热管散热器制造技术

在此提供了一种热管散热器。该热管散热器可包括间隔开的第一和第二板，每个板具有周向边缘，其中第一和第二板的周向边缘接合在一起以形成蒸发腔；形成于第一板内的孔；形成在第二板并与所述孔相对的拉伸环间隔件；以及形成于拉伸环间隔件和第一板之间的密封连接。其中拉伸环间隔件横穿蒸发腔并穿过第一板中的所述孔。该拉伸环间隔件可为多次拉伸间隔件并可具有阶梯外形。在一些情形下，两个板都这样成型，使得一个或多个拉伸环形成在一个板上，而凸出的热输入面形成在另一个板上。也可以设置为实现工质毛细运动的支撑和粉末柱。

【技术实现步骤摘要】
热管散热器
本说明书总的来说涉及热交换器和热交换器的制造方法。更具体而言，本说明书涉及用于冷却发热装置的热管和具有蒸发腔和内部工质的其它热交换器，以及制造这种热管和热交换器的方法，其中发热装置例如是集成电路芯片和其它电气设备。
技术介绍
随着集成电路芯片的尺寸和功率增加，在某些情形下，所需要的散热器已经发展至比芯片大。当施加至整个热输入面的热通量是均匀的时候，散热器是最高效的。当具有大的热输入面的散热器安装至热源的小很多的接触区时，经常会对热量沿散热器的热输入面传递至散热器未与集成电路芯片的接触区直接接触的其它表面部位造成严重阻力。较高功率和较小尺寸的热源，或者偏离散热器中心的热源，通常会增加这种热流阻力。这种现象会造成散热器各部分的热传递效能的显著差异。这种不平衡的热传递造成的后果就是，由于高运行温度，其降低了集成电路芯片的性能和可靠性。克服散热器(例如尺寸大于待冷却装置的散热器)内的这种热流阻力的蛮力方式包括增加散热器的尺寸，增加与待冷却装置接触的散热器表面的厚度，增加冷却散热器的冷却气流，以及降低冷却气流的温度。然而，这些方式通常会增加重量、噪音、系统复杂度和成本。如果设计出相对简单、重量轻的热交换器，且该散热器可高效地扩散或以其它方式从发热设备或元件将热量传走、重量较轻、容易制造且非常适合于确保与待冷却设备和元件紧密接触，这种热交换器将会具有显著的优势。
技术实现思路
公开的是一种低成本、简单、重量轻的用于冷却集成电路芯片和其它电子元件的热管散热器。在此和在所附的权利要求中使用的术语“热管散热器”(或类似术语)包括任何具有蒸发腔的传热装置，其中工质从热管的第一部分(例如蒸发部)接收热量，传输该热量至热管的第二部分(例如冷凝部)，在这里该热量被传递至环境中或另一个装置，然后工质返回至热管的第一部分以重复上述过程，而不管热管具有何种形状、尺寸和构造。在一些实施例中，工质在热管的第一部分蒸发，然后在热管的第二部分冷凝。在此公开的热管散热器的制造几乎不需要额外的空间，可提供额外的表面积用于冷却集成电路芯片，且非常适合用于建立和维持与发热元件和装置和/或其它传热元件进行热沟通以将热量从该集成电路芯片移至热量可被更容易处理的位置。而且，在此公开的热管散热器可被构造成用以保证精确的平整度和最大化地将热源的热量传递至一散热器。为此目的，在此公开的热管散热器具有贯穿其本体(例如，穿入和穿透热管散热器的蒸发腔)的通孔以利于安装。在此公开的热管散热器不需要对电路板或插槽进行重大更改，因为所述热管散热器可利用安装至集成电路安装板或类似的相邻结构的常规螺丝或其它紧固件保持与集成电路芯片紧密接触。这意味着所公开的热管散热器可使用数量相对少的简单零件。而且，用于将热管散热器保持在集成电路芯片上的相同螺丝或其它紧固件也可以用于将散热器(例如，散热翅片、冷却板或类似装置)固定在热管散热器的另一表面上。在一些实施例中，热管散热器的内部结构是一个具有有限数量的流体的真空蒸发腔。该热管散热器的内部结构可包括一个或多个间隔件，间隔件在这两个板或形成该蒸发腔的任何其他边界结构之间延伸并与这两个板或边界结构接触。这些间隔件防止这些板向内弯曲，因此可维持热管散热器的接触面平坦以与集成电路芯片和其他设备和元件接触。这些间隔件可由初始时与两个板都分离，然后与两块板接合或以其它方式固定的元件形成，可由任何一个或两个板的部分形成，其中这些板已从初始的平坦状态变形(例如，冲压、压印、穿孔(pierced)、挤压或拉伸)，甚至可以由两个板的部分整体成型，例如通过加工、增量制造和铸造操作。这些间隔件可采用多种不同的形状，例如中空或实心柱、棒、杆、壁、或其他元件，可具有任何期望的横截面形状，但仍然如上所述横穿蒸发腔，且可以沿间隔件的长度具有不变或变化的横截面形状和/或尺寸(即，从蒸发腔的其中一板到另一板进行变化，例如圆锥形、圆台形、沙漏状、或其它形状)。至少部分取决于间隔件的成型方式，这些间隔件也可以通过任何一个或两个蒸发腔板上的凹陷形成。多孔毛细芯材料可覆盖热管散热器的内表面。而且，多孔毛细芯材料可至少部分围绕间隔件位于热管散热器内的表面，或者甚至可以形成至少部分间隔件。以这种方式，多孔毛细芯材料可形成多孔吸液芯柱，该多孔吸液芯柱在蒸发腔内的一个或多个位置跨过两个板之间的空间。这些间隔件可支撑热管散热器的板，可防止它们向内变形，防止板扭曲，破坏其所需要的用于与相邻元件和装置紧密传热接触的形状(例如，平坦、储液槽等)。这些间隔件也可用于支撑跨过两个板之间的内部蒸发腔空间的部分毛细芯。在一些实施例中，跨过板之间的空间的毛细芯柱可为热管散热器提供与重力无关(gravity-independent)的特征，允许工质通过吸液芯或沿吸液芯的不需要重力的流动。这些间隔件也使得形成穿入和穿透蒸发腔的孔成为可能-按照热管散热器是真空不透气的事实，这明显是与该事实不一致的。这是通过确保中空间隔件(如上所述)与板整体成型和/或以一种真空不透气的方式与板接合而实现的。间隔件与板整体成型或密封至板后，间隔件内可形成密封通道，该密封通道不会对热管散热器的真空完整性造成任何影响，该孔与热管散热器内部之间完全隔离。本说明书因此提供了具有优异传热性能的热管散热器，同时具有相对简单的方式以使用标准螺丝或其他可穿过蒸发腔的紧固件有效和稳固地安装热管散热器。虽然在此描述的热流、传热和热管理方面的挑战是关于冷却集成电路芯片来描述的，其它电子装置(例如，放大器、电压调节器、三极管等)或甚至其他设备和装置(例如，马达、电池、轴承等)的冷却也存在类似挑战。在此公开的改进同样适用于所有这些发热元件。附图说明图1是热管散热器根据本说明书一实施例的立体分解图，如图所示，热管散热器具有穿过蒸发腔的通孔并与翅片板散热器接触。图2是图1的热管散热器的平面图。图3是图1的热管散热器的侧视图。图4是图1的热管散热器的平面图。图5是热管散热器根据本说明书另一实施例的横截面示意图。图6是热管散热器根据本说明书另一实施例的横截面示意图。图7是热管散热器根据本说明书另一实施例的横截面示意图。图8是热管散热器根据本说明书另一实施例的横截面示意图。具体实施方式在详细描述实施例之前，应该理解的是，本专利技术不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或元件排布。本专利技术可为其它方式实现的实施例。图1是根据本专利技术一实施例的热管散热器10的立体分解图。该热管散热器10包括形成在接触板18和盖板20之间的蒸发腔(vaporchamber)。该热管散热器10也可以包括翅片板16，该翅片板16可与盖板20接触。视情况，也可以设置安装件(仅作为一些例子，例如所示实施例中的块或垫28、30、34、36；板32)以利于热管散热器10相对于周围环境(例如，电路板，框等)的安装和/或对齐。图1-4所示的该热管散热器10是通过将两块板密封在一起形成一个边界结构而形成的。这两块板包括上述接触板18和盖板20。该边界结构可由每块板18、20的外缘部相互接触而形成。在所示的实施例中，接触板18和盖板20在其周向边缘密封(例如通过焊接或铜焊)在一起以形成该热管均热板10的内部蒸发腔。该热管散热器10然后被抽真空以移除所有不凝气体，然后将适量传热流体充入蒸发腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热管散热器，包括：第一板，所述第一板具有周向边缘和热输入面；第二板，所述第二板与所述第一板间隔开且具有周向边缘，所述第一和第二板的周向边缘接合在一起以形成蒸发腔；支撑柱，所述支撑柱设置在所述蒸发腔内并与所述第一和第二板接触；以及粉末柱，所述粉末柱设置在所述蒸发腔内，与所述第一板的相反于所述热输入面的部位接触，并与所述第二板接触；其中，所述支撑柱覆盖有毛细芯材料，所述粉末柱由毛细芯材料制成。

【技术特征摘要】
1.一种热管散热器，包括：第一板，所述第一板具有周向边缘和热输入面；第二板，所述第二板与所述第一板间隔开且具有周向边缘，所述第一和第二板的周向边缘接合在一起以形成蒸发腔；支撑柱，所述支撑柱设置在所述蒸发腔内并与所述第一和第二板接触；以及粉末柱，所述粉末柱设置在所述蒸发腔内，与所述第一板的相反于所述热输入面的部位接触，并与所述第二板接触；其中，所述支撑柱覆盖有毛细芯材料，所述粉末柱由毛细芯材料制成。2.如权利要求1所述的热管散热器，其中所述第一板的热输入面至少部分由所述第一板的凸台形成，所述凸台相对于所述第一板的相邻区域不在同一面上。3.如权利要求2所述的热管散热器，还包括位于所述第一板的内表面上的毛细芯材料。4.如权利要求3所述的热管散热器，其中所述毛细芯材料是烧结毛细芯材料。5.如权利要求1所述的热管散热器，还包括至少一拉伸环间隔件，所述拉伸环间隔件形成在所述第二板上，横穿所述蒸发腔，并与所述第一板接触。6.如权利要求5所述的热管散热器，其中所述至少一个拉伸环间隔件的深度大于其直径。7.如权利要求5所述的热管散热器，其中所述拉伸环间隔件是中空的。8.如权利要求7所述的热管散热器，其中所述拉伸环间隔件具有相反的开口端，一紧固件能够穿过所述开口端。9.如权利要求5所述的热管散热器，还包括一...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰罗姆·E·托斯，
申请(专利权)人：爱美达深圳热能系统有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44