器组件，制造所述散热器和电子仪器组件的方法。
技术介绍
为了冷却电子部件的温度，经常使用的是铝散热器。铝和/或铝合金经常用于制造散热器，原因是它们具有较高的导热特性，能够进行压制并且容易在市场上买到。制造铝散热器的成本高效的方式是在如图Ia-Id所述的散热片部分加底座部分的结构中挤压金属。 在图I所示以及美国专利6637109B2公开的实施方式中，散热器具有底座部分15和17，所述底座部分用作生热部件的安装表面，底座部分之间的散热片部分构成增加表面积的散热片部分，这对于使配装的生热部件最大程度地散热是很关键的。由所述部件产生的热量通过传导首先传递给散热器的底座部分15和17 (顶部和底部)，接着传递给散热片部分，由此热量通过辐射、强制对流或自然对流而分散到周围。因为在表面积值和总传热值之间存在正相关关系，所以有利的是将散热片部分的高度和密度最大化，特别是当涉及强制对流场合的时候，这使得散热片部分之间的间隙/空间最小。表征散热器的关系是在数学上由散热片部分高度除以散热片部分之间的间隙所限定的纵横比。目前的挤压技术限制了所述纵横比可实现的值，因为在挤压一体式板形的散热器时，随着所述纵横比增加，挤压模的强度变弱。为了降低模具破损的概率，挤压速度应当降低，由此减少了挤压工艺的整体生产能力。通过铝合金挤压方法制成的一体式散热片部分，这种散热片部分组成的具有较高纵横比的散热器，还会导致很高的废品率。由单个挤压型材制造高纵横比的散热器的一个制造方法是通过美国专利6637109B2中公开的摩擦搅拌焊(FSW)将这些型材焊接在一起。所述方法包括，将挤压型材挤压或弯曲，所述型材被切成适当长度的多片，单片型材的横截面具有第一端部分、第二端部分和连接腹板部分，其中第一和第二基部分的厚度大于腹板部分。然后通过摩擦搅拌焊(FSff)沿着它们的接触面，将各片挤压型材对齐并焊接在一起。在生热部件被置于顶部15和底部17表面的情况下，这是一种有效利用成本的方案，它克服了如上所述的挤压单片型材存在的问题。所述方法的缺陷是，它不能用于制造这样的散热器，即该散热器具有将所述待冷却的元件只安装在一侧的底板。当需要具有密集散热片部分的这样的“单侧式”散热器时，就会出现这种问题。由于前述关于铝挤压工艺存在的不足，不可能将具有密集散热片部分的单侧式散热器进行挤压成形成单件式单元。散热器的热性能通常随着散热片部分的高度与散热片部分间隙之间的比值的增加而提高。结果，当需要很高的散热能力时，就要使用焊接型散热器。制造焊接型散热器的焊接技术包括硬钎焊、环氧压焊、机械型(压配合或卡扣)和摩擦搅拌焊。然而，尽管具有高密度散热片部分的散热器能够通过硬钎焊和环氧压焊进行制造，但为了便于焊接，不得不使用填充材料，这就会在接头处产生一定程度的抗热，由此对整体的热性能产生负面影响。另外，这些方法是劳动力密集型作业，它们会使制造成本大大地升高。此外，已知的是，环氧接头会随着时间的流逝而变弱，降低了焊接的机械强度并抑制传热性能。机械连接方法包括由具有数个散热片部分并通过压配合和/或卡扣配合进行互连的挤压制品、所谓的片材状型材或者其它片段制造散热器。然而，尽管这种方法是成本有效的方法，但它具有几个缺陷。机械连接的缺陷包括普通的结合强度，这不能适用于所有的场合。由此导致在用这样的散热器的过程中出现可靠性问题。另外，围绕机械接头存在空气间隙，这会导致高度扩展的阻热性。此外，热管集成和/或生热部件的安装所需要的机加工和钻孔可能会使两个相邻挤压制品或型材的相邻机械接头松动。摩擦搅拌焊(FSW)也被用作连接对齐的挤压制品或片材状片段的焊接方法。将铝合金制成的零件连接在一起的摩擦搅拌焊通常利用旋转工具，该工具具有肩部和销头，工具经常具有特定结构的表面，当所述工具与金属接触时，这样的表面能够增加摩擦。旋转摩擦搅拌焊工具还通常沿着要连接在一起的两个工件的相邻对齐边线性移动。由旋转产生的 摩擦将材料加热并使其塑化。两个相邻的连接部件的塑化后的材料熔合在一起，由此沿着它们的边得到焊缝。随着工具的旋转，在工件上施加向下的力而足够使两个部件熔合在一起。因此，所述工件通常需要在与施加力的焊接相反的一侧提供支撑，比如图Ia所示的后侧或下侧。可选地，工件具有的形状允许工件的另一、下部或相反部分作为支撑来补偿在摩擦搅拌焊接(FSW)过程中施加的非常大的竖直力。本领域已知的是，使用摩擦搅拌焊(FSW)来连接两个金属工件或塑料工件。实质上，FSW采用非消耗性旋转工具，该工具与工件相互作用以产生摩擦热并由此在焊接区域使所述材料塑化。焊接区域的材料的局部软化便于工件的材料进行混合，在工具沿着焊接方向移动时，形成焊接接头。FSW是在保持接头的高导热性能的同时使接头部分具有高拉伸强度的最有效的焊接方法。然而，当由片材状或挤压型材制成散热器的片段时，所述片段通常仅通过夹持布置在一起。在FSW过程中，必须施加向下的力，以使工件足够熔合在一起。当旋转工具移过片材片段或型材的相接边时，由于在单侧式散热器下方没有支撑或接头来抵消前述的向下的力，很可能发生变形。当比如通过压配合连接制造所述片段时，相邻挤压件或型材在一侧具有相互作用的延伸部分，在另一侧具有接受这些延伸部分的槽，特别是对于大尺寸的散热器而言，在这些围绕延伸部分的压配合连接内，在片材片段之间可能存在很大的空气间隙，这些延伸部分位于非焊接区域的槽内。这样的间隙会导致很高的扩展性阻热性能。另外，如果这些空气间隙发生在焊接区域内，它们可能导致含有气孔的有缺陷的焊缝。此外，比如图lb，Ic和Id所示的，I形、U形和S形截面需要具有两个端部，这限制成品的形状的变化并增大了散热器的重量。本专利技术的实施方案允许散热片部分的厚度和底座部分的厚度/宽度之间的比值增大。与挤压成独立的散热器相比，通过利用单独的型材，散热片部分的厚度能够急剧地下降。与已知的散热器相比，由于不具有第二端部，本专利技术的实施方案还使得构造很轻。此外，本专利技术的实施方案使得单独的散热片部分的厚度减小，因为散热片部分不需要执行支撑的功能并承受FSW过程中施加的力
技术实现思路
按照本专利技术的一个方面，提供一种具有多个独立片材或型材的散热器，所述片材或型材通过挤压优选为铝或铝合金制成。每个片材具有带底面的底座部分和从底座部分的顶部延伸的散热片部分。底座部分的宽度比散热片部分的宽度宽。可选地，每个底座部分在其侧面的第一侧上具有至少一个延伸部，在与第一侧相反的第二侧上具有至少一个槽。所述至少一个槽的结构能够容纳相邻片材上的延伸部。构成散热器的所有片材可以是一样的。可选地，一个或多个片材的结构和/或截面可以不同。散热片部分和/或底座部分可以具有不同的结构和/或截面。就散热片部分的厚度与底座部分的宽度之间的比值，散热片部分可具有不同的比值。一些情况，散热器可以具有这样的散热片部分，其中没一个散热片部分具有相同的尺寸和截面。可选地或另外地，底座部分的宽度和厚度彼此不同，但组装后的散热器的底表面是平整的。当热量只施加到散热器的一侧并从另一侧散发时，由于节省能量、取消了第二端部，由此减少独立片材的用材而降低材料成本，所以散热器能够最有效地进行制造。通过取消散热器另一侧上的摩擦搅拌焊，这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：M·费伦，M·托齐尔，J·比尤尔，D·利特，
申请(专利权)人：萨帕有限公司，
类型：发明
国别省市：