Welche Verbindungstechnik eignet sich besser für Kühlkörper: FSW-Schweißen oder Vakuumlöten?

In der Metallverarbeitung /Verbindungstechnik ist FSW-Schweißen (Friction Stir Welding oder Rührreibschweißen) eine etablierte Methode. Aber gerade für Kühlkörper ist diese Methode nicht ideal.

 

In diesem Artikel untersuchen wir,

  • was FSW-Schweißen und Vakuumlöten ist .
  • welche Vorteile und Nachteile sie in Bezug auf Kühlkörper haben.
  • warum Vakuumlöten für bestimmte Anwendungsfälle die überlegene Alternative ist.

 

Was ist FSW-Schweißen: Vorteile und Nachteile bei Kühlkörpern

FSW-Schweißen (Friction Stir Welding) 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.

 

 

Vorteile Nachteile
Aluminiumlegierungen und andere schwer schweißbare Materialien können verbunden werden. Nicht für alle Anwendungen geeignet, besonders bei dünnen Blechen oder komplexen Geometrien.
Geringe Wärmeeinwirkung auf das Werkstück im Vergleich zu herkömmlichen Schweißmethoden. Metallischer Übergang zwischen den Materialien ist auf die Fläche der Schweißnaht begrenzt.
Entsteht eine verzugsarme Verbindung mit hoher Festigkeit. Bei Einsatz für Hochleistungskühlkörper ist die Wärmeableitung der Verlustwärme nicht optimal.

Was ist Vakuumlöten: Vorteile und Nachteile bei Kühlkörpern

 

Das Vakuumlöten ist ein hochpräzises Fügeverfahren, das in einer Vakuumkammer durchgeführt wird. Es dient zur Herstellung von Hochleistungskühlkörpern und anderen Komponenten, insbesondere für die Leistungselektronik.

 

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 FSW Schweißen.

Vorteile Nachteile
Effiziente Wärmeableitung sorgt für optimale Betriebstemperaturen elektronischer Komponenten. Qualität der Verbindung ist stark von der Sauberkeit der Oberflächen und der Präzision des Lötprozesses abhängig.
Ermöglicht erhebliche Kosteneinsparungen, besonders in energieintensiven Branchen. Miba Cooling Austria arbeitet an der Perfektionierung des gesamten Prozesses, was sehr ressourcenintensiv ist.
Verbessert die finanzielle Rentabilität durch performance-erhöhende Verbindungstechnologie. Abhängig von der technischen Sauberkeit, idealer Vorbereitung und Prozesssteuerung während des Lötvorgangs.
Präzise Temperaturkontrolle verlängert die Lebensdauer und reduziert Wartungsbedarf. Anforderungen an zerstörungsfreie Überprüfung der Lötqualität können den Aufwand erhöhen.
Führt zu weniger Ausfallzeiten und höherer Maschinenverfügbarkeit. Alle Prozessparameter werden intern entwickelt, durchgeführt und gesteuert, was zusätzliche Komplexität bedeutet.
Umfassende Prüfung durch Simulationen und Tests garantiert eine hohe Lebensdauer der Leistungselektronik.  

Warum eignet sich das Vakuumlöten für Kühlkörper nun besser als FSW-Schweißen?

 

Der Hauptvorteil liegt in der vollflächigen, zuverlässigen Verbindung, die eine überlegene Wärmeübertragung sicherstellt und so die Leistungsfähigkeit der Kühlung maximiert. Diese Flexibilität und Präzision ist besonders entscheidend für die Kühlung der nächsten Generation von Leistungselektronik (z.B. SiC, GaN).

 

Darüber hinaus ermöglicht die Flexibilität von vakuumgelöteten Kühlkörpern die Verbindung verschiedener Aluminiumlegierungen und Geometrien. Das erhöht ihre Anpassungsfähigkeit an verschiedene Anwendungen.

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