DE102006031490A1

DE102006031490A1 - Verfahren zum Herstellen von Flachrohr-Wärmetauscher

Info

Publication number: DE102006031490A1
Application number: DE102006031490A
Authority: DE
Inventors: Hsiu-Wei Hsin Chuan Yang; Pei-Pei Hsin Chuan Ding; Jao-Ching Hsin Chuan Lin; Wen-Hwa Hsin Chuan Yu
Original assignee: Asia Vital Components Co Ltd
Current assignee: Asia Vital Components Co Ltd
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2008-01-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Flachrohr-Wärmetauschern, das folgende Schritte enthält: (A) ein hohles Gehäuse (4) aus Metall wird bereitgestellt, das einen ersten Gehäuseteil (41) und einen zweiten Gehäuseteil (42) umfasst, die einen Aufnahmeraum (46) bilden, wobei der erste Gehäuseteil (41) die ersten Verbindungsränder (411) und der zweite Gehäuseteil (42) die zweite Verbindungsränder (421) besitzen; (B) durch die Gasphasendeposition wird auf den Oberflächen der den ersten Verbindungsrändern (411) zugewandten Seite der zweiten Verbindungsränder (421) und/oder den Oberflächen der den zweiten Verbindungsrändern (421) zugewandten Seite der ersten Verbindungsränder (411) eine Verbindungsschicht (45) aus Metall abgeschieden; und (C) die ersten Verbindungsränder (411) werden auf die zweiten Verbindungsränder (421) gebracht, wonach die ersten und zweiten Verbindungsränder (411, 421) sowie die Verbindungsschichten (45) erwärmt werden. Da die Verbindungsschicht eine homogene Dicke hat, können die ersten und zweiten Verbindungsränder dicht miteinander verbunden werden, so dass die Gasdichtigkeit des Flachrohr-Wärmetauschers gewährleistet werden kann.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Flachrohr-Wärmetauscher, das die Gasdichtigkeit des Flachrohr-Wärmetauschers gewährleisten kann.
Stand der Technik
Die Betriebswärme der elektronischen Bauelemente muss abgeführt werden, um eine Beschädigung der elektronischen Bauelemente durch diese Abwärme zu vermeiden. Zum Kühlen der elektronischen Bauelemente können Kühlrippen, Kühlventilator, Wärmeaustauschrohr verwendet werden. Die Wärme der elektronischen Bauelemente wird durch ihres Gehäuse auf die Kühlrippen geleitet, die von dem Luftstrom eines Kühlventilators abgekühlt werden.
Da die tragbaren elektronischen Geräte, wie Notebook, immer kleiner sind, sind die herkömmlichen Kühlvorrichtungen nicht mehr verwendbar.
Daher wurde das Flachrohr-Wärmetauscher entwickelt, der für die tragbaren elektronischen Geräte geeignet sind. Das Flachrohr-Wärmetauscher verwendet ein Arbeitsmedium. Durch die Phasenänderung des Arbeitsmediums kann die Wärme ausgetauscht werden. Wenn eine Seite des Flachrohr-Wärmetauschers die Wärmequelle kontaktiert, wird das Arbeitsmedium an dieser Seite durch die Wärmeaufnahme verdampft und strömt zu der anderen Seite des Flachrohr-Wärmetauschers. Dort wird der verdampfte Arbeitsmedium durch die Wärmeabgabe an das Gehäuse kondensiert. Das Gehäuse gibt die wärme an die Aussenluft ab. Das kondensierte Arbeitsmedium fliesst durch die Kapillarwirkung wieder zurück. Dadurch ein Arbeitsmedium-Kreislauf entsteht, so dass die Wärme transportiert werden kann.
Die Funktion des Flachrohr-Wärmetauschers ist von der Gasdichtigekeit des Gehäuses abhängig. Wenn die Gasdichtigkeit des Gehäuses schlecht ist, wird der Sättigungsdampfdurck des Arbeitsmediums beeinflusst, so dass die Kühlwirkung des Flachrohr-Wärmetauschers reduziert wird.
1 und 2 zeigen ein herkömmliches Verfahren zum Herstellen von Flachrohr-Wärmetauscher.
Zunächst wird ein hohles Gehäuse 2 aus Kupfer oder Aluminium bereitgestellt, das einen ersten Gehäuseteil 21 und einen zweiten Gehäuseteil 22 umfasst, die einen Aufnahmeraum 26 bilden, wobei der erste Gehäuseteil 21 die ersten Verbindungsränder 211 und der zweite Gehäuseteil 22 die zweite Verbindungsränder 221 besitzt. Der erste oder zweite Gehäuseteil 21, 22 ist mit einer Füllöffnung 24 versehen, die mit dem Aufnahmeraum 26 verbunden ist.
Im Schritt 11 wird durch Galvanisation auf den Oberflächen der den ersten Verbindungsrändern 211 zugewandten Seite der zweiten Verbindungsränder 221 oder auf den Oberflächen der den zweiten Verbindungsrändern 221 zugewandten Seite der ersten Verbindungsränder 211 eine Verbindungsschicht 25 aus Metall abgeschieden.
Im Schritt 12 wird eine Kapillarstruktur 23 in den Aufnahmeraum 26 zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil 21, 22 eingebracht.
Im Schritt 13 wird die ersten Verbindungsränder 411 auf die zweiten Verbindungsränder 421 gebracht, wodurch der erste und zweite Gehäuseteil 41, 42 gegenübereinander positioniert sind.
Im Schritt 14 werden die ersten und zweiten Verbindungsränder 411, 421 sowie die Verbindungsschichten 45 erwärmt, damit sie gasdicht miteinander verbunden sind.
Im Schritt 15 wird das Arbeitsmedium durch die Füllöffnung 24 in den Aufnahmeraum 26 gefüllt, wonach der Aufnahmeraum 26 evakuiert wird.
Im Schritt 16 wird die Füllöffnung 24 verschlossen.
Dadurch entsteht der Flachrohr-wärmetauscher.
Im Schritt 11 sind die Verbindungsschichten durch Galvanisation auf den ersten oder zweiten Verbindungsrändern abgeschieden und haben somit eine inhomogene Dicke, so dass die Gasdichtigkeit des Gehäuses nicht gewährleistet werden kann.
Bei der Galvanisation wird das Werkstück in ein Galvanisierungsbad eingetaucht. Durch die elektrochemische Reaktion wird auf dem Werkstück ein Überzug erzeugt.
Die Dicke des Überzugs wird von der Form des Werkstücks beeinflusst. Z.B. die Dicke des Überzugs ist an der Stellen der Ecken größer.
Daher kann die Dicke der Verbindungsschicht 25, die durch Galvanisation hergestellt wird, inhomomgen sein, so dass eine gasdichte Verbindung der ersten und zweiten Verbindungsränder 211, 221 nicht gewährleistet werden kann.
Zudem ist das Metallmaterial für die Verbindungsschicht 25, die durch Galvanisation hergestellt wird, begrenzt. Bei der Galvanisation muß in das Galvanisierungsbad ein Komplexbildner zugegeben werden, um die elektrochemische Reaktion zu regeln. Durch die Galvanisation lässt sich das Verhältnis der Legierungselemente schwer kontrollieren. Daher kann die Legierung, die mehr als drei Legierungselemente enthält, nicht durch die Galvanisation hergestellt werden.
Um die Umweltbelastung zu reduzieren, wird die Legierung von Zinn und Blei durch die Legierung von Zinn, Silber und Kuper ersetzt. Durch die Galvanisation kann die Verbindungsschicht 25 aus dieser Legierung nicht hergestellt werden.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Flachrohr-Wärmetauscher zu schaffen, das die Gasdichtigkeit des Flachrohr-Wärmetauschers gewährleisten kann.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Herstellen von Flachrohr-Wärmetauscher enthält folgende Schritte:
ein erster und zweiter Gehäuseteil werden bereitgestellt, wobei der erste Gehäuseteil die ersten Verbindungsränder und der zweite Gehäuseteil die zweite Verbindungsränder besitzt;
durch die Gasphasendeposition wird auf den Oberflächen der den ersten Verbindungsrändern zugewandten Seite der zweiten Verbindungsränder und/oder den Oberflächen der den zweiten Verbindungsrändern zugewandten Seite der ersten Verbindungsränder eine Verbindungsschicht aus Metall abgeschieden; und
die ersten Verbindungsränder werden auf die zweiten Verbindungsränder gebracht, wonach die ersten und zweiten Verbindungsränder sowie die Verbindungsschichten erwärmt werden.
Da die Verbindungsschicht eine homogene Dicke hat, können die erste und zweite Verbindungsränder dicht miteinander verbunden werden, so dass die Gasdichtigkeit des Flachrohr-Wärmetauschers gewährleistet werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ein Flussbild der herkömmlichen Lösung,
2 eine Explosionsdarstellung der herkömmlichen Lösung,
3 ein Flussbild der Erfindung,
4 eine Schnittdarstellung der Erfindung vor der Verbindung,
5 eine Schnittdarstellung der Erfindung nach der Verbindung.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.
Wie aus den 3 und 4 ersichtlich ist, enthält das erfindungsgemässe Verfahren die folgenden Schritte:
Zunächst wird ein hohles Gehäuse 4 aus Metall, wie Kupfer oder Aluminium, bereitgestellt, das einen ersten Gehäuseteil 41 und einen zweiten Gehäuseteil 42 umfasst, die einen Aufnahmeraum 46 bilden. Der erste Gehäuseteil 41 besitzt die ersten Verbindungsränder 411 und der zweite Gehäuseteil 42 besitzt die zweite Verbindungsränder 421. Der erste Gehäuseteil 41 ist mit einer Füllöffnung 44 versehen, die mit dem Aufnahmeraum 46 verbunden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 4 rechteckig. Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Durch die Füllöffnung 44 kann ein Arbeitsmedium gefüllt und die Luft abgesaugt werden. Die Stelle der Fühllöffnung kann je nach Bedarf gewählt werden.
Im Schritt 31 wird durch die Gasphasendeposition auf den Oberflächen der den ersten Verbindungsrändern 411 zugewandten Seite der zweiten Verbindungsränder 421 eine Verbin dungsschicht 45 aus Metall abgeschieden. Die Verbindungsschicht 45 kann auch alternativ oder zusätzlich auf den Oberflächen der den zweiten Verbindungsrändern 421 zugewandten Seite der ersten Verbindungsränder 411 abgeschieden werden.
Die Gasphasendeposition kann im Vakuum oder Halbvakuum und chemisch oder physikalisch durchgeführt werden, wobei die gasförmigen Metallatome oder Metallatomgruppen im Vakuum oder Halbvakuum durch Diffusion auf der Oberfläche eines Substrats abgeschieden werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die physikalische Gasphasendeposition (PVD) verwendet, die Bedämpfen und Sputtern enthält. Beim Bedämpfen wird die Metallkomponente durch wärme in gasförmige Metallatome oder Metallatomgruppen umgewandelt. Beim Sputtern wird ein Gas ioniert. Durch Beschuss eines Targets aus Metall mit Ionen werden Atome oder Atomgruppen von dem Target abgedampt werden.
Im Vergleich mit der Verbindungsschicht, die durch die Galvanisation hergestellt ist, hat die Verbindungsschicht 45, die durch das PVD-Verfahren hergestellt ist, eine gleichmässigere Dicke, da die Dicke der Verbindungsschicht 45 nicht durch die Form der ersten bzw. zweiten Verbindungsrändern 421 beeinflusst wird.
Da beim PVD-Verfahren die Metallkomponente physikalisch in gasförmige Metallatome oder Metallatomgruppen umgewandelt wird, die im Vakuum oder Halbvakuum durch Diffusion auf der Oberfläche des Substrats abgeschieden werden, ist die Metallkomponente nicht begrenzt und kann eine beliebige Legierung sein. Dies ist nicht möglich bei der Galvanisation.
Daher kann die Metallkomponente der Verbindungsschicht 45 eine Legierung von Zinn, Silber und Kupfer sein. Die Metallkomponente der Verbindungsschicht 45 kann auch eine Legierung von Zinn und Blei sein. Die Metallkomponente der Verbindungsschicht 45 kann ferner eine Legierung von Zinn und Bismuth sein.
Im Schritt 32 wird eine Kapillarstruktur 43 in den Aufnahmeraum 46 zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil 41, 42 eingebracht.
Wie aus den 3 und 5 ersichtlich ist, werden im Schritt 33 die ersten Verbindungsränder 411 auf die zweiten Verbindungsränder 421 gebracht, wodurch der erste und zweite Gehäuseteil 41, 42 gegenübereinander positioniert sind. Durch einen Klemmteil 5 werden der erste und zweite Gehäuseteil 41, 42 in diesem Zustand gehalten.
Im Schritt 34 werden die ersten und zweiten Verbindungsränder 411, 421 sowie die Verbindungsschicht 45 erwärmt, damit sie gasdicht miteinander verbunden sind.
Im Schritt 35 wird das Arbeitsmedium durch die Füllöffnung 44 des Gehäuses 4 in den Aufnahmeraum 46 gefüllt, wonach der Aufnahmeraum 46 durch die Füllöffnung 44 evakuiert wird.
Im Schritt 36 wird die Füllöffnung 44 verschlossen.
Da die Verbindungsschicht 45 durch Gasphasendeposition auf den ersten oder zweiten Verbindungsrändern 411, 421 abgeschieden ist, hat sie eine homogene Dicke, so dass die Gasdichtigkeit des Gehäuses gewährleistet werden kann. Zudem kann die Verbindungsschicht 45 eine beliebige Legierung sein.
Die vorstehende Beschreibung stellt nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und soll nicht als Definition der Grenzen und des Bereiches der Erfindung dienen. Alle gleichwertige Änderungen und Modifikationen gehören zum Schutzbereich dieser Erfindung.
Bezugszeichenliste

31–36	Schritt
4	Gehäuse
41	erster Gehäuseteil
411	erster Verbindungsrand
42	zweiter Gehäuseteil
421	zweiter Verbindungsrand
43	Kapillarstruktur
44	Füllöffnung
45	Verbindungsschicht
46	Aufnahmeraum

Claims

Verfahren zum Verbinden eines Gehäuses, das folgende Schritte enthält: (A) ein erster und zweiter Gehäuseteil (41, 42) werden bereitgestellt, wobei der erste Gehäuseteil (41) die ersten Verbindungsränder (411) und der zweite Gehäuseteil (42) die zweite Verbindungsränder (421) besitzt; (B) durch die Gasphasendeposition wird auf den Oberflächen der den ersten Verbindungsrändern (411) zugewandten Seite der zweiten Verbindungsränder (421) und/oder den Oberflächen der den zweiten Verbindungsrändern (421) zugewandten Seite der ersten Verbindungsränder (411) eine Verbindungsschicht (45) aus Metall abgeschieden; (C) die ersten Verbindungsränder (411) werden auf die zweiten Verbindungsränder (421) gebracht, wonach die ersten und zweiten Verbindungsränder (411, 421) sowie die Verbindungsschichten (45) erwärmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (B) die Gasphasendeposition eine physikalische Gasphasendeposition ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (B) die physikalische Gasphasendeposition ein Bedämpfen ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (B) die physikalische Gasphasendeposition ein Sputtern ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Gehäuseteil (41, 42) aus Kupfer oder Aluminium hergestellt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht (45) auf den Oberflächen der den ersten Verbindungsrändern (411) zugewandten Seite der zweiten Verbindungsränder (421) abgeschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (C) der erste und zweite Gehäuseteil (41, 42) von einem Klemmteil (5) gehalten werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht (45) aus Metall besteht.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall der Verbindungsschicht (45) eine Legierung von Zinn, Silber und Kupfer ist.
Verfahren zum Herstellen von Flachwärmeaustauschrohr, das folgende Schritte enthält: (A) ein hohles Gehäuse (4) aus Metall wird bereitgestellt, das einen ersten Gehäuseteil (41) und einen zweiten Gehäuseteil (42) umfasst, die einen Aufnahmeraum (46) bilden, wobei der erste Gehäuseteil (41) die ersten Verbindungsränder (411) und der zweite Gehäuseteil (42) die zweite Verbindungsränder (421) besitzt, und wobei der erste oder zweite Gehäuseteil (41, 42) mit einer Füllöffnung (44) versehen ist, die mit dem Aufnahmeraum (46) verbunden ist; (B) durch die Gasphasendeposition wird auf den Oberflächen der den ersten Verbindungsrändern (411) zugewandten Seite der zweiten Verbindungsränder (421) und oder den Oberflächen der den zweiten Verbindungsrändern (421) zugewandten Seite der ersten Verbindungsränder (411) eine Verbindungsschicht (45) aus Metall abgeschieden; (C) die ersten Verbindungsränder (411) werden auf die zweiten Verbindungsränder (421) gebracht, wonach die ersten und zweiten Verbindungsränder (411, 421) sowie die Verbindungsschichten (45) erwärmt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (B) eine Kapillarstruktur (43) in den Aufnah meraum (46) zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil (41, 42) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (C) der erste und zweite Gehäuseteil (41, 42) von einem Klemmteil (5) gehalten werden.
Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Schritt (D), in dem ein Arbeitsmedium durch die Füllöffnung (44) in den Aufnahmeraum (46) des Gehäuses (4) gefüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen Schritt (E), in dem die restliche Luft im Aufnahmeraum (46) des Gehäuses (4) durch die Füllöffnung (44) abgesaugt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen Schritt (F), in dem die Füllöffnung (44) verschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (B) die Gasphasendeposition eine physikalische Gasphasendeposition ist.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (B) die physikalische Gasphasendeposition ein Bedämpfen ist.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (B) die physikalische Gasphasendeposition ein Sputtern ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) aus Kupfer oder Aluminium hergestellt ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht (45) aus Metall besteht.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall der Verbindungsschicht (45) eine Legierung von Zinn, Silber und Kupfer ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllöffnung (44) in dem ersten Gehäuseteil (41) gebildet ist.