DE69616870T2

DE69616870T2 - Verfahren zum Verbinden zweier Werkstücke, jedes mit hoher Wärmeleitfähigkeit

Info

Publication number: DE69616870T2
Application number: DE69616870T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Terada
Original assignee: Tousui Ltd
Current assignee: Tousui Ltd
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1996-03-01
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2016-03-02
Also published as: EP0744241B1; DE69616870D1; EP0744241A2; EP0744241A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung eines Paares von Werkstücken aus einem Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit sowie einen Gegenstand, der durch das vorgenannte Verbindungsverfahren hergestellt worden ist. Die zwei Werkstücke werden jeweils durch ein extrudiertes Material gebildet und das Verbindungsverfahren wird typischerweise beim Zusammenbau einer Wärmesenkeneinheit eingesetzt.
Falls ein Paar von Werkstücken aus einem Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit, beispielsweise ein Paar von Werkstücken aus Aluminium, unter Berücksichtigung ihrer thermischen Leitfähigkeit und elektrischen Leitfähigkeit miteinander verbunden werden sollen, wurden bislang Schwierigkeiten festgestellt, da sie eine hohe Speicherfähigkeit für Wärmestrahlung aufweisen und an der Oberfläche jedes Werkstückes mit einem Oxidfilm ausgebildet wären. Somit hatte sich auch beim Widerstandsschweißen oder Hartlöten herausgestellt, dass es schwieriger ist, diese Werkstücke miteinander zu verbinden als ein Paar von anderen metallischen Materialien zu verbinden, die herkömmlicherweise verwendet werden würden, wobei diese anderen Materialien eine beschränkte thermische Leitfähigkeit und einen vertretbaren Grad an elektrischen Widerstand haben.
Falls ein Paar von extrudierten Werkstücken miteinander verbunden werden soll, ist weiterhin die Größe eines herstellbaren Gegenstandes durch die Größe eines Extrusionswerkzeuges beschränkt gewesen, das eingesetzt werden kann. Die Extrusionstechnik ist herkömmlicherweise nicht in der Lage, einen Gegenstand herzustellen, dessen Abmessungen in der Breite nicht weniger als 500 mm sind. Falls ein Gegenstand mit einer Breite von mehr als 500 mm und mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit hergestellt werden soll, wurde bislang angenommen, dass jeder hierauf gerichtete Versuch nutzlos ist, es sei denn, dass eine Vielzahl von kleineren Gegenständen miteinander verschweißt werden.
Falls ein Gegenstand wie beispielsweise eine Wärmesenke einer Spezifikation genügen muß, die eine Oberfläche (nachfolgend als "Basisfläche" bezeichnet) erfordert, an die ein Wärme erzeugendes Element befestigbar ist und die mehr als 500 mm breit ist, gab es bislang aus den oben genannten Gründen keine andere Wahl als eine Herstellung mit extrudierten Materialien zu beenden oder alternativ eine Vielzahl von Basisflächen durch Schweißen miteinander zu verbinden. Obwohl auch die Möglichkeit bestand, ein Paar von gewellten Platten passgenau miteinander zu verbinden, hat sich herausgestellt, dass ein derartiges Verbinden allein im Hinblick auf das vollständige Erfüllen der Anforderungen an eine thermische Leitfähigkeit und ein elektrische Leitfähigkeit, die herkömmlicherweise für eine Wärmesenke erforderlich sind, unzureichend ist.
Weiterhin hat sich bei der Herstellung einer Wärmesenke, die ein flüssiges Kühlmittel verwendet, herausgestellt, dass es zu kostspielig ist, zum miteinander Befestigen eines Paares von Platten ein Hartlötverfahren einzusetzen. Falls weiterhin ein Exkursionswerkzeug für einen Fertigguß eingesetzt wird, muss das Extrusionswerkzeug aufgrund der zwei erforderlichen Größen angepaßt werden.
Der beispielhaft durch die japanische Druckschrift JP 58 192634 A gebildete Stand der Technik beschreibt ein Verfahren zum Verbinden von einem Paar von jeweils eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweisenden Werkstücken, bei dem ein erstes Werkstück in der Gestalt einer Basisplatte gebildet ist, die mit einer Vertiefung oder Nut auf einer Oberfläche ausgebildet ist.
Ein zweites Werkstück ist in der Gestalt einer Kühlrippe ausgebildet, die plan ist. Zuerst wird die Platte in die Nut der Basisplatte eingesetzt, und danach wird ein Bereich der Basisplatte um die eingesetzte Rippenplatte verstemmt, um die beiden Werkstücke miteinander zu verbinden. Um ein Einfügen der Rippenplatte in die Nut zu ermöglichen, muß die Nut in ihrer Gestalt entsprechend dem einzufügenden Endabschnitt der Rippenplatte ausgestaltet sein. Die Rippenplatte ist als mit einem Winkel von 45 Grad oder mehr in Bezug auf eine Oberfläche, die rechtwinklig zu der Basisplatte ausgerichtet ist, vorgebogen dargestellt und beschrieben, um den Verstemmeffekt zu erhöhen. Hier muß eine Anzahl von derartigen einzelnen Rippenplatten in eine entsprechende Anzahl von in der Basisplatte ausgebildeten Nuten eingefügt werden, um die Radiatorenrippenanordnung zu schaffen.
Der beispielhaft durch die deutsche Offenlegungsschrift (DE OS) 25 02 472 gebildete Stand der Technik beschreibt ein Verfahren zur Verbindung eines Paares von Werkstücken, die jeweils eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweisen, durch Pressfügen, bei dem ein erstes Werkstück vorzugsweise durch Extrusion so ausgebildet ist, dass es an einer Oberfläche eine Vertiefung aufweist, und ein zweites Werkstück vorzugsweise durch Extrusion so ausgebildet ist, dass es an einer Oberfläche einen Vorsprung aufweist, wobei der Vorsprung des zweiten Werkstückes so ausgebildet ist, dass er der Vertiefung des ersten Werkstückes entspricht und im wesentlichen eine ähnliche Form aufweist.
Insbesondere ist das in DE OS 25 02 472 beschriebene Werkstück ebenfalls eine Kühlerbasisplatte, wobei die Vertiefung eine Nut ist, und das zweite Werkstück ist eine Rippenplatte, wobei der Vorsprung durch einen Endabschnitt der Rippenplatte gebildet ist. Um die Verbindung der Rippenplatte mit der Basisplatte über Pressfügen zu gestatten, ist die Rippenplatte als mit einer Breite ausgebildet dargestellt und beschrieben, die geringfügig größer als die Breite der in die Basisplatte eingebrachten Nut ist. Auch hier muß eine Anzahl von einzelnen Rippenplatten (hier über Druck) in eine entsprechende Anzahl von in der Basisplatte ausgebildeten Nuten eingefügt werden um eine Kühlereinheit für ein Thyristorbauelement zu schaffen.
Gemäß den Lehren dieser Veröffentlichungen ist es schwierig oder sogar unmöglich, eine Wärmesenke oder einen ähnlichen Gegenstand mit einer komplizierten Struktur unter Verwendung einer Anzahl von sogenannten Zellen, die zu einer verbesserten Wärmestrahlungsableitung führen, durch Verbindung eines Paares von jeweils eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweisenden Werkstücken zu schaffen. Zum Verbinden oder Pressfügen eines einzelnen Rippenwerkstückes mit einem mit einem Basisplattenwerkstück müssen die Techniken gemäß dem Stand der Technik auf Verstemmen oder anderen Hilfsbefestigungsmitteln bauen, die sich zum Erzielen einer ausreichenden Verbindungsfestigkeit zwischen zu verbindenden Werkstücken als nicht geeignet herausgestellt haben.
Das in JP 58 192634 A beschriebene Verstemmen hat sich als zwangsweise unzureichend herausgestellt, da nicht ausreichend metallische Verbindungsfläche zwischen den zu verbindenden Werkstücken vorhanden ist. DE OS 25 02 472 setzt an den seitlichen Oberflächen der Rippenplatte ausgebildete Formkerben und möglicherweise auch an den Seitenwänden der in die Basisplatte eingebrachten Nuten ein, um den Oberflächenkontakt in diesen Bereichen zu verbessern. Somit sind eine Anzahl von einzelnen Rippenplatten mit einer Basisplatte und einer weiteren Basisplatte über Pressfügen miteinander verbunden, um eine Kühleinheit zu bilden, und derartige Kühleinheiten werden in Reihe miteinander verbunden, um eine Thyristorkühlreihe zu schaffen. Ein Paar von Befestigungsplatten und Federn sind erforderlich, um eine Verringerung der Befestigungsstärke in jeder Kühleinheit auszugleichen.
Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die beschriebenen Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen und ein neues und verbessertes Verfahren zur Verbindung eines Paares von jeweils eine hohe thermische Leitfähigkeit als auch eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisenden Werkstücken mit einer verbesserten Verbindungsfestigkeit zu schaffen, um einen Gegenstand bereitzustellen, der eine Verbindungsfläche aufweist, die bezüglich sowohl der thermischen Leitfähigkeit als auch der elektrische Leitfähigkeit verbessert ist, und weiterhin einen durch ein vorgenanntes Verfahren geschaffenen verbesserten Gegenstand zur Verfügung zu stellen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein vorgenanntes Verbindungsverfahren zu schaffen, bei dem eines oder jedes der beiden Werkstücke eine komplizierte Wärmesenke oder ein Rippenbauteil ist, die von herkömmlichen Rippenplatten oder Basisplatten verschieden sind, wobei die beiden Bauteile dennoch einfach und problemlos befestigt werden können, und zwar mit einer Befestigungsstärke, die erheblich höher ist als die bei über herkömmliches Verstemmen oder sogar über ein Pressfügeverfahren erreichbaren sind.
Um die oben genannten Ziele zu erreichen, ist ein Verfahren zur Verbindung eines Paares von Werkstücken, die aus einem Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit wie Aluminium bestehen, geschaffen, bei dem diese unter Druck zusammengefügt werden, wobei ein erstes Werkstück der genannten Werkstücke durch Extrusion gebildet ist, um an einer Oberfläche eine Vertiefung aufzuweisen, und ein zweites Werkstück der genannten Werkstücke durch Extrusion gebildet ist, um an einer Oberfläche einen Vorsprung aufzuweisen, wobei der Vorsprung des zweiten Werkstückes so eingerichtet ist, dass er der Vertiefung des ersten Werkstückes entspricht und eine zu dieser im wesentlichen ähnliche Gestalt sowie eine Breite aufweist, die im wesentlichen gleich oder geringfügig größer als die der Vertiefung des ersten Werkstückes ist, wobei das Verfahren weiterhin die in den nachfolgenden Abschnitten enthaltenen Merkmale aufweist.
Das erste Werkstück weist die Vertiefung als zwischen und zwei benachbarte Vorsprünge flankierend angeordnet auf, wobei die Vertiefung und die benachbarten Vorsprüngen eine durchgehende Verbindungsoberfläche des ersten Werkstückes bilden, entlang der es mit dem zweiten Werkstück verbunden wird. Das zweite Werkstück weist den Vorsprung als zwischen und zwei benachbarte Vertiefungen flankierend angeordnet auf, wobei der Vorsprung und die benachbarten Vertiefungen eine durchgehende Verbindungsoberfläche des zweiten Werkstückes bilden, entlang der es mit dem ersten Werkstück verbunden wird.
Das erste und zweite Werkstück sind so ausgebildet, dass jede der benachbarten Vorsprüngen des ersten Werkstückes und der Vorsprung des zweiten Werkstückes in Bezug auf die benachbarten Vertiefungen des zweiten Werkstückes und der Vertiefung des ersten Werkstückes, das hierzu entsprechend vorgesehen ist, im wesentlichen von ähnlicher Gestalt sind und eine Breite aufweisen, die im wesentlichen gleich oder geringfügig größer als die betreffende der benachbarten Vertiefungen des zweiten Werkstückes und der Vertiefung des ersten Werkstückes ist, das hierzu entsprechend vorgesehen ist.
Die Vertiefung und die benachbarten Vorsprünge des ersten Werkstückes sowie der Vorsprung und die benachbarten Vertiefungen des zweiten Werkstückes sind jeweils im wesentlichen rechtwinklig zu den durchgehenden Verbindungsoberflächen des jeweiligen ersten und zweiten Werkstückes ausgerichtet.
Wenigstens einige aus der Gesamtheit der Vertiefung und der Vorsprünge des ersten Werkstückes oder einige aus der Gesamtheit des Vorsprungs und der Vertiefungen des zweiten Werkstückes sind jeweils mit einem Abschnitt ausgebildet, der mit einem vorgegebenen Winkel zu der Normalen auf die Verbindungsoberflächen geneigt ist.
Dann werden das erste und zweite Werkstück unter Druck durch Einfügen mit Kraftanwendung des Vorsprungs des zweiten Werkstückes unter Druck in die Vertiefung des ersten Werkstückes miteinander verbunden, während gleichzeitig den benachbarten Vorsprüngen des ersten Werkstückes unter Druck das Einfügen mit Kraftanwendung in zugeordnete benachbarte Vertiefungen des zweiten Werkstückes gestattet wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann weiterhin dadurch gekennzeichnet sein, dass
die Vorsprünge und Vertiefungen so ausgebildet sind und das Einpassen unter Druck so ausgeführt wird, dass bei dem unter Kraftanwendung stattfindenden Einfügeschritt
1) Bereiche der Vorsprünge und Vertiefungen mit dem geneigten Abschnitt unter Druck dynamisch zusammenwirken und unter Herbeiführen einer Kaltverfestigung dabei plastisch verformt werden,
2) sich eine innere Spannung in diesen Bereichen durch ein Zusammendrücken und Ausdehnen der eintretenden Vorsprünge und der aufnehmenden Vertiefungen entwickelt, wenn sie unter Druck zusammengeführt werden, und
3) eine Abtragswirkung durch die entwickelte Spannung und eine dynamisch erzeugte Reibungskraft zwischen den eintretenden Vorsprüngen und aufnehmenden Vertiefungen mit dem geneigten Abschnitt hervorgerufen wird,
wobei hierdurch ein fester Schluß und damit eine Verbindung zwischen den beiden Werkstücken unter einem kombinierten Effekt der Kaltverfestigung, der ausgebildeten Spannung und der induzierten Abtragswirkung herbeigeführt wird.
Typischerweise sind das erste und zweite Werkstück jeweils durch eine Basisplatte für eine Wärmesenke gebildet.
Weiterhin ist ein Werkstück aus der Gesamtheit des ersten Werkstückes und des zweiten Werkstückes durch rippenartige Mittel, sogenannte Rippenmittel, und das andere durch eine Basisplatte für eine Wärmesenkenanordnung gebildet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei dem oben genannten Verfahren eine deutlich erhöhte Festigkeit der Verbindung zwischen zwei thermisch hoch leitfähigen Werkstücken erzielt, und dadurch sind die thermischen und elektrischen Leitfähigkeiten an der Verbindungsfläche der beiden Werkstücke mit thermisch hoher Leitfähigkeit erheblich erhöht. Es ist in der Tat überraschend, dass dies durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erreicht werden kann, insbesondere ohne dass zwingend irgendwelche Hilfsmittel erforderlich sind, um mit einer ausreichenden Stärke zwei untereinander verbundene oder miteinander befestigte Werkstücke zu halten. Weiterhin können gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ein oder jedes der beiden zu verbindenden Werkstücke eine komplizierte Wärmesenke oder Rippenbauteile sein, die durch Verbinden zusammenzubauen sind. Überdies können sie mit einer Befestigungsstärke miteinander verbunden werden, die erheblich höher als diejenigen ist, die durch herkömmliches Verstemmen oder sogar durch ein Pressfügeverfahren erreichbar sind.
Die vorliegende Erfindung umfaßt weiterhin einen Gegenstand, der gemäß einem Verfahren zur Verbindung eines Paares von jeweils eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweisenden Werkstücken hergestellt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ergibt sich ein Gegenstand mit einer deutlich erhöhten Festigkeit der Verbindung zwischen zwei thermisch hoch leitfähigen Werkstücken und damit mit deutlich erhöhten thermischen und elektrischen Leitfähigkeiten an der Verbindungsfläche der beiden thermisch hoch leitfähigen Werkstücke, insbesondere ohne dass es zwingend erforderlich ist, die beiden verbundenen oder miteinander befestigten Werkstücken mit einer ausreichenden Stärke zu halten. Der Gegenstand kann demnach eine sogar hochkomplizierte Wärmesenkenanordnung sein.
Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die beispielhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung darstellen, besser verständlich. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass diese Ausgestaltungen wie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt nicht dazu bestimmt sind, die vorliegende Erfindung in irgendeiner Art und Weise einzuengen, sondern lediglich zur Vereinfachung der Erläuterung und des Verständnisses dienen.

Bei den beigefügten Zeichnungen ist

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine bestimmte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung darstellt, bei der die vorliegende Erfindung angewendet worden ist, um eine Wärmesenkenanordnung zu bilden,
Fig. 2 eine Teilvorderansicht der gesamten in Fig. 1 dargestellten Wärmesenkenanordnung ist, die schematisch den Zustand darstellt, in dem das Rippenmittel und die Basisplatte gemäß der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden worden sind,
Fig. 3 eine vergrößerte Vorderansicht ist, die schematisch eine einzelne Rippeneinheit in einer Wärmesenkenanordnung wie in Fig. 1 dargestellt zeigt,
Fig. 4 eine vergrößerte Vorderansicht ist, die schematisch Abschnitte zeigt, in denen ein Rippenmittel und eine Basisplatte gemäß der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden werden sollen,
Fig. 5 eine vergrößerte Vorderansicht ist, die schematisch genauer eine gewisse Gestalt zeigen, in der ein Rippenmittel und eine Basisplatte gemäß der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden werden sollen,
Fig. 6 eine vergrößerte Vorderansicht ist, die schematisch genauer eine andere Gestalt zeigen, in der ein Rippenmittel und eine Basisplatte gemäß der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden werden sollen,
Fig. 7(A) eine perspektivische Ansicht ist, die schematisch eine Wärmesenkenanordnung darstellt, die ein Paar von Wärmesenkeeinheiten aufweist, bei denen die jeweiligen Basisplatten miteinander verbunden werden sollen und bei denen jeweils ein Rippenmittel und eine Basisplatte gemäß der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden worden sind,
Fig. 7(B) eine vergrößerte Vorderansicht ist, die schematisch eine vergrößerte Vorderansicht des Zustandes der in Fig. 7(A) dargestellten Wärmesenkenanordnung zeigt,
Fig. 7(C) eine weitere vergrößerte schematische Ansicht ist, die ein Paar von Basisplatten für eine Wärmesenkenanordnung wie in Fig. 7(A) zeigt, die gemäß der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden werden sollen,
Fig. 7(D) eine ähnliche Ansicht ist, die schematisch diejenigen Basisplatten darstellt, die gemäß der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden worden sind,
Fig. 8(A) eine noch weiter vergrößerte Teilansicht ist, die eine bestimmte Gestalt der Kombination von zwei vorstehenden Abschnitten und zwei vertieften Abschnitten zeigt, die gemäß der vorliegenden Erfindung jeweils miteinander verbunden werden sollen,
Fig. 8(B) eine vergrößerte Detailansicht ist, die einen vorstehenden Abschnitt entsprechend dem in Fig. 8(A) gezeigten Beispiel darstellt, und
Fig. 8(C) eine vergrößerte Detailansicht ist, die einen vertieften Abschnitt entsprechend dem in Fig. 8(A) gezeigten Beispiel darstellt.
Unter Bezug auf bestimmte beispielhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung, die entsprechend dem oben zusammengefaßt Gesagten gebildet sind, wird nachfolgend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail eine Erläuterung gegeben.
Unter Bezug auf Fig. 1 bis Fig. 4 steht das Bezugszeichen 1 für eine Basisplatte mit einer Oberfläche 11, an der ein Wärme erzeugendes Bauteil (nicht dargestellt) angebracht ist, und das Bezugszeichen 2 bezeichnet ein Rippenmittel, dessen Gesamtheit mit einer Oberfläche 12 verbunden ist, die der Befestigungsoberfläche 11 für das Wärme erzeugende Bauteil der Basisplatte 1 gegenüberliegt. Die Basisplatte 1 und das Rippenmittel 2 sind in diesem Fall jeweils aus einem extrudierten Werkstück gebaut, das aus einem Material hergestellt ist, welches wie beispielsweise Aluminium eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist. Das Rippenmittel 2 ist wie in Fig. 3 dargestellt so aufgebaut, dass es an einem Ende eine Vielzahl von vorstehenden Abschnitten 2a aufweist, die Befestigungsabschnitte zur Verbindung des Rippenmittels 2 mit der Basisplatte 1 bilden, und Seitenplatten 2b1 und 2b2 aufweisen, mit denen kleine Fächer gebildet werden, um eine Wärmestrahlungsrippeneinheit zu bilden. Die Seitenplatten 2b1 und 2b2 sind einen Zwischenabstand D aufweisend dargestellt. Die Rippenanordnung ist durch eine Vielzahl von Rippenmitteln 2 gebildet, die mit der Basisplatte 1 verbunden werden sollen, um eine vorbestimmte Wärmeabstrahlungseigenschaft für eine Wärmesenke zu erzielen.
Wie in Fig. 4 dargestellt ist jeder vorstehende Abschnitt 2a am Ende jedes Rippenmittels 2, das sich in einer vertikalen Richtung erstreckt, so aufgebaut, dass es eine vorbestimmte Breite w1 aufweist und an dem vorderen Ende mit einem Positionierabschnitt 2a1 und an der Wurzelseite mit einem Verstemmabschnitt 2a2 ausgebildet ist. Andererseits ist die Basisplatte 1 mit einer Vielzahl von vorstehenden Abschnitten 1a aufgebaut, von denen jeder an dem nach vorne weisenden Ende mit einem Positionierabschnitt 1a1 und an der Wurzelseite mit einem Verstemmabschnitt 1a2 ausgestaltet ist, wobei der Verstemmabschnitt 1a2 mit einem Winkel gegenüber einer vertikalen Richtung geneigt ist. Der Positionierabschnitt 2a1 ist so ausgebildet, dass er ein abgerundetes nach vorne weisendes Ende aufweist, während ein vertiefter Abschnitt zwischen zwei vorstehenden Abschnitten 1a der Basisplatte 1 mit einem abgerundeten Boden ausgestaltet ist. Weiterhin ist die Breite w1 jedes vorstehenden Abschnittes 2a des Rippenmittels 2 identisch zu oder geringfügig größer als der Abstand oder die Breite d des vertieften Abschnittes zwischen zwei benachbarten vorstehenden Abschnitten 1a der Basisplatte 1 ausgebildet. Weiterhin ist der Abstand zwischen zwei benachbarten vorstehenden Abschnitten 2a des Rippenmittels 2 identisch zu oder geringfügig größer als die Breite jedes vorstehenden Abschnittes 1a der Basisplatte 1 ausgebildet.
Um zu erreichen, dass ein nach von dem Rippenmittel 2 nach unten ausgeübter Druck oder ein von der Basisplatte 1 nach oben ausgeübter Druck, wenn sie miteinander verbunden werden sollen, mit Sicherheit in eine Verbindungskraft zwischen dem Rippenmittel 1 und der Basisplatte 2 umgewandelt werden soll, spielen die Positionierabschnitte 1a1 der Basisplatte 1 und die Positionierabschnitte 2a1 des Rippenmittels 2, wenn das Rippenmittel 2 und die Basisplatte passgenau ineinandergreifend zusammengefügt sind, zum Bewahren ihrer vertikalen Ausrichtung eine bestimmte Rolle.
Unter Bezug auf Fig. 5 ist das Bezugszeichen 1a dargestellt, um einen vertieften Abschnitt zu bezeichnen, der zwischen zwei benachbarten vorstehenden Abschnitten der Basisplatte 1 ausgebildet ist und eine Breite d hat. Weiterhin ist der Abstand zwischen zwei benachbarten vorstehenden Abschnitten 2a des Rippenmittels 2 als eine Breite d1 aufweisend dargestellt, während ein vorstehender Abschnitt zwischen zwei benachbarten vertieften Abschnitten 1a der Basisplatte 1 als eine Breite w2 aufweisend dargestellt ist. Zusätzlich ist in diesem Fall der voranstehend erwähnte Winkel bei dem Verstemmabschnitt 1a2 jedes vertieften Abschnittes 1a der Basisplatte durch θ dargestellt, wobei jedem vertieften Abschnitt 1a ein Positionierabschnitt 1a1 zugeordnet ist. Es ist weiterhin zu beachten, dass zwei benachbarte vertiefte Abschnitte als (mit dem Winkel θ) in gegenüberliegende Richtungen geneigt dargestellt sind.
Nachfolgend wird für ein Verfahren zum Zusammenbau einer Wärmesenke, die wie oben erläutert aufgebaut ist, eine Erklärung gegeben.
Es ist festzuhalten, dass vor dem Zuammenbau die Oberfläche des Rippenmittels 2 und die Oberfläche der Basisplatte 1, die jeweils typischerweise aus einem extrudierten Aluminiummaterial sind, oxidiert worden sind, so dass auf ihnen ein Oxidfilm mit einer gewissen Dicke gebildet ist.
Beim Zusammenbau sind bei der Verwendung beispielsweise einer zu allgemeinen Verwendungszwecken ausgelegten hydraulischen Vielzweckpresse oder dergleichen und einer einfachen Spannvorrichtung in einer Kombination die vorstehenden Abschnitte 2a an dem vorderen Ende jedes Rippenmittels 2 passgenau in die vertieften Abschnitte 1a zwischen den einzelnen vorstehenden Abschnitte der Basisplatte 1 unter Druck bis zu mehreren 10 Tonnen, der innerhalb einer kurzen Zeit ausgeübt wird, eingefügt.
Bei dem Einfügen des Rippenmittels 2 in die Basisplatte 1 unter Druck ist, da die Breite d jedes vertieften Abschnittes 1a der Basisplatte 1 gleich oder geringfügig kleiner als die Breite w1 jedes vorstehenden Abschnittes 2a des Rippenmittels 2 ist, der Abstand d 1 zwischen zwei benachbarten vorstehenden Abschnitten 2a des Rippenmittels 2 gleich oder geringfügig kleiner als die Breite w2 jedes vorstehenden Abschnittes zwischen zwei benachbarten vertieften Abschnitten 1a der Basisplatte 1, wobei der Positionierabschnitt 2a1 jedes vorstehenden Abschnittes 2a so ausgebildet ist, dass er über ein abgerundetes nach vorne weisendes Ende verfügt, und jeder vertiefte Abschnitt 1a so ausgebildet ist, dass er einen abgerundeten Boden aufweist, so dass ersichtlich ist, dass, falls von dem Rippenmittel 2 ein großer Schubdruck nach unten ausgeübt wird, der Positionierabschnitt 2a1 bei jedem der vorstehenden Abschnitte 2a des Rippenmittels 2 zuerst in den Positionierabschnitt 1a1 jedes der vertieften Abschnitte 1a der Basisplatte 1 eingeführt wird und dann in die. Verstemmabschnitte 1a2 jedes vertieften Abschnittes 1a der Basisplatte 1 eingeführt wird. Da die Verstemmabschnitte 1a2 der vertieften Abschnitte 1a der Basisplatte 1 jeweils mit einem kleinen Winkel 8 in Bezug auf die vertikale Richtung geneigt sind, ist nunmehr ersichtlich, der Positionierabschnitt 2a1 jedes vorstehenden Abschnittes 2a des Rippenmittels 2, der in einen zugeordneten vertieften Abschnitt 1a der Basisplatte 1 eingeführt ist, passgenau in die Verstemmabschnitte 1a2 der vertieften Abschnitte 1a der Basisplatte 1 eingefügt wird, während er entsprechend der Neigung der Verstemmabschnitte 1a2 gebogen wird.
Da jeweils die Breite w1 jedes der vorstehenden Abschnitte 2a und die Breite w2 jedes der vorstehenden Abschnitte 1a gleich oder geringfügig größer als der Abstand d zwischen den benachbarten zwei vorstehenden Abschnitten 1a und der Abstand D zwischen den benachbarten zwei vorstehenden Abschnitten 2a eingerichtet worden sind, ist festzustellen, dass zwischen den jeweiligen äußeren Oberflächen der vorstehenden Abschnitte 1a und 2a ein auch "Abtragen" genanntes Phänomen erzeugt wird.
Bei Kontakt der äußeren Oberfläche jedes der vorstehenden Abschnitte 2a des Rippenmittels 2 und der inneren Oberfläche jedes der vertieften Abschnitte 1a der Basisplatte 1 untereinander ist insbesondere ersichtlich, dass eine Reibungskraft zwischen diesen Oberflächen erzeugt wird und aufgrund dieser Reibungskraft der Oxidfilm, der an jeder der jeweiligen äußeren Oberflächen der vorstehenden Abschnitte 1a ausgebildet worden ist, und der Oxidfilm, der an jeder der jeweiligen inneren Oberflächen der vertieften Abschnitte 2a ausgebildet worden ist, gegenseitig entfernt werden und eine Abtragwirkung eintritt. Als Ergebnis stellt sich ein äußerst inniger Verbindungszustand zwischen jedem der jeweiligen Positionierabschnitte 2a1 der vorstehenden Abschnitte 2a und einem entsprechenden der jeweiligen Verstemmabschnitte 1a2 der vertieften Abschnitte 1a einerseits und zwischen jedem der jeweiligen Positionierabschnitte 1a1 der vertieften Abschnitte 1a und einem entsprechenden der jeweiligen Verstemmabschnitte 2a2 der vorstehenden Abschnitte andererseits ein. Entsprechend ist bei einer innigen Verbindung zwischen den vorstehenden Abschnitten 2a und den zugeordneten vertieften Abschnitten 1a feststellen, dass sowohl die thermische Leitfähigkeit als auch die elektrische Leitfähigkeit zwischen dem Rippenmittel 2 und der Basisplatte 1 in höchstem Maße verbessert wird.
Es sei festgestellt, dass jeder Verbindungsabschnitt zwischen dem Rippenmittel 2 und der Basisplatte 1, die über Druck ineinander eingefügt worden sind, aufgrund des in vertikaler Richtung ausgerückten Druckes zu einer Spannung in ihren miteinander in Kontakt stehenden horizontalen Richtungen führt, so dass das Befestigungsergebnis mit einer größeren Sicherheit erzielt wird.
Da der Positionierabschnitt 2a1 jedes vorstehenden Abschnittes 2a beim Einfügen unter Druck zwangsweise mit dem Winkel 8 des Verstemmabschnittes 2a2 des zugeordneten vertieften Abschnittes in Bezug auf die vertikale Richtung gebogen wird, sei festgestellt, dass hierbei ein Kaltverfestigungseffekt eintritt, der zu einem Befestigungsergebnis mit einer größeren Sicherheit führt.
Somit wird Wärme, die von einem Wärme erzeugenden Bauteil erzeugt wird, von der Basisplatte 1 über die wie oben beschrieben zwischen dem Rippenmittel 2 und der Basisplatte 2 ausgebildete Verbindungsoberfläche zu dem Rippenmittel 2 geleitet. Das Rippenmittel 2 wirkt dann dahingehend, dass die von der Basisplatte 1 übergegangene Wärme mittels eines von einem (nicht dargestellten) Lüfter, der an der Wärmesenkenanordnung angebracht ist, erzeugten Luftstromes abgeführt wird.
Während es in Bezug auf die Verbindung aufgrund der Abtragwirkung bei entsprechendem oben beschriebenen Durchführen zwischen dem Rippenmittel 2 und der Basisplatte 1 kein Problem gibt, sei angemerkt, dass in einem Fall, in dem das Rippenmittel 2 und die Basisplatte 1 jeweils aus einem extrudierten Material hergestellt sind, sich ein Unterschied im Vergleich zu geschnittenem Material ergibt und eine gewisse Unregelmäßigkeit vorliegt, die bei dem Extrusionsvorgang erzeugt worden ist. In diesem Fall kann es auftreten, dass das Rippenmittel 2 und die Basisplatte 1 aufgrund der "Abtrags"wirkung allein nicht mit hinreichender Festigkeit miteinander verbunden werden können. Aber auch bei einem derartigen Fall sei angemerkt, dass ein Kaltverfestigungseffekt aufgrund der plastischen Verformung bei einem zwangsweise gebogenen Abschnitt (nämlich dem nach vorne weisenden Ende eines Positionierabschnittes 2a1) eintritt, wenn das Rippenmittel 2 und die Basisplatte 1 miteinander verbunden werden und eine Kraft hervorrufen, die das Rippenmittel 2 und die Basisplatte 1 miteinander verbindet. Es ist zu beachten, dass diese Verbindungskraft zwischen dem Rippenmittel 2 und der Basisplatte 1 direkt mit einer thermischen Leitfähigkeit an der Verbindungsfläche zwischen ihnen zusammenhängt. Insbesondere hat dieser Abschnitt die Aufgabe, eine Unregelmäßigkeit in der Eigenschaft einer Wärmesenke auszugleichen, die sich aus einer Unregelmäßigkeit in der Größe der Gegenstände ergibt. Es sei weiterhin festgestellt, dass auch in dem Fall, in dem der an den äußeren Oberflächen jeder der vorstehenden Abschnitte ausgebildete Oxidfilm dick ist und es demnach unmöglich ist, einen perfekten Abtragszustand zu erhalten, eine Spannung an der Verbindungsoberfläche, die durch den hierauf ausgeübten Druck erzeugt wird, zum Erhöhen der thermischen Leitfähigkeit an dieser Steile beiträgt.
Weiterhin ist festzuhalten, dass es bei dem Überführen des Rippenmittels 2 und der Basisplatte 1 in den Verbindungszustand unter der Abtragwirkung an den vorstehenden Abschnitten bei Einfügen unter Druck auch möglich ist, einen vorangehenden Schritt auszuführen, um einen an den miteinander zu verbindenden Abschnitten, nämlich an der äußeren Oberfläche jedes der vorstehenden Abschnitte, vorhandenen Oxidfilm unter Verwendung einer Drahtbürste oder dergleichen vor dem Einfügen unter Druck zu entfernen. Da demnach die vorliegende Erfindung es gestattet, einen Oxidfilm an der äußeren Oberfläche jedes der vorstehenden Abschnitte und einen Oxidfilm an der inneren Oberfläche jedes der vertieften Abschnitte durch die Abtragwirkung zu entfernen und demnach im wesentlichen das Durchführen, des vorgenannten vorangehenden Schrittes nicht erforderlich ist, und sich dadurch eine Vereinfachung des Zusammenbauverfahrens und eine Senkung der Herstellungskosten ergibt, ist es weiterhin möglich, den vorgenannten vorangehenden Schritt in einem Fall aufzunehmen, bei dem das Entfernen des Oxidfilmes über die Abtragwirkung nur unzureichend erfolgt.
Weiterhin sei festgestellt, dass bei dem oben genannten Beispiel zwar der Positionierabschnitt jedes vorstehenden Abschnittes so ausgestaltet ist, dass er ein abgerundetes nach vorne weisendes Ende aufweist, eine derartige endseitige Ausgestaltung jedoch keine absolute Beschränkung ist, sondern sie kann beispielsweise auch keilförmig ausgestaltet sein.
Als nächstes zeigt Fig. 6 eine abgewandelte Ausgestaltung eines Abschnittes, bei dem das Rippenmittel 2 und die Basisplatte 1 miteinander verbunden werden sollen, um eine Wärmesenke gemäß der vorliegenden Erfindung zu bilden.
Bei dieser Ausgestaltung ist ein vorstehender Abschnitt 2a an dem vorderen Ende jedes Rippenmittels 2 so ausgestaltet, dass er eine vorbestimmte Breite d1 aufweist und mit einem nach vorne weisenden Endabschnitt 2a1 und einem wurzelseitigen Endabschnitt 2a2 ausgebildet ist. Es ist ersichtlich, dass der wurzelseitige Endabschnitt 2a2 so ausgestaltet ist, dass er sich in eine vertikale Richtung erstreckt, und dass der nach vorne weisende Endabschniitt 2a1 so ausgestaltet ist, dass er unter einem kleinen Winkel θ1 in Bezug auf die vertikale Richtung geneigt ist. Es ist zuerkennen, dass der nach vorne weisende Endabschnitt 2a1 so ausgestaltet ist, dass er ein abgerundetes nach vorne weisendes Ende aufweist.
Weiterhin ist die Befestigungsoberfläche 12 der Basisplatte 1 mit einer einer Anzahl vom vorstehenden Abschnitten 2a des Rippenmittels 2 entspreclhenden Anzahl von vertieften Abschnitten 10a ausgebildet. Ein derartiger vertiefter Abschnitt 10a ist mit einer Breite d2 ausgebildet, die geringfügig kleiner als die Breite d1 jedes vorstehenden Abschnittes 2a ist, und erstreckt, sich geradlinig in eine Richtung, die mit einem Winkel θ2 in Bezug auf die vertikale Richtung geneigt ist. Es ist ersichtlich, das der Winkel A2 größer als der Winkel θ 1 eingerichtet ist. Es ist weiterhin ersichtlich, dass der vertiefte Abschnitt 10a eine Tiefe aufweist, die der Länge des vorstehenden Abschnittes 2a entspricht und mit einem Boden ausgebildet ist, der an die Ausgestaltung des nach vorne weisenden Endes des vorstehenden Abschnittes 2a angepaßt ist.
Beim Zusammenbau sind bei der Verwendung beispielsweise einer hydraulischen Vielzweckpresse oder dergleichen und einer einfachen Spannvorrichtung in einer Kombination Abschnitte jedes Rippenmittels 2 jeweils passgenau in die zugeordneten vertieften Abschnitte 10a der Basisplatte 1 unter Druck bis zu mehreren 10 Tonnen, der innerhalb einer kurzen Zeit ausgeübt wird, eingefügt.
Da die Breite d1 jedes vorstehenden Abschnittes 2a des Rippenmittels 2 geringfügig größer als die Breite d2 jedes vertieften Abschnittes 10a der Basisplatte 1 und der nach vorne weisende Endabschnitt 2a1 jedes vorstehenden Abschnittes 20a mit einem abgerundeten nach vorne weisenden Ende ausgebildet ist, während der zugeordnete vertiefte Abschnitt 10a hierzu komplementär mit einem abgerundeten Boden ausgestaltet ist, kann bei dem Einfüge des Rippenmittels 2 unter Druck in die Basisplatte 1 festgestellt werden, dass bei Anwendung einer großen Druckkraft von dem Rippenmittel 2 nach unten der nach vorne weisende Endabschnitt 2a1 jedes vorstehenden Abschnittes 2a des Rippenmittels 2 in einen zugeordneten vertieften Abschnitt 10a der Basisplatte 1 eingeführt wird. Da die vertieften Abschnitte 10a jeweils mit einem Winkel θ2 in Bezug auf die vertikale Richtung geneigt sind, kann dabei festgestellt werden, dass der vordere Endabschnitt 2a1 und der wurzelseitige Endabschnitt 2a2 jedes vorstehenden Abschnittes 2a des Rippenmittels 2, der in einen zugeordneten vertieften Abschnitt 10a der Basisplatte 1 eingeführt wird, unter Biegen entsprechend dem zugehörigen Neigungswinkel θ2 passgenau in den vertieften Abschnitt 10a eingefügt wird.
Da die Breite d1 jedes der vorstehenden Abschnitte 2a größer als die Breite d2 jedes der vertieften Abschnitte 10a ist, ist dabei festzustellen, dass ein "Abtragen" genanntes Phänomen zwischen der äußeren Oberfläche jedes der vorstehenden Abschnitte 2a und der inneren Oberfläche jedes der vertieften Abschnitte 10a auftritt. Bei gegenseitigem Kontakt der äußeren Oberfläche jedes der vorstehenden Abschnitte 2a des Rippenmittels 2 und der inneren Oberfläche jedes der vertieften Abschnitte 10a der Basisplatte 1 kann insbesondere festgestellt werden, dass zwischen diesen Oberflächen eine Reibungskraft erzeugt wird, wobei aufgrund dieser Reibungskraft der Oxidfilm, der an jeder der jeweiligen äußeren Oberflächen der vorstehenden Abschnitte 2a und der inneren Oberfläche jeder der vertieften Abschnitte 10a ausgebildet ist, entfernt wird und das Abtragen stattfindet. Als Ergebnis wird eine äußerst innige Verbindung zwischen diesen Oberflächen hergestellt. Bei der innigen Verbindung der vorstehenden Abschnitte 2a und der vertieften Abschnitte 10a kann entsprechend festgestellt werden, dass sowohl die thermische Leitfähigkeit als auch die elektrische Leitfähigkeit zwischen dem Rippenmittel 2 und der Basisplatte 1 in hohem Maß erhöht wird.
Es sei weiterhin festgehalten, dass jeder Verbindungsabschnitt zwischen dem Rippenmittel 2 und der Basisplatte 1, die unter Druck ineinandergefügt sind, aufgrund des in der vertikalen Richtung ausgeübten Druckes zu einer Spannung in ihrer horizontalen Verbindungsrichtung führen, so dass das Befestigungsergebnis mit einer größeren Sicherheit erzielt wird.
Da der nach vorne weisende Endabschnitt 2a1 jedes vorstehenden Abschnittes 2a des Rippenmittels beim Einfügen unter Druck mit dem Winkel θ2 jedes vertieften Abschnittes 10a der Basisplatte 1 in Bezug auf die vertikale Richtung zwangsweise gebogen wird, sei weiterhin festgehalten, dass hierdurch ein Kaltverfestigungseffekt erzeugt wird, der zu einem Befestigungsergebnis mit einer größeren Sicherheit führt.
Während unter Bezugs auf die verschiedenen Ausgestaltungen eine Erläuterung der vorliegenden Erfindung gegeben worden ist, versteht es sich, dass diese Ausgestaltungen in keinster Weise dazu vorgesehen sind, die vorliegende Erfindung zu beschränken, sondern vielmehr eine Vielzahl von Abwandlungen hierzu innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche vorgenommen werden können.
Beispielsweise sei festgehalten, dass bei der in Fig. 6 dargestellten Ausgestaltung, auch wenn die vorstehenden Abschnitte 2a auf der dem Rippenmittels 2 zugewandten Seite der Basisplatte 1 ausgebildet sind, es ebenso möglich ist, die vertieften Abschnitte an der Seite des Rippenmittels 2 und die vorstehenden Abschnitte an der Seite der Basisplatte 1 ausbilden.
Weiterhin sei betont, das bei den verschiedenen vorangehend erläuterten Ausgestaltungen die Anordnung und die Anzahl der vorstehenden Abschnitte und der vertieften Abschnitte in Abhängigkeit der Stärke des Druckes, der angewendet wird, wenn das Rippenmittel 2 und die Basisplatte 1 unter Druck miteinander verfügt werden, entsprechend angepaßt eingerichtet werden kann.
Gemäß einem Verfahnen zum Zusammenbau einer Wärmesenke, das gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, ist es nunmehr ersichtlich, dass weder eine Einrichtung zum Hartlöten noch eine kostspielige, für das Verstemmen vorgesehene Maschine erforderlich ist und dass eine Wärmesenke in einfacher Weise durch eine Kombination einer Vielzweckpresse oder dergleichen und einer einfachen Spannvorrichtung hergestellt werden kann.
Weiterhin wird bei einer Wärmesenke, die gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, festgestellt, dass deren thermische Leitfähigkeit durch die intensive Wirkung eines Aneinanderreibens eines Paares von miteinander in Kontakt kommenden Flächen der Basisplatte und des Rippenmittels deutlich verbessert wird, wenn sie passgenau ineinander eingefügt werden, wobei dies so wirkt, dass die zuvor darauf ausgebildeten Oxidfilme entfernt werden und dabei die Verbindungsoberflächen aufgefrischt beziehungsweise aufbereitet und die aufbereiteten Oberflächen durch Abtragen in einen zur Verbindung bereiten Zustand aufbereitet werden.
Weiterhin wird bei Mitberücksichtigung einer Extrusionstechnik und eines Schrittes zur Wärmebehandlung wie erforderlich in einer Vielzahl von zuvor unterschiedlichen Situationen einschließlich einem Fall, bei dem vollständig aufbereitete Oberflächen aufgrund der Dicke eines derartigen Oxidfilmes nicht hergestellt werden können, und einem Fall, bei dem die Genauigkeit der erforderlichen Extrusion mehr oder weniger schwankt, festgestellt, dass die vorliegende Erfindung es ermöglicht, das Rippenmittel und die Basisplatte mit einer größeren Sicherheit fest miteinander zu verbinden.
Unter Bezug nunmehr auf Fig. 7(A), 7(B) und 7(C) ist ersichtlich, dass das Bezugszeichen 22 für eine Wärmesenke steht, die durch eine Basisplatte 23, die über eine Oberfläche 23a verfügt, an der ein (nicht dargestelltes) Wärme erzeugendes Bauteil angebracht ist, und eine Vielzahl von Rippenmitteln 22 gebildet ist, die an einer Oberfläche 23b angebracht sind, die der Befestigungsoberfläche 23a für das Wärme erzeugende Bauteil gegenüberliegt, und die Oberflächen aufweisen, an denen die von dem Wärme erzeugende Bauteil stammende Wärme durch einen in Kontakt mit den Oberflächen kommenden kühlenden Luftstrom oder der gleichen abgeführt wird. Das Rippenmittel 22 und die Basisplatte 23 sind über die Verbindungsoberfläche 23b entsprechend den vorangehenden Erläuterungen zu der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden. Das Bezugszeichen 25 steht für eine andere Wärmesenke, die ähnlich zu der Wärmesenke 21 ausgestaltet ist und durch eine Basisplatte 27, an die ein (nicht dargestelltes) Wärme erzeugendes Bauteil angebracht ist, und eine Vielzahl von Rippenmittel 28 gebildet ist, die an einer Oberfläche 27b angebracht sind, die der Befestigungsoberfläche 27a für das Wärme erzeugende Bauteil gegenüberliegt und an der die von dem Wärme erzeugenden Bauteil stammende Wärme durch einen in Kontakt mit den Oberflächen kommenden kühlenden Luftstrom oder dergleichen abgeführt wird. Das Rippenmitten 26 und die Basisplatte 27 sind wie voranstehend in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung erläuterten Art und Weise miteinander verbunden worden. Jedes der die Wärmesenken 21 und 25 bildenden Bauteil, nämlich die Rippenmittel 22 und 26 und die Basisplatten 23 und 25, sind in diesem Fall typischerweise aus einem extrudierten Werkstück hergestellt, das aus einem Material gebildet ist, welches eine hohe thermische Leitfähigkeit wie beispielsweise ein Aluminiummaterial aufweist.
Eine seitliche Oberfläche 23c der Basisplatte 23 der Wärmesenke 21 ist so ausgebildet, dass sie eine Breite aufweist, die größer ist als eine gegenüberliegende seitliche Oberfläche 23d des Abschnittes, an dem die Rippenmittel 22 aufrecht stehen, und ist mit einer Vielzahl von (wie hier beispielsweise vier) vorstehenden Abschnitten 24 ausgebildet. Weiterhin ist eine seitliche Oberfläche 77c der Basisplatte 27 mit einer Breite ausgebildet, die größer ist als eine gegenüberliegende Seite des Abschnittes, an dem die Rippenmittel 26 aufrecht sind, und ist mit einer Vielzahl von (wie hier beispielsweise vier) vertieften Abschnitten 28 ausgestaltet, die in ihrer Anzahl den Vorsprüngen 24 der Basisplatte 23 entsprechen. Somit sind die vorstehenden Abschnitte 24 der Basiplatten 23 dazu eingerichtet, unter Druck in die zugeordneten vertieften Abschnitte 28 eingefügt zu werden, so dass die Basisplatten 23 und 27 an den jeweiligen Sätzen von vorstehenden Abschnitten 24 und vertieften Abschnitten 28 mit ihren seitlichen Oberflächen 23a und 27c als ein Paar von Verbindungsoberflächen miteinander verbindbar sind.
Jeder der vorstehenden Abschnitte 24A, 24B, 24G und 24D der Basisplatte 23 ist so ausgebildet, dass er ein abgerundetes nach vorne weisendes Ende aufweist und sich in einer zu der Verbindungsoberfläche 23c rechtwinkligen Richtung erstreckt und mit einer Breite d6 ausgestaltet ist, die geringfügig größer als eine Breite d5 jedes der vertieften Abschnitte 28A, 28B, 28C und 28D ist. Weiterhin ist der vertiefte Abschnitt 28A der Basisplatte 27 mit einer inneren Oberfläche 28A1 ausgestaltet, die mit einem vorgegebenen Neigungswinkel θ4 in Bezug auf eine Richtung, die rechtwinklig zu der Verbindungsoberfläche 27c liegt, gebogen ist, während der vertiefte Abschnitt 28B mit einer inneren Oberfläche 28B1 ausgestaltet ist, die zu der dem Biegeabschnitt 8A1 des vertieften Abschnittes 28A gegenüberliegenden Seite gebogen ist, um den vorgegebenen Neigungswinkel θ4 zu haben, der rechtwinklig zu der Verbindungsoberfläche 27c ist. Die vertieften Abschnürte 28a und 28b sind mit symmetrischen bogenförmigen Anordnungen und als einander entgegenstehend geneigt dargestellt. Die vertieften Abschnitte 28C und 28D sind mit Anordnungen ausgebildet, die jeweils die gleichen wie die bei den oben erwähnten vertieften Abschnitten 28A und 28B sind.
Nachfolgend wird für ein Verfahren zum Herstellen eines Paares von Wärmesenken, die aus extrudierten metallischen Materialien hergestellt sind, eine Erläuterung gegeben.
Falls bei den wie voranstehend beschrieben aufgebauten Wärmesenken 21 und 25 die vorstehenden Abschnitte 24 der Basisplatte 23 der Wärmesenke 21 unter Druck in die zugeordneten vertieften Abschnitte 28 der Basisplatte 27 der Wärmesenke 25 eingefügt werden, wird unter einem bis zu mehreren 10 Tonnen betragenden Druck, der in einem kurzen Zeitraum unter Verwendung einer Vielzweckpresse oder dergleichen und einer einfachen Spannvorrichtung in einer Kombination aufgewendet wird, jeder der vorstehenden Abschnitte 24 jeweils passgenau in einen der zugeordneten vertieften Abschnitte 28 eingefügt, wobei das nach vorne weisende Ende der ersteren im geneigten Abschnitt mit den Winkel θ4 an das Innere der letzteren angepaßt ausgestaltet ist.
Bezüglich des Zustandes, bei dem die vorstehenden Abschnitte 24 unter Druck in die vertieften Abschnitte 28 eingefügt sind, wird nachfolgend unter beispielhaftem Heranziehen des vorstehenden Abschnittes 24A und des vertieften Abschnittes 28A eine detaillierte Erläuterung gegeben.
Zunächst sei festgehalten, dass vor dem passgenauen Einfügen die äußere Oberfläche des vorstehenden Abschnittes 24A und die innere Oberfläche des vertieften Abschnittes 28A als Ergebnis eines Kontaktes mit der Umgebungsluft auf jeder der Oberflächen ein Oxidfilm ausgebildet ist, wobei der Oxidfilm eine bestimmte Dicke aufweist.
Danach wird bei dem Schritt des Einfügens unter Druck, bei dem der vorstehende Abschnitt 24A beginnend mit dem abgerundeten Abschnitt an dem nach vorne weisenden Ende in den vertieften Abschnitt 28A eingeführt wird, der vorstehende Abschnitt 24A aufgrund der großen Toleranz mit dem vertieften Abschnitt 28A eine plastische Verformung erfahren, dadurch einer Kaltverfestigung unterzogen und aufgrund dessen gehärtet sein.
Da zu dieser Zeit der vorstehende Abschnitt 24A unter Kraftaufwendung in den mit den Winkel θ4 geneigten inneren Oberflächenabschnitt eingefügt wird, übt der gehärtete Abschnitt hierauf eine Federkraft aus, so dass dadurch die Festigkeit der Verbindung zwischen dem vorstehenden Abschnitt 24A und dem vertieften Abschnitt 284 erhöht wird.
In Verbindung mit dem oben Gesagten sei festgehalten, dass aufgrund der Tatsache, dass die extrudierten Werkstücke in ihren Toleranzen nicht übereinstimmen, eine Situation eintreten kann, in der die Kaltverfestigung zuerst an dem geneigten Oberflächenabschnitt 28A1 des vertieften Abschnittes 28A auftritt und sich dann eine innere Spannung (nämlich die Federkraft) innerhalb dieses geneigten Oberflächenabschnittes entwickelt.
Da weiterhin der vorstehende Abschnitt 24A mit einer Breite d6 ausgebildet ist, die geringfügig größer als die Breite d5 des vertieften Abschnittes 28A ist, und da mit anderen Worten das Volumen V1 des vorstehenden Abschnittes 24A geringfügig größer als das Volumen V2 des vertieften Abschnittes 28A ausgebildet worden ist, sei festgehalten, dass sich hierdurch ein Phänomen, das "Abtragen" genannt wird, zwischen der äußeren Oberfläche des vorstehenden Abschnittes 24A und der inneren Oberfläche des vertieften Abschnittes 28A entwickelt.
Insbesondere sei festgehalten, dass sich aufgrund dessen eine Reibungskraft zwischen einem angrenzenden Abschnitt, der an dem abgerundeten Abschnitt des vorstehenden Abschnittes 24A anliegt, und einer zugeordneten äußeren Oberfläche, die zu der Verbindungsoberfläche 23c und der gebogenen inneren Oberfläche 28A1 des vertieften Abschnittes 28 rechtwinklig ausgerichtet ist, entwickelt, so dass der Oxidfilm an dem vorstehenden Abschnitt 24A mit der Breite d6 und der Oxidfilm an der inneren Oberfläche des vertieften Abschnittes 28A gegenseitig entfernt werden. Weiterhin sei angemerkt, dass die äußere Oberfläche des vorstehenden Abschnittes 24A und die innere Oberfläche des vertieften Abschnittes 28A jeweils eine wieder aufbereitete freiliegende metallische Substratoberfläche haben, wobei die beiden metallischen Substratoberflächen gegenseitig eine Abtragwirkung entwickeln, die sie mit einer deutlich erhöhten Festigkeit miteinander verbinden lassen. Daraus ergibt sich, dass sowohl die thermische Leitfähigkeit als auch die elektrische Leitfähigkeit bei einer derartigen Verbindung untereinander an ihrer Verbindungsfläche deutlich erhöht sind.
Der Zustand, in dem der vorstehende Abschnitt 24A und der vertiefte Abschnitt 28A nach dem Einfügen unter Druck miteinander verbunden worden sind, ist in Fig. 8(D) dargestellt, aus der ersichtlich ist, dass die Verbindung zwischen dem vorstehenden Abschnitt 24A und dem vertieften Abschnitt 28A einen Verbindungszustand annimmt, der in erster Linie durch die Abtragwirkung erreicht wird. Da der passgenau eintretende vorstehende Abschnitt 24A so ausgelegt ist, dass er größenmäßig geringfügig größer als der passgenau aufnehmende vertiefte Abschnitt 28A ausgebildet ist und da der vertiefte Abschnitt 28A mit einem Abschnitt ausgebildet ist, der mit einem vorgegebenen Winkel in Bezug auf eine zu der Verbindungsoberfläche rechtwinkligen Richtung geneigt ist, während der vorstehende Abschnitt 24A in Bezug auf die Einfügerichtung nicht geneigt ist, ist zusätzlich ersichtlich, dass eine innere Spannung in den durch die eingezeichneten Pfeile angegebenen Richtungen jeweils durch ein Zusammenziehen und ein Ausdehnen des metallischen vorstehenden Abschnittes 24A und des metallischen vertieften Abschnittes 28A erzeugt wird, wenn der erstere passgenau in den letzteren eingefügt wird, und aufgrund der Tatsache, dass die Einfügerichtung während des Durchführens des passgenauen Einfügens nicht geändert wird, auch eine Spannung erzeugt wird, wobei sich diese Spannungen ergänzen und weiterhin die Festigkeit der Verbindung erhöhen.
Entsprechend ist auch in einem Fall, bei dem der an jedem vorstehenden Abschnitte 24A und vertieften Abschnitt 28A ausgebildete Oxidfilm so dick ist, dass sich ein ausreichender Abtragszustand nicht entwickeln kann, zu erkennen, dass eine entlang den Verbindungsoberflächen durch den aufgewendeten Druck hervorgerufene Spannung zu einer Erhöhung der thermischen Leitfähigkeit zwischen den Verbindungsoberflächen führt.
Entsprechend dem vorangehend Gesagten ist verständlich, dass die feste Verbindung zwischen dem vorstehenden Abschnitt 24A und dem vertieften Abschnitt 28A in erster Linie erzeugt wird durch:
(1) eine Kaltverfestigung, die durch das Einfügen unter Druck erzeugt wird, und
(2) eine Spannung, die durch die winklige Ausgestaltung eines gehärteten metallischen Körpers erzeugt wird, dabei aber teilweise durch:
(1) eine Kaltverfestigung und eine Abtragwirkung, die in einer Kombination zu dem Zeitpunkt des Einfügens unter Druck erzeugt werden, und
(2) eine Federkraft, die aufgrund der Tatsache erzeugt wird, dass ein Abschnitt, der eine Kaltverfestigung durchlaufen hat und gehärtet worden ist, in einem inneren winklige Oberflächenabschnitt eines vertieften Abschnittes gebogen ist, und
dass sich diese Effekte insbesondere bei einem Material einstellen, das wie beispielsweise ein Aluminium- oder Kupfermaterial verformbar ist.
Andererseits ist ersichtlich, dass die miteinander in Verbindung stehende Beziehung zwischen dem vorstehenden Abschnitt 24B, 24C, 24D und dem vertieften Abschnitt 28B, 28C, 28D wie oben erläutert identisch zu der miteinander in Verbindung stehenden Beziehung zwischen dem vorstehenden Abschnitt 24A und dem vertieften Abschnitt 28A ist.
Daraus ergibt sich, dass die Wärme, die von dem an den Basisplatten 23 und 27 angebrachten, Wärme erzeugenden Bauteil thermisch über die Basisplatten 23 und 27, die so miteinander verbunden worden sind, dass sie wie oben erwähnt eine ausgezeichnete thermische Leitfähigkeit haben, jeweils zu der Vielzahl von Rippenmitteln 222 und der Vielzahl von Rippenmitteln 62 geleitet wird, wobei diese Rippen 22 und 26 so wirken, dass die von den Basisplatten 23 und 27 stammende Wärme über einen Luftstrom von einem an den Wärmesenken 21 und 25 angebrachten (nicht dargestellten) Gebläse oder Gebläsen abgeführt wird.
In Zusammenhang mit dem oben Gesagten sei weiterhin festgestellt, dass die jeweiligen seitlichen Oberflächen 23c und 27c in der Dicke mit ihrer anderen seitlichen Oberflächen 23d und 27d identisch und dann jeweils wie voranstehend erläutert mit einer Vielzahl von vorstehenden Abschnitten und einer Vielzahl von vertieften Abschnitten ausgebildet sein können. Falls jedoch die seitlichen Oberflächen 23c und 27c in ihrer Dicke größer als die voranstehend erläuterten seitlichen Oberflächen 3d und 7d ausgebildet sind und weiterhin die Anzahl von vorstehenden Abschnitten und die Anzahl von vertieften Abschnitten erhöht sind, ist ersichtlich, dass die Festigkeit der Verbindung der Basisplatten 23 und 27 weiter erhöht ist.
Es sei weiterhin festgehalten, dass die vorstehenden Abschnitte 24A, 24B, 24C und 241D, auch wenn sie jeweils mit einem abgerundeten nach vorne weisenden Ende ausgebildet dargestellt sind, auch ganz oder teilweise mit einem keilförmig ausgebildeten, nach vorne weisenden Ende ausgebildet sein können, das sich nach vorne verjüngt.
Als nächstes zeigen Fig. 8(A), 8(B) und 8(C) ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Vielzahl von vorstehenden Abschnitten und einer Vielzahl von vertieften Abschnitten, die jeweils bei einem Paar von Basisplatten, oder jeweils einem Paar von einem Rippenmittel und einer Basisplatte für eine Wärmesenkenanordnung oder einheit ausgebildet sind, bei der die Erfindung eingesetzt worden ist.
Hier wird eine Verbindungsstruktur 107 zum Verbinden eines Paares von der Basisplatten oder eines Paares von einem Rippenmittel und einer Basisplatte für eine Wärmesenkenanordnung oder -einheit gemäß der vorliegenden Erfindung aus einer Vielzahl von vorstehenden Abschnitten 140, von denen ein Paar von vorstehenden Abschnitten 140A und 140B dargestellt sind, und einer Vielzahl von vertieften Abschnitten 180, von denen ein Paar von vertieften Abschnitten 180A und 180B dargestellt sind, aufgebaut. Hier sind die vorstehenden Abschnitte 140A und 140B jeweils mit einer vorgegebenen Breite d5 ausgebildet dargestellt und jeweils mit einem Verstemmabschnitt 140A1, 140B1, der von einer Verbindungsoberfläche 107C in einer hierzu rechtwinkligen Richtung vorsteht, und mit einem Positionierabschnitt 140A2, 140B2 ausgestaltet, der sich weiter von den Verstemmabschnitten 140A1, 140B1 erstreckt, wobei der Positionierabschnitt 140A2, 140B2 mit einem abgerundeten, nach vorne weisenden Ende ausgebildet ist.
Weiterhin sind die vertieften Abschnitte 180A und 180B jeweils mit einer vorgegebenen Breite d6 ausgebildet dargestellt und jeweils mit einem Positionierabschnitt 180A1, 180B1, der von einer Verbindungsoberfläche 107c in einer hierzu rechtwinkligen Richtung vorsteht, und mit einem Verstemmabschnitt 180A2, 180B2 ausgestaltet, der sich weiterhin von den Positionierabschnitten 180A1, 180B1 erstreckt, wobei diese mit einem Winkel θ 4 geringfügig in Bezug auf die rechtwinklig zu der Verbindungsoberfläche 107c ausgerichteten Richtung geneigt ist, wobei der Verstemmabschnitt 180A2, 180B2 einen Bodenabschnitt aufweist, der so abgerundet ist, dass er an das abgerundete nach vorne weisende Ende des Positionierabschnittes 140A2, 140B2 des vorstehenden Abschnittes 40A, 40B angepaßt ist. Die Breite d6 jedes vertieften Abschnittes 180 ist so bemessen, dass sie identisch oder geringfügig kleiner ist als die Breite d5 jedes vorstehenden Abschnittes 140.
Sowohl der Positionierabschnitt 140A1, 140B2 des vorstehenden Abschnittes 140A, 140B und der Positionierabschnitt 180A1, 180B1 des vertieften Abschnittes 180A, 180B haben die Aufgabe, ihre rechtwinklige Ausrichtung zu den Verbindungsoberflächen 107c beizubehalten, wenn die Basisplatten 23 und 27 oder das Rippenmittel 21, 26 und die Basisplatte 23, 27 passgenau ineinander eingefügt werden, so dass der bei dem druckunterstützten gegenseitigen Einfügen ausgeübte Druck fehlerfrei in eine Kraft zur Verbindung umgewandelt wird.
Bei dem in Fig. 8(A), 8(B) und 8(C) gezeigten Aufbau ist ersichtlich, dass, wenn die vorstehenden Abschnitte 140 in die jeweiligen zugeordneten vertieften Abschnitte 180 unter einem großen Druck eingefügt werden, aufgrund der Breite d5 jedes vorstehenden Abschnittes 140, die gleich oder geringfügig größer als die Breite d6 jedes vertieften Abschnittes 180 ausgelegt ist, unter Berücksichtigung der oben genannten Größentoleranz sich zwischen der äußeren Oberfläche jedes vorstehenden Abschnittes 140 und der inneren Oberfläche jedes vertieften Abschnittes 180 eine Reibung entwickelt, die eine oben genannte Abtragswirkung schafft. Es ist ersichtlich, dass die Abtragswirkung dazu dient, einen an der äußeren Oberfläche jedes vorstehenden Abschnittes 140 ausgebildeten Oxidfilm und einen an der inneren Oberfläche jedes vertieften Abschnittes 180 ausgebildeten Oxidfilm zu entfernen, so dass jeweils eine freiliegende Substratoberfläche jedes vorstehenden Abschnittes 140 und eine freiliegende Substratoberfläche jedes vertieften Abschnittes 180 als eine aufbereitete innere Oberfläche jedes vorstehenden Abschnittes 140 und eine aufbereitete innere Oberfläche jedes vertieften Abschnittes, 180 vorliegen. Als Ergebnis einer derartigen Wirkung ist demnach ersichtlich, dass jeweils zwischen dem Positionierabschnitt 140A2, 140B2 des vorstehenden Abschnittes 140A, 140B und dem Verstemmabschnitt 180A2, 180B2 des vertieften Abschnittes 180A, 180B und zwischen dem Positionierabschnitt 180A1, 180B1 des vertieften Abschnittes 180A, 180B und dem Verstemmbereich 140A1, 140B1 des vorstehenden Abschnittes 140A,140B ein hochgradig fester Verbindungszustand erzielt wird. Daraus ergibt sich, das sowohl die thermische Leitfähigkeit als auch die elektrische Leitfähigkeit der Verbindungsstruktur 107 erheblich erhöht wird.
Nach Durchführen des Einfügens unter Druck ist auch ersichtlich, dass der Positionierabschnitt 140A1, 140B des vorstehenden Abschnittes 140A, 140B mit dem Winkel θ 4 entlang des Verstemmabschnittes 180A2, 180B2 des vertieften Abschnittes 180A, 180B in Bezug auf die rechtwinklig zu der Verbindungsoberfläche 107c stehenden Richtung zwangsweise gebogen worden ist, so dass sich mit einer größeren Sicherheit eine feste Verbindungsstruktur 107 eingestellt hat.
In Verbindung mit dem vorangehend Gesagten ist weiterhin festzuhalten, dass, falls das Rippenmittel 22, 26 und die Basisplatten 23 und 27 jeweils durch ein extrudiertes Material gebildet sind, diese Platten im Gegensatz zu dem Fall, bei dem sie jeweils durch ein geschnittenes Material hergestellt sind, mit einer Größentoleranz behaftet sind und dass eine derartige Größentoleranz ein nicht ausreichendes Abtragen bei den Basisplatten 3 und 7 und dem Rippenmittel 22, 26 zur Folge haben und somit zu dem Ausbilden eines Bereiches führen kann, bei dem ein an der äußeren Oberfläche jedes vorstehenden Abschnittes ausgebildeter Oxidfilm und ein an der inneren Oberfläche jedes vertieften Abschnittes ausgebildeter Oxidfilm nicht vollständig entfernt werden. Nichtsdestoweniger sei betont, dass bei dem erzwungenen Biegen ein derartiger Bereich plastisch verformt wird, was zu einer Kaltverfestigung desselben geführt, welche zum Erhöhen der Verbindungskraft zwischen den beiden Werkstücken dient, wobei dadurch die thermische Leitfähigkeit an der Verbindungsfläche zwischen ihnen erhöht wird. Mit anderen Worten ausgedrückt ist festzuhalten, dass dieser Bereich zum Ausgleich von Unregelmäßigkeiten in der Eigenschaft der Gegenstände dient, das heißt zwischen einer Wärmesenke und einer anderen, die von der Unregelmäßigkeit in der Größe der Gegenstände, das hißt zwischen einem Gegenstand und einem anderen, beim Extrudieren stammen.
Auf diese Weise ist nunmehr klar geworden, dass die beiden Werkstücke mit einer hohen thermische Leitfähigkeit an ihren jeweiligen vorstehenden und vertieften Abschnitten im wesentlichen sowohl durch die Abtragwirkung als auch die Kaltverfestigung, die dabei stattfinden, miteinander verbunden werden und dass auch in einem Fall, bei dem jeder Oxidfilm so dick ist, dass ein ausreichender Abtragvorgang nicht durchgeführt werden kann, die thermische Leitfähigkeit an ihrer Verbindungsfläche auch noch mittels einer oben erläuterten Spannung, die durch den aufgewendeten Druck erzeugt wird, erhöht werden kann.
Überdies sei angemerkt, dass die vorstehenden Abschnitte 140, auch wenn sie mit einem abgerundeten nach vorne weisenden Ende dargestellt sind, sie ganz oder teilweise mit einem keilförmig ausgebildeten nach vorne weisenden Ende ausgestaltet sein können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Paar von aus einem Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit gebildeten Werkstücken miteinander verbunden, ohne dass eine Hartlöteinrichtung und eine kostspielige, mit der Möglichkeit des Verstemmens ausgebildeten besonderen Maschine erforderlich ist, sondern wobei lediglich eine hydraulische Vielzweckpresse und eine einfache Spannvorrichtung in Kombination erforderlich sind, um einen ausgezeichnet miteinander verbunden Gegenstand mit einer verbesserten thermischen Leitfähigkeit zu erhalten.
Wenn die jeweiligen Verbindungsoberflächen eines Paares derartiger Werkstücke, beispielsweise ausschließlich aus metallischen Materialien, passgenau miteinander verbunden werden, ergibt sich weiterhin gemäß der Erfindung, dass sie intensiv gegenseitig bis zu dem Grad abgeschliffen werden, dass ein an jeder der Verbindungsoberflächen ausgebildeter Oxidfilm entfernt wird, um zu gestatten, das eine aufbereitete Substratoberfläche einer der Verbindungsoberflächen und eine aufbereitete Substratoberfläche der anderen freiliegt, wobei die aufbereitete Substratoberflächen derart einer Abtragwirkung unterworfen werden, dass sie in einen Verbindungszustand mit innigen Kontakt kommen und dabei die thermische Leitfähigkeit an der gemeinsamen Verbindungsoberfläche erhöht wird.
Weiterhin ist mit der Extrusionstechnik und dem erforderlichen, in Betracht zu ziehenden Wärmebehandlungsschritt auch bei einer Vielzahl von anfänglich unterschiedlichen Situationen einschließlich eines Falles, bei dem ein ausgebildeter Oxidfilm so dick ist, dass sich eine vollständig aufbereitete Substratoberfläche nicht ergeben kann, oder eines Falles, bei dem die Genauigkeit der erforderlichen Extrusion mehr oder weniger schwankt, die vorliegende Erfindung es gestattet, wie beschrieben ein Paar von Werkstücken mit einer größeren Sicherheit miteinander zu verbinden.
Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben ausgeführten Ausführungen beschränkt ist, sondern alle möglichen Ausgestaltungen umfaßt, die innerhalb des Bereiches der beigefügten Ansprüche liegen.

Claims

1. Verfahren zur Verbindung eines Paares von Werkstücken (1, 2; 23, 22; 27, 23), die aus einem Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit wie Aluminium bestehen, bei dem diese unter Druck zusammengefügt werden, wobei ein erstes Werkstück der genannten Werkstücke (1 in Fig. 1-6; 23 in Fig. 7; 27 in Fig. 7) durch Extrusion gebildet ist, um an einer Oberfläche eine Vertiefung (in Fig. 1, 2 und 4 dargestellt, jedoch nicht mit einem Bezugszeichen versehen; 1a in Fig. 5; 10a in Fig. 6; 28A-28D in Fig. 7; 180A, 180B in Fig. 8) aufzuweisen, und ein zweites Werkstück der genannten Werkstücke (2 in Fig. 1-6; 22 in Fig. 7; 23 in Fig. 7) durch Extrusion gebildet ist, um an einer Oberfläche einen Vorsprung (2a in Fig. 1-6; 24A-24D in Fig. 7; 140A, 140B in Fig. 8) aufzuweisen, wobei der Vorsprung des zweiten Werkstückes so eingerichtet ist, dass er der Vertiefung des ersten Werkstückes entspricht und eine zu dieser im wesentlichen ähnliche Gestalt sowie eine Breite aufweist, die im wesentlichen gleich oder geringfügig größer als die der Vertiefung des ersten Werkstückes ist,

das erste Werkstück (1 in Fig. 1-6; 23 in Fig. 7; 27 in Fig. 7) die Vertiefung (in Fig. 1, 2 und 4 dargestellt, jedoch nicht mit einem Bezugszeichen versehen; 1a in Fig. 5; 10a in Fig. 6; 28A-28D in Fig. 7; 180A, 180B in Fig. 8) als zwischen und zwei benachbarte Vorsprünge (1a in Fig. 1, 2 und 4; in den anderen Figuren dargestellt jedoch nicht mit einem Bezugszeichen versehen) flankierend angeordnet aufweist, wobei die Vertiefung und die benachbarten Vorsprüngen eine durchgehende Verbindungsoberfläche des ersten Werkstückes bilden, entlang der es mit dem zweiten Werkstück verbunden wird,

das erste und zweite Werkstück so ausgebildet sind, dass jede der benachbarten Vorsprüngen des ersten Werkstückes und der Vorsprung des zweiten Werkstückes in Bezug auf die benachbarten Vertiefungen des zweiten Werkstückes und der Vertiefung des ersten Werkstückes, das hierzu entsprechend vorgesehen ist, im wesentlichen von ähnlicher Gestalt sind und eine Breite aufweisen, die im wesentlichen gleich oder geringfügig größer ist,

die Vertiefung und die benachbarten Vorsprünge des ersten Werkstückes sowie der Vorsprung und die benachbarten Vertiefungen des zweiten Werkstückes jeweils im wesentlichen rechtwinklig zu den durchgehenden Verbindungsoberflächen des jeweiligen ersten und zweiten Werkstückes ausgerichtet sind,

wenigstens einige aus der Gesamtheit der Vertiefung und der Vorsprünge des ersten Werkstückes oder einige aus der Gesamtheit des Vorsprungs und der Vertiefungen des zweiten Werkstückes jeweils mit einem Abschnitt ausgebildet sind, der mit einem vorgegebenen Winkel (θ1, θ2, θ4) zu der Normalen auf die Verbindungsoberflächen geneigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass

das zweite Werkstück den Vorsprung als zwischen und zwei benachbarte Vertiefungen flankierend angeordnet aufweist, wobei der Vorsprung und die benachbarten Vertiefungen eine durchgehende Verbindungsoberfläche des zweiten Werkstückes bilden, entlang der es mit dem ersten Werkstück verbunden wird,

das erste und zweite Werkstück unter Druck durch Einfügen mit Kraftanwendung des Vorsprungs des zweiten Werkstückes unter Druck in die Vertiefung des ersten Werkstückes miteinander verbunden werden, während gleichzeitig den benachbarten Vorsprüngen des ersten Werkstückes unter Druck das Einfügen mit Kraftanwendung in zugeordnete benachbarte Vertiefungen des zweiten Werkstückes gestattet wird.

2. Verfahren zur Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge und Vertiefungen so ausgebildet sind und das Einpassen unter Druck so ausgeführt wird, dass bei dem unter Kraftanwendung stattfindenden Einfügeschritt

1) Bereiche der Vorsprünge und Vertiefungen mit dem geneigten Abschnitt unter Druck dynamisch zusammenwirken und unter Herbeiführen einer Kaltverfestigung dabei plastisch verformt werden,

2) sich eine innere Spannung in den Bereichen durch ein Zusammendrücken und Ausdehnen der eintretenden Vorsprünge und der aufnehmenden Vertiefungen entwickelt, wenn sie unter Druck zusammengeführt werden, und

3) eine Abtragswirkung durch die ausgebildete Spannung und eine dynamisch erzeugte Reibungskraft zwischen den eintretenden Vorsprüngen und aufnehmenden Vertiefungen mit dem geneigten Abschnitt hervorgerufen wird,

wobei hierdurch eine fester Schluß und damit eine Verbindung zwischen den beiden Werkstücken unter einem kombinierten Effekt der Kaltverfestigung, der ausgebildeten Spannung und der induzierten Abtragswirkung herbeigeführt wird.

3. Verfahren zur Verbindung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Werkstück jeweils durch eine Basisplatte für eine Wärmesenke gebildet sind.

4. Verfahren zur Verbindung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkstück aus der Gesamtheit des ersten Werkstückes und des zweiten Werkstückes durch rippenartige Mittel und das andere Werkstück durch eine Basisplatte für eine Wärmesenkenanordnung gebildet ist.