DE102011100915A1 - Herstellungsverfahren eines Wärmerohrs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren eines Wärmerohrs, das folgende Schritte enthält: ein Rohr und eine Kapillarstruktur werden bereitgestellt; die Kapillarstruktur wird in das Rohr eingesetzt und das Rohr wird evakuiert und mit einem Arbeitsfluid gefüllt; und das Rohr wird geschlossen. Dadurch kann eine Beschädigung der inneren Kapillarstruktur durch Biegen oder Pressen des Rohrs vermieden werden. Zudem kann ein flaches Wärmerohr hergestellt und die Ausschußquote reduziert werden.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren eines Wärmerohrs, insbesondere ein Herstellungsverfahren eines Wärmerohrs, das eine vorgefertigte Kapillarstruktur in ein Rohr einsetzt, wodurch die Ausschußquote reduziert wird und ein flaches Wärmerohr hergestellt werden kann.
  • Stand der Technik
  • Mit der Erhöhung der Rechengeschwindigkeit steigt auch die Betriebswärme der elektronischen Bauelemente. Wenn die Betriebswärme nicht rechtzeitig abgeführt wird, wird die Arbeitsstabilität der Zentraleinheit beeinflußt.
  • Um die elektronischen Bauelemente zu kühlen, wird ein Kühlkörper verwendet, der durch ein stranggepresstes Aluminiumprofil gebildet ist und eine Grundplatte und eine Vielzahl von Kühlrippen aufweist, wobei sich die Kühlrippen von einer Seite der Grundplatte erstrecken. Beim Einsatz liegt der Kühlkörper auf dem zu kühlenden elektronischen Bauelement auf. Auf dem Kühlkörper kann ein Kühlventilator angeordnet sein.
  • Da die Betriebswärme der elektronischen Bauelemente immer höher ist, kann der Kühlkörper nicht mehr die Anforderung an die Kühlung erfüllen. Wenn die Kühlfläche vergrößert wird, werden das Volumen, der Raumbedarf und das Gewicht des Kühlkörpers auch vergrößert. Dies ist ungünstig für den Trend der kompakten Form der elektronischen Produkte.
  • Wärmerohr wird als Wärmeleitelement verwendet, das durch die Kühlrippen geführt ist und im Inneren ein Arbeitsfluid mit niedrigem Siedepunkt aufweist. Das Arbeitsfluid absorbiert die Wärme der elektronischen Bauelemente (Verdampfungsende) und wird dadurch verdampft. Der Dampf strömt zu den Kühlrippen (Kondensationsende), leitet die Wärme auf die Kühlrippen und wird dadurch kondensiert. Der Kühlventilator erzeugt einen Luftstrom, der die Wärme der Kühlrippen abführt.
  • Bei der Herstellung des Wärmerohrs wird ein Metallpulver in ein Rohr gefüllt. Das Metallpulver wird gesintert und bildet an der Innenwand des Rohrs eine Kapillarstruktur. Danach wird das Rohr evakuiert und mit dem Arbeitsfluid gefüllt. Schließlich wird das Rohr geschlossen. Bei der Anwendung auf ein flaches elektronisches Produkt muß das Wärmerohr flachgepresst werden.
  • Bei der Herstellung eines flachen Wärmerohrs wird das Rohr nach Sintern des Metallpulvers flachgepresst. Danach wird das Arbeitsfluid in das Wärmerohr gefüllt. Schließlich wird das Wärmerohr geschlossen. Oder das Rohr wird zunächst flachgepresst und dann mit Metallpulver gefüllt. Da der Innenraum des Rohrs sehr eng ist, ist das Füllen des Metallpulvers sehr schwer. Wenn der Durchgang für den Dampf zu eng ist, kann der Kreislauf des Arbeitsfluids beeinflußt werden. Daher weist die herkömmliche Lösung folgende Nachteile auf:
    • 1. schwere Bearbeitung des flachen Wärmerohrs,
    • 2. Beschädigung der Kapillarstruktur im Wärmerohr,
    • 3. hohe Herstellungskosten.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren eines Wärmerohrs zu schaffen, das eine Beschädigung der inneren Kapillarstruktur durch Pressen vermeiden kann.
  • Der Erfindung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren eines Wärmerohrs zu schaffen, das ein flaches Wärmerohr herstellen kann.
  • Diese Aufgaben werden durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren eines Wärmerohrs gelöst, das folgende Schritte enthält:
    ein Rohr und eine Kapillarstruktur werden bereitgestellt;
    die Kapillarstruktur wird in das Rohr eingesetzt und das Rohr wird evakuiert und mit einem Arbeitsfluid gefüllt; und
    das Rohr wird geschlossen.
  • Dadurch kann eine Beschädigung der inneren Kapillarstruktur durch Pressen vermieden werden und ein flaches Wärmerohr leicht hergestellt werden, so dass die Herstellungskosten reduziert werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ein Ablaufdiagramm des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
  • 2 ein Ablaufdiagramm des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
  • 3 ein Ablaufdiagramm des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
  • 4 eine Explosionsdarstellung des Wärmerohrs,
  • 5 eine weitere Explosionsdarstellung des Wärmerohrs,
  • 6 eine perspektivische Darstellung der Kapillarstruktur,
  • 7 eine weitere perspektivische Darstellung der Kapillarstruktur,
  • 8 eine Darstellung der Bearbeitung der Erfindung,
  • 9 eine Darstellung der Bearbeitung der Erfindung.
  • 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.
  • 1 zeigt das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung, das die folgenden Schritte enthält:
    • S1: ein Rohr und eine Kapillarstruktur werden bereitgestellt;
  • Ein Rohr 1 aus Metall und eine Kapillarstruktur 2 aus gesintertem Metallpulver werden bereitgestellt. Das Rohr 1 kann aus Kupfer, Aluminium oder einem anderen Material mit guter Wärmeleitfähigkeit hergestellt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein flaches Rohr 1 verwendet. Die Kapillarstruktur 2 ist durch ein Netz (5) oder ein Sinterpulver (4) gebildet. Das Sinterpulver ist Kupferpulver oder Aluminiumpulver. Die Kapillarstruktur 2 ist im Hohlraum des Rohrs 1 angeordnet und kann ringförmig (5) oder flach (4 und 5) ausgebildet sein. Die Kapillarstruktur kann auch Rillen 21 besitzen (7).
    • S2: die Kapillarstruktur wird in das Rohr eingesetzt und das Rohr wird evakuiert und mit einem Arbeitsfluid gefüllt;
  • Die Kapillarstruktur 2 wird in das Rohr eingesetzt. Die Kapillarstruktur 2 und das Rohr 1 können durch Presspassung miteinander verbunden werden, wodurch eine dichte Verbindung der Kapillarstruktur 2 und des Rohrs 1 erreicht wird. Danach wird das Rohr 1 evakuiert und mit einem Arbeitsfluid gefüllt.
    • S3: das Rohr wird geschlossen.
  • Nachdem das Rohr evakuiert und mit dem Arbeitsfluid gefüllt wird, wird das offene Ende des Rohrs 1 geschlossen.
  • 2 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung, das folgende Schritte enthält:
    • S1: ein Rohr und eine Kapillarstruktur werden bereitgestellt;
    • S2: die Kapillarstruktur wird in das Rohr eingesetzt und das Rohr wird evakuiert und mit einem Arbeitsfluid gefüllt;
    • S3: das Rohr wird geschlossen;
  • Die Schritte S1, S2 und S3 sind identisch mit dem ersten Ausführungsbeispiel und werden daher nicht beschrieben. Hierbei wird vor dem Schritt 3 ein Schritt 4 durchgeführt, wobei das Rohr mit Wärme behandelt wird.
    • S4: das Rohr wird mit Wärme behandelt.
  • Nachdem das Rohr evakuiert und mit dem Arbeitsfluid gefüllt wird, wird das Rohr mit Wärme behandelt, um die Verbindungsdichtigkeit zu erhöhen. Die Wärmebehandlung kann eine Diffusionsverbindung sein. Durch die Wärmebehandlung werden die Kapillarstruktur 2 und das Rohr 1 dicht miteinander verbunden, so dass ein Spalt vermieden wird.
  • 3 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das folgende Schritte enthält:
    • S1: ein Rohr und eine Kapillarstruktur werden bereitgestellt;
    • S2: die Kapillarstruktur wird in das Rohr eingesetzt und das Rohr wird evakuiert und mit einem Arbeitsfluid gefüllt;
    • S3: das Rohr wird geschlossen;
  • Die Schritte S1, S2 und S3 sind identisch mit dem ersten Ausführungsbeispiel und werden daher nicht beschrieben. Vor dem Schritt 2, d. h. bevor das Rohr evakuiert und mit dem Arbeitsfluid gefüllt wird, wird ein Schritt S5 durchgeführt, in dem das Rohr flachgepresst wird.
    • S5: das Rohr wird flachgepresst.
  • Wenn ein flaches Wärmerohr hergestellt werden soll, wird das Rohr 1 flachgepresst. In diesem Ausführungsbeispiel verwendet das Flachpressen die Stanzbearbeitung. Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt (8 und 9).

Claims (9)

  1. Herstellungsverfahren eines Wärmerohrs, das folgende Schritte enthält: ein Rohr und eine Kapillarstruktur werden bereitgestellt; die Kapillarstruktur wird in das Rohr eingesetzt und das Rohr wird evakuiert und mit einem Arbeitsfluid gefüllt; und das Rohr wird geschlossen.
  2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarstruktur (2) ein Netz ist.
  3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarstruktur (2) ein Sinterpulver ist.
  4. Herstellungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sinterpulver Kupferpulver oder Aluminiumpulver ist.
  5. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1) flach ausgebildet ist.
  6. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bevor das Rohr (1) geschlossen wird, ein Schritt durchgeführt wird, in dem das Rohr mit Wärme behandelt wird.
  7. Herstellungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung eine Diffusionsverbindung ist, um die Verbindungsdichtigkeit der Kapillarstruktur (2) und des Rohrs (1) zu erhöhen.
  8. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bevor das Rohr evakuiert und mit dem Arbeitsfluid gefüllt wird, ein Schritt durchgeführt wird, in dem das Rohr flachgepresst wird.
  9. Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachpressen des Rohrs (1) die Stanzbearbeitung verwendet.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102016113620A1 (de) * 2016-07-25 2018-01-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Gehäusebauteils eines Verbrennungsmotors
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DE102016113620B4 (de) 2016-07-25 2022-08-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Gehäusebauteils eines Verbrennungsmotors mit Wärmerohr
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