專利名稱：具有貫通安裝孔的集成電路熱管傳熱片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有源固態(tài)器件，尤其涉及用于冷卻集成電路芯片的熱管，其中該熱管設(shè)計為與集成電路直接接觸設(shè)置。
背景技術(shù)：
隨著集成電路芯片尺寸的減小和功率的增加，所需的散熱片和傳熱片已經(jīng)變得比芯片還大。當(dāng)整個熱輸入表面上施加的熱通量均勻時，散熱片最為有效。當(dāng)具有大的熱輸入平面的散熱片貼附于一個接觸區(qū)域小得多的熱源時，會沿散熱片熱輸入表面到散熱片其他未與集成電路芯片接觸區(qū)域直接接觸的部分產(chǎn)生很大熱流阻力。更大功率且更小的熱源，或者偏離散熱片中心的熱源，會增加平衡散熱片熱流的阻力。這種現(xiàn)象會引起散熱片不同部分的傳熱效率的巨大差異。這種不平衡傳熱的結(jié)果是，由于工作溫度高使集成電路芯片的性能和可靠性降低。
當(dāng)散熱片大于被冷卻的器件時，克服熱流阻力的一種強(qiáng)力方法是，增加散熱片的尺寸，增加與被冷卻器件接觸的散熱片表面的厚度，增加冷卻散熱片的氣流，或者降低冷卻空氣的溫度。但是，這些方法會增加重量、噪聲、系統(tǒng)復(fù)雜性以及費用。
如果有一種用于集成電路芯片的、簡單輕質(zhì)的散熱片，具有即使只有部分表面與芯片接觸時也基本等溫的表面，并具有簡單的方法來保證與集成電路芯片的緊密接觸，使芯片與散熱片間的傳熱效果好，將會是很有利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一用于集成電路芯片的便宜的熱管傳熱片，具有簡單輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)。它易于制造，幾乎不需額外空間，并提供附加表面區(qū)域用于冷卻集成電路以及用于連接到傳熱器件上以將熱從集成電路芯片移至熱可以被輕易除去的位置。并且，熱管傳熱片的結(jié)構(gòu)保證了精確平整度，使從熱源到散熱片的傳熱最大化，并具有貫通其本體的孔以便于安裝。
本發(fā)明的傳熱片是一熱管，由于該熱管通過常規(guī)的螺釘連接到集成安裝板上從而與集成電路緊密接觸，因此不需對電路板或插座進(jìn)行大的修改。這意味著本發(fā)明只是用了很少量的簡單部件。并且，將傳熱片靠設(shè)在芯片上的上述螺釘還可用于將翅狀散熱片夾在傳熱片的另一面。
熱管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是一具有有限量液體的真空蒸發(fā)室，包含一種式樣的隔離裝置，該隔離裝置在構(gòu)成蒸發(fā)室的兩個板或任意其他界面結(jié)構(gòu)間延伸，并與構(gòu)成蒸發(fā)室的兩個板或任意其他界面結(jié)構(gòu)接觸。該隔離裝置防止板向內(nèi)彎曲，從而可保持與集成電路芯片接觸所需的平整表面。該隔離裝置可以為實心柱狀物，在兩板之一形成的凹凸結(jié)構(gòu)(embossed depressions)，或者這兩種情況的結(jié)合。多孔滲水毛細(xì)吸液芯材料也覆蓋在熱管內(nèi)表面，并具有相當(dāng)大的厚度圍繞熱管里的隔離裝置，從而形成圍繞支撐的隔離裝置的多孔滲水吸液芯支柱。因此，吸液芯在多處位置跨過板間空隙，并包括通過硬釬焊料(brazing compound)連接在一起的多個粒子，在多個粒子中的相鄰粒子間形成硬釬焊料的焊腳，從而在粒子間形成了毛細(xì)通道網(wǎng)。
隔離裝置起到了很重要的作用。它們支撐平板，防止平板向內(nèi)彎曲并扭曲板而使優(yōu)良傳熱所需的平整表面變形。隔離裝置還為跨過板間空隙的毛細(xì)吸液芯支柱的部分提供了重要的支撐，使傳熱片具有不受重力制約的特性；并且吸液芯支柱圍繞的隔離裝置保證了毛細(xì)吸液芯不會受到破壞性壓力。
隔離裝置還使設(shè)置孔穿入并貫通蒸發(fā)室成為可能，這存在一個明顯的矛盾，因為熱管真空室應(yīng)該是真空密閉的。這是通過粘合隔離裝置實現(xiàn)的，如果隔離裝置是實心的，則粘合到熱管的兩個板上，如果隔離裝置是浮凸在一個板上，則將與另一板接觸的凹陷粘合到該另一板上。通過把隔離裝置粘合到一個或兩個板上，在隔離裝置內(nèi)部可形成通孔，并且對與孔完全隔離的熱管蒸發(fā)室的真空完整性沒有任何影響。
本發(fā)明的一可選具體實施例為利用簡單的螺釘安裝熱管傳熱片提供了同樣的條件，即使熱管沒有內(nèi)部隔離裝置。本實施例在兩板外邊緣周圍的實心界面結(jié)構(gòu)中形成了通孔。熱管的這部分，基于其自身的基本功能，已通過兩板間的粘合被封閉于蒸發(fā)室之外，在它內(nèi)部形成一通孔的附加條件僅為粘合區(qū)域的寬度大于孔直徑。很明顯，由于將孔設(shè)置在外圍唇邊，熱管的界面結(jié)構(gòu)可以為任意形狀。
本發(fā)明的另一可選具體實施例提供了集成電路芯片和熱管傳熱片間改良的傳熱。這是通過在與芯片直接接觸之處的熱管內(nèi)部使用不同的毛細(xì)吸液芯材料而實現(xiàn)的。與芯片接觸的熱管表面區(qū)域的部分吸液芯，是由更高熱傳導(dǎo)率的燒結(jié)粉末構(gòu)成，而不是采用熱管其他部分都使用的一樣的燒結(jié)銅粉吸液芯。這種粉末可以是銀、金剛石或許多本領(lǐng)域周知的其他材料。這為最重要的傳熱區(qū)域，即集成電路芯片，提供了更好的傳熱。
因此，本發(fā)明為熱管提供了出眾的傳熱特性，以及最簡單的安裝裝置-只是幾個標(biāo)準(zhǔn)的螺釘。


本發(fā)明的這些以及其他特征和優(yōu)點將通過在下面優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述揭示或明顯反映出來，這些實施例將與附圖一同考慮，其中相同的標(biāo)號表示相同的部分，并且其中圖1是具有穿過蒸發(fā)室的通孔并與翅狀散熱片接觸的平板熱管一具體實施例的截面圖；圖2是為了圖解清楚將翅狀散熱片從圖1所示平板熱管移除后的截面圖；圖3是圖1和圖2所示平板熱管的平面圖；圖4是依照本發(fā)明形成的吸液芯結(jié)構(gòu)的一部分的分解放大圖；圖5表示依照本發(fā)明一具體實施例形成的硬釬焊(brazed)吸液芯；圖6表示依照本發(fā)明的另一具體實施例形成的又一硬釬焊吸液芯。
具體實施例方式
熱管10是通過將兩個成形板，接觸板18和蓋板20，粘合在一起，形成一界面結(jié)構(gòu)而構(gòu)建的。通過常規(guī)的方法，例如軟釬焊或硬釬焊，將接觸板18和蓋板20在外圍唇邊22和24密封在一起，形成熱管10。然后，熱管10被抽空以排除所有不可冷凝的氣體，并將適量的傳熱流體注入熱管中。這是構(gòu)建熱管的常規(guī)方法，在熱管領(lǐng)域是能被充分理解的。
但是，熱管10內(nèi)部的構(gòu)建是非常規(guī)的。接觸板18是基本平直的，除了外圍唇邊24；蓋板20包括多個凹陷26。凹陷26的形狀和尺寸使得當(dāng)接觸板18和蓋板20連接時，凹陷26的平直部分與接觸板18的內(nèi)表面28接觸。從而，凹陷26保證了接觸板18和蓋板20間的間隙將被保持，即使熱管10內(nèi)部與周圍環(huán)境的壓差可能在其他情況下引起兩個板相對彎曲。
熱管10還包括覆蓋了整個接觸板18內(nèi)表面的內(nèi)部燒結(jié)金屬毛細(xì)吸液芯30。在熱管領(lǐng)域能被充分理解的是，毛細(xì)吸液芯提供了一種機(jī)制，通過該機(jī)制，冷凝于熱管冷卻冷凝器的液體被運送回較熱的蒸發(fā)器，在這里它會被蒸發(fā)。蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽移動到冷凝器，在冷凝器里它會再被冷凝。狀態(tài)的兩種變化，在較熱的地方蒸發(fā)，在較冷的地方冷凝，將熱從蒸發(fā)器傳出到冷凝器。
在本發(fā)明中，熱管10還具有跨過接觸板18和蓋板20間空隙的毛細(xì)吸液芯支柱32。從而，支柱32使蓋板16和接觸板14通過連續(xù)的毛細(xì)吸液芯互相連接。這種幾何結(jié)構(gòu)保證了，即使熱管10定位使得蓋板16低于接觸板14，冷凝于蓋板20內(nèi)表面34的液體也會與毛細(xì)支柱32接觸。從而液體會移動回作為蒸發(fā)器的升高的表面28，因為它與產(chǎn)生熱的集成電路(未示出)接觸。毛細(xì)支柱32由凹陷26環(huán)繞和支撐，防止結(jié)構(gòu)脆弱的毛細(xì)支柱32被損壞。
圖1還顯示了典型地用于包圍和保護(hù)熱管10的框架36?？蚣?4完全包圍熱管10，并與接觸板18的邊緣24相接觸。當(dāng)熱管10用于冷卻一與接觸板18相靠設(shè)的集成電路芯片(未示出)時，蓋板20與和散熱片16連接的散熱板38緊密接觸。熱管10、框架34和散熱板38的整個裝配連接在一起，接觸板18和集成電路芯片通過用虛線標(biāo)示的常規(guī)螺絲40相靠設(shè)，螺絲40被置于散熱板38的孔42中，穿過熱管10的孔12，并擰入集成電路芯片的安裝板(未示出)。
由于孔12的獨特位置，孔12穿過熱管10并不會破壞它的真空完整性?？?2位于密封結(jié)構(gòu)中，例如實心柱狀物44，由于柱狀物44與蓋板20在位置46粘合，穿過支柱44內(nèi)部的孔12不會對熱管10的內(nèi)部有任何影響。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例具有圖1所示熱管10的結(jié)構(gòu)。這個熱管大約3.0英寸*3.5英寸，總厚度0.200英寸。蓋板20和接觸板18由0.035英寸厚的無氧高導(dǎo)電性銅構(gòu)成，凹陷26跨過熱管10內(nèi)部體積的0.100英寸高度。凹陷26的平直部分直徑為0.060英寸。毛細(xì)吸液芯30由燒結(jié)銅粉構(gòu)成，平均厚度0.040英寸。支柱44的外直徑為0.250英寸，孔12的直徑為0.210。
圖2為本發(fā)明平板熱管11另一可選實施例的截面圖，通孔48位于熱管的外圍唇邊22和24，孔50示于另一密封結(jié)構(gòu)，凹陷26之一。在凹陷26中形成孔50只需要凹陷26的底部必須與接觸板18的內(nèi)表面28粘合，以防止熱管內(nèi)的真空損失。當(dāng)然，外圍邊緣區(qū)域也是一密封結(jié)構(gòu)，這是由于唇邊22和24的粘合是固有的，因為熱管11必須在其邊緣密封以將內(nèi)部從外界空氣隔離。
圖2所示的熱管11與圖1所示的熱管10的區(qū)別僅在于圖2中沒有顯示翅狀散熱片16，圖2中的唇邊22和24略長一些以配合孔48，并且顯示了孔50。實際上，圖2也包括了圖12所示的通孔12。雖然孔12、孔48及孔50不太可能應(yīng)用于同一組裝中，但是在每個熱管上制造所有這些孔，使同一熱管傳熱片可與不同構(gòu)造的翅狀散熱片一起使用，對制造的經(jīng)濟(jì)性來說可能是值得的。沒有使用的孔對本發(fā)明的作用和益處沒有任何影響。
圖3是本發(fā)明的熱管10的接觸板18的內(nèi)表面平面圖，顯示了毛細(xì)吸液芯30的區(qū)域31。區(qū)域31由燒結(jié)銀粉構(gòu)成。雖然毛細(xì)吸液芯30的剩余部分是常規(guī)燒結(jié)金屬，如銅，但是位于接觸板18與集成電路芯片(未示出)相對表面上的毛細(xì)吸液芯30的區(qū)域31，是由銀粉構(gòu)成的。銀粉具有的更高的熱傳導(dǎo)率，使吸液芯30的區(qū)域31具有明顯更好的熱傳導(dǎo)，從而減小了集成電路芯片和熱管10內(nèi)蒸汽的溫度差。這種溫度差的減小直接影響了熱管10的作用，本質(zhì)上導(dǎo)致了芯片運行溫度同樣降低。
在本發(fā)明的一具體實施例中，接觸板18的內(nèi)表面設(shè)置有一硬釬焊吸液芯65。硬釬焊吸液芯65包括與通常稱為“硬釬焊(braze)”或硬釬焊料70的焊料或金屬化合物相結(jié)合的多個金屬粒子67?！坝测F焊”被理解為用熱量和焊料，如硬釬焊料70連接金屬。硬釬焊料70通常具有一熔化溫度，該溫度高于450℃-1000C，但是低于連接以形成硬釬焊吸液芯65的金屬粒子67的熔點。
通常，為了依據(jù)本發(fā)明形成硬釬焊吸液芯65，多個金屬粒子67和硬釬焊料70被一起加熱到熔化硬釬焊料70但不熔化多個金屬粒子67的硬釬焊溫度。值得注意的是，在硬釬焊時，金屬粒子67并不像燒結(jié)一樣熔合在一起，而是通過建立再次固化硬釬焊料的焊腳(圖5和圖6中用附圖標(biāo)記73標(biāo)識)，在硬釬焊料70和相鄰金屬粒子67的表面建立冶金粘合而連接在一起的。有利地，硬釬焊料70被吸入金屬粒子67的多孔滲水混合物以建立焊腳73的原理是“毛細(xì)管作用”，即多孔滲水材料空隙內(nèi)流體的運動歸因于流體表面分子間固有的吸引力。因此，當(dāng)硬釬焊料70被液化，熔化的硬釬焊金屬的分子相互吸引，正如熔化的硬釬焊和各個金屬粒子67表面間的表面張力將熔化的硬釬焊向每個相鄰金屬粒子67相互接觸的位置拉拽。當(dāng)熔化的硬釬焊金屬再次固化時，在每個這樣的位置形成焊腳73。
在本發(fā)明中，硬釬焊料70和焊腳73形成了比，如燒結(jié)或熔合技術(shù)具有更高熱傳導(dǎo)率的吸液芯，這種更高熱傳導(dǎo)率吸液芯直接改善了具有該吸液芯的傳熱裝置的導(dǎo)熱性，例如熱管、環(huán)狀熱管等?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，取決于如區(qū)域31所受熱通量的狀況，硬釬焊吸液芯65傳導(dǎo)率的提高在與熱傳導(dǎo)率提高直接成比例和熱傳導(dǎo)率提高的平方根之間。重要的是，硬釬焊料70的材料成份必須是經(jīng)由選擇的，從而不會將化學(xué)不相容引入構(gòu)成平板熱管10的材料體系中。
金屬粒子67可以從任何具有高熱傳導(dǎo)率的材料中選擇，它們適合于制造到硬釬焊多孔滲水結(jié)構(gòu)中，如碳、鎢、銅、鋁、鎂、鎳、金、銀、氧化鋁、氧化鈹或類似材料，并且可以包含大體球形的、扁圓或扁長球狀體的、橢圓的，或不很可取的任意或規(guī)則多邊形的，或具有變化截面形狀的絲狀的粒子。例如，當(dāng)金屬粒子67由熔化點大約為1083℃的銅球體(圖5)或扁球體(圖6)構(gòu)成時，平板熱管10的總的吸液芯硬釬焊溫度將在1000C左右。通過改變金屬粒子67混合物中硬釬焊料70的百分比，或通過為硬釬焊料70使用更為“反應(yīng)慢”的合金，可以為金屬粒子67和焊腳73間提供一寬范圍的熱傳導(dǎo)特性。
例如，在一銅/水熱管中，各種銅/金硬釬焊的比例都可以應(yīng)用，雖然在硬釬焊中利用更多的金會比較昂貴。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，硬釬焊料30的令人滿意的一種混合為重量占6％的細(xì)碎的(-325目)、65％/35％銅/金硬釬焊料，與銅粉(金屬粒子67)充分混合。硬釬焊多一些或少一些均可以，雖然太少的硬釬焊會減小硬釬焊吸液芯65的熱傳導(dǎo)率，但太多的硬釬焊會使吸液芯的孔被固化的硬釬焊金屬填充。一個最理想的范圍是約2％到約10％的硬釬焊料，取決于所用的硬釬焊配方。當(dāng)將銅粉作為金屬粒子67時，粒子的優(yōu)選形狀為球體或類球體。金屬粒子67應(yīng)該通常粗于大約200目，而細(xì)于大約20目。更細(xì)的吸液芯粉末粒子通常需要使用更細(xì)的硬釬焊粉末粒子。硬釬焊料70的硬釬焊粉末應(yīng)該通常比金屬離子67的尺寸小幾倍，以至于可以建立具有一致性質(zhì)的均勻硬釬焊吸液芯65。
其他硬釬焊也可用于硬釬焊銅吸液芯，包括鎳基鎳鉻焊料合金，銀/銅硬釬焊(silver/copper brazes)、錫/銀、鉛/錫以及甚至聚合體。本發(fā)明也不限于銅/水熱管。例如，可以利用鋁/鎂金屬間化合物合金進(jìn)行硬釬焊，生成鋁和鎂多孔滲水硬釬焊吸液芯。
硬釬焊料70通常應(yīng)該充分分布于各金屬粒子表面。硬釬焊料70的這種分布可以通過將硬釬焊料70與有機(jī)液態(tài)粘合劑，如乙基纖維素，進(jìn)行混合而實現(xiàn)，這樣在每個金屬粒子67的表面(即每個金屬球體或類球體的表面)產(chǎn)生了附著性，以與硬釬焊料70黏著。在本發(fā)明的一具體實施例中，十或二十克重的銅粉(金屬粒子67)與從裝有有機(jī)液態(tài)粘合劑如甲基丙烯酸異丁酯漆(ISOBUTYL METHACRYLATE LACQUER)的滴管中滴出的兩滴液體相混合，在每個金屬粒子67的表面(即每個金屬球體或類球體的表面)產(chǎn)生附著性以便硬釬焊料70附著。將硬釬焊料70的一種細(xì)碎粉末(例如-325目)混合到涂有液態(tài)粘合劑的銅粉粒子67中，并讓其充分風(fēng)干。約0.072克、重量約占6％、銅/金比例為65％/35％的銅/金硬釬焊料具有不錯的效果。將前述金屬粒子67的混合物和硬釬焊料70敷于平板熱管10的內(nèi)表面，例如接觸板18的內(nèi)表面，并均勻加熱以至于硬釬焊料70通過加熱金屬粒子67而熔化。熔化的硬釬焊料70被毛細(xì)作用吸引，當(dāng)其在金屬粒子67的混合物中固化時，形成焊腳73。例如，以1020C進(jìn)行二至八分鐘的真空焊接或氫焊，最好約5分鐘，被發(fā)現(xiàn)可在硬釬焊吸液芯內(nèi)形成足夠的焊腳。至少10-5托或更低壓力的真空就足夠了，如果使用氫熔爐則應(yīng)該使用濕氫。在一具體實施例中，5×10-5托或更低的真空條件下，裝置在1020℃真空點燃5分鐘。
應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明示出的形式只是優(yōu)選實施例。在功能和部件安排上可以做出各種改變，等同物可以替代圖解和描述的那些；并且某些特征可獨立于其他部分而使用，這都在本發(fā)明權(quán)利要求限定的精神和范圍內(nèi)。例如，通孔也可以穿透具有曲面的熱管界面結(jié)構(gòu)或者具有偏移面的熱管界面結(jié)構(gòu)，可產(chǎn)生與熱源或散熱片多種不同等級的接觸。
權(quán)利要求
1.一種用于傳熱的熱管，包括一界面結(jié)構(gòu)，其包含相隔離的第一和第二板，該第一和第二板限定了一封閉的具有毛細(xì)結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)室，該毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括通過硬釬焊料連接在一起的多個粒子，從而在所述多個粒子中的相鄰粒子間形成所述硬釬焊料的焊腳，以在所述粒子間形成毛細(xì)通道網(wǎng)；至少一個凹陷，形成于所述第一板，向所述蒸發(fā)室內(nèi)突出，并與所述第二板粘合；以及一開口，穿過所述至少一個凹陷及所述第二板，其中所述開口與所述蒸發(fā)室相隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于傳熱的熱管，其中包括至少一個隔離裝置，其位于所述蒸發(fā)室內(nèi)部，在所述第一和第二板間延伸并與所述第一和第二板接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于傳熱的熱管，其中所述相隔離的第一和第二板包含相對的內(nèi)部表面；并且一吸液芯位于所述相對內(nèi)部表面上，該相對內(nèi)部表面包含所述第一板的那部分內(nèi)部表面，該那部分內(nèi)部表面形成所述蒸發(fā)室內(nèi)的所述凹陷的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于傳熱的熱管，其中所述吸液芯由不同材料的至少兩個單獨部分構(gòu)成，其中一個部分位于所述第一板內(nèi)表面，構(gòu)成該部分的材料的熱傳導(dǎo)率高于位于所述第二板內(nèi)表面的部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于傳熱的熱管，其中所述凹陷包括一環(huán)形外表面，其與所述第二板的一對應(yīng)環(huán)形邊緣表面粘合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于傳熱的熱管，其中所述第一和第二板分別包含一外圍唇邊，該外圍唇邊位于所述界面結(jié)構(gòu)的邊緣并粘合在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于傳熱的熱管，其中所述多個粒子包括一第一熔化溫度，并且所述硬釬焊料包括一低于所述第一熔化溫度的第二熔化溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于傳熱的熱管，其中所述硬釬焊料包括重量約占百分之六十五的銅和重量約占百分之三十五的金粒子，以使所述硬釬焊料的所述焊腳形成于相鄰的所述多個粒子間，從而在所述粒子間建立毛細(xì)通道網(wǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于傳熱的熱管，其中所述焊腳通過在熔化狀態(tài)的所述硬釬焊料的毛細(xì)作用形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于傳熱的熱管，其中所述金屬粒子從碳、鎢、銅、鋁、鎂、鎳、金、銀、氧化鋁及氧化鈹構(gòu)成的組中選取。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于傳熱的熱管，其中所述金屬粒子包括一從球形、扁球體、扁長球體、橢圓體、多邊形及絲狀體構(gòu)成的組中選取的形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于傳熱的熱管，其中所述金屬粒子包括銅球體和扁銅球體中的至少一種，其熔點約為1083℃。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于傳熱的熱管，其中所述硬釬焊料包括重量占百分之六的細(xì)碎銅/金硬釬焊料。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于傳熱的熱管，其中所述硬釬焊料在約百分之二到約百分之十的范圍之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于傳熱的熱管，其中所述金屬粒子包括銅粉，該銅粉由大小在約二十目到約二百目范圍內(nèi)的粒子構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于傳熱的熱管，其中所述硬釬焊料粒子包括約負(fù)三百二十五目。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于傳熱的熱管，其中作為所述硬釬焊料的一組成部分的所述金屬粒子包括一小于所述金屬粒子的尺寸。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于傳熱的熱管，其中所述硬釬焊料從鎳基鎳鉻焊料合金、銀/銅硬釬焊、錫/銀、鉛/錫及聚合物構(gòu)成的組中選取。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于傳熱的熱管，其中所述多個金屬粒子包括鋁和鎂，且所述硬釬焊料包括一鋁鎂金屬間化合物合金。
20.一種用于傳熱的熱管，包括一界面結(jié)構(gòu)，包含相隔離的第一和第二板，該第一和第二板限定了一封閉的具有毛細(xì)結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)室，該毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括通過硬釬焊料連接在一起的多個粒子，從而在所述多個粒子中的相鄰粒子間形成所述硬釬焊料的焊腳，以在所述粒子間形成毛細(xì)通道網(wǎng)；形成于所述第一板的至少一個凹陷，突出到所述蒸發(fā)室中，并與所述第二板粘合；一開口，穿過所述第一板凹陷及所述第二板，其中所述開口與所述蒸發(fā)室相隔離；以及形成于所述第二板的至少一個凹陷，突出到所述蒸發(fā)室中，并與所述第一板粘合。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于傳熱的熱管，其中形成于所述第二板的所述至少一個凹陷包括一與所述第一板內(nèi)表面接觸的平直部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于傳熱的熱管，其中所述相隔離的第一和第二板包含相對的內(nèi)部表面；并且一吸液芯位于所述相對內(nèi)部表面上，該相對內(nèi)部表面包含所述第一板的那部分內(nèi)部表面，該那部分內(nèi)部表面形成所述蒸發(fā)室內(nèi)的所述凹陷的表面。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于傳熱的熱管，其中所述多個粒子包括一第一熔化溫度，并且所述硬釬焊料包括一低于所述第一熔化溫度的第二熔化溫度。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于傳熱的熱管，其中所述硬釬焊料包括重量約占百分之六十五的銅和重量約占百分之三十五的金粒子，以使所述硬釬焊料的所述焊腳形成于所述多個粒子的相鄰粒子間，從而在所述粒子間建立毛細(xì)通道網(wǎng)。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于傳熱的熱管，其中所述焊腳通過在熔化狀態(tài)的所述硬釬焊料的毛細(xì)作用形成。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于傳熱的熱管，其中所述金屬粒子從碳、鎢、銅、鋁、鎂、鎳、金、銀、氧化鋁及氧化鈹構(gòu)成的組中選取。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于傳熱的熱管，其中所述金屬粒子包括一從球形、扁球體、扁長球體、橢圓體、多邊形及絲狀體構(gòu)成的組中選取的形狀。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于傳熱的熱管，其中所述金屬粒子包括銅球體和扁銅球體中的至少一種，熔點約為1083℃。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的用于傳熱的熱管，其中所述硬釬焊料包括重量占百分之六的細(xì)碎銅/金硬釬焊料。
30.根據(jù)權(quán)利要求24所述的用于傳熱的熱管，其中所述硬釬焊料在約百分之二到約百分之十的范圍之間。
31.根據(jù)權(quán)利要求24所述的用于傳熱的熱管，其中所述金屬粒子包括銅粉，該銅粉由大小在約二十目到約二百目范圍內(nèi)的粒子構(gòu)成。
32.根據(jù)權(quán)利要求24所述的用于傳熱的熱管，其中所述硬釬焊料粒子包括約負(fù)三百二十五目。
33.根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于傳熱的熱管，其中作為所述硬釬焊料的一組成部分的所述金屬粒子包括一小于所述金屬粒子的尺寸。
34.根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于傳熱的熱管，其中所述硬釬焊料從鎳基鎳鉻焊料合金、銀/銅硬釬焊、錫/銀、鉛/錫及聚合物中選取。
35.根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于傳熱的熱管，其中所述多個金屬粒子包括鋁和鎂，并且所述硬釬焊料包括一鋁鎂金屬間化合物合金。
36.一種用于傳熱的熱管，包括一界面結(jié)構(gòu)，包含相隔離的第一和第二板，該第一和第二板限定了一封閉的具有毛細(xì)結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)室，該毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括通過硬釬焊料連接在一起的多個粒子，從而在所述多個粒子中的相鄰粒子間形成所述硬釬焊料的焊腳，以致于在所述粒子間形成毛細(xì)通道網(wǎng)；至少一個空心柱，其位于所述蒸發(fā)室內(nèi)并與所述第一和第二板密封粘合，具有一穿過所述第一板的第一開口端以及一穿過所述第二板的第二開口端，形成與所述蒸發(fā)室相隔離的至少一個安裝孔。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于傳熱的熱管，其中所述相隔離的第一和第二板包含相對的內(nèi)部表面；并且其中所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)位于所述第一和第二板相對內(nèi)部表面和設(shè)置于所述蒸發(fā)室內(nèi)的所述至少一個空心柱的外部表面上。
38.一種用于傳熱的熱管，包括一界面結(jié)構(gòu)，包含相隔離的一第一板和一第二板，每個所述板包含內(nèi)部相對表面以及一位于所述界面結(jié)構(gòu)邊緣并粘合在一起的外圍唇邊，從而限定了一具有毛細(xì)結(jié)構(gòu)的密封蒸發(fā)室，該毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括通過硬釬焊料連接在一起的多個粒子，以使所述硬釬焊料的焊腳形成于所述多個粒子的相鄰粒子間，從而在所述粒子間形成毛細(xì)通道網(wǎng)；至少一個凹陷，形成于所述第一板，突出到所述蒸發(fā)室中，與所述外圍唇邊相間隔，并與所述第二板粘合；一開口，穿過所述第一板凹陷及所述第二板，其中所述凹陷包括一環(huán)形外表面，該環(huán)形外表面與所述第二板的對應(yīng)的環(huán)形邊緣表面粘合，并且其中所述開口與所述蒸發(fā)室相隔離；至少一個隔離裝置，在所述第一板和第二板間延伸并與所述第一板和第二板接觸；以及其中所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)位于所述第一板和第二板的所述相對內(nèi)部表面，所述至少一個空心柱的外部表面設(shè)置于所述蒸發(fā)室內(nèi)。
39.一種用于傳熱的熱管，包括一第一板，具有限定一內(nèi)表面的一環(huán)繞邊緣唇邊，以及與所述第一板連接并相對于所述內(nèi)表面向外突出的至少一個空心柱；一第二板，與所述第一板空間隔離并相對，包含限定一內(nèi)表面的一環(huán)繞邊緣唇邊及穿過所述第二板的至少一個開口，所述第一和第二板的邊緣唇邊粘合在一起，限定一具有毛細(xì)結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)室，該毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括通過硬釬焊料連接在一起的多個粒子，以使所述硬釬焊料的焊腳形成于所述多個粒子的相鄰粒子間，從而在所述粒子間形成毛細(xì)通道網(wǎng)；其中所述至少一個空心柱與所述第二板的一端粘合，使所述至少一個空心柱與所述第二板的所述至少一個開口同軸排列，從而形成一貫穿所述第一板和第二板并與所述蒸發(fā)室隔離的安裝孔。
40.一種用于傳熱的熱管，包括一第一板，具有限定一內(nèi)表面的一環(huán)繞邊緣唇邊，以及相對于所述內(nèi)表面向外突出的至少一個凹陷；一第二板，與所述第一板空間隔離并相對，包含限定一內(nèi)表面的一環(huán)繞邊緣唇邊及穿過所述第二板的至少一個開口，所述第一和第二板的邊緣唇邊粘合在一起，限定一具有毛細(xì)結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)室，該毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括通過硬釬焊料連接在一起的多個粒子，以使所述硬釬焊料的焊腳形成于所述多個粒子的相鄰粒子間，從而在所述粒子間形成毛細(xì)通道網(wǎng)；其中所述至少一個凹陷具有一開口的管狀截面以及一外表面，該外表面的一部分與所述第二板粘合，使所述至少一個凹陷與所述第二板的所述至少一個開口同軸排列，從而形成一貫穿所述第一板凹陷及所述第二板并與所述蒸發(fā)室隔離的安裝孔。
41.一種用于傳熱的熱管，包括一第一板，具有限定一內(nèi)表面的一環(huán)繞邊緣唇邊，以及相對于所述內(nèi)表面向外突出的至少一個凹陷；一第二板，與所述第一板空間隔離并相對，包含(1)限定一內(nèi)表面的一環(huán)繞邊緣唇邊，(2)至少一個凹陷，向所述蒸發(fā)室突出，并與所述第一板的所述內(nèi)表面粘合，以及(3)貫通所述第二板的至少一個開口，所述第一和第二板的所述邊緣唇邊粘合在一起，以限定一具有毛細(xì)結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)室，該毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括通過硬釬焊料連接在一起的多個粒子，以使所述硬釬焊料的焊腳形成于所述多個粒子中的相鄰粒子間，從而在所述粒子間形成毛細(xì)通道網(wǎng)；其中所述第一板的所述至少一個凹陷具有在一第一端及一第二端開口的一管狀截面，并與所述第二板在所述第二端處粘合，使所述至少一個第一板凹陷與所述第二板的所述至少一個開口同軸排列，從而形成一貫穿所述第一板凹陷及所述第二板并與所述蒸發(fā)室隔離的安裝孔。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種能夠在熱管(10)、熱源和散熱片(16)間高效傳熱的熱管(10)。所述熱管(10)通過安裝孔(12)緊密靠設(shè)于熱源，安裝孔(12)穿過熱管結(jié)構(gòu)，但被封閉于蒸發(fā)室之外，這是因為它們各設(shè)置在密封結(jié)構(gòu)中，例如支柱(32)或圍繞蒸發(fā)室的殼體的實心層。所述熱管的另一個特征是利用通過硬釬焊料(70)連接在一起的多個粒子，在多個粒子(67)中的相鄰粒子間形成硬釬焊料的焊腳(73)，以在吸液芯的粒子間形成了毛細(xì)通道網(wǎng)。
文檔編號H01L23/427GK1957221SQ200580016943
公開日2007年5月2日 申請日期2005年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月7日
發(fā)明者彼得·M·迪森爾, 托馬斯·L·邁爾斯, 約翰·H·羅森菲爾德, 肯尼思·G·明納利 申請人:熱力公司