專(zhuān)利名稱(chēng)：冷卻裝置及其裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制電子設(shè)備的熱輻射部件內(nèi)的溫升的冷卻裝置及其裝配方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及使用強(qiáng)制通風(fēng)以排除由電子設(shè)備的熱輻射部件產(chǎn)生的熱。
隨著電子設(shè)備體積的減小，就必然存在著需要更緊湊和重量更輕的冷卻裝置的趨勢(shì)。然而，在具有梳齒狀斷面的擠壓成型結(jié)構(gòu)的情況下，冷卻翅片的厚度和高度由于相關(guān)的制造工藝的局限性而受到限制。特別是各種技術(shù)上的局限性阻礙了翅間空間的縮窄，同時(shí)也阻礙熱輻射表面的增大。為此，常常采用在真空中釬接的方法將多塊板或翅片連接起來(lái)而制成具有高冷卻效率的緊湊型冷卻體，以增加熱輻射表面面積。
圖24是傳統(tǒng)冷卻裝置結(jié)構(gòu)的透視圖，圖25是圖24中所示的構(gòu)成翅片部分的一個(gè)翅片的透視圖，圖26是表示圖24中所示翅片部分結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。在上述附圖中，標(biāo)號(hào)1代表冷卻體，標(biāo)號(hào)2代表鋁合金制成的平板，標(biāo)號(hào)3代表一個(gè)具有釬接薄板的翅片，各釬接薄板都有鋁合金制成的芯料和設(shè)在釬接薄板一個(gè)側(cè)面上的釬接材料。這里所用的釬接板是將釬接材料在一塊作為芯板的鋁板的一個(gè)表面或兩個(gè)表面上滾壓制成的。
冷卻體1是靠將多個(gè)翅片3設(shè)置在平板2上并且在真空中將它們釬接起來(lái)而制成的。如果在真空中釬接翅片3時(shí)出現(xiàn)彎曲等缺陷，則可利用例如刮有元件安裝其上的安裝表面2a來(lái)克服包括彎曲在內(nèi)的缺陷。標(biāo)號(hào)4a、4b和4c代表用于供給能量的半導(dǎo)體，它們分別是熱輻射電子設(shè)置的一部分，被放置并用螺栓5緊固在安裝表面2a上。標(biāo)號(hào)6代表將風(fēng)吹向風(fēng)冷式冷卻體1的翅片3的冷卻風(fēng)機(jī)。
為了取得翅片3的最大冷卻效率，應(yīng)計(jì)算出翅片板厚度t和翅間空間(p)與翅片高度之間的準(zhǔn)確關(guān)系(參見(jiàn)圖25和圖26)，并且將釬接板材的外側(cè)彎曲成]形，使釬接板材的尺寸等于翅間空間(p)以及翅片高度(h)。]形翅片3平行地排列并定位在平板2上，使一個(gè)翅片3的]形的短沿段的橫截面3b與另一個(gè)翅片3的長(zhǎng)沿部分外側(cè)上的釬接材料3a表面相接觸。當(dāng)所有翅片3都平行地排列在平板2上時(shí)，用適當(dāng)工具將翅片3臨時(shí)固定，然后升高真空爐內(nèi)的溫度，并利用釬接的方法將短沿段3c釬接到平板2上。用這種方法構(gòu)成一個(gè)一體的冷卻體1。
下文將描述上述裝置的工作過(guò)程。由于該裝置在工作過(guò)程中產(chǎn)生熱而使作為部分熱輻電子設(shè)備的半導(dǎo)體4a、4b和4c的溫度升高。然而，通過(guò)半導(dǎo)體的基將熱底傳給冷卻體1，并從翅片3的整個(gè)表面散發(fā)出去。由于在冷卻體內(nèi)的多片翅片3放置好后會(huì)形成狹窄的翅間空間(p)，所以使表面積增大，這樣，可利用冷卻風(fēng)機(jī)強(qiáng)制地將冷風(fēng)送入翅片3之間，以使從翅片3的表面輻射出的熱傳導(dǎo)到大氣中而使用于供給能量的半導(dǎo)體4a、4b和4c的溫度保持在允許的范圍內(nèi)。
與本發(fā)明有關(guān)的一些技術(shù)文獻(xiàn)包括題目為“連接散熱裝置的方法”的日本專(zhuān)利公開(kāi)No.18468/1991，公開(kāi)了一種“堆疊式熱交換器”的日本實(shí)用新型公告No.71984/1982公開(kāi)了一種“散熱器”的日本專(zhuān)利公告No.37877/1988，此外，日本實(shí)用新型公告No.25893/1987和日本實(shí)用新型公開(kāi)No.190047/1985也公開(kāi)了一種“散熱器”，日本實(shí)用新型公開(kāi)No.146451/1990公開(kāi)了一種“用于電子元件的散熱器”。
在上述傳統(tǒng)的冷卻裝置中，存在著幾個(gè)問(wèn)題。首先，將]形翅片平行排列并釬接到平板上時(shí)，必須用合適的工具將]形翅片定位(臨時(shí)固定)在平板上。其次，當(dāng)利用釬焊方法將]形翅片平行排列并臨時(shí)固定到平板上時(shí)，一個(gè)翅片的邊緣表面與另一個(gè)翅片的釬接材料表面接觸，如果釬接材料熔化，翅片間會(huì)產(chǎn)生間隙。這種間隙使翅片難以準(zhǔn)確地疊置并固定。釬接過(guò)程也可能出現(xiàn)翅片的移位或倒下，這又造成在釬接時(shí)不能使它們?cè)谡_的位置保持垂直狀態(tài)。其結(jié)果降低了裝配的工作效率。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種冷卻裝置，其中的翅片可以在不使用任何工具的情況下定位，由于消除了翅片出現(xiàn)位移和倒下的情況下，可使其在正確位置上保持垂直狀態(tài)，因而提高了在制造冷卻體時(shí)的工作效率。
在具有帶多個(gè)平行排列并固定在一塊金屬板上的翅片的冷卻部件的本發(fā)明冷卻裝置中，各翅片都是靠將其上下沿段在相同方向(]形翅片)按特定角度彎曲而構(gòu)成的，在翅片上下短沿段內(nèi)的多處位置與直角彎曲方向相交的交界線(xiàn)上設(shè)有一些缺口和凸起，將翅片平行排列在金屬板上時(shí)，一個(gè)翅片的缺口與另一翅片的凸起相嚙合。
另外，在具有帶多個(gè)平行排列并固定在一塊金屬板上的翅片的冷卻部件的本發(fā)明冷卻裝置中，各翅片被彎曲成Z字形，在翅片短下沿段內(nèi)的多處位置與直角彎曲方向相交的交界線(xiàn)上設(shè)有一些缺口和凸起，將翅片平行排列在金屬板上時(shí)，一個(gè)翅片的缺口與另一翅片的凸起相嚙合。
在具有帶多個(gè)平行排列并固定在一塊金屬板上的翅片的冷卻部件的本發(fā)明冷卻裝置中，各翅片被制成S字形，在翅片短上、中和下沿段內(nèi)的多處位置與直角彎曲方向相交的交界線(xiàn)上設(shè)有一些缺口和凸起，將翅片平行排列在金屬板上時(shí)，一個(gè)翅片的上述缺口與另一翅片的凸起相嚙合。
另外，在具有帶多個(gè)平行排列并固定在一塊金屬板上的翅片的冷卻部件的本發(fā)明冷卻裝置中，各翅片被制成波折狀，在翅片短下沿段內(nèi)的多處位置與直角彎曲方向相交的交界線(xiàn)上設(shè)有一些缺口和凸起，將翅片平行排列在金屬板上時(shí)，一個(gè)翅片的缺口與另一翅片的凸起相嚙合。
用于收集釬接材料的部分設(shè)在每個(gè)翅片的各短沿段形成的缺口和凸起上。
另外，在具有帶多個(gè)平行排列并固定在一塊金屬板上的翅片的冷卻部件的本發(fā)明冷卻裝置中，具有敞開(kāi)內(nèi)側(cè)的各個(gè)槽都設(shè)在金屬板的兩個(gè)邊緣段上，各翅片被彎曲成]形，在翅片短上沿和短下沿段上設(shè)有一些缺口和凸起，將各翅片兩個(gè)邊緣插在金屬板的槽內(nèi)以使翅片平行排列。
在本發(fā)明的冷卻裝置中，當(dāng)把]形翅片短沿段上的缺口和凸起疊置起來(lái)時(shí)，它們互相嚙合，并且沒(méi)有釬接材料的邊緣表面互相接觸，這樣使翅片在縱向和橫向上定位。
在本發(fā)明的冷卻裝置中，當(dāng)把Z形翅片的下沿段上的缺口和凸起疊置起來(lái)時(shí)，它們互相嚙合，沒(méi)有釬接材料的各邊緣表面互相接觸，另外由于上沿的邊緣表面與其上沒(méi)有釬接材料的表面相接觸，各翅片可在縱向和橫向兩個(gè)方向定位。
在本發(fā)明的冷卻裝置中，當(dāng)把S形翅片短沿段上的缺口和凸起疊置時(shí)，它們彼此嚙合，沒(méi)有釬接材料的邊緣表面互相接觸，因此，可使翅片在縱向和橫向定位。
此外，在本發(fā)明的冷卻裝置中，當(dāng)將直角波折翅片短沿段上的缺口和凸起疊置起來(lái)時(shí)，它們互相嚙合，并且其上沒(méi)有釬接材料的各邊緣表面相互接觸，使翅片可在縱向和橫向兩個(gè)方向上定位。
在本發(fā)明的冷卻裝置中，除了翅片的定位之外，當(dāng)釬接材料熔化時(shí)，剩余的熔化釬接材料被收集在設(shè)在與底表面接觸的各接觸表面的幾個(gè)位置處的用于收集釬接材料的部分內(nèi)，這樣可防止熔化的釬接材料流出底表面。
另外，在本發(fā)明的冷卻裝置中，敞開(kāi)的內(nèi)側(cè)上的槽設(shè)在金屬板的兩個(gè)邊緣上，因此，不用堆疊工具而通過(guò)從邊緣表面?zhèn)炔坎宸懦崞湍芊奖愕匮b配冷卻裝置。
從下面參照附圖的描述中，可理解本發(fā)明的其它目的和特征。


圖1是表示本發(fā)明冷卻裝置總體結(jié)構(gòu)的透視圖;
圖2是表示圖1所示冷卻體結(jié)構(gòu)的透視圖;
圖3是表示圖1所示冷卻體結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖;
圖4是表示圖1所示翅片結(jié)構(gòu)的透視圖;
圖5A，5B和5C是表示圖1所示翅片結(jié)構(gòu)的示意圖;
圖6是表示本發(fā)明翅片結(jié)構(gòu)的前視圖;
圖7是表示本發(fā)明翅片結(jié)構(gòu)的透視圖;
圖8是表示使用圖7所示翅片的冷卻體的側(cè)視圖;
圖9是表示本發(fā)明翅片結(jié)構(gòu)的前視圖;
圖10是表示本發(fā)明翅片結(jié)構(gòu)的透視圖;
圖11是表示使用圖10所示翅片的冷卻體的側(cè)視圖;
圖12是表示本發(fā)明翅片的前視圖;
圖13是表示本發(fā)明翅片的透視圖;
圖14是表示使用圖13所示翅片的冷卻體的側(cè)視圖;
圖15是表示本發(fā)明翅片結(jié)構(gòu)的前視圖;
圖16是表示翅片結(jié)構(gòu)的透視圖;
圖17是表示圖16所示冷卻體的前視圖;
圖18是表示本發(fā)明翅片結(jié)構(gòu)的前視圖;
圖19是表示本發(fā)明翅片結(jié)構(gòu)的透視圖;
圖20是表示圖19所示冷卻體結(jié)構(gòu)的前視圖;
圖21是表示冷卻體裝配方法流程圖;
圖22是表示按照?qǐng)D21所示流程的裝配過(guò)程的說(shuō)明性示意圖;
圖23是表示按照?qǐng)D21所示流程的裝配過(guò)程的說(shuō)明性示意圖;
圖24是表示傳統(tǒng)的冷卻裝置的總體結(jié)構(gòu)的透視圖;
圖25是表示圖24所示翅片結(jié)構(gòu)的透視圖;
圖26是表示圖24所示冷卻體結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
下面將參照有關(guān)附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施例總體結(jié)構(gòu)的透視圖，圖2和3是分別表示用在圖1中所示的冷卻裝置中的冷卻體的主要部分的透視圖和側(cè)視圖，圖4和5是分別表示構(gòu)成翅片部分的一個(gè)翅片的透視圖和零件圖。應(yīng)注意到，在圖1和2中，標(biāo)號(hào)4a至4c，5和6采用了與表示傳統(tǒng)的冷卻裝置的圖中所用的標(biāo)號(hào)相同的標(biāo)號(hào)，這是因?yàn)檫@它們代表相同或相當(dāng)?shù)牟糠?。因此，這里省略了這部分的描述。
在圖1中，標(biāo)號(hào)11代表冷卻體，標(biāo)號(hào)12代表鋁合金制成的平板，標(biāo)號(hào)12a代表一個(gè)安裝表面，供給能量的半導(dǎo)體4a，4b和4c安裝在其上，標(biāo)號(hào)13代表一個(gè)翅片，它是用下述方法制成的在一塊具有由鋁合金制成的芯料的釬接薄板上沖孔，薄板的一側(cè)設(shè)有釬接材料，然后將該沖孔板彎曲。冷卻體11是靠將多個(gè)翅片13平行排列在平板12上并在真空中將它們釬接在一起而裝配成的。為了最大限度地提高翅片13的冷卻效率，必須計(jì)算出翅片厚度(t)和翅片的空間(p)與翅片高度(h)的關(guān)系，以確定翅片的尺寸。
用于冷卻的翅片13是靠在一塊其一側(cè)面有釬接材料的釬接金屬片上沖壓并沖孔然后將其彎曲成]形而制成的，該翅片具有短上沿段、中間段和短下沿段，釬接材料13a的側(cè)邊位于該]形狀的外側(cè)(圖中的左側(cè))。標(biāo)號(hào)13d代表一個(gè)分別開(kāi)在上下沿段的邊緣上的兩個(gè)位置處的弧形缺口。標(biāo)號(hào)13e代表開(kāi)在與缺口13d處于同一直線(xiàn)的中間段上的半圓孔。標(biāo)號(hào)13f代表弧形凸起，當(dāng)上下沿段被彎曲成]形時(shí)，它位于左側(cè)。從翅片13的凸起13f的頂端到缺口13d的頂端之間的距離被定義為翅片13之間的間距p。與之相比，]形翅片的各個(gè)短上沿和短下沿段的長(zhǎng)度1小于翅片13之間的間距p(1＜p)。
彎曲的方向由上沿段和中間段之間的邊緣交界面所限定。下沿段和中間段的交界面形成相同的彎曲方向。缺口和凸起垂直于該彎曲方向。按照這種方式，當(dāng)把翅片13堆疊起來(lái)時(shí)，凸起13f與下一個(gè)翅片的缺口13d嚙合，被沖壓和沖孔的翅片邊緣表面相互接觸，使這些翅片能在縱向和橫向兩個(gè)方向上定位。由此可得到在裝配狀態(tài)下不傾斜并且不受釬接材料影響的豎直翅片。
當(dāng)翅片13疊置并臨時(shí)固定在平板12上時(shí)，如果采用帶螺栓的工具(未示出)，并且該螺栓的外徑與翅片13中間段的四個(gè)孔13e的直徑相一致，那么通過(guò)將各翅片13固定到螺栓上可很容易地將翅片疊置在平板12上。當(dāng)規(guī)定數(shù)量的翅片13堆疊完畢后，臨時(shí)固定的翅片13被臨時(shí)緊固在平板12上，然后提高真空爐中的溫度，當(dāng)下沿段13c的釬焊材料被熔化并且各翅片被釬接到平板12上時(shí)，翅片便永久地被固定。以此方法很容易制成整體的冷卻體11。
下文將描述上述裝置的工作過(guò)程。雖然由于在該裝置工作期間產(chǎn)生的熱使得作為部分熱輻射設(shè)備的提供能量的半導(dǎo)體4a，4b和4c的溫度上升，但熱量經(jīng)過(guò)半導(dǎo)體的底板傳導(dǎo)到冷卻體11，并從翅片13的整個(gè)表面向外輻射。在各個(gè)翅片13中，翅間空間(p)狹窄，并且多個(gè)翅片13的采用也增大了表面積，這樣，通過(guò)利用冷風(fēng)機(jī)6強(qiáng)制地將冷空氣送入翅片13之間并將從翅片13表面輻射的熱量傳遞給大氣可使提供能量的半導(dǎo)體4a，4b和4c的溫度保持或低于允許的溫度范圍。
下文將描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。第二實(shí)施例中的翅片相對(duì)于本發(fā)明第一實(shí)施例所示的翅片局部有些改變。即在如圖6所示的翅片18中，每個(gè)面向著]空間內(nèi)側(cè)的倒V字形錐體部分18g都被設(shè)置在翅片18的下沿段上的凸起13f和缺口13d之間的連線(xiàn)上(見(jiàn)圖5a)。當(dāng)翅片18在真空中被釬接到平板12上時(shí)，釬接薄板上的釬接材料被熔化，但由于錐體部分18g設(shè)在平板12和翅片18之間的兩個(gè)邊緣段附近，所以釬接材料聚集在V字形部分18g內(nèi)，這樣可防止釬接材料流到外部。
下文將描述發(fā)明的第三實(shí)施例。通過(guò)改變上述第一實(shí)施例中的翅片形狀可得出第三實(shí)施例。與第一實(shí)施例中相同的標(biāo)號(hào)代表相同的部分，下文中涉及這部分的描述也將省略。在圖7和8中，翅片14是靠對(duì)單面釬接薄板進(jìn)行沖壓和沖孔并將沖孔的板材彎曲成Z字形狀而制成的，它具有一個(gè)上沿段、一個(gè)中間段和一個(gè)下沿段，使具有釬接材料14a的那側(cè)位于圖8的左側(cè)。板上的孔鉆在中間段和下沿段構(gòu)成的邊緣上。標(biāo)號(hào)14d代表開(kāi)在短下沿段的彎曲部分上的半圓形通孔，標(biāo)號(hào)14e代表開(kāi)在較大的中間段上并與半圓形通孔14d連通的半圓形通孔，標(biāo)號(hào)14f代表設(shè)在下沿段并處于與通孔14d對(duì)齊的位置的半圓形凸起。從翅片14的半圓形凸起的頂端到通孔的頂端之間的距離等于翅片14間的間距p。短上沿段的長(zhǎng)度也等于間距p，但短下沿段的長(zhǎng)度1設(shè)定為小于間距p的長(zhǎng)度(1＜p)。
當(dāng)將翅片14疊置起來(lái)時(shí)，短上沿段的弧形凸起14f與下一個(gè)翅片14通孔14d相嚙合，并且翅片的邊緣表面互相接觸，這樣可使翅片在縱向和橫向兩個(gè)方向上定位。短上沿段的邊緣表面也與下一個(gè)翅片14的沒(méi)有釬接材料的表面相接觸，因此能使翅片沿橫向定位。翅片14在裝配狀態(tài)能保持不傾斜的豎直狀態(tài)，同時(shí)不受釬接材料的影響。
下文將描述本發(fā)明的第四實(shí)施例。對(duì)第三實(shí)施例所示的翅片進(jìn)行部分改變可得到第四實(shí)施例。即在如圖9所示的翅片19中將兩個(gè)面對(duì)著Z字形內(nèi)側(cè)的倒V字形錐體部分19g設(shè)在翅片19的短下沿段上的凸起14f和缺口14d之間的連線(xiàn)上(見(jiàn)圖7)。
下文將描述本發(fā)明的第五實(shí)施例。在第五實(shí)施例中，與設(shè)在下彎曲段的半圓形通孔14d相對(duì)應(yīng)，在較長(zhǎng)的中間段上也設(shè)有半圓形通孔14e，并且通孔14e與上述通孔14d相連通。在與半圓形通孔14d處于同一直線(xiàn)上的下段邊緣上設(shè)有半圓形凸起14f。另外，在短上沿部分也設(shè)有相似的結(jié)構(gòu)。與上述第三實(shí)施例相同標(biāo)號(hào)代表相同的部分。對(duì)這部分的描述也被省略。在圖10和圖11中，翅片14是通過(guò)將釬接板材一側(cè)彎曲并靠沖壓加工成Z字形而制成的，釬接材料14a在圖的左側(cè)，沖壓部分在下側(cè)。
在上述圖中，標(biāo)號(hào)14d代表開(kāi)在短下沿段上的半圓形通孔，14e代表開(kāi)在長(zhǎng)中間段上并與上述半圓形通孔相連通的半圓形通孔，14f代表設(shè)在下沿段的邊緣并與下沿段上的半圓形通孔14d處于同一直線(xiàn)上的半圓形凸起。此外，標(biāo)號(hào)14g代表設(shè)在短上沿段上的半圓形通孔，14h代表設(shè)在中間段上并與半圓形通孔14g相連通的半圓形通孔，14i代表設(shè)在與短上沿段的半圓形通孔14g處于同一直線(xiàn)的邊緣表面?zhèn)认蛏系陌雸A形凸起。圓形凸起的頂端與通孔的頂端之間的距離設(shè)定為與翅片14間的間距p相等。
當(dāng)將翅片14疊置時(shí)，在下沿段邊緣上的圓形凸起14f與下一個(gè)翅片14的通孔14d嚙合，并且兩個(gè)邊緣表面相互接觸，使翅片能在垂直和水平兩個(gè)方向定位。在上沿段邊緣上的半圓形凸起14i也與下一個(gè)翅片14的通孔14g嚙合，并且兩個(gè)邊緣表面相互接觸，使翅片能在垂直和水平兩個(gè)方向上定位。因此，裝配完畢后，翅片14具有不傾斜的垂直狀態(tài)的外形。
下文將描述本發(fā)明的第六實(shí)施例。第六實(shí)施例是靠對(duì)第五實(shí)施例所示的翅片進(jìn)行部分改變而完成的。即如圖12所示，在翅片19中，每個(gè)面對(duì)著Z字形空間內(nèi)側(cè)的倒V字形錐體部分19g都設(shè)在翅片19短下沿段上的凸起14f與缺口14d之間的連線(xiàn)上(見(jiàn)圖10)。
下文將描述本發(fā)明的第七實(shí)施例。第七實(shí)施例是利用改變第一實(shí)施例所示的翅片形狀而完成的，其中與第一實(shí)施例相同的標(biāo)號(hào)代表相同的部件，因此有關(guān)這部分的描述被省略。在圖13和圖14中，翅片15是靠對(duì)面釬接板進(jìn)行沖壓和沖孔并將其彎曲成有角度的波折形狀而制得的。該結(jié)構(gòu)有一個(gè)短上沿段、一個(gè)短下沿段、兩個(gè)長(zhǎng)中間段和它們之間的一個(gè)短中間段。翅片上帶有釬接材料15a的那一側(cè)位于圖的左側(cè)。標(biāo)號(hào)15d代表分別設(shè)置在每個(gè)短上沿段、中間段和下沿段上的兩個(gè)位置處的弧形缺口。標(biāo)號(hào)15e代表與缺口15d對(duì)齊的半圓孔，標(biāo)號(hào)15f代表弧形凸起，當(dāng)釬接薄板被彎曲成S形時(shí)，它位于短的上沿段、中間段和下沿段上。弧形凸起15f、缺口15d和長(zhǎng)度l之間的關(guān)系與上述第一實(shí)施例中所示的關(guān)系相同。
當(dāng)將翅片15疊置起來(lái)時(shí)，一個(gè)翅片的凸起15f與下一個(gè)翅片的缺口15d相嚙合，并且這兩個(gè)翅片的邊緣表面相互接觸，所以可使翅片在縱向和橫向兩個(gè)方向上定位。為此，在裝配完畢后，翅片15可保持不傾斜的垂直狀態(tài)，并且不受釬接材料的影響。
下文將描述本發(fā)明的第八實(shí)施例。第八實(shí)施例是對(duì)第七實(shí)施例所示翅片進(jìn)行局部改變而完成的。即在如圖15所示的翅片20中，每個(gè)面對(duì)著S形內(nèi)側(cè)的倒V字形錐體部分20g都設(shè)在翅片20的短下沿部分上的凸起15f和缺口15d之間的連線(xiàn)上。
下面將描述本發(fā)明的第九實(shí)施例。第九實(shí)施例是利用改變第一實(shí)施例所示翅片的形狀而完成的，其中與第一實(shí)施例相同的標(biāo)號(hào)代表相同的部分，這部分的描述將被省略。在圖16和圖17中，翅片21是靠將單側(cè)釬接板材彎曲成直角波折形而制成的，這時(shí)釬接材料21a在左側(cè)。在圖中，標(biāo)號(hào)21d是設(shè)在四個(gè)短邊緣的兩個(gè)位置處的弧形缺口，21e是開(kāi)在與缺口21d處于同一直線(xiàn)上的半圓孔，標(biāo)號(hào)21f是一個(gè)左側(cè)弧形凸起，它是在靠彎曲形成下沿段時(shí)伸出來(lái)的。
下面將描述本發(fā)明的第十實(shí)施例。第十實(shí)施例是對(duì)上述第九實(shí)施例中所示翅片進(jìn)行局部加工而完成的。即翅片22有一個(gè)朝波折形狀內(nèi)側(cè)方向凹入的倒V字形錐體部分22g，它設(shè)在翅片21短下沿段上的凸起21f和缺口21d的連線(xiàn)上(如圖18所示)。
下文將描述本發(fā)明的第十一實(shí)施例。第十一實(shí)施例是靠改變第一實(shí)施例所示翅片和平板的組合形式而完成的。在圖19和20中，標(biāo)號(hào)16代表一塊擠壓成型的鋁板，兩條邊緣朝內(nèi)開(kāi)口的槽16a設(shè)在擠出方向的邊緣表面上。標(biāo)號(hào)17代表用下述方法制成的翅片利用沖壓成]形來(lái)彎曲單側(cè)釬接板材，在]形的外側(cè)具有釬接材料17a，所以該外側(cè)將與板16的表面接觸。標(biāo)號(hào)17e代表開(kāi)在翅片17兩沿上的缺口，標(biāo)號(hào)17f代表一個(gè)當(dāng)上下短沿被彎曲成]形狀時(shí)而伸出的左側(cè)弧形凸起。從翅片17的凸起17f的頂端到短上沿之間的距離被設(shè)定為等于翅片17之間的間距p，與之相對(duì)應(yīng)，]形的短沿長(zhǎng)度l被設(shè)定為小于翅片17間的間距p(l＜p)。
在疊置翅片17時(shí)，將翅片17從作為基板(擠壓成型的鋁材)的平板16的邊緣表面插入槽16a內(nèi)。這樣，下一個(gè)翅片的凸起17f的邊緣表面與翅片17的短沿相接觸，并可在不受釬接材料影響的情況下在水平方向定位。在水平位置，可以對(duì)翅片17的寬度尺寸和用鋁擠壓成型的作為基板的平板16的槽的尺寸進(jìn)行調(diào)整，致使用螺栓等工具可以很方便地將翅片17疊置起來(lái)。在將翅片17裝配在平板16上之后，利用壓力機(jī)這樣的工具在兩個(gè)邊緣部分壓緊沖壓平板16的上段也可將翅片17固定。
下文將描述上述冷卻裝置的裝配方法。圖21是表示裝配冷卻裝置的方法的流程圖。圖22和圖23是表示在裝配中所需工作過(guò)程的說(shuō)明性示意圖。與第一實(shí)施例相同的標(biāo)號(hào)代表相同的部分，這里省略了這部分的描述。首先，利用一個(gè)連續(xù)送料系統(tǒng)送料并擠壓金屬板來(lái)制造翅片31(S101)。對(duì)釬接薄板的釬接材料進(jìn)行沖壓并形成帶有適當(dāng)孔和凸起的所需形狀(]形、Z字形、S字形等等)。然后將規(guī)定數(shù)量的翅片31穿入裝配工具30的螺栓32上，使翅片疊置起來(lái)(S102)，再插入保持工具33，并用蝶形螺母34將翅片31固定(S103)。
然后將用裝配工具30和保持工具33裝配好的翅片31安裝在切割成特定尺寸的用鋁合金制成的平板12上。再將組件定位(S104)，并將翅片組件放在真空爐內(nèi)的架子上，以便在爐內(nèi)進(jìn)行釬焊，(S105)。然后從釬接后的組件上拆下裝配工具30和保持工具33(S106)，并用多工序自動(dòng)數(shù)字控制機(jī)床這類(lèi)機(jī)器對(duì)基板表面進(jìn)行切割加工和鉆孔加工以固定螺栓(S107)，這樣便完成了一系列處理工藝。
在各實(shí)施例中，翅片的每個(gè)凸起和缺口都為弧形，但是，當(dāng)上述凸起和缺口構(gòu)成V字形或梯形并且互相嚙合時(shí)，也能取得同樣的效果。另外，即使凸起和缺口處于相對(duì)的位置，也可獲得相同的效果。此外，雖然本發(fā)明所述的各實(shí)施例都使用了單側(cè)釬接薄板，但使用雙側(cè)釬接薄板也可獲得相同的效果，只要它與單側(cè)釬接薄板具有相同的形狀。
如上所述，在本發(fā)明的冷卻裝置中，每個(gè)冷卻翅片都具有彎曲成]形的釬接薄板，以用作與鋁制基板相接觸的表面，這樣，可確保獲得較大的釬接面積，同時(shí)能提高釬接準(zhǔn)確度，并使冷卻體具有較高的熱傳導(dǎo)率。由于冷卻翅片被彎曲成]形，并在短上沿段和短下沿段上設(shè)有弧形凸起和弧形缺口以及用于在長(zhǎng)沿段加工出凸起的半圓形通孔，所以當(dāng)疊置冷卻翅片時(shí)，只需將螺栓插入能使翅片定位的工具中便很容易將翅片疊置，并且由于邊緣表面互相接觸，所以可獲得精確度高的冷卻翅片，且不受釬接材料的影響。
另外，由于冷卻翅片也可以是Z字形，并且在短下沿段設(shè)有弧形凸起和弧形缺口，在長(zhǎng)沿段設(shè)有用作缺口的半圓孔，此外還由于短上沿段完全不需加工，所以這種冷卻翅片的加工非常方便。此外，由于是Z字形，所以沖壓和沖孔板可以疊置存放，除了薄板的總厚度之外不需要任何其它存放空間。
由于冷卻翅片可以具有S字形，并且在上、中和下沿段設(shè)有弧形凸起和弧形缺口，所以在較大高度的翅片中心段上決不會(huì)產(chǎn)生卷曲和變形，這樣可獲得能確保較高熱輻射效率的大的表面積。
此外，冷卻翅片也可以是有一定角度的波折形，并且在短沿段上設(shè)有弧形凸起和弧形缺口，所以在較大高度的翅片中心段上決不會(huì)發(fā)生卷曲和變形，并且還可獲得具有小間距的格柵狀冷卻體和較高的熱輻射效率。
由于倒V字形錐體段可設(shè)在冷卻翅片短沿段上的兩個(gè)位置處并且可在基板上設(shè)有間隙，所以當(dāng)在真空中進(jìn)行釬接時(shí)，這種結(jié)構(gòu)可防止釬接材料流到外部，并可獲得高精確度的冷卻翅片。
此外，由于包括擠壓成型的鋁材的帶槽平板和冷卻翅片可被分別彎曲成]形，并在兩個(gè)邊緣上設(shè)有缺口，所以在不使用任何工具的情況下可將冷卻翅片插入基板的槽部分內(nèi)，因此裝配相當(dāng)方便。
雖然為完全清楚地公開(kāi)而參照特定的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但所附的權(quán)利要求書(shū)并不是限制性的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員所作的任何改型和選用其它結(jié)構(gòu)都可認(rèn)為完全落入上述基本教導(dǎo)之中。
權(quán)利要求
1.一種具有冷卻結(jié)構(gòu)的冷卻裝置，它包括一塊具有一個(gè)平表面的金屬板；平行排列并固定在所述金屬板平表面上的多個(gè)翅片，其中每個(gè)翅片都為具有短上沿段、長(zhǎng)中間段和短下沿段的形狀，各個(gè)所述上下沿段以預(yù)定的角度相對(duì)于所述中間彎曲并限定出彎曲方向，各所述上下沿段上都有一些缺口和凸起，所述缺口和凸起設(shè)在所述直角彎曲方向的交界線(xiàn)上，其中當(dāng)所述翅片平行布置在所述金屬板平表面上時(shí)，一個(gè)翅片的缺口部分與相鄰翅片的凸起相嚙合。
2.按照權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其中利用釬焊將所述多個(gè)翅片平行排列并固定在所述金屬板上。
3.按照權(quán)利要求2所述的冷卻裝置，它還包括一個(gè)在至少一個(gè)翅片上的用于收集多余釬接材料的部分，所述部分設(shè)在所述翅片的下沿段上。
4.一種具有冷卻結(jié)構(gòu)的冷卻裝置，它包括一塊具有一個(gè)平表面的金屬板;平行排列并固定在所述金屬板平表面上的多個(gè)翅片，其中各所述翅片被彎曲成具有一個(gè)短上沿段、一個(gè)長(zhǎng)中間段和一個(gè)短下沿段的Z形，所述下沿段與中間段之間的彎曲限定了彎曲方向，并且所述下沿段在所述直角彎曲方向的交界線(xiàn)上具有缺口和凸起，其中所述翅片平行布置在金屬板平表面上時(shí)，所述缺口部分與另一個(gè)翅片的凸起部分相嚙合。
5.按照權(quán)利要求4所述的冷卻裝置，其中利用釬焊將所述多個(gè)翅片平行排列并固定在所述金屬板上。
6.按照權(quán)利要求5所述的冷卻裝置，其中用于收集釬接材料的部分設(shè)在所述翅片的所述下沿段的至少一對(duì)缺口的凸起上。
7.一種具有冷卻結(jié)構(gòu)的冷卻裝置，它包括一塊具有一個(gè)平表面的金屬板;平行排列并釬接到所述金屬板平表面上的多個(gè)翅片，其中各翅片被彎曲成具有一個(gè)彎曲的短上沿段、一個(gè)長(zhǎng)中間段和一個(gè)彎曲的短下沿段的S形狀，各所述上下沿段的曲面確定了彎曲方向，在所述翅片的所述上、中和下沿段的多個(gè)位置處設(shè)有缺口和凸起，它們位于與所述直角彎曲方向相交的交界線(xiàn)上，并且當(dāng)所述翅片平行排列在金屬平板上時(shí)，被定位的一個(gè)翅片的缺口與另一個(gè)翅片的凸起嚙合。
8.按照權(quán)利要求7所述的冷卻裝置，其中利用釬焊將所述多個(gè)翅片平行排列并固定在所述金屬平板表面上。
9.按照權(quán)利要求8所述的冷卻裝置，其中用于收集剩余釬接材料的部分設(shè)在所述翅片的所述下沿段的至少一對(duì)缺口和凸起上。
10.一種具有冷卻部件的冷卻裝置，該冷卻部件具有多個(gè)平行排列并釬接到一塊金屬板上的翅片，其中各翅片被彎曲成具有包括至少一個(gè)短上沿段、一個(gè)長(zhǎng)中間段和一個(gè)短下沿段的多段波折形，各相鄰之間的彎曲確定了彎曲的方向，每個(gè)翅片都具有設(shè)在所述多段的至少一個(gè)所述短上沿段上的缺口和凸起，所述缺口和凸起位于與所述直角彎曲方向相交的交界線(xiàn)上，并且當(dāng)所述翅片平行排列在所述金屬平板表面上時(shí)，被定位的一個(gè)翅片的缺口與相鄰翅片的凸起相嚙合。
11.按照權(quán)利要求10所述的冷卻裝置，其中利用釬焊將所述多個(gè)翅片平行排列并固定在所述金屬平板表面上。
12.按照權(quán)利要求11所述的冷卻裝置，其中用于收集剩余釬接材料的部分設(shè)在所述翅片的所述下沿段的至少一對(duì)缺口和凸起上。
13.一種具有冷卻部件的冷卻裝置，它包括一塊具有限定第一平面的平表面和一對(duì)限定與所述第一平面垂直并有對(duì)立表面的第二平行表面的支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)上具有平行于所述第一平面的槽;多個(gè)平行排列并固定在所述金屬平板表面上的翅片，每個(gè)翅片都包括一對(duì)相對(duì)的側(cè)沿部分，以及一個(gè)上沿段、一個(gè)中間段和一個(gè)下沿段，所述各段由限定彎曲方向的曲線(xiàn)來(lái)確定，并且所述上沿段和所述下沿段中的至少一個(gè)段上具有缺口和凸起，所述缺口和凸起位于與所述直角彎曲方向相交的交界線(xiàn)上，將每個(gè)翅片的所述側(cè)部分定位，以便將翅片插入所述金屬板支撐結(jié)構(gòu)的所述槽內(nèi)，定位時(shí)，將一個(gè)翅片的凸起與相鄰的平行翅片的缺口相嚙合。
14.一種冷卻裝置的裝配方法，包括如下步驟提供規(guī)定數(shù)量的翅片，每個(gè)翅片都有一個(gè)彎曲孔并被彎曲成所需的形狀;將規(guī)定數(shù)量的翅片插入并疊置在裝配工具的螺栓上;將一個(gè)保持工具插在所述螺栓上，并用螺母將所述保持工具固定;用所述裝配工具和保持工具將裝配好的翅片安裝到一塊平板上，并將所述組件定位;將所述翅片組件釬接到所述平板上;以及從所述釬接組件上拆下所述裝配工具和所述保持工具。
15.一種冷卻裝置的裝配方法，包括如下步驟提供規(guī)定數(shù)量的翅片，每個(gè)翅片都有相對(duì)側(cè)的支撐部分并被彎曲成所需的形狀;提供一塊具有一個(gè)平表面的金屬板和相對(duì)側(cè)的支撐結(jié)構(gòu)的金屬板，所述結(jié)構(gòu)具有開(kāi)在其上的槽;對(duì)于多個(gè)翅片中的每個(gè)翅片，將所述側(cè)緣支撐部分插入所述金屬板側(cè)支撐結(jié)構(gòu)的相對(duì)應(yīng)的槽內(nèi)，因而所述翅片被平行地裝配;以及將所述翅片組件釬接到所述平表面上。
16.按照權(quán)利要求15所述的冷卻裝置的裝配方法，還包括如下步驟在所述翅片上設(shè)置凸起和缺口，所述缺口和凸起的定位方式是將它們與相鄰平行翅片上相對(duì)應(yīng)的凸起和槽相嚙合。
17.按照權(quán)利要求15所述的冷卻裝置的裝配方法，還包括將由鋁合金制成的所述平板切割成規(guī)定的尺寸和形狀。
全文摘要
一種具有冷卻體的冷卻裝置，該冷卻體有平行排列并固定在金屬平板上的多個(gè)翅片，其中各翅片都是靠將翅片的至少一個(gè)上、下沿段按一定角度彎曲或在與直角彎曲方向相交的交界線(xiàn)上的幾個(gè)位置處設(shè)置缺口和凸起而構(gòu)成的。當(dāng)翅片被平行設(shè)置在金屬平板上時(shí)，一個(gè)翅片的缺口與下一個(gè)翅片的凸起相嚙合。
文檔編號(hào)H01L21/48GK1105120SQ94116178
公開(kāi)日1995年7月12日 申請(qǐng)日期1994年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月6日
發(fā)明者伊藤壽 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社