專利名稱：把管子與塊狀接頭連接起來的槽連接件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及熱擴散裝置，特別涉及把這種裝置與熱源連接起來的連接件。
背景技術(shù)：
的描述散熱器是廣泛地使用的耗散，在某些情況，吸收來自需要保持冷卻的物體的熱的裝置，這些物體如機械設(shè)備或計算機裝備。散熱器的一種型式包括導(dǎo)熱材料的塊體，或者蒸發(fā)板，其上加工有槽或孔。散熱管通過此槽插入以便通過周圍熱板的導(dǎo)熱材料吸收和耗散傳導(dǎo)給它的熱。熱板裝在需要冷卻的物體上，這些物體如計算機箱體的壁或者計算機中集成電路的安裝件。

圖1所示是這種散熱器型式的一個例子，其中槽101穿過熱板110，而熱擴散管105保持在槽101內(nèi)。為達到散熱器這種型式的最大效率，就需要熱管表面和槽的內(nèi)壁或表面面積之間最大的結(jié)合面積。對這種型式的大多數(shù)散熱器，使用一種粘結(jié)材料(在圖1中以103表示)將熱管連接到槽的內(nèi)表面壁上。
在裝配散熱器時，首先填入粘結(jié)劑103以便覆蓋槽的壁。但是，當(dāng)以后插入熱管時，該管子就移去某些粘結(jié)材料103并造成比要求的連接區(qū)域要小的連接區(qū)域。在現(xiàn)有技術(shù)中已提出若干解決此問題的方案。
分別在圖2A和2B的透視圖和橫剖視圖中表示的一種解決方案是一種散熱器，在該散熱器中，與封閉槽101相反，一個開口槽201形成在熱板210中同時槽201具有基本等于管子205的直徑的直徑。這導(dǎo)致一種“半開”的設(shè)計。在裝配時，一種粘結(jié)劑203可直接施加到槽201上，然后管子205可以放置在槽201中而不會移去粘結(jié)劑203。這種方法的一個缺點是管子表面面積208的相當(dāng)大的部份不與熱板接觸，因此導(dǎo)致比最佳熱傳導(dǎo)要小的熱傳導(dǎo)。
授予Meyer，IV等的美國專利5 826 645提出的另一解決方法分別如圖3A和3B的透視圖和橫剖視圖所示。在該文件中，熱管305由兩個延長的小片320與321保持在適當(dāng)位置。當(dāng)熱板首先被制成時，延長小片320和321對散熱器的表面是垂直的，如圖3B所示。然后延長小片320和321向下彎曲以便接觸并將熱管子305保持在適當(dāng)位置，如圖3A所示?？梢允且环N熱傳導(dǎo)粘結(jié)劑，低溫熔劑膏或潤滑劑之類的充填劑材料326填充在熱管305和延長小片320和321之間的區(qū)域。這一解決方案存在幾個問題。首先，為產(chǎn)生和彎曲延長小片需要額外的制造和裝配步驟。其次，延長小片的邊緣壓靠著熱管的邊緣，并且可能損壞熱管的側(cè)面。第三，放置在熱管兩側(cè)的大量充填劑材料是無效和無用的。
因此，就需要一種能有效地使熱管保持在適當(dāng)位置的散熱器組件，同時在熱傳導(dǎo)材料與熱管之間提供有效的熱傳導(dǎo)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種散熱器組件，在該組件中粘結(jié)材料經(jīng)濟地和有效地將熱管連接到熱板的內(nèi)表面上。
本發(fā)明的另一目的是提供一種散熱器組件，在該組件中粘結(jié)材料易于施加和涂敷(吸)到熱管與熱板內(nèi)表面之間。
通過本發(fā)明可實現(xiàn)這些和其它目的，本發(fā)明提供了一種傳熱組件，具有在橢圓或圓形槽內(nèi)限定熱管的熱塊體，該槽具有在熱塊體表面上敞開的橫向縫隙，因而允許更容易和更有效地應(yīng)用粘結(jié)材料和更有效的傳熱。
本發(fā)明還提供了一種形成傳熱組件的方法，包括在熱板中形成槽；沿槽的長度在熱板中形成縫隙，將熱管插入槽中，以及通過縫隙在槽與熱管之間的間隙中放置熱傳導(dǎo)粘結(jié)材料等步驟。
通過以下參照附圖的詳細描述，本發(fā)明的其它目的與特征將變得顯而易見。但是，應(yīng)該理解，附圖僅用于說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明的限定，本發(fā)明的限定應(yīng)參照所附權(quán)利要求。還應(yīng)進一步理解附圖無需按比例畫出，除非加以說明，它們僅僅是為了概念性地說明結(jié)構(gòu)與此處描述的過程。
最佳實施例的詳細說明本發(fā)明的最佳實施例包括一個導(dǎo)熱材料塊體(或熱板)410，該塊體410具有鉆或銑出的槽或溝401，該槽具有在該槽401上面的熱板中形成的橫向縫隙450。該槽401和/或縫隙450可以通過模制方法、鉆加工或其它在技術(shù)領(lǐng)域眾所周知的機械加工技術(shù)來形成。該槽的直徑大于橫向縫隙450的寬度同時其尺寸定得可接受熱管405，同時提供額外的空間以便允許在槽壁上施加導(dǎo)熱的粘結(jié)材料403，將熱管405粘結(jié)到熱板410的槽壁上，下面將更充分地討論。
使用一種導(dǎo)熱的粘結(jié)材料403或粘結(jié)劑把熱管405與槽401熱連接起來。這是由經(jīng)過縫隙450將粘結(jié)材料或粘結(jié)劑403施加到在熱管405和槽401之間形成的間隙407來完成的。例如，如果粘結(jié)劑403是一種導(dǎo)熱粘結(jié)低溫焊劑膏，它可以經(jīng)過縫隙450施加到槽401的頂部。然后，散熱組件將被加熱，導(dǎo)致結(jié)合物沿管子405的二側(cè)向下流動。當(dāng)?shù)蜏睾竸┰跓峁?05二側(cè)之間以及熱管405和槽401壁之間的全部或基本上全部接觸面積流動時，因而填滿間隙407，產(chǎn)生有效的熱接觸。
作為另一例子，導(dǎo)熱粘結(jié)劑403可以以一種預(yù)型件或膏狀施加到間隙407中，在熱管405放置在槽405中之前或之后進行，或者可以當(dāng)管子405一旦處于適當(dāng)位置時由壓力通過縫隙450直接壓入間隙407來放置。如以上討論的焊錫，通過加熱散熱器組件，以允許預(yù)成型物流動或者施加膏或預(yù)成型物然后加熱組件，預(yù)型件或膏狀物將在間隙407中固化。
如圖4A和4B所示，以及如下面的解釋，沿槽401的長度加工出橫向縫隙450以便在那里提供通道。熱管405幾乎整個圓周被槽401包圍因此確保熱管405被適當(dāng)?shù)赜刹郾诩s束并包含在槽壁內(nèi)。更特別的是，橫向縫隙450具有比槽401的直徑“b”小的寬度“a”。因此，當(dāng)熱管405放入槽401內(nèi)時，橫向槽450的尺寸防止管子405在垂直于槽長度的方向從槽401移出。如上所述，如技術(shù)中眾所周知的橫向槽450可以通過模制、鉆削技術(shù)或其它機械技術(shù)來形成。
雖然熱管405最好基本上是圓形截面，但優(yōu)選實施例的槽401具有稍微橢圓的橫截面，因此確保在裝配過程中粘結(jié)材料可以通過橫向縫隙450有效地插入。在其它實施例中，熱管405和槽401二者的橫截面可以采取多種封閉的曲線形狀，從圓形到橢圓和卵形。
不論熱管和槽采用什么形狀，本發(fā)明的優(yōu)選實施例在熱管和槽壁之間保持適當(dāng)?shù)慕缑娉叽鐬榱俗畲蟮臒醾鬟f。換句話說，盡可能多的熱管表面積通過槽壁與熱板接合。由于槽包圍熱管的幾乎整個橫截面圓周，因此在熱管405與板410之間存在一個增加的管表面面積，因而確保最大量的熱傳導(dǎo)。
橫向縫隙450允許沿放置在槽開口中的熱管的頂部和側(cè)面容易地施加粘結(jié)劑403。一種合適的粘結(jié)劑可能是環(huán)氧樹脂或低溫焊劑膏，或者其它本專業(yè)技術(shù)人員已知的那些一般具有適當(dāng)?shù)臒醾鲗?dǎo)特性以便熱連接和粘結(jié)管子405到板410上去的材料。在優(yōu)選實施例中，在熱管外表面和槽壁之間設(shè)置間隙407，低溫焊劑或環(huán)氧樹酯以一種已知的方式施加于該間隙中以便在其間提供最佳的“燈芯”效應(yīng)，諸如當(dāng)加熱組件以允許結(jié)合物流動時有這一作用。因此，存在低溫焊劑或環(huán)氧樹脂的有效的“燈芯”效應(yīng)以便覆蓋包圍在槽間隙中的整個表面。
當(dāng)?shù)蜏睾竸┗蛘辰Y(jié)劑403完全充填熱管和熱板之間的界面間隙407中時發(fā)生最佳的熱傳導(dǎo)。當(dāng)全部空氣從間隙中排除并代之以粘結(jié)劑403時，產(chǎn)生最有效的熱連接。使用參照圖4A和4B描述的創(chuàng)造的槽設(shè)計，低溫焊劑或粘結(jié)劑將發(fā)生燈芯的“虹吸”作用以充填或近乎充填熱板與熱管的界面。
因此，根據(jù)本發(fā)明的散熱器組件能夠有效地將熱管保持在適當(dāng)位置，同時在熱板和熱管之間提供更有效的熱傳導(dǎo)。此外，根據(jù)本發(fā)明的散熱器組件中的粘結(jié)材料易于通過縫隙450施加并擴散(虹吸)到熱管與槽的內(nèi)表面之間，因而提供一種經(jīng)濟的和更有效的熱傳遞連接。
盡管已經(jīng)表示并描述和指出本發(fā)明在應(yīng)用到其最佳實施例時的基本的新穎特性，但應(yīng)該理解本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不偏離本發(fā)明的精神下可以進行各種省略和替代以及和就裝置以及其操作的形式和細節(jié)作變化。例如，以基本同樣方式進行同樣作用達到同樣結(jié)果的那些元件和/或方法步驟的所有組合處于本發(fā)明的范圍以內(nèi)。此外，應(yīng)該認識到與以本發(fā)明的任何公開的形式或?qū)嵤├黄鸨硎竞?或描述的結(jié)構(gòu)和/或元件和/或方法步驟可以結(jié)合到任何其它公開的或描述的或建議的形式或?qū)嵤├凶鳛樵O(shè)計選擇的一般內(nèi)容。因此，僅僅由此處附加的權(quán)利要求的范圍作為本發(fā)明的限定。
權(quán)利要求
1.一種傳熱組件，包括一個具有由槽壁限定的槽的熱板，所述槽具有橫截面，所述熱板具有在該熱板一個表面中形成的縫隙，所述縫隙基本上沿所述槽的長度延伸到所述槽中；一個熱管，具有一外表面、橫截面，且尺寸定得可放入所述槽中，因此一個間隙形成在所述管的外表面與所述的槽壁之間，所述管的橫截面大于所述縫隙的寬度以便當(dāng)所述管在相對于所述槽長度在垂直方向移動時避免所述的熱管從所述的槽移出；以及通過所述縫隙放入所述間隙的粘結(jié)材料，所述粘結(jié)材料將所述熱管固定到所述熱板上并在其間提供熱連接。
2.按照權(quán)利要求1的傳熱組件，其特征在于所述槽的橫截面具有以下的一種形狀基本上的圓形，基本上的橢圓形和基本上的卵形。
3.按照權(quán)利要求1的傳熱組件，其特征在于所述管的橫截面具有以下的一種形狀基本上的圓形，基本上的橢圓形和基本上的卵形。
4.按照權(quán)利要求2的傳熱組件，其特征在于所述管的橫截面具有以下的一種形狀基本上的圓形，基本上的橢圓形和基本上的卵形。
5.按照權(quán)利要求1的傳熱組件，其特征在于所述的粘結(jié)材料是低溫焊劑膏、環(huán)氧樹脂和粘結(jié)劑中的一種。
6.按照權(quán)利要求1的傳熱組件，其特征在于所述的粘結(jié)材料基本上填滿所述間隙。
7.一種形成傳熱組件的方法，包括以下步驟提供具有表面的熱板；在所述的熱板中形成一槽，所述的槽具有橫截面和長度；基本上沿所述的槽的長度在所述熱板的表面中形成一縫隙，所述的縫隙具有小于所述槽的橫截面的寬度并延伸到所述槽中以便提供經(jīng)過所述熱板表面到所述槽的通道；沿所述的槽的長度的至少一部分將熱管插入所述的槽，所述的管的尺寸設(shè)成在所述的管的外表面與限定所述的槽的壁之間形成間隙；以及通過所述的縫隙進入所述間隙將導(dǎo)熱粘結(jié)材料置于所述間隙中，以便將所述的管熱連接到所述熱板上。
8.按照權(quán)利要求7的形成傳熱組件的方法，其特征在于進一步包括以下步驟加熱傳熱組件以造成所述導(dǎo)熱粘結(jié)劑流動進入并基本填滿所述間隙。
9.按照權(quán)利要求7的形成傳熱組件的方法，其中所述的槽橫截面具有以下的一種形狀基本上的圓形，基本上的橢圓形和基本上的卵形。
10.按照權(quán)利要求7形成傳熱組件的方法，其特征在于所述管的橫截面具有以下的一種形狀基本上的圓形，基本上的橢圓形與基本上的卵形。
11.按照權(quán)利要求9形成傳熱組件的方法，其特征在于所述的管的橫截面具有以下的一種形狀基本上的圓形，基本上的橢圓形和基本上的卵形。
12.按照權(quán)利要求9形成傳熱組件的方法，其特征在于所述的導(dǎo)熱粘結(jié)材料是低溫熔劑膏、環(huán)氧樹脂和粘結(jié)劑的一種。
13.按照權(quán)利要求7形成傳熱組件的方法，其特征在于所述導(dǎo)熱粘結(jié)材料基本上填滿所述間隙。
全文摘要
一個熱板(410)包含放置在開有縫隙(450)的槽(401)內(nèi)的熱管(405)。
文檔編號F28D15/02GK1427941SQ01808932
公開日2003年7月2日 申請日期2001年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月4日
發(fā)明者張志文, 馬文·F·穆爾, 羅伯托·普羅斯佩里 申請人:阿維德塞馬洛伊有限責(zé)任公司