本發(fā)明涉及一種用于制造冷卻設(shè)備的方法，所述方法包括提供材料和由所述材料構(gòu)造冷卻結(jié)構(gòu)的步驟。本發(fā)明還涉及一種用于使構(gòu)件冷卻的冷卻設(shè)備，所述冷卻設(shè)備包括具有第一表面的基礎(chǔ)元件和具有冷卻元件的冷卻結(jié)構(gòu)，所述冷卻結(jié)構(gòu)突出于所述第一表面地設(shè)置在所述基礎(chǔ)元件上。

背景技術(shù)：

1、所謂的功率電子構(gòu)件、如功率半導(dǎo)體由現(xiàn)有技術(shù)充分已知。這樣的構(gòu)件經(jīng)常使用、例如也在機動車中使用。還已知的是：這些構(gòu)件在運行中產(chǎn)生大量的通常必須借助于冷卻介質(zhì)導(dǎo)出的熱。為此目的，在現(xiàn)有技術(shù)中已知非常不同的冷卻器。

2、因此，例如de112007000829b4描述一種由變頻器和用于使變頻器冷卻的冷卻器構(gòu)成的組件，該冷卻器包括以下部件：具有設(shè)置有逆變器的一個表面的基板；固定在該基板的對置的另一個表面上的散熱構(gòu)件，該散熱構(gòu)件包圍與在基板的其中一個表面上設(shè)置有逆變器的區(qū)域相對置的區(qū)域；遠離該基板的另一個表面的主管，該主管界定處于主管與基板之間的空間，并且該空間因此這樣構(gòu)造，使得可以將冷卻劑引導(dǎo)給該空間并且該空間能實現(xiàn)所述冷卻劑與散熱構(gòu)件產(chǎn)生接觸；和從主管朝向基板伸出的副管，并且該副管與基板的設(shè)置有變頻器的區(qū)域相對置，從而允許在基板的所述另一個表面上在與設(shè)置有變頻器的區(qū)域相對置的區(qū)域上與供給主管的冷卻劑相遇，供給主管的冷卻劑與供給所述空間的冷卻劑分開，直至它從副管排出。

3、在現(xiàn)有技術(shù)中也描述所謂的針翅式冷卻體，該針翅式冷卻體由冷卻介質(zhì)包圍沖刷并且因此將熱從針傳遞到冷卻介質(zhì)上。例如de102019108106a1描述一種用于逆變器中的功率半導(dǎo)體的冷卻器，冷卻器兩件式地設(shè)計并且包括作為第一部分的底板，該底板能導(dǎo)熱地附接到功率半導(dǎo)體上；作為第二部分的冷卻體，該冷卻體設(shè)置在底板上，該冷卻體具有至少一個波形的空隙部，所述空隙部從冷卻體的背離底板的一側(cè)直至面對冷卻體的一側(cè)連貫地構(gòu)造；第一部分和第二部分相互連接并且借助于保護這兩個部分免受電化學(xué)還原的層包覆。

4、由de102018216859a1已知一種用于使構(gòu)件冷卻的設(shè)備，該設(shè)備具有：第一基體和第二基體；在第一基體中構(gòu)造的柱體形的和/或圓錐形的第一冷卻肋，所述第一冷卻肋能由冷卻劑環(huán)流；和在第二基體中構(gòu)造的柱體形的和/或圓錐形的第二冷卻肋，所述第二冷卻肋能由冷卻劑環(huán)流，第二基體與第一基體這樣接合，使得第二冷卻肋處于第一冷卻肋之間，而不接觸第一基體。

5、用于功率電子器件的冷卻設(shè)備通常在其表面上具有由結(jié)構(gòu)元件構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。為了提高冷卻功率，有利的是結(jié)構(gòu)元件的能由冷卻流體環(huán)流的盡可能大的表面。然而，這個表面受結(jié)構(gòu)元件的機械強度限制，因為結(jié)構(gòu)元件只能減小到最小尺寸。通過減小結(jié)構(gòu)元件可以在單位面積上設(shè)置更多的結(jié)構(gòu)元件，因此由于由此提供的較大的表面可以改進冷卻功率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的任務(wù)在于，改進用于構(gòu)件的冷卻設(shè)備的冷卻功率，冷卻設(shè)備應(yīng)以節(jié)約資源的方式制造。

2、本發(fā)明的任務(wù)利用文首提及的方法解決，根據(jù)所述方法規(guī)定：作為材料使用燒結(jié)粉末，由所述燒結(jié)粉末通過壓制來制造生坯；將所述生坯燒結(jié)成型坯，并且由所述型坯通過成型來制造形式為冷卻元件的所述冷卻結(jié)構(gòu)，為此通過成型模具來壓制所述型坯的一部分，使所述成型在多個成型步驟中實施。

3、此外，本發(fā)明的任務(wù)利用文首提及的冷卻設(shè)備解決，在所述冷卻設(shè)備中，所述基礎(chǔ)元件和所述冷卻元件由燒結(jié)材料構(gòu)成，并且所述冷卻元件由所述基礎(chǔ)元件的材料通過多階段成型來制造。

4、在此有利的是：通過將基礎(chǔ)元件成型為冷卻元件對于其制造而言不產(chǎn)生廢料，如這例如在切削加工時是所述情況。此外，可以同時制造冷卻設(shè)備的所有冷卻元件，以此可以實現(xiàn)對生產(chǎn)率的對應(yīng)提高。對于成型而言在此有利的是：雖然型坯由于燒結(jié)已經(jīng)具有對應(yīng)的強度，但型坯與實心材料相比由于孔隙仍能較簡單地成型。通過多階段成型過程可以提供具有較大表面的冷卻元件，以此可以改進冷卻設(shè)備的冷卻功率。例如通過多階段成型可以提供經(jīng)側(cè)凹的或通常在橫截面方面變化的冷卻元件。

5、根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施變型方案可以規(guī)定：利用所述多個成型步驟中的至少兩個成型步驟增大所述冷卻元件在所述冷卻結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)元件之上的高度，以此增大可用于冷卻的表面。在此，通過多階段性能實現(xiàn)具有相對薄的冷卻元件的冷卻結(jié)構(gòu)，而在此不使冷卻元件在成型時受到顯著增大的損壞風(fēng)險(例如由于裂紋等)。因此，可以一如既往地實現(xiàn)單位面積內(nèi)大數(shù)量/相同數(shù)量的冷卻元件，但冷卻元件構(gòu)造得較高或可以構(gòu)造得較高。

6、根據(jù)本發(fā)明的另一個實施變型方案可以規(guī)定：對于所述多個成型步驟中的至少兩個成型步驟使用相同的或同一個成型模具。利用這個實施變型方案可以較經(jīng)濟地形成所述成型或者說可以因此簡化所述成型的運動流程。

7、根據(jù)本發(fā)明的另一個實施變型方案，可以在所述多個成型步驟中的至少兩個成型步驟之間對所述冷卻設(shè)備實施熱處理。因此可能的是：以較節(jié)約模具的方式實施后續(xù)成型步驟。

8、根據(jù)本發(fā)明的一個實施變型方案可以規(guī)定：將所述型坯再壓實，并且將所述冷卻結(jié)構(gòu)部分地在所述再壓實期間構(gòu)造。通過將這些步驟合并為唯一一個方法步驟，可以實現(xiàn)對冷卻設(shè)備的制造時間的對應(yīng)縮短。在此有利的是：通過不提前對型坯進行再壓實，可以由于較高的孔隙比例而較簡單地實施所述型坯的成型成冷卻結(jié)構(gòu)的第一成型步驟。

9、根據(jù)本發(fā)明的另一個實施變型方案可以規(guī)定：通過將一個孔板用作一個成型模具或?qū)⒍鄠€孔板用作多個成型模具以形式為銷形的冷卻元件制造所述冷卻結(jié)構(gòu)。因此，可以相對簡單地設(shè)計所述一個成型模具或所述多個成型模具。此外，所述成型模具能簡單地適配于不同形狀的冷卻元件。意想不到的是：盡管接觸面大，但通過移除孔板使冷卻元件脫模不形成材料破損等方面的問題。

10、根據(jù)本發(fā)明的另一個實施變型方案可以規(guī)定：在用于制造所述冷卻元件的成型步驟之后校準所述冷卻設(shè)備。因此，可以利用能簡單實施的方法來降低冷卻元件的公差。

11、根據(jù)本發(fā)明的另一個實施變型方案可以規(guī)定：通過將所述冷卻元件中的頭部區(qū)域的材料擠壓到所述冷卻元件的頭部區(qū)域旁邊或下方的區(qū)域中來調(diào)設(shè)所述冷卻元件的高度。在這里，使用燒結(jié)材料也又是有利的，因為因此由于剩余孔隙可以較簡單地對冷卻元件的頭部區(qū)域中的材料進行擠壓。因此，可以簡單且快速地在無切削再加工的情況下調(diào)設(shè)冷卻元件的高度、特別是冷卻元件的除了公差之外相同的高度。

12、根據(jù)本發(fā)明的另一個實施變型方案，所述基礎(chǔ)元件和所述冷卻元件的密度可以為所使用的材料的實心密度的至少98％，以此盡管粉末冶金制造，但冷卻設(shè)備也可以在無進一步再處理的情況下具有改進的腐蝕性能。這特別是對于在運行中由冷卻劑環(huán)流的冷卻元件而言是有利的。

13、根據(jù)本發(fā)明的另一個實施變型方案可以規(guī)定：所述冷卻元件在所述基礎(chǔ)元件的第一表面之上的高度可以在4毫米到40毫米之間。在成型性方面，冷卻元件的這些高度已經(jīng)證實是有利的，因為因此即使在多階段成型時材料流也可以在冷卻元件的整個高度上較均勻地形成。

14、根據(jù)本發(fā)明的一個實施變型方案可以規(guī)定：所述基礎(chǔ)元件的背側(cè)以平坦的表面構(gòu)造，以此可以改進基礎(chǔ)元件一方面在成型時與凸模的貼靠和另一方面在冷卻設(shè)備的運行中與要冷卻的構(gòu)件的貼靠。

15、根據(jù)本發(fā)明的另一個實施變型方案可以規(guī)定：在所述基礎(chǔ)元件的第一表面上設(shè)置有至少一個另外的結(jié)構(gòu)元件，所述至少一個另外的結(jié)構(gòu)元件沿高度的方向突出于所述冷卻元件并且以凈形或近凈形的質(zhì)量制造。在這里，冷卻設(shè)備的粉末冶金制造也又是有利的，因為可以在無耗費的切削再處理的情況下產(chǎn)生冷卻設(shè)備上的其他平面，其方式是，已經(jīng)在用于制造型坯的原始造型時考慮所述其他平面。

16、根據(jù)本發(fā)明的另一個實施變型方案可以規(guī)定：所述冷卻元件中的至少個別冷卻元件在頭部區(qū)域中的密度高于其余冷卻元件，和/或所述冷卻元件中的至少個別冷卻元件在頭部區(qū)域中的形狀不同于其余冷卻元件。因此，可以使用可以較好地適配于相應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域的冷卻元件。在此，多階段成型又是有利的，因為因此冷卻設(shè)備的所有冷卻元件可以利用較簡單的模具制造。