DE102011075949A1 - Cooling component comprises a base body and a cellular metallic foam body having greater wall thickness of a portion of the cellular walls arranged close to surfaces defining cells of metallic foam body, arranged on surface of the base body - Google Patents

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Abstract

Cooling component comprises a base body, where a cellular metallic foam body (6) is arranged on at least one surface (3) of the base body. The wall thickness of at least one portion of cellular walls (8), which is arranged close to surfaces defining cells (7) of the metallic foam body, is greater than the wall thickness of the cellular walls arranged away from the surface. An independent claim is also included for producing the above cooling component, comprising providing at least one metallic foam body, connecting the metallic foam body at least in section-wise with at least one surface of the base body.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlbauteil, umfassend einen Grundkörper, wobei an wenigstens einer Fläche des Grundkörpers ein zellularer Metallschaumkörper angeordnet ist. The invention relates to a cooling component, comprising a base body, wherein a cellular metal foam body is arranged on at least one surface of the base body.

Es ist bekannt, elektrischen Komponenten entsprechende Kühlbauteile zuzuordnen, um die während des Betriebs der Komponenten entstehende Verlustwärme abzuführen. Derart kann die Betriebssicherheit entsprechender Komponenten sichergestellt werden, da das Überschreiten einer maximal zulässigen Betriebstemperatur derart in der Regel verhindert wird. It is known to assign corresponding cooling components to electrical components in order to dissipate the heat loss generated during the operation of the components. In this way, the operational safety of corresponding components can be ensured since the exceeding of a maximum permissible operating temperature is generally prevented in this way.

Zur Verbesserung entsprechender Kühlbauteile wurde vorgeschlagen, diese an entsprechenden Flächen, insbesondere im Bereich des Wärmeeintrags in das Kühlbauteil, mit Metallschaumkörpern zu versehen, welche aufgrund ihrer, auf deren zellulare Struktur zurückzuführenden, großen spezifischen Oberflächen ein hohes Wärmeaustauschpotential aufweisen. In order to improve corresponding cooling components, it has been proposed to provide them with metal foam bodies on corresponding surfaces, in particular in the region of the heat input into the cooling component, which have a high heat exchange potential due to their large specific surfaces attributable to their cellular structure.

Hierbei zeigte es sich jedoch, dass der Wärmeeintrag in die Metallschäume vermutlich aufgrund der geringen Wandstärke der die Zellen des Metallschaums begrenzenden Zellwände sehr gering ist. Mithin sind die Kühleigenschaften entsprechender mit Metallschäumen versehener Kühlbauteile nicht hinreichend zufriedenstellend. It turned out, however, that the heat input into the metal foams is probably very low due to the small wall thickness of the cell walls bounding the cells of the metal foam. Consequently, the cooling properties of corresponding metal foamed cooling components are not sufficiently satisfactory.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein entsprechendes Kühlbauteil mit verbesserten Kühleigenschaften anzugeben. The invention is based on the problem of specifying a corresponding cooling component with improved cooling properties.

Das Problem wird erfindungsgemäß durch ein Kühlbauteil der eingangs genannten Art gelöst, welches sich dadurch auszeichnet, dass die Wandstärke zumindest eines Teils der die Zellen des Metallschaumkörpers begrenzenden flächennah angeordneten Zellwände größer ist als die Wandstärke der flächenfern angeordneten Zellwände. The problem is solved according to the invention by a cooling component of the type mentioned above, which is characterized in that the wall thickness of at least a portion of the cells of the metal foam body delimiting the cell walls arranged near the surface is greater than the wall thickness of the cell walls remote from the cell.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die Wandstärke der die Zellen des Metallschaumkörpers begrenzenden Zellwände nicht wie üblich einheitlich zu belassen, sondern die Zellwände des Metallschaumkörpers mit einem bezogen auf die Wandstärke von flächennah nach flächenfern abnehmenden Gradienten zu versehen. Entsprechend ist es vorgesehen, dass die Wandstärke zumindest eines Teils, bevorzugt jedoch sämtlicher flächennah angeordneter Zellwände größer ist als die Wandstärke der flächenfern angeordneten Zellwände. Die im Bereich der, insbesondere der Wärmequelle zugewandten, Fläche des Grundkörpers des Kühlbauteils angeordneten Zellwände weisen also im Vergleich zu den von der entsprechenden Fläche beabstandeten Zellwänden eine größere Wandstärke respektive Querschnittsfläche auf, wodurch deren thermisch leitfähige Eigenschaften erhöht sind. Mithin wird die grundsätzlich große Oberfläche entsprechender Metallschäume in bestimmten oder allen flächennah angeordneten Zellwänden durch eine Volumenvergrößerung im Hinblick auf einen effizienteren Wärmeeintrag in die zellulare Struktur des Metallschaumkörpers verbessert. The invention is based on the idea not uniformly to leave the wall thickness of the cells of the metal foam body limiting cell walls as usual, but to provide the cell walls of the metal foam body with a relative to the wall thickness of near-surface after flattenfern decreasing gradient. Accordingly, it is provided that the wall thickness of at least one part, but preferably all of the cell walls arranged near the surface, is greater than the wall thickness of the cell walls arranged far from the surface. The arranged in the region of, in particular the heat source, the surface of the body of the cooling member cell walls thus have compared to the spaced from the corresponding surface cell walls on a greater wall thickness and cross-sectional area, whereby their thermally conductive properties are increased. Consequently, the basically large surface area of corresponding metal foams in certain or all of the cell walls arranged close to the surface is improved by an increase in volume with regard to a more efficient introduction of heat into the cellular structure of the metal foam body.

Unter einer Zellwand im erfindungsgemäßen Sinne ist sowohl eine eine bestimmte Zelle umgebende Zellwand als auch mehrere, miteinander verbundene, mehrere Zellen umgebende Zellwände zu verstehen. Mithin ist es denkbar, neben einem makroskopischen Zellwandstärkegradienten eines Zellwandverbunds innerhalb des Metallschaumkörpers auch mikroskopische Zellwandstärkegradienten einzelner Zellwände vorzusehen. A cell wall in the sense of the invention is to be understood as meaning both a cell wall surrounding a specific cell and a plurality of cell walls connected to one another and surrounding several cells. Thus, it is conceivable to provide not only a macroscopic cell wall thickness gradient of a cell wall composite within the metal foam body but also microscopic cell wall thickness gradients of individual cell walls.

Die Gradientenverläufe können grundsätzlich vielfältig gestaltet sein, es sollen jedoch zwei konkrete Beispiele gegeben werden. The gradients can be varied in principle, but two concrete examples should be given.

Bei einem Metallschaum mit einer Porendichte von 5 ppi (Poren pro inch) und einer ursprünglichen Wandstärke von ca. 1 mm kann die Wandstärke entsprechend flächennaher Bereiche auf etwa 3 mm erhöht werden. In einem ca. 30 mm von der entsprechenden Fläche beabstandeten Bereich kann die Wandstärke der Zellwände wieder ihren ursprünglichen Wert einnehmen. For a metal foam with a pore density of 5 ppi (pores per inch) and an original wall thickness of about 1 mm, the wall thickness can be increased to about 3 mm according to area-near areas. In a region spaced approximately 30 mm from the corresponding surface, the wall thickness of the cell walls can return to their original value.

Bei einem Metallschaum mit einer Porendichte von 20 ppi und einer ursprünglichen Wandstärke von ca. 0,3 mm kann die Wandstärke entsprechend flächennaher Bereiche auf etwa 1 mm erhöht werden. In einem ca. 20 mm von der entsprechenden Fläche beabstandeten Bereich kann die Wandstärke der Zellwände wieder ihren ursprünglichen Wert einnehmen. For a metal foam with a pore density of 20 ppi and an original wall thickness of approx. 0.3 mm, the wall thickness can be increased to approx. 1 mm corresponding to area-near areas. In a region spaced approximately 20 mm from the corresponding surface, the wall thickness of the cell walls can return to their original value.

Mithin ist es grundsätzlich bevorzugt, die Wandstärke der Zellwände in Abhängigkeit der Porosität des Metallschaumkörpers festgelegt ist. Consequently, it is generally preferred that the wall thickness of the cell walls is determined as a function of the porosity of the metal foam body.

In allen Fällen sollte sichergestellt sein, dass die Zellwandstärke nicht zu groß gewählt wird, um ein Kühlmedium ungehindert, d. h. ohne wesentliche bzw. mit hinnehmbaren Druckverlusten durch die zellulare, insbesondere offenporige, Struktur des Metallschaumkörpers strömen zu lassen. In all cases, it should be ensured that the cell wall thickness is not too large to allow a cooling medium unhindered, d. H. without significant or with acceptable pressure losses through the cellular, in particular open-pore, to flow structure of the metal foam body.

Selbstverständlich ist es auch denkbar, sämtliche Zellwände in ihrer Wandstärke zu vergrößern, um eine entsprechende Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit des Metallschaumkörpers zu erhalten. Of course, it is also conceivable to increase all cell walls in their wall thickness in order to obtain a corresponding improvement in the thermal conductivity of the metal foam body.

Es ist bevorzugt, dass die größere Wandstärke aufweisenden Zellwände wenigstens abschnittsweise mit wenigstens einer Lage eines thermisch leitfähigen Materials, insbesondere eines Metalls, beschichtet sind. Mithin ist in Abhängigkeit der Schichtdicke respektive Anzahl der durch die Beschichtung aufgebrachten Schichten bzw. Lagen die Wandstärke der Zellwände erhöhbar. It is preferred that the cell walls having greater wall thickness are at least partially coated with at least one layer of a thermally conductive material, in particular a metal. Consequently, depending on the layer thickness or number of layers or layers applied by the coating, the wall thickness of the cell walls can be increased.

Zur Beschichtung kommen grundsätzlich alle geeigneten Beschichtungsverfahren in Frage, welche eine gezielte Beeinflussung entsprechender Zellwandstärken beziehungsweise eine Einstellung entsprechender Zellwandstärkegradienten ermöglichen. In principle, all suitable coating processes are suitable for coating, which allow targeted influencing of corresponding cell wall thicknesses or adjustment of corresponding cell wall thickness gradients.

Entsprechend sind grundsätzlich alle thermisch leitfähigen und auf den Zellwänden des Metallschaumkörpers abscheidbaren Materialien als potentielle Beschichtungsmaterialien verwendbar. Besonders bevorzugt sind jedoch metallische Schichten, da diese sowohl hervorragende thermisch leitfähige Eigenschaften als auch ein gutes Benetzungsverhalten bezüglich der Zellwände des Metallschaumkörpers aufweisen. Accordingly, basically all thermally conductive materials which can be deposited on the cell walls of the metal foam body can be used as potential coating materials. However, metal layers are particularly preferred since they have both excellent thermal conductivity properties and good wetting behavior with respect to the cell walls of the metal foam body.

Beispielhaft, jedoch nicht abschließend, können verschiedene Lote, insbesondere Silberlote, Kupfer oder Silber zur Ausbildung entsprechender Schichten auf den zu beschichtenden Zellwänden des Metallschaumkörpers vorgesehen sein. By way of example, but not exclusively, various solders, in particular silver solders, copper or silver may be provided for forming corresponding layers on the cell walls of the metal foam body to be coated.

Die Beschichtung kann etwa aus einer Lotschmelze, das heißt durch wenigstens abschnittsweises, gegebenenfalls mehrmaliges Eintauchen des Metallschaumkörpers in eine Lotschmelze, aufbringbar sein. Vorteilhaft ist hieran, dass der Metallschaumkörper gleichermaßen mit der entsprechenden Fläche des Grundkörpers des Kühlbauteils durch Auflöten verbunden werden kann. Es handelt sich hierbei um ein besonders einfach durchführbares Beschichtungsverfahren. The coating can be applied, for example, from a molten solder, that is to say by immersing the metal foam body into a solder melt at least in sections, possibly several times. It is advantageous that the metal foam body can be connected to the corresponding surface of the main body of the cooling component by soldering. This is a particularly easy to perform coating method.

Alternativ oder ergänzend kann es sein, dass die Beschichtung mittels galvanischer Abscheidung gebildet ist. Dieses Beschichtungsverfahren erlaubt eine hohe Prozesssicherheit, das heißt eine reproduzierbare beziehungsweise gut kontrollierbare Ausbildung entsprechender metallischer Schichten auf den Zellwänden des Metallschaumkörpers. Alternatively or additionally, it may be that the coating is formed by means of electrodeposition. This coating method allows a high process reliability, that is to say a reproducible or well controllable formation of corresponding metallic layers on the cell walls of the metal foam body.

Es ist ferner denkbar, dass der Metallschaumkörper bereits mit größeren Wandstärken zumindest eines Teils der flächennah angeordneten Zellwände im Vergleich zu den flächenfern angeordneten Zellwänden hergestellt ist. Hierauf wird im Weiteren noch näher eingegangen. In dieser Ausführungsform ist es lediglich erforderlich, den bereits mit entsprechend unterschiedlichen Zellwandstärken versehenen Metallschaumkörper an einer oder mehreren entsprechenden Flächen des Grundkörpers des Kühlbauteils anzuordnen beziehungsweise anzubringen. It is also conceivable that the metal foam body is already made with larger wall thicknesses of at least a portion of the cell walls arranged near the surface in comparison to the cell walls arranged remote from the surface. This will be discussed in more detail below. In this embodiment, it is only necessary to arrange or attach the metal foam body already provided with correspondingly different cell wall thicknesses to one or more corresponding surfaces of the main body of the cooling component.

Der Metallschaumkörper kann zum Beispiel aus einem Aluminium-, Magnesium- oder Kupferschaum gebildet sein. Selbstverständlich kann der Metallschaumkörper auch aus anderen schäumbaren Metallen oder Metalllegierungen gebildet sein. The metal foam body can be formed, for example, from an aluminum, magnesium or copper foam. Of course, the metal foam body may also be formed from other foamable metals or metal alloys.

Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlbauteils, umfassend einen Grundkörper, wobei an wenigstens einer Fläche des Grundkörpers ein zellularer Metallschaumkörper angeordnet ist. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein Metallschaumkörper bereitgestellt wird, wobei die Wandstärke wenigstens eines Teils der die Zellen des Metallschaumkörpers begrenzenden flächennah anzuordnenden Zellwände größer ist als die Wandstärke der flächenfern anzuordnenden Zellwände, welche Metallschaumkörper wenigstens abschnittsweise mit wenigstens einer Fläche des Grundkörpers verbunden wird. In addition, the invention relates to a method for producing a cooling component, comprising a base body, wherein a cellular metal foam body is arranged on at least one surface of the base body. The method is characterized in that at least one metal foam body is provided, wherein the wall thickness of at least a portion of the cells of the metal foam body delimiting cell walls to be arranged nearer than the wall thickness of the cell walls far away to be arranged, which metal foam body at least partially connected to at least one surface of the body becomes.

Mithin sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, einen mit einem entsprechenden abnehmenden Gradienten seiner Zellwandstärke von flächennah anzuordnenden Zellwänden zu flächenfern anzuordnenden Zellwänden versehenen Metallschaumkörper mit einer oder gegebenenfalls mehreren Flächen des Grundkörpers des Kühlbauteils zur Ausbildung des Kühlbauteils zu verbinden. Das derart erzeugte Kühlbauteil weist durch die größeren Wandstärken respektive Querschnittsflächen im Bereich der flächennah angeordneten Zellwände eine verbesserte Wärmeaufnahmekapazität beziehungsweise Wärmeleitfähigkeit und somit verbesserte Kühleigenschaften auf. Thus, the method according to the invention provides for connecting a metal foam body provided with one or possibly more surfaces of the main body of the cooling component to form the cooling component with cell walls to be arranged far away from the cell walls with a corresponding decreasing gradient of its cell wall thickness. Due to the larger wall thicknesses or cross-sectional areas in the region of the cell walls arranged near the surface, the cooling component thus produced has improved heat absorption capacity or thermal conductivity and thus improved cooling properties.

Zur Ausbildung der größeren Wandstärke zumindest eines Teils der flächennah anzuordnenden Zellwände im Vergleich zu den flächenfern anzuordnenden Zellwänden ist es denkbar, dass wenigstens einen Teil der flächennah anzuordnenden Zellwände mit wenigstens einer Lage eines thermisch leitfähigen Materials, insbesondere eines Metalls, beschichtet wird. To form the greater wall thickness of at least part of the cell walls to be arranged near the surface compared to the cell walls to be arranged far away from the surface, it is conceivable that at least a part of the cell walls to be arranged near the surface is coated with at least one layer of a thermally conductive material, in particular a metal.

Bevorzugt wird als thermisch leitfähiges Metall ein Lot, insbesondere ein Silberlot, Kupfer oder Silber verwendet. Die Beschichtung kann z. B. aus einer Lotschmelze und/oder mittels galvanischer Abscheidung gebildet werden. Preferably, a solder, in particular a silver solder, copper or silver, is used as the thermally conductive metal. The coating may, for. B. are formed from a molten solder and / or by means of electrodeposition.

Wie oben erwähnt, sind grundsätzlich sämtliche geeignete Beschichtungsverfahren respektive thermisch leitfähige und die Zellwände des Metallschaumkörpers gut benetzende Beschichtungsmaterialien verwendbar. As mentioned above, in principle all suitable coating methods or thermally conductive coating materials that readily wet the cell walls of the metal foam body can be used.

Es ist ferner denkbar, dass ein bereits mit einer größeren Wandstärke zumindest eines Teils der flächennah anzuordnenden Zellwände im Vergleich zu den flächenfern anzuordnenden Zellwände hergestellter Metallschaumkörper verwendet wird. Hierbei sind grundsätzlich sämtliche Ansätze zur Erzeugung eines entsprechenden Gradienten der Zellwandstärke des Metallschaumkörpers denkbar. Diese hängen im Wesentlichen von dem jeweiligen Herstellungsverfahren des Metallschaumkörpers ab und müssen entsprechend diesem ausgewählt werden. It is also conceivable that a metal foam body produced already with a greater wall thickness of at least part of the cell walls to be arranged near the surface is used in comparison with the cell walls arranged far away from the surface. In principle, all approaches for generating a corresponding gradient of the cell wall thickness of the metal foam body are conceivable here. These depend essentially on the respective manufacturing process of the metal foam body and must be selected according to this.

Es ist beispielsweise möglich, dass der Metallschaumkörper über ein Feingussverfahren oder unter Verwendung eines Präkursors hergestellt wird. Im ersteren Fall muss die poröse Vorform, in welche die dem Metallschaumkörper bildende Metallschmelze eingebracht wird, bereits über einen entsprechenden Wandstärkenverlauf verfügen, welchem der Metallschaumkörper, das heißt insbesondere dessen Zellwände, nachempfunden wird. For example, it is possible for the metal foam body to be manufactured by a precision casting process or by using a precursor. In the former case, the porous preform, into which the molten metal forming the metal foam body is introduced, must already have a corresponding wall thickness profile, which the metal foam body, that is to say in particular its cell walls, is modeled on.

Im Rahmen des Herstellungsverfahrens über Präkursorverbindungen (englisch: Precursor), das heißt im Wesentlichen eine dem Material des Metallschaumkörpers entsprechende oder mit diesem verbindbare metallische sowie eine später zu entfernende Komponente enthaltende Verbindung, müssen die Präkursorverbindungen auf den späteren Zellwandstärkegradienten angepasst werden. In the context of the production process via precursor compounds, that is to say essentially a metallic compound which is corresponding to or can be connected to the material of the metal foam body and also contains a component to be removed later, the precursor compounds must be adapted to the later cell wall thickness gradients.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the embodiments described below and with reference to the drawings. Showing:

1 eine Prinzipdarstellung eines Kühlbauteils gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform; 1 a schematic diagram of a cooling component according to a first exemplary embodiment;

2 eine Detailansicht aus 1; 2 a detailed view 1 ;

3 eine Prinzipdarstellung eines Kühlbauteils gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform; und 3 a schematic diagram of a cooling component according to a second exemplary embodiment; and

4 eine Prinzipdarstellung eines Kühlbauteils gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform. 4 a schematic diagram of a cooling component according to a third exemplary embodiment.

1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Kühlbauteils 1 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform. Das Kühlbauteil 1 dient zur Kühlung eines weiteren, insbesondere elektrischen, Bauteils (nicht gezeigt). Ersichtlich handelt es sich um eine Schnittansicht. (vgl. auch die weiteren Fig.) 1 shows a schematic diagram of a cooling component 1 according to a first exemplary embodiment. The cooling component 1 serves for cooling a further, in particular electrical, component (not shown). Obviously it is a sectional view. (See also the further figures)

Das Kühlbauteil 1 weist einen Grundkörper 2 auf, dessen Flächen 3 ein Innenvolumen 4 begrenzen. An der dem Wärmeeintrag (vgl. Pfeile 5) durch das zu kühlende Bauteil zugewandten unteren Fläche 3 des Grundkörpers 2 ist ein zellularer Metallschaumkörper 6 angeordnet. Der Metallschaumkörper 6 ist beispielsweise aus einem Kupferschaum gebildet. Ersichtlich erstreckt sich der Metallschaumkörper 6 nur durch einen Teil des Innenvolumens 4, er bedeckt zwar die komplette untere Fläche 3 des Grundkörpers 2, erstreckt sich jedoch nur bis zu einer bestimmten Höhe h. The cooling component 1 has a basic body 2 on whose surfaces 3 an internal volume 4 limit. At the heat input (see arrows 5 ) through the component to be cooled facing lower surface 3 of the basic body 2 is a cellular metal foam body 6 arranged. The metal foam body 6 is formed for example of a copper foam. Obviously, the metal foam body extends 6 only by a part of the internal volume 4 he covers the entire lower surface 3 of the basic body 2 but only extends up to a certain height h.

2 zeigt eine Detailansicht aus 1. Hieraus ist die nähere Struktur des Metallschaumkörpers 6 erkennbar. Grundsätzlich ist der Metallschaumkörper 6 aus einzelnen Zellen 7 begrenzenden Zellwänden 8 gebildet. Der Metallschaumkörper 7 ist offenporig, das heißt die oder ein Teil der einzelnen Zellen 7 kommunizieren miteinander. 2 shows a detailed view 1 , From this is the closer structure of the metal foam body 6 recognizable. Basically, the metal foam body 6 from single cells 7 limiting cell walls 8th educated. The metal foam body 7 is open-pore, that is, the or a part of the individual cells 7 communicate with each other.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass zumindest ein Teil der die Zellen 7 begrenzenden flächennah, das heißt benachbart zur unteren Fläche 3 angeordneten Zellwände 8 größer ist als die Wandstärke der flächenfern angeordneten Zellwände 8. Wie in 2 zu erkennen ist, weisen die Zellwände 8 in unmittelbarer Nachbarschaft zu der Fläche 3 eine größere Zellwandstärke d1 als die weiter zu der Fläche 3 beabstandet, mithin flächenfern angeordneten Zellwände 8 auf, deren Zellwandstärke bei d2 liegt. Demnach gilt: d1 > d2. Die Zellwandstärke d1 der flächennahen Zellwände 8 kann beispielsweise 3 mm, die im Wesentlichen ursprüngliche Zellwandstärke der flächenfernen Zellwände 8 beispielsweise 1 mm betragen. According to the invention, it is provided that at least a part of the cells 7 delimiting near-surface, that is adjacent to the lower surface 3 arranged cell walls 8th greater than the wall thickness of the cell walls arranged far away from the surface 8th , As in 2 it can be seen, the cell walls 8th in the immediate vicinity of the area 3 a larger cell wall thickness d1 than that further to the surface 3 spaced apart, thus remote cell walls arranged 8th on whose cell wall thickness is at d2. Thus: d1> d2. The cell wall thickness d1 of the cell walls close to the surface 8th can, for example 3 mm, the essentially original cell wall thickness of the cell walls remote from the surface 8th for example, be 1 mm.

Es liegt folglich ein Zellwandstärkegradient vor, wobei die Zellwandstärke ausgehend von der unteren Fläche 3 des Grundkörpers 2 des Kühlbauteils 1 in von der unteren Fläche 3 wegweisender Richtung, das heißt nach oben abnimmt (vgl. hierzu den den Zellwandstärkeverlauf anzeigenden Pfeil 9, welcher die Abnahme der Zellwandstärke von flächennahen Bereichen in Richtung flächenferner Bereiche innerhalb des Grundkörpers 2 andeutet). There is thus a cell wall thickness gradient, with the cell wall thickness starting from the lower surface 3 of the basic body 2 of the cooling component 1 in from the bottom surface 3 pointing directionally, that is, decreases upward (for this see the arrow indicating the cell wall thickness profile 9 , which reduces the cell wall thickness of areas close to the area in the direction of areas outside the area within the body 2 suggests).

Die die größere Wandstärke d1 aufweisenden Zellwände 8 wurden hierfür mit einer Beschichtung 10 aus wenigstens einer Lage 12 aus einem thermisch leitfähigen Metall 8 beschichtet. Die Beschichtung 10, das heißt die Aufbringung der Lage 12 erfolgte z. B. durch ein Eintauchen des Metallschaumkörpers 6 in eine Lotschmelze bestehend aus einem Lot mit einem hohen Silberanteil sowie gegebenenfalls weiterer Zusätze wie etwa Flussmittel oder dergleichen. Ersichtlich kann die Beschichtung 10 mehrlagig oder einlagig sein, wobei es angestrebt ist, eine möglichst homogene Reduzierung der Zellwandstärke ausgehend von den flächennahen Bereichen zu realisieren, so dass die Anzahl der die Beschichtung 10 bildenden Lagen 12 von flächennahen Bereichen in Richtung flächenferner Bereiche möglichst gleichmäßig abnimmt. Gegebenenfalls können also unmittelbar an die untere Fläche 3 des Grundkörpers 2 des Kühlbauteils 1 anzuordnende Bereiche des Metallschaumkörpers 6 mehrmals in die Lotschmelze oder zeitlich länger in die Lotschmelze eingetaucht werden, so dass sich dort entsprechend mehrere Lagen 12 oder entsprechend dickere Lagen 12 ausbilden lassen. Auch ein gestaffeltes Eintauchen in unterschiedliche Schmelzpunkte aufweisende Lotschmelzen ist denkbar. The cell walls having the larger wall thickness d1 8th were for this with a coating 10 from at least one location 12 made of a thermally conductive metal 8th coated. The coating 10 that is the application of the situation 12 took place z. B. by immersion of the metal foam body 6 in a solder melt consisting of a solder with a high silver content and optionally other additives such as flux or the like. You can see the coating 10 be multi-layered or single-layer, wherein it is desirable to realize a homogeneous as possible reduction of the cell wall thickness starting from the near-surface areas, so that the number of the coating 10 forming layers 12 decreases as uniformly as possible from areas close to the area in the direction of areas far from the area. If necessary, so can directly to the lower surface 3 of the basic body 2 of the cooling component 1 to be arranged areas of the metal foam body 6 several times in the molten solder or longer immersed in the molten solder, so that there are correspondingly several layers 12 or correspondingly thicker layers 12 be trained. Even a staggered immersion in different melting points having solder melts is conceivable.

Auch eine galvanische Beschichtung der flächennahen Zellwände 8 ist denkbar. Weiterhin ist es möglich, den Metallschaumkörper 6 bereits mit einem entsprechenden Zellwandstärkegradienten beziehungsweise Zellwandstärkeprofil herzustellen und diesen lediglich in den Grundkörper 2 des Kühlbauteils 1 einzusetzen und entsprechend, das heißt beispielsweise über Löten, zu befestigen. Also a galvanic coating of the near-surface cell walls 8th is conceivable. Furthermore, it is possible to use the metal foam body 6 already produce with a corresponding cell wall thickness gradient or cell wall thickness profile and this only in the main body 2 of the cooling component 1 use and accordingly, that is, for example, about soldering to attach.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Wandstärkegradient erlaubt einen verbesserten Wärmeeintrag in den Metallschaumkörper 6 und somit eine effizientere beziehungsweise gesteigerte Kühlleistung des Metallschaumkörpers 6 sowie des Kühlbauteils 1 insgesamt. The wall thickness gradient proposed according to the invention allows improved heat input into the metal foam body 6 and thus a more efficient or increased cooling performance of the metal foam body 6 and the cooling component 1 all in all.

3 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Kühlbauteils 1 gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform. Der wesentliche Unterschied zu der in 1 gezeigten Ausführungsform besteht darin, dass hier das komplette Innenvolumen 4 des Grundkörpers 2 mit einem Metallschaumkörper 6 befüllt ist. Entsprechend ist es denkbar, dass die Zellwandstärkegradienten der entsprechenden Zellwände 8 von der jeweiligen Fläche 3 in einen mittleren, inneren Bereich des Innenvolumens 4 verlaufen, so dass sich also die Zellwandstärke der entsprechenden Zellwände 8 der jeweils gegenüberliegenden Flächen 3 des Grundkörpers 2 nach innen reduziert. 3 shows a schematic diagram of a cooling component 1 according to a second exemplary embodiment. The main difference to the in 1 shown embodiment is that here the complete internal volume 4 of the basic body 2 with a metal foam body 6 is filled. Accordingly, it is conceivable that the cell wall thickness gradients of the corresponding cell walls 8th from the respective area 3 in a middle, inner area of the inner volume 4 run, so that so the cell wall thickness of the corresponding cell walls 8th the opposite surfaces 3 of the basic body 2 reduced to the inside.

Alternativ ist es möglich, dass – analog zu 1 – nur ein ausgezeichneter Zellwandstärkegradient, beispielsweise ausgehend von der unteren Fläche 3 in Richtung der oberen Fläche 3 gegeben ist, so dass die Zellwandstärke der Zellwände 8 von unten nach oben abnimmt und die Zellwände 8 beispielsweise erst im Bereich der oberen Fläche 3 ihre ursprüngliche Wandstärke aufweisen. Gleiches gilt selbstverständlich auch für einen entsprechenden oben nach unten, links nach rechts beziehungsweise rechts nach links verlaufenden Zellwandstärkegradienten. Alternatively, it is possible that - analogous to 1 - Only an excellent cell wall thickness gradient, for example, starting from the lower surface 3 towards the top surface 3 is given so that the cell wall thickness of the cell walls 8th decreases from the bottom up and the cell walls 8th for example, only in the area of the upper surface 3 have their original wall thickness. The same applies, of course, for a corresponding cell wall thickness gradient running down to the top, left to right or right to left.

4 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Kühlbauteils 1 gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform. Diese Ausführungsform lehnt sich an die in 1 gezeigte Ausführungsform an und sieht jedoch an der unteren Fläche 3 des Grundkörpers 2 des Kühlbauteils 1 nach innen ragende Stege 11 vor, welche die Kühlleistung des Kühlbauteils 1 respektive den Wärmeeintrag in den hier mit entsprechenden Ausnehmungen versehenen oder mehrteilig ausgeführten Metallschaumkörper 6 verbessern. 4 shows a schematic diagram of a cooling component 1 according to a third exemplary embodiment. This embodiment is based on the in 1 shown embodiment, but looks at the lower surface 3 of the basic body 2 of the cooling component 1 inwardly projecting webs 11 which determines the cooling capacity of the cooling component 1 respectively the heat input in the here provided with corresponding recesses or multi-part metal foam body 6 improve.

Claims (13)

Kühlbauteil (1), umfassend einen Grundkörper (2), wobei an wenigstens einer Fläche (3) des Grundkörpers (2) ein zellularer Metallschaumkörper (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (d1) zumindest eines Teils der die Zellen (7) des Metallschaumkörpers (6) begrenzenden flächennah angeordneten Zellwände (8) größer ist als die Wandstärke (d2)der flächenfern angeordneten Zellwände (8). Cooling component ( 1 ) comprising a main body ( 2 ), wherein on at least one surface ( 3 ) of the basic body ( 2 ) a cellular metal foam body ( 6 ), characterized in that the wall thickness (d1) of at least a part of the cells ( 7 ) of the metal foam body ( 6 ) bordering cell walls ( 8th ) is greater than the wall thickness (d2) of the cell walls ( 8th ). Kühlbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die größere Wandstärke (d1) aufweisenden Zellwände (8) wenigstens abschnittsweise mit wenigstens einer Lage (12) eines thermisch leitfähigen Materials, insbesondere eines Metalls, beschichtet sind. Cooling component according to Claim 1, characterized in that the cell walls having the greater wall thickness (d1) ( 8th ) at least in sections with at least one layer ( 12 ) of a thermally conductive material, in particular a metal, are coated. Kühlbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch leitfähige Metall ein Lot, insbesondere ein Silberlot, Kupfer oder Silber ist. Cooling component according to claim 2, characterized in that the thermally conductive metal is a solder, in particular a silver solder, copper or silver. Kühlbauteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (10) aus einer Lotschmelze und/oder mittels galvanischer Abscheidung gebildet ist. Cooling component according to claim 2 or 3, characterized in that the coating ( 10 ) is formed from a molten solder and / or by means of electrodeposition. Kühlbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallschaumkörper (6) bereits mit größeren Wandstärken (d1) zumindest eines Teils der flächennah angeordneten Zellwände (8) im Vergleich zu den flächenfern angeordneten Zellwänden (8) hergestellt ist. Cooling component according to one of the preceding claims, characterized in that the metal foam body ( 6 ) already with larger wall thicknesses (d1) of at least part of the cell walls arranged close to the surface ( 8th ) in comparison to the cell walls arranged far away from the surface ( 8th ) is made. Kühlbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der Zellwände (8) in Abhängigkeit der Porosität des Metallschaumkörpers (6) festgelegt ist. Cooling component according to one of the preceding claims, characterized in that the wall thickness of the cell walls ( 8th ) as a function of the porosity of the metal foam body ( 6 ). Kühlbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallschaumkörper (6) aus einem Aluminium-, Magnesium- oder Kupferschaum gebildet ist. Cooling component according to one of the preceding claims, characterized in that the metal foam body ( 6 ) is formed of an aluminum, magnesium or copper foam. Verfahren zur Herstellung eines Kühlbauteils, umfassend einen Grundkörper, wobei an wenigstens einer Fläche des Grundkörpers ein zellularer Metallschaumkörper angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Metallschaumkörper bereitgestellt wird, wobei die Wandstärke wenigstens eines Teils der die Zellen des Metallschaumkörpers begrenzenden flächennah anzuordnenden Zellwände größer ist als die Wandstärke der flächenfern anzuordnenden Zellwände, welcher Metallschaumkörper wenigstens abschnittsweise mit wenigstens einer Fläche des Grundkörpers verbunden wird. A method for producing a cooling component, comprising a base body, wherein on at least one surface of the base body, a cellular metal foam body is arranged, characterized in that at least one metal foam body is provided, wherein the wall thickness of at least a portion of the cells of the metal foam body bounding near the cell walls to be arranged larger as the wall thickness of the cell walls to be arranged far away from the surface, which Metal foam body is at least partially connected to at least one surface of the body. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung der größeren Wandstärke zumindest eines Teils der flächennah anzuordnenden Zellwände im Vergleich zu den flächenfern anzuordnenden Zellwände, der wenigstens eine Teil der flächennah anzuordnenden Zellwände mit wenigstens einer Lage eines thermisch leitfähigen Materials, insbesondere eines Metalls, beschichtet wird. A method according to claim 8, characterized in that for forming the greater wall thickness of at least a portion of the cell walls to be arranged near the cell surface, at least a part of the cell walls to be arranged near the surface with at least one layer of a thermally conductive material, in particular a metal, is coated. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als thermisch leitfähiges Metall ein Lot, insbesondere ein Silberlot, Kupfer oder Silber verwendet wird. A method according to claim 9, characterized in that a solder, in particular a silver solder, copper or silver is used as the thermally conductive metal. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus einer Lotschmelze und/oder mittels galvanischer Abscheidung gebildet wird. A method according to claim 9 or 10, characterized in that the coating is formed from a molten solder and / or by means of electrodeposition. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein bereits mit einer größeren Wandstärke zumindest eines Teils der flächennah anzuordnenden Zellwände im Vergleich zu den flächenfern anzuordnenden Zellwände hergestellter Metallschaumkörper verwendet wird. A method according to claim 8, characterized in that a already prepared with a greater wall thickness of at least a portion of the cell walls to be arranged near the surface in comparison with the cell walls far to be arranged cell walls produced metal foam body is used. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallschaumkörper über ein Feingussverfahren oder unter Verwendung eines Präkursors hergestellt wird. A method according to claim 12, characterized in that the metal foam body is produced by a precision casting method or by using a precursor.
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