TWI827347B - 車用水冷散熱器結構 - Google Patents

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本發明公開一種車用水冷散熱器結構,其包括有水冷散熱器主體、外框件、以及預留構造。水冷散熱器主體位於外框件的框口中。預留構造位於水冷散熱器主體及外框件之間的間隙。預留構造被配置用以使水冷散熱器主體及外框件通過摩擦攪拌焊形成接合。

Description

車用水冷散熱器結構
本發明涉及一種散熱器結構,具體來說是涉及一種車用水冷散熱器結構。
散熱器在各種產品上應用非常普遍,但對於運作速度越來越快的車用電子元件模組,例如ADAS(Advanced Driver Assistant System)模組,通常會採用水冷/液冷散熱器,其與風冷散熱器相比具有安靜、降溫穩定等優點。並且,車用水冷散熱器通常需要透過中介元件與ADAS模組形成連接。然而,車用水冷散熱器與中介元件在高溫高濕環境下常發生接合不良的問題,使得車用水冷散熱器與中介元件的接合可靠性不高,且需耗費大量工時來確保接合可靠性。
本發明所要解決的技術問題在於,針對現有技術的不足提供一種車用水冷散熱器結構。
本發明一實施例提供一種車用水冷散熱器結構,包括:水冷散熱器主體、外框件、以及預留構造,所述水冷散熱器主體位於所述外框件的框口中,所述預留構造位於所述水冷散熱器主體及所述外框件之間的間隙,並且所述預留構造被配置用以使所述水冷散熱器主體及所述外框件通過摩擦攪拌焊形成接合。
在一優選實施例中,所述水冷散熱器主體包括有金屬外殼、位在所述金屬外殼外部的複數個水接頭、以及位在所述金屬外殼內部的複數個鰭片。
在一優選實施例中,所述金屬外殼包括有第一外蓋及第二外蓋,所述第一外蓋與所述第二外蓋相接合而形成有空腔,所述複數個鰭片佈排在所述空腔,且所述第一外蓋及所述第二外蓋的至少其一凸設有一或複數個用以對應接觸一或複數個發熱元件的凸塊。
在一優選實施例中,所述第一外蓋及所述第二外蓋分別是鍛造件、鑄造件、壓鑄件、及金屬射出件的其一,且所述第一外蓋及所述第二外蓋分別是以銅、鋁、銅合金、及鋁合金的其一所製成。
在一優選實施例中,所述外框件是鑄造件、壓鑄件、擠型件、機械加工件、及金屬組合件的其一,且所述外框件是以銅、鋁、銅合金、及鋁合金的其一所製成。
在一優選實施例中,所述預留構造包括有至少一個由所述水冷散熱器主體朝向所述外框件的內周緣延伸形成的第一預留平面狀構造、以及至少一個由所述外框件的內周緣朝向所述水冷散熱器主體延伸形成的第二預留平面狀構造,且所述至少一個第一預留平面狀構造及所述至少一個第二預留平面狀構造對應的形成搭接,使所述至少一個第一預留平面狀構造及所述至少一個第二預留平面狀構造之間通過摩擦攪拌焊形成有固相焊接部。
在一優選實施例中,所述預留構造包括有至少一個由所述水冷散熱器主體朝向所述外框件的內周緣延伸形成的第一預留平面狀構造、以及至少一個由所述外框件的內周緣朝向所述水冷散熱器主體延伸形成的第二預留平面狀構造,且所述至少一個第一預留平面狀構造及所述至少一個第二預留平面狀構造對應的形成對接,使所述至少一個第一預留平面狀構造及所述至少一個第二預留平面狀構造之間通過摩擦攪拌焊形成有固相焊接部。
在一優選實施例中,所述預留構造包括有至少一個由所述水冷散熱器主體朝向所述外框件的內周緣延伸形成的第一預留平面狀構造、以及至少一個由所述外框件的內周緣朝向所述水冷散熱器主體延伸形成的第二預留平面狀構造,且所述至少一個第一預留平面狀構造及所述至少一個第二預留平面狀構造對應的形成T形接,使所述至少一個第一預留平面狀構造及所述至少一個第二預留平面狀構造之間通過摩擦攪拌焊形成有固相焊接部。
在一優選實施例中,所述預留構造包括有至少一個由所述水冷散熱器主體朝向所述外框件的內周緣延伸形成的第一預留弧面狀構造、以及至少一個由所述外框件的內周緣朝向所述水冷散熱器主體延伸形成的第二預留弧面狀構造,且所述至少一個第一預留弧面狀構造及所述至少一個第二預留弧面狀構造對應的形成搭接,使所述至少一個第一預留弧面狀構造及所述至少一個第二預留弧面狀構造之間通過摩擦攪拌焊形成有固相焊接部。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容,請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式,然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明,並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關的實施方式,本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用,本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用,在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外,本發明的附圖僅為簡單示意說明,並非依實際尺寸的描繪,事先聲明。並且,附圖中相同或類似的部位以相同的標號標示。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容,但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外,本文中所使用的術語“或”,應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[第一實施例]
請參閱圖1至圖6所示,其為本發明的其中一種實施例,本發明實施例提供了一種車用水冷散熱器結構。如圖所示,根據本發明實施例所提供的車用水冷散熱器結構,其基本上包括有水冷散熱器主體10、外框件20、以及預留構造(reserved structure)30。
水冷散熱器主體10包括有金屬外殼11、位在金屬外殼11外部的複數個水接頭12、以及位在金屬外殼11內部的複數個鰭片13。
進一步說,金屬外殼11包括有相接合而成的第一外蓋111及第二外蓋112,並且複數個水接頭12可以是設在第一外蓋111或第二外蓋112,也就是複數個水接頭12皆可以設在第一外蓋111、或皆設在第二外蓋112、或是分別設在第一外蓋111及第二外蓋112,在此並不限制。在本實施例中,有兩個水接頭12皆設在第一外蓋112,其中一個水接頭12可以作為入水接頭,另一個水接頭12可以作為出水接頭。並且,第一外蓋111及第二外蓋112之間形成有空腔113其係與兩個水接頭12相連通,且複數個鰭片13佈排在空腔113而形成有蜿蜒的水流通道,但複數個鰭片13的佈排態樣並不限制於此。
再者,第一外蓋111及第二外蓋112分別可以是鍛造件、鑄造件、壓鑄件、或金屬射出件,且第一外蓋111及第二外蓋112分別可以是以銅、鋁、銅合金或鋁合金所製成。較佳來說,本實施例的第一外蓋111及第二外蓋112分別是鋁合金沖壓件,而具有強度高、耐銹蝕等優點。並且,水接頭12可以是鋁合金水接頭12,而鰭片13可以是鋁鰭片。再者,第一外蓋111、第二外蓋112、水接頭12、及鰭片13可以是預先通過硬焊(brazing)或錫焊(soldering)形成接合。
外框件20可為一體式或組合式的金屬件。外框件20可以是鑄造件、壓鑄件、擠型件、機械加工件或金屬組合件,且外框件20可以是以銅、鋁、銅合金或鋁合金所製成。較佳來說,外框件20是鋁合金壓鑄件。
水冷散熱器主體10位於外框件20的框口201之中,使水冷散熱器主體10與外框件20之間形成有間隙。預留構造30位於水冷散熱器主體10與外框件20之間的間隙,並且預留構造30被配置用以使水冷散熱器主體10與外框件20能以摩擦攪拌焊(FSW)形成接合,以達到提升接合可靠性並節省工時的目的。
預留構造30可以預成型在水冷散熱器主體10上、外框件20上或兩者上。進一步說,預留構造30可以包括有多個由水冷散熱器主體10的金屬外殼11朝向外框件20的內周緣延伸形成的第一預留平面狀構造31、以及多個由外框件20的內周緣朝向水冷散熱器主體10的金屬外殼11延伸形成的第二預留平面狀構造32,並且第一預留平面狀構造31及第二預留平面狀構造32如圖4所示對應的形成搭接。藉此,摩擦攪拌頭(friction stir tool)900能進入水冷散熱器主體10的金屬外殼11與外框件20的內周緣之間的間隙,以對第一預留平面狀構造31或第二預留平面狀構造32進行摩擦攪拌焊,使第一預留平面狀構造31及第二預留平面狀構造32之間因著摩擦攪拌焊形成特有的固相焊接部33(如圖5、6所示意),以作為水冷散熱器主體10與外框件20之間的接合點,從而達到提升接合可靠性並節省工時的目的。
在本實施例中,金屬外殼11的第二外蓋112有四個外壁面,外框件20的內周緣有四個內框面,有四個是由金屬外殼11的第二外蓋112的四個外壁面朝向外框件20的內周緣的四個內框面水平延伸形成的第一預留平面狀構造31,並有四個是由外框件20的內周緣的四個內框面朝向金屬外殼11的第二外蓋112的四個外壁面水平延伸形成的第二預留平面狀構造32,且可對所有的第一預留平面狀構造31及第二預留平面狀構造32進行摩擦攪拌焊,或可只對選定的第一預留平面狀構造31及第二預留平面狀構造32的局部進行摩擦攪拌焊,以更節省工時。
細部來說,第一預留平面狀構造31及第二預留平面狀構造32的寬度分別可以是介於2~40mm,較佳則是5~20mm,且第一預留平面狀構造31及第二預留平面狀構造32的厚度分別可以是介於0.1~10mm,較佳則是0.5~4.5mm。
在本實施例中,外框件20的長寬高尺寸並不加以限制,可因應實際需要加以變化。進一步說,外框件20的外形可對應於車用電子元件模組的電路板,例如ADAS模組的電路板,以使車用電子元件模組的電路板可以附接至外框件20。並且,金屬外殼11的第一外蓋111上或是第二外蓋112上可以凸設有一或複數個凸塊114,且一或複數個凸塊114的位置及尺寸可對應於車用電子元件模組的電路板上的一或多個發熱元件(如功率晶片),以使車用電子元件模組的電路板上的一或多個發熱元件可以對應的接觸一或多個凸塊114。並且,一或多個凸塊114可以是與第一外蓋111或是與第二外蓋112一體沖壓成型,也可以是通過硬焊形成接合。
[第二實施例]
請參閱圖7、8所示,其為本發明的第二實施例,本實施例與第一實施例大致相同,其差異說明如下。
在本實施例中,預留構造30的第一預留平面狀構造31及第二預留平面狀構造32對應的形成對接,且摩擦攪拌頭900能進入水冷散熱器主體10的金屬外殼11與外框件20的內周緣之間的間隙,並對第一預留平面狀構造31及第二預留平面狀構造32的對接處進行摩擦攪拌焊,使第一預留平面狀構造31及第二預留平面狀構造32之間因著摩擦攪拌焊形成特有的固相焊接部33。
[第三實施例]
請參閱圖9所示,其為本發明的第三實施例,本實施例與第一實施例大致相同,其差異說明如下。
在本實施例中,預留構造30的第一預留平面狀構造31及第二預留平面狀構造32相互垂直,藉由兩個相互垂直設置的平面狀構造,使第一預留平面狀構造31與第二預留平面狀構造32可對應的形成T形接,且摩擦攪拌頭能進入水冷散熱器主體10的金屬外殼11與外框件20的內周緣之間的間隙,並對第一預留平面狀構造31或第二預留平面狀構造32進行摩擦攪拌焊,使第一預留平面狀構造31及第二預留平面狀構造32之間因著摩擦攪拌焊可形成特有的固相焊接部。
[第四實施例]
請參閱圖10所示,其為本發明的第四實施例,本實施例與第一實施例大致相同,其差異說明如下。
在本實施例中,預留構造30可以包括有多個由水冷散熱器主體10的金屬外殼11朝向外框件20的內周緣延伸形成的第一預留弧面狀構造31a、以及多個由外框件20的內周緣朝向水冷散熱器主體10的金屬外殼11延伸形成的第二預留弧面狀構造32b,且第一預留弧面狀結構31a及第二預留弧面狀構造32b可更好的對應形成搭接,且摩擦攪拌頭能進入水冷散熱器主體10的金屬外殼11與外框件20的內周緣之間的間隙,並對第一預留弧面狀結構31a或第二預留弧面狀結構32b進行摩擦攪拌焊,使第一預留弧面狀結構31a及第二預留弧面狀結構32b之間因著摩擦攪拌焊可形成特有的固相焊接部。
綜合以上所述,本發明提供的車用水冷散熱器結構,其至少可以通過「水冷散熱器主體」、「外框件」、「預留構造」、「水冷散熱器主體位於外框件的框口中」、「預留構造位於水冷散熱器主體及外框件之間的間隙」、「預留構造被配置用以使水冷散熱器主體及外框件通過摩擦攪拌焊形成接合」的技術方案,有效地達到提升接合可靠性並節省工時的目的。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例,並非因此侷限本發明的申請專利範圍,所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化,均包含於本發明的申請專利範圍內。
10:水冷散熱器主體 11:金屬外殼 111:第一外蓋 112:第二外蓋 113:空腔 114:凸塊 12:水接頭 13:鰭片 20:外框件 201:框口 30:預留構造 31:第一預留平面狀構造 32:第二預留平面狀構造 31a:第一預留弧面狀構造 32b:第二預留弧面狀結構 33:固相焊接部 900:摩擦攪拌頭
圖1為本發明第一實施例的局部分解示意圖。
圖2為本發明第一實施例的局部組合示意圖。
圖3為本發明第一實施例的立體組合示意圖。
圖4為圖3的中的IV-IV線的剖面結構示意圖。
圖5為本發明第一實施例進行摩擦攪拌焊的示意圖。
圖6為本發明第一實施例進行完摩擦攪拌焊的示意圖。
圖7為本發明第二實施例進行摩擦攪拌焊的示意圖。
圖8為本發明第二實施例進行完摩擦攪拌焊的示意圖。
圖9為本發明第三實施例的局部組合示意圖。
圖10為本發明第四實施例的的局部組合示意圖。
10:水冷散熱器主體
11:金屬外殼
111:第一外蓋
112:第二外蓋
12:水接頭
20:外框件
30:預留構造
31:第一預留平面狀構造
32:第二預留平面狀構造

Claims (9)

  1. 一種車用水冷散熱器結構,包括:水冷散熱器主體、外框件、以及預留構造,所述水冷散熱器主體位於所述外框件的框口中,所述預留構造位於所述水冷散熱器主體及所述外框件之間的間隙,並且所述間隙是被配置用以使摩擦攪拌頭進入,以對所述預留構造進行摩擦攪拌焊,以使所述預留構造因著摩擦攪拌焊形成有固相焊接部其係位在所述間隙中,使所述水冷散熱器主體及所述外框件通過摩擦攪拌焊形成的所述固相焊接部形成接合。
  2. 如請求項1所述的車用水冷散熱器結構,其中,所述水冷散熱器主體包括有金屬外殼、位在所述金屬外殼外部的複數個水接頭、以及位在所述金屬外殼內部的複數個鰭片。
  3. 如請求項2所述的車用水冷散熱器結構,其中,所述金屬外殼包括有第一外蓋及第二外蓋,所述第一外蓋與所述第二外蓋相接合而形成有空腔,所述複數個鰭片佈排在所述空腔,且所述第一外蓋及所述第二外蓋的至少其一凸設有一或複數個用以對應接觸一或複數個發熱元件的凸塊。
  4. 如請求項3所述的車用水冷散熱器結構,其中,所述第一外蓋及所述第二外蓋分別是鍛造件、鑄造件、壓鑄件、及金屬射出件的其一,且所述第一外蓋及所述第二外蓋分別是以銅、鋁、銅合金、及鋁合金的其一所製成。
  5. 如請求項4所述的車用水冷散熱器結構,其中,所述外框件是鑄造件、壓鑄件、擠型件、機械加工件、及金屬組合件的 其一,且所述外框件是以銅、鋁、銅合金、及鋁合金的其一所製成。
  6. 如請求項1所述的車用水冷散熱器結構,其中,所述預留構造包括有至少一個由所述水冷散熱器主體朝向所述外框件的內周緣延伸形成的第一預留平面狀構造、以及至少一個由所述外框件的內周緣朝向所述水冷散熱器主體延伸形成的第二預留平面狀構造,且所述至少一個第一預留平面狀構造及所述至少一個第二預留平面狀構造對應的形成搭接,使所述至少一個第一預留平面狀構造及所述至少一個第二預留平面狀構造之間通過摩擦攪拌焊形成有所述固相焊接部。
  7. 如請求項1所述的車用水冷散熱器結構,其中,所述預留構造包括有至少一個由所述水冷散熱器主體朝向所述外框件的內周緣延伸形成的第一預留平面狀構造、以及至少一個由所述外框件的內周緣朝向所述水冷散熱器主體延伸形成的第二預留平面狀構造,且所述至少一個第一預留平面狀構造及所述至少一個第二預留平面狀構造對應的形成對接,使所述至少一個第一預留平面狀構造及所述至少一個第二預留平面狀構造之間通過摩擦攪拌焊形成有所述固相焊接部。
  8. 如請求項1所述的車用水冷散熱器結構,其中,所述預留構造包括有至少一個由所述水冷散熱器主體朝向所述外框件的內周緣延伸形成的第一預留平面狀構造、以及至少一個由所述外框件的內周緣朝向所述水冷散熱器主體延伸形成的第二預留平面狀構造,且所述至少一個第一預留平面狀構造及所述至少一個第二預留平面狀構造對應的形成T形接,使所述 至少一個第一預留平面狀構造及所述至少一個第二預留平面狀構造之間通過摩擦攪拌焊形成有所述固相焊接部。
  9. 如請求項1所述的車用水冷散熱器結構,其中,所述預留構造包括有至少一個由所述水冷散熱器主體朝向所述外框件的內周緣延伸形成的第一預留弧面狀構造、以及至少一個由所述外框件的內周緣朝向所述水冷散熱器主體延伸形成的第二預留弧面狀構造,且所述至少一個第一預留弧面狀構造及所述至少一個第二預留弧面狀構造對應的形成搭接,使所述至少一個第一預留弧面狀構造及所述至少一個第二預留弧面狀構造之間通過摩擦攪拌焊形成有所述固相焊接部。
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