[發明專利]熱管和將熱管嵌入產品中的方法

有效

• 申請號: 201611150723.5
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106879225B
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: J·希爾瓦諾德索薩;B·賴特邁耶;M·波利奇;G·馬林格
• 申請（專利權）人: ATS奧地利科技與系統技術股份公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

本發明涉及一種熱管(10)用于冷卻電子設備，特別是部件載體(100)，包括帶填充有傳熱液(20)的空腔(12)的中心部(13)。在熱管(10)的縱向(11)上，與中心部(13)直接連接的是位于中心部(13)的第一端上的第一端部(14)和位于中心部(13)的對置第二端上的第二端部(15)，其中第一端部(14)和第二端部(15)分別包括具有表面長度(SL，SL₁，SL₂)和表面寬度(SW，SW₁，SW₂)的搭接結構(17)，并且其中每個搭接結構(17)與熱管(10)的中心部(13)導熱性地耦合。本發明還涉及一種包括至少一個用于冷卻其的熱管(10)的部件載體(100)以及一種用于生產所述部件載體(100)的方法。

技術領域

本發明涉及一種熱管用于冷卻電子設備，特別是載體，包括帶填充有傳熱液的空腔的中心部。本發明還涉及一種包括至少一個用于冷卻其的熱管的部件載體，以及一種用于生產所述部件載體的方法。根據本發明的熱管可以應用于而不只局限于如部件載體的電子設備，例如，印刷電路板、中間印刷電路板產品或者IC襯底，其中嵌入至少一個熱管，從而適合冷卻熱耗散電子部件。

背景技術

熱管是傳熱設備，該傳熱設備結合熱導和相變兩種原理，以有效管理兩個固體界面之間的熱傳遞。一般地，熱管被成形為密封管或者密封管路，并且通常由與工作液相容的材料，諸如充水熱管的銅制成。因此，熱管尤其在熱管的縱向上在互相隔開的兩個界面之間在沿著其長度的一維上增強熱傳遞。在熱管的熱界面，如與熱導固體表面接觸的液體的傳熱液通過從該表面吸收熱量轉變為蒸氣。傳熱液容納于熱管的腔內，該熱管的腔通常是封裝的封閉空腔，以避免傳熱液有任何損失。然后，蒸氣沿著熱管行進到冷界面，并且在那兒通過釋放潛熱凝結回到液體。然后，該液體通過毛細作用、離心力或者重力返回熱界面，并且重復該循環。

如今，扁平式或者平板式熱管常常在本行業中使用以改善電子設備的熱管理性能。例如，文獻WO 2007/096313 A1和WO 2010/121230 A1都涉及用于冷卻的平板式熱管。通常，將這些熱管設想為在熱管的制造過程中被壓平的柱形結構。

文獻JP 2000-138485 A公開了一種帶用于冷卻電子部件的熱管的印刷電路板。在制造PCB時，在一個內部金屬層的接地平面中整體地形成熱管，其中兩片銅板以這兩個壓緊的銅板形成帶之后填充有冷卻劑的腔的接地平面層的方式被壓在一起。缺點是，這樣整體形成的熱管的位置是由接地平面金屬層在PCB層內的布置預限定的。因此，電子部件與熱管隔開某個距離側向安裝。此外，這些熱管的制造成本高，并且還增強了PCB裝置的熱應力，因為在制造PCB時，必須在原地將銅板壓在一起。之后，在制造時，必須在接合的銅板的兩側上形成樹脂層，并且最后，在現場將其密封之前必須將冷卻劑填充到空腔中，以提供集成于接地平面層內的熱管。因此，在制造PCB時，只有當執行了上述所有制造步驟時，該集成熱管才起作用。

當代的熱管小到足以嵌入印刷電路板(縮寫為：PCB)結構中。然而，為了不破壞熱管的扁平形狀，這些熱管的組裝和操作的最高溫度范圍必須保持低于140℃，因為內部壓力的升高將使熱管變為圓柱形。缺點是，在極端溫度條件下，這可能導致PCB完全故障。因此，不能在裸PCB上組裝本技術領域內公知的扁平式熱管，因為表面安裝技術(縮寫為：SMT)組裝要求的高達280℃的高溫和后續軟熔階段要求的高達250℃的溫度會破壞熱管或者至少使熱管變形。因為該原因，對于PCB內的嵌入過程，對極端溫度變化，剛性強的圓柱形熱管為優選的。

關于嵌入部件的上述要求：因為JP 2000-138485 A公開的熱管不是單個獨立零件，而是在制造PCB時，以層向形成該熱管，所以其不能嵌入PCB結構中，至少不能作為填充有用于熱傳遞的冷卻劑或者液體的已經運行的熱管。