芯片、芯体及中冷器的制作方法

[0001]
本申请涉及车辆散热部件领域，尤其是涉及一种芯片、芯体及中冷器。


背景技术：

[0002]
中冷器通常可以安装于车辆中，对于设置了增压器的车辆，经过增压器增压后的空气可以由中冷器进行冷却。中冷器包括用于散热的芯组件，芯组件通常包括多个堆叠在一起的芯体。通常，芯体可以由两张芯片对合来获得。
[0003]
现有技术中，已经设计出一种多级中冷器，其设计构思在于，在前述的芯体上设置有多条流道(例如如图6所示的具有两条流道的芯体)，并可以分别流通例如不同温度的冷却介质。针对同一芯体上的相邻的流道，当分别流通两种不同温度的冷却介质时，两种介质容易出现经由芯体的位于两条流道之间的材料而剧烈换热，为此，在已有的教导中，在这些材料上开设隔热孔，以提高两种冷却介质的换热性能。
[0004]
如图7所示，图7示出了图6中的芯体堆叠时的相对位置关系，并将流道进行了剖切示意，由此可以发现在开设隔热孔后，实际生产中可能会存在以下风险：
[0005]
焊接合格率下降。两张芯片在隔热孔处的形成流道的两部分材料的有效的焊接面积减小，因此导致焊接合格率下降，产品容易在隔热孔处发生泄漏，导致冷却介质外泄。
[0006]
产品可靠性下降。隔热孔在冲裁加工过程中，容易引起芯片在隔热孔位置发生微小变形。芯片在对合过程时，这些微小变形会导致芯片之间的有效焊接面积减少，这将使得隔热孔附近的区域成为薄弱区域，致使产品整体的可靠性下降。


技术实现要素：

[0007]
本申请的第一目的在于提供一种芯片，以在避免不同温度的冷却介质剧烈换热的同时获得高合格率和可靠性。
[0008]
本申请的第二目的在于提供一种芯体，包括如上所述的芯片。
[0009]
本申请的第三目的在于提供一种中冷器，包括如上所述的芯体。
[0010]
第一方面，本申请提供一种芯片，包括：
[0011]
主体结构；
[0012]
多个流道构造部，形成于所述主体结构，相邻的所述流道构造部之间形成有中介区域；
[0013]
隔热孔，形成于所述中介区域并贯穿所述主体结构；
[0014]
所述芯片包括：
[0015]
连接部，设置于所述中介区域，所述连接部相对于所述主体结构凸出。
[0016]
相对于主体结构凸出的连接部在一张芯片与另一张芯片装配时，起到连接两张芯片的作用。所谓的流道构造部用于构造流道，即在前述的两张芯片的装配状态下，两张芯片上彼此对应的流道构造部共同限定出流道。
[0017]
由于连接部设置在中介区域，即与隔热孔位于相同的区域，这使得相对于主体结
构凸出的连接部能够有效增加两张芯片的有效连接面积。从而避免因为两张芯片连接不良导致流道泄漏的情况出现，因此两张芯片的焊接合格率有效提升。此外，在针对隔热孔采用冲裁工艺形成时，由于连接部加强了两张芯片在中介区域处的连接，这尤其避免了隔热孔附近成为装配后获得的芯体的薄弱区域，即增加了产品的可靠性。
[0018]
优选地，所述主体结构包括彼此背对的第一侧部和第二侧部，所述连接部相对于所述第一侧部凸出，且所述连接部相对于所述第二侧部凹陷。
[0019]
这里所提到的凹陷是指，相对于第二侧部而言，存在一部分朝向第一侧部延伸的材料，这些材料能够用于限定出可以保持其他结构的空间。这也就是说，一张芯片上的连接部的相对于第一侧部凸出的部分可以被保持在另一张芯片上的连接部的相对于第二侧部凹陷而形成的前述的空间内。
[0020]
在已有的教导中，中介区域设置隔热孔导致了微小形变，这些微小形变直接导致芯体的可靠性下降。因此，从已有的教导来看，应当尽可能减少对中介区域可能造成形变的加工，换言之，在已有的教导中，对中介区域进行的可能造成形变的加工被认为是难以解决前述问题的。然而本申请利用如上技术手段，利用凸出部分和凹陷部分的相互配合，虽然在部分工艺中有可能涉及利用对中介区域造成形变的工艺，但反而能够增加两张芯片之间连接的紧密程度，有效增加装配后获得的芯体产品的可靠性。
[0021]
优选地，所述连接部形成为凸包结构。
[0022]
凸包结构的连接部，实质上形成为，相对于第一侧部凸出的鼓包状，即相对第二侧部下凹入的凹坑状。这种凸包结构特别适于加工，并且作为凸包结构十分有利于控制加工的尺寸。
[0023]
优选地，所述凸包结构经由冲压工艺获得；
[0024]
当沿着垂直于所述第二侧部的方向观察时，所述凸包结构的由所述冲压工艺形成的、在所述中介区域的宽度方向上的两个圆角的宽度之和被构造为所述中介区域的在所述凸包结构处的宽度的至多80％。
[0025]
冲压工艺有利于提高凸包结构加工的效率，并且便于根据实际情况对工艺参数进行调整。
[0026]
可以参照中介区域的定义过程，即中介区域位于两个流道构造部之间，因此中介区域的延伸方向可以理解为两个流道构造部的延伸方向，那么垂直这个延伸方向的方向为中介区域的宽度方向。
[0027]
因此，以上的宽度比例限定，避免两个圆角的宽度之和在超过80％时对芯片和芯体的强度造成不良影响。
[0028]
优选地，当沿着垂直于所述第二侧部的方向观察时，所述凸包结构的宽度占所述中介区域的在所述凸包结构处的宽度的30％至100％。
[0029]
这种设置的考虑在于，当凸包结构的宽度小于中介区域在凸包结构处的宽度的30％时，将使得凸包结构的加工较为困难，此外，两张芯片装配时，并不利于两个凸包结构的有效配合，这将导致二者增加的连接强度不能满足要求。
[0030]
优选地，当沿着垂直于所述第二侧部的方向观察时，所述凸包结构形成为圆形、腰形、方形或者椭圆形。
[0031]
其中圆形的凸包结构和腰形的凸包结构较为易于加工，而方形和椭圆形形状的凸
包结构在两张芯片装配时能够在一定程度上避免二者发生相对扭转。
[0032]
优选地，所述连接部形成为具有翻边的隔热孔，所述翻边相对于所述第一侧部凸出。
[0033]
在这样的设置方式中，具有翻边的隔热孔既起到了隔热作用，又起到了连接两张芯片的作用。
[0034]
优选地，在两个所述芯片装配时，两个所述芯片中的第一者的所述连接部的相对于所述第二侧部凸出的部分嵌入两个所述芯片中的第二者的所述连接部的相对于所述第一侧部凹陷的部分，并焊接为一体。
[0035]
两张芯片在以上配合中，可以利用焊接工艺例如钎焊工艺进行连接，这进一步确保两个连接部彼此配合所提供的强度。
[0036]
优选地，所述中介区域包括多个彼此相连的段部，每一所述段部设置有至少一个连接部。
[0037]
中介区域的段部可以是由于限定它的两个流道构造部曲折或弯曲构造而形成的，这种段部体现在中介区域可能是沿折线延伸，又或者是具有多个依次连接的弧形段。此外，这里的段部同样可以是在加工过程中，为了便于规划工艺尺寸所人为划分的段部，例如在一些示例中，中介区域可能沿着直线延伸，或者沿着弧线延伸，那么此时，多个段部可以是认为划分的段部。依据这些段部的划分，每一段部至少设置一个连接部，既在两张芯片装配时提供安装上的导向作用，又能够确保两张芯片的中介区域充分接触，从而有利于两张芯片紧密连接。
[0038]
优选地，所述连接部设置有多个，多个所述连接部中包括如下两个相邻的所述连接部：两个所述连接部之间具有至少一个隔热孔。
[0039]
因为由芯片装配而成的芯体的薄弱部分通常出现在隔热孔的附近，因此，连接部出现在一个或者一部分隔热孔的在中介区域延伸方向上的两侧，特别能够将隔热孔所带来的不利因素最大程度地消除掉。
[0040]
第二方面，本申请提供一种芯体，包括如上所述的芯片。
[0041]
第三方面，本申请提供一种中冷器，包括如上所述的芯体。
[0042]
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0043]
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0044]
图1示出了本实施例芯片的第一实施方式的轴测图的示意图；
[0045]
图2示出了本实施例芯体的剖视图的示意图；
[0046]
图3示出了本实施例芯片的第二实施方式的轴测图的示意图；
[0047]
图4示出了本实施例芯片的第三实施方式的轴测图的示意图；
[0048]
图5示出了本实施例芯片的第四实施方式的轴测图的示意图；
[0049]
图6示出了现有芯片的轴测图的示意图；
[0050]
图7示出了现有芯体堆叠状态下的剖视图的示意图。
[0051]
附图标记：
[0052]
100-芯片；110-主体结构；120-第一流道构造部；130-第二流道构造部；140-第一入口构造部；150-第一出口构造部；160-第二入口构造部；170-第二出口构造部；180-中介槽部；181-隔热孔；182-连接部；
[0053]
200-芯体；210-第一流道；220-第二流道；230-第二入口；240-第二出口。
具体实施方式
[0054]
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0055]
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0056]
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0057]
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
[0058]
参见图1至图5，本实施例提供的芯片包括主体结构、第一流道构造部、第二流道构造部、第一入口构造部、第一出口构造部、第二入口构造部、第二出口构造部、隔热孔、连接部。以下将具体描述以上部分的结构和工作原理。
[0059]
如图1所示，图1示出了本实施例提供的芯片100的一种示例的示意图，在这一示例中，主体结构110可以形成为大致的矩形板状结构，以上所提及的其余结构则均形成于主体结构110。本实施例中，第一流道构造部120和第二流道构造部130的结构类似，以下将以第一流道构造部120为例进行具体说明。
[0060]
仍然参见图1，芯片100可以由金属材料形成，例如铝合金，因其质轻并具有高强度，同时还具备良好的导热性能。第一流道构造部120可以形成为槽部，因此，这种槽部可以形成于主体结构110，并可以较为便捷地通过冲压主体结构110来获得。图1中示出的芯片100的视角中，槽部位于主体结构110的下侧部，而展现出的是由于冲压槽部而对应在主体结构110的上侧部形成的凸部。第一流道构造部120可以进一步沿着主体结构110的长度方向呈曲折结构，这种曲折结构特别有利于有效利用主体结构110的面积。利用这种曲折构造，第一流道构造部120的两端部可以均位于主体结构110的左侧宽边所在侧。
[0061]
正如以上所提及的，第二流道构造部130的结构与第一流道构造部120的结构类似，如图1所示，作为一种示例，第二流道构造部130可以与第一流道构造部120形成为中心对称状态或者大致的中心对称状态。在这种构造方式下，正如图1中所示出的，第二流道构造部130的也实质上形成为位于主体结构110的槽部，且对应这一槽部，在主体结构110的上侧部形成为凸部。此外，显然，第二流道构造部130的两端部均位于主体结构110的右侧宽边所在侧。
[0062]
在实施例中，第一入口构造部140和第一出口构造部150可以分别形成于第一流道构造部120的两端部处，第二入口构造部160和第二出口构造部170可以分别形成于第二流道构造部130的两端部处。本实施例中，第一入口构造部140、第一出口构造部150、第二入口构造部160和第二出口构造部170可以形成为现有技术中，例如图6和图7示出的那样，它们的作用将在随后对下述芯体200描述时分别说明。
[0063]
仍然参见图1，根据以上所描述的特征，结合图1可以发现，图示中，由第一流道构造部120的下部分、第二流道构造部130的上部分以及主体结构110的部分共同限定出了一条中介槽部180。即由第一流道构造部120的下部分和第二流道构造部130的上部分分别充当中介槽部180的两个内侧部，由主体结构110的部分充当中介槽部180的底部。多个隔热孔181沿着中介槽部180的延伸方向，间隔地布置在中介槽部180的底部，以实现如本申请背景技术部分所提到的避免冷却介质剧烈换热，提高冷却介质换热性能的目的。
[0064]
在此基础上，在中介槽部180处还可以设置有连接部182，以下将具体描述其结构。连接部182可以被设置为形成于中介槽部180的底部的凹部，即自图1中示出的主体结构110的上侧部向着主体结构110的下侧部凹陷，因此这种凹部实质上形成为凸包结构。如图1所示，图1中示出的是呈圆形的凹部。类似的是，这种凹部也可以利用冲压工艺获得，结合第一流道构造部120和第二流道构造部130的加工工艺而言，这样的生产方式确保通过冲压生产线便完成了产品的大部分结构的成型，有利于提高生产效率。在实施例中，前述的凹部可以形成为多个，并沿着中介槽部180的延伸方向间隔布置，这种设置的用意将在随后的描述中说明。
[0065]
具体而言，中介槽部180可以包括多个段部，如图1所示，中介槽部180可以看作是沿着折线延伸，因此，图1的示例中给出了一条具有三个段部的中介槽部。优选的是，在每一段部上，均形成有至少一个连接部182。这使得，连接部182能够起到在两张芯片装配时(可以参见图2)进行安装和导向的作用，并且能够确保装配完成的两张芯片的中介槽部180充分接触，这尤其有利于提高产品的可靠性。
[0066]
如图2所示，以上所描述的芯片100可以被定义为第一芯片100，即图2中位于上方的芯片100，而图2中还示出了位于第一芯片100下方的第二芯片100，第二芯片100与第一芯片100连接而形成下述的芯体200。因此，第二芯片100实质上具有与第一芯片100相同或大致相同的结构，二者的两个第一流道构造部120共同形成为第一流道210，二者的两个第二流道构造部130共同形成为第二流道220。同理，第一入口、第一出口、第二入口230和第二出口240(第一出口和第二出口由于剖切并未示出)也采用类似的方式形成，其中这里所提到的“入口”用于向流道(即前述的第一流道210和第二流道220，下同)内引入冷却介质，这里所提到的“出口”用于从流道内引出冷却介质。此外，第一芯片100的隔热孔181和第二芯片100的隔热孔181在位置上可以进一步彼此对应。
[0067]
因此，从流道构造部和隔热孔181在主体结构110上的形成位置和形成方式上来看，当第一芯片100和第二芯片100均被布置为主体结构110呈水平状态，且在这种布置状态下，第一芯片100和第二芯片100均被进一步布置为流道构造部相对于主体结构110的上侧部凸出，那么第一芯片100和第二芯片100实质上互为彼此的镜像结构。
[0068]
在本实施例中，当考虑到设置于第二芯片100的连接部182时，如图2所示，设置于第二芯片100的连接部182在位置上可以与设置于第一芯片100的连接部182彼此对应，但设置于第二芯片100的连接部182沿着设置于第二芯片100的流道构造部的凸出方向凸出。也就是说，如果按照以上所提到的布置状态布置第二芯片100，与设置于第一芯片100的连接部182不同的是，所观察到的连接部182相对于主体结构110的上侧部是凸出的。
[0069]
这使得，在图2示出的第一芯片100和第二芯片100的装配状态下，设置于第一芯片100的连接部182能够嵌入到设置于第二芯片100的连接部182内。如此，在一定程度上还特别有利于装配过程中两个芯片100的定位，更为重要的是，可以像现有技术那样，第一芯片100和第二芯片100预先在外侧部形成有复合层，在入炉钎焊时，复合层熔化，使得彼此嵌合的连接部182焊接在一起。这使得第一芯片100和第二芯片100的有效焊接面积提升，弥补了因设置隔热孔181所带来的有效焊接面积减少这一缺陷，提高了焊接合格率，避免了第一芯片100和第二芯片100在焊接时因有效焊接面积减少而导致的流道泄漏的情况的出现。并且，当隔热孔181是以冲压工艺(例如冲裁工艺)形成时，彼此嵌合的连接部182消除了冲裁过程中在隔热孔181处产生的微小变形对产品可靠性的不利影响，避免因隔热孔181附近区域成为产品的薄弱点。
[0070]
为了便于说明，嵌合在一起的两个连接部182可以被定义为嵌合结构。因此，有利的实施方式是，装配于一体的第一芯片100和第二芯片100，至少存在这样两个嵌合结构：两个嵌合结构之间至少具有一个隔热孔181(指位于两个芯片100上的隔热孔181对合后形成的隔热孔181)。如此，利用嵌合结构能够进一步实现如上的有益效果。特别优选的是，每两个嵌合结构之间均具有至少一个隔热孔181，这使得嵌合结构增加可靠焊接面积以及弥补冲裁变形的能力能够最为充分发挥。
[0071]
图3至5示出了不同形状的连接部182。其中，图3示出了腰形形状的连接部182，这里所说的“腰形”是指连接部182的形状类似于现有技术中的“腰形孔”结构。在实施例中，腰形形状的连接部182在实际生产中更有利于冲压加工，以提高加工的效率。图4示出了方形的连接部182(例如正方形或者长方形)，图5示出了椭圆形的连接部182，二者与腰形形状的连接部182均能够在一定程度上防止嵌合的两个连接部182彼此扭转，有利于第一芯片100和第二芯片100的定位。
[0072]
此外，在本实施例中，针对由冲压工艺获得的连接部182，图1至图5中均有示出，连接部182会因冲压而在与主体结构110的交界处形成为圆角形状。在实施例中，对于一个连接部182，其宽度方向上的两个圆角的宽度之和可以被构造为该连接部182所在处的中介槽部180的宽度的至多80％。因为一旦两个圆角的宽度之和超过80％，将很可能影响芯片100以及芯体200的整体强度。例如两个圆角的宽度之和为该连接部182所在处的中介槽部180的宽度的60％，如此有利于确保芯片100以及芯体200的强度并兼顾焊接合格率和产品可靠性。此外，需要说明的是，这里所说的“圆角宽度”是指，当沿着垂直于主体结构110的方向观察时，例如图3至5中的视角观察时，所观察到的圆角的宽度。
[0073]
更为优选的是，在实施例中，对一个连接部182，其宽度可以占该连接部182所在处的中介槽部180的宽度的30％至100％，例如65％。因为当宽度占比小于30％时，将使得连接部的加工尤为困难，并且因为连接部182的尺寸过小，两张芯片100上的连接部182的配合程度很难达到要求，无法提供足够的焊接强度。
[0074]
在另一种连接部182的示例中，连接部182可以形成为“特化”的隔热孔181，即在现有隔热孔181的基础上，将隔热孔181进一步冲压出翻边结构(图中未示出)，翻边的延伸方向可以与以上连接部182的凸出方向类似，并可以进一步形成为类似图2中的嵌合状态。其中，形成有翻边结构的隔热孔181可以彼此对应地分别形成于第一芯片100和第二芯片100，也可以是形成有翻边结构的隔热孔181的翻边嵌入到形成为凹部的连接部182内，或者是形成为凹部的连接部182的凸出侧嵌入到由形成有翻边结构的隔热孔181的翻边内。在这种“特化”利用隔热孔181的实施方式中，加工效率可以在一定程度上提高。
[0075]
此外，本实施例还提供一种芯体200，包括如上所描述的第一芯片100和第二芯片100，其有益效果不再赘述。本实施例还进一步提供一种中冷器，中冷器包括多个堆叠在一起的芯体200，其有益效果也不再赘述。
[0076]
以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的保护范围，凡是在本申请的创新构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的保护范围内。