In der Metallverarbeitung/Verbindungstechnik ist Friction Stir Welding (Rührreibschweißen) eine etablierte Methode. Doch immer mehr rückt eine alternative Technik in den Fokus: vakuumgelötete Kühlkörper.
In diesem Artikel untersuchen wir, was Friction Stir Welding ist und vergleichen es mit vakuumgelöteten Kühlkörpern. Außerdem beleuchten wir, warum letztere für bestimmte Anwendungsfälle zukünftig als die überlegene Alternative angesehen wird.
Friction Stir Welding (FSW) ist eine Schweißtechnik, die metallische Werkstoffe ohne Schmelzen miteinander verbindet. Dabei taucht ein rotierendes Werkzeug mit hoher Geschwindigkeit in die Fügestelle ein, wodurch eine feste Verbindung entsteht.
Miba Cooling Austria stellt mit diesem Fertigungsverfahren eine Vielzahl verschiedener Luft- und Wasserkühlkörper für die Kühlung von Leistungselektronik her.
Einer der größten Vorteile des Friction Stir Welding ist es, dass
und
Außerdem ist die Wärmeeinwirkung auf das Werkstück im Vergleich zu herkömmlichen Schweißmethoden wesentlich geringer. Dadurch entsteht eine verzugsarme Verbindung mit hoher Festigkeit.
Allerdings hat Friction Stir Welding auch Nachteile. Es ist nicht für alle Anwendungen geeignet, insbesondere wenn es um die Verbindung von dünnen Blechen oder komplexen Geometrien geht. Zudem ist ein metallischer Übergang zwischen den Materialien auf die Fläche der Schweißnaht begrenzt. Das sorgt vor allem beim Einsatz für Hochleistungskühlkörper für eine nicht optimale Wärmeableitung der Verlustwärme.
Ein vakuumgelöteter Kühlkörper ist ein Flüssigkeitskühlkörper, der dazu dient, Komponenten der Leistungselektronik zu kühlen. Im Inneren befindet sich eine optimal auf die Leistungselektronik abgestimmte Kühlstruktur. Sie wird von deionisiertem Wasser oder einer Mischung aus Wasser und Glykol durchströmt.
Die Hauptaufgabe des Kühlkörpers besteht darin, die Temperatur der Leistungselektronik-Komponenten unterhalb des vom Hersteller festgelegten kritischen Schwellenwerts zu halten. Das hat den Zweck mögliche Beschädigungen der Elektronik zu vermeiden und für eine möglichst lange Lebensdauer zu sorgen. Vakuumlöten bietet die meisten Freiheitsgrade im Design einer solchen Kühlstruktur.
Durch die immer höhere Leistungsdichte der zu kühlenden Leistungselektronik ist auch eine entsprechende Hochleistungskühlung notwendig. Genau dafür ist das Vakuumlöten die beste Wahl, vor allem im Vergleich zum Friction Stir Welding.
Durch effiziente Wärmeableitung sorgen vakuumgelötete Kühlkörper für optimale Betriebstemperaturen elektronischer Komponenten. Das ermöglicht erhebliche Kosteneinsparungen. Dies ist besonders in energieintensiven Branchen von Bedeutung und verbessert die finanzielle Rentabilität durch die performance-erhöhende Verbindungstechnologie.
Präzise Temperaturkontrolle verlängert die Lebensdauer und reduziert Wartungsbedarf. Das führt zu weniger Ausfallzeiten und höherer Maschinenverfügbarkeit.
Bei Miba Cooling Austria bieten wir neben Friction Stir Welding auch vakuumgelötete Hochleistungskühlkörper an und prüfen diese umfassend durch Simulationen und Tests. Das sorgt dafür, dass die Lebensdauer der Leistungselektronik schon in der Entwicklung berücksichtigt und in Realität erheblich verlängert wird.
Die Qualität der Verbindung ist stark von der Sauberkeit der Oberflächen und der Präzision des Lötprozesses abhängig. Miba Cooling Austria arbeitet seit über einem Jahrzehnt an der Perfektionierung des gesamten Prozesses hinsichtlich
Diese Prozesse werden bei Miba Cooling alle im Haus entwickelt, durchgeführt und gesteuert.
Vakuumgelötete Kühlkörper ermöglichen eine präzise Kontrolle über den Lötprozess, was zu gleichmäßigen und sehr zuverlässigen Verbindungen führt.
Sie bieten insbesondere eine verbesserte Wärmeübertragung, da Einzelkomponenten (Basisplatte und lötplattierter Deckel) an jeder Kontaktfläche vollflächig anbinden und zu einer idealen Wärmeübertragung in den gesamten Kühlkörper sorgt. Dies führt zu effizienterer Kühlung und erhöhter Leistungsfähigkeit, als es bei Friction Stir Welding der Fall ist.
Darüber hinaus ermöglicht die Flexibilität von vakuumgelöteten Kühlkörpern die Verbindung verschiedener Aluminiumlegierungen und Geometrien. Das erhöht ihre Anpassungsfähigkeit an verschiedene Anwendungen.
Insgesamt bieten vakuumgelötete Kühlkörper, insbesondere für die nächste Leistungselektronik-Generation (z.B. SiC, GAN), eine effizientere, präzisere und vielseitigere Lösung im Vergleich zum Friction Stir Welding.
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Unsere Serviceexperten stehen Ihnen mit Rat und Tat zur Seite.
