CN1427941A - 把管子与块状接头连接起来的槽连接件 - Google Patents

Abstract

一个热板(410)包含放置在开有缝隙(450)的槽(401)内的热管(405)。

Description

把管子与块状接头连接起来的槽连接件

本发明的领域

本发明涉及热扩散装置，特别涉及把这种装置与热源连接起来的连接件。

背景技术的描述

散热器是广泛地使用的耗散，在某些情况，吸收来自需要保持冷却的物体的热的装置，这些物体如机械设备或计算机装备。散热器的一种型式包括导热材料的块体，或者蒸发板，其上加工有槽或孔。散热管通过此槽插入以便通过周围热板的导热材料吸收和耗散传导给它的热。热板装在需要冷却的物体上，这些物体如计算机箱体的壁或者计算机中集成电路的安装件。图1所示是这种散热器型式的一个例子，其中槽101穿过热板110，而热扩散管105保持在槽101内。为达到散热器这种型式的最大效率，就需要热管表面和槽的内壁或表面面积之间最大的结合面积。对这种型式的大多数散热器，使用一种粘结材料(在图1中以103表示)将热管连接到槽的内表面壁上。

在装配散热器时，首先填入粘结剂103以便覆盖槽的壁。但是，当以后插入热管时，该管子就移去某些粘结材料103并造成比要求的连接区域要小的连接区域。在现有技术中已提出若干解决此问题的方案。

分别在图2A和2B的透视图和横剖视图中表示的一种解决方案是一种散热器，在该散热器中，与封闭槽101相反，一个开口槽201形成在热板210中同时槽201具有基本等于管子205的直径的直径。这导致一种“半开”的设计。在装配时，一种粘结剂203可直接施加到槽201上，然后管子205可以放置在槽201中而不会移去粘结剂203。这种方法的一个缺点是管子表面面积208的相当大的部份不与热板接触，因此导致比最佳热传导要小的热传导。

授予Meyer，IV等的美国专利5 826 645提出的另一解决方法分别如图3A和3B的透视图和横剖视图所示。在该文件中，热管305由两个延长的小片320与321保持在适当位置。当热板首先被制成时，延长小片320和321对散热器的表面是垂直的，如图3B所示。然后延长小片320和321向下弯曲以便接触并将热管子305保持在适当位置，如图3A所示。可以是一种热传导粘结剂，低温熔剂膏或润滑剂之类的充填剂材料326填充在热管305和延长小片320和321之间的区域。这一解决方案存在几个问题。首先，为产生和弯曲延长小片需要额外的制造和装配步骤。其次，延长小片的边缘压靠着热管的边缘，并且可能损坏热管的侧面。第三，放置在热管两侧的大量充填剂材料是无效和无用的。

因此，就需要一种能有效地使热管保持在适当位置的散热器组件，同时在热传导材料与热管之间提供有效的热传导。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能有效地将热管保持在适当位置同时在热传导材料与热管之间提供有效的热传导的散热器组件。

本发明的另一个目的是提供一种散热器组件，在该组件中粘结材料经济地和有效地将热管连接到热板的内表面上。

本发明的另一目的是提供一种散热器组件，在该组件中粘结材料易于施加和涂敷(吸)到热管与热板内表面之间。

通过本发明可实现这些和其它目的，本发明提供了一种传热组件，具有在椭圆或圆形槽内限定热管的热块体，该槽具有在热块体表面上敞开的横向缝隙，因而允许更容易和更有效地应用粘结材料和更有效的传热。

本发明还提供了一种形成传热组件的方法，包括在热板中形成槽；沿槽的长度在热板中形成缝隙，将热管插入槽中，以及通过缝隙在槽与热管之间的间隙中放置热传导粘结材料等步骤。

通过以下参照附图的详细描述，本发明的其它目的与特征将变得显而易见。但是，应该理解，附图仅用于说明本发明，而不是对本发明的限定，本发明的限定应参照所附权利要求。还应进一步理解附图无需按比例画出，除非加以说明，它们仅仅是为了概念性地说明结构与此处描述的过程。

附图简要说明

附图中：

图1是根据现有技术的钻通的散热器的透视图；

图2A和2B分别是根据现有技术的半开式散热器的透视图和横剖视图；

图3A和3B分别是根据现有技术的加小片的散热器的透视图和横剖视图；

图4A和4B分别是根据本发明的最佳实施例的透视图和横剖视图。

最佳实施例的详细说明

本发明的最佳实施例包括一个导热材料块体(或热板)410，该块体410具有钻或铣出的槽或沟401，该槽具有在该槽401上面的热板中形成的横向缝隙450。该槽401和/或缝隙450可以通过模制方法、钻加工或其它在技术领域众所周知的机械加工技术来形成。该槽的直径大于横向缝隙450的宽度同时其尺寸定得可接受热管405，同时提供额外的空间以便允许在槽壁上施加导热的粘结材料403，将热管405粘结到热板410的槽壁上，下面将更充分地讨论。

使用一种导热的粘结材料403或粘结剂把热管405与槽401热连接起来。这是由经过缝隙450将粘结材料或粘结剂403施加到在热管405和槽401之间形成的间隙407来完成的。例如，如果粘结剂403是一种导热粘结低温焊剂膏，它可以经过缝隙450施加到槽401的顶部。然后，散热组件将被加热，导致结合物沿管子405的二侧向下流动。当低温焊剂在热管405二侧之间以及热管405和槽401壁之间的全部或基本上全部接触面积流动时，因而填满间隙407，产生有效的热接触。

作为另一例子，导热粘结剂403可以以一种预型件或膏状施加到间隙407中，在热管405放置在槽405中之前或之后进行，或者可以当管子405一旦处于适当位置时由压力通过缝隙450直接压入间隙407来放置。如以上讨论的焊锡，通过加热散热器组件，以允许预成型物流动或者施加膏或预成型物然后加热组件，预型件或膏状物将在间隙407中固化。

如图4A和4B所示，以及如下面的解释，沿槽401的长度加工出横向缝隙450以便在那里提供通道。热管405几乎整个圆周被槽401包围因此确保热管405被适当地由槽壁约束并包含在槽壁内。更特别的是，横向缝隙450具有比槽401的直径“b”小的宽度“a”。因此，当热管405放入槽401内时，横向槽450的尺寸防止管子405在垂直于槽长度的方向从槽401移出。如上所述，如技术中众所周知的横向槽450可以通过模制、钻削技术或其它机械技术来形成。

虽然热管405最好基本上是圆形截面，但优选实施例的槽401具有稍微椭圆的横截面，因此确保在装配过程中粘结材料可以通过横向缝隙450有效地插入。在其它实施例中，热管405和槽401二者的横截面可以采取多种封闭的曲线形状，从圆形到椭圆和卵形。

不论热管和槽采用什么形状，本发明的优选实施例在热管和槽壁之间保持适当的界面尺寸为了最大的热传递。换句话说，尽可能多的热管表面积通过槽壁与热板接合。由于槽包围热管的几乎整个横截面圆周，因此在热管405与板410之间存在一个增加的管表面面积，因而确保最大量的热传导。

横向缝隙450允许沿放置在槽开口中的热管的顶部和侧面容易地施加粘结剂403。一种合适的粘结剂可能是环氧树脂或低温焊剂膏，或者其它本专业技术人员已知的那些一般具有适当的热传导特性以便热连接和粘结管子405到板410上去的材料。在优选实施例中，在热管外表面和槽壁之间设置间隙407，低温焊剂或环氧树酯以一种已知的方式施加于该间隙中以便在其间提供最佳的“灯芯”效应，诸如当加热组件以允许结合物流动时有这一作用。因此，存在低温焊剂或环氧树脂的有效的“灯芯”效应以便覆盖包围在槽间隙中的整个表面。

当低温焊剂或粘结剂403完全充填热管和热板之间的界面间隙407中时发生最佳的热传导。当全部空气从间隙中排除并代之以粘结剂403时，产生最有效的热连接。使用参照图4A和4B描述的创造的槽设计，低温焊剂或粘结剂将发生灯芯的“虹吸”作用以充填或近乎充填热板与热管的界面。

因此，根据本发明的散热器组件能够有效地将热管保持在适当位置，同时在热板和热管之间提供更有效的热传导。此外，根据本发明的散热器组件中的粘结材料易于通过缝隙450施加并扩散(虹吸)到热管与槽的内表面之间，因而提供一种经济的和更有效的热传递连接。

尽管已经表示并描述和指出本发明在应用到其最佳实施例时的基本的新颖特性，但应该理解本领域的技术人员在不偏离本发明的精神下可以进行各种省略和替代以及和就装置以及其操作的形式和细节作变化。例如，以基本同样方式进行同样作用达到同样结果的那些元件和/或方法步骤的所有组合处于本发明的范围以内。此外，应该认识到与以本发明的任何公开的形式或实施例一起表示和/或描述的结构和/或元件和/或方法步骤可以结合到任何其它公开的或描述的或建议的形式或实施例中作为设计选择的一般内容。因此，仅仅由此处附加的权利要求的范围作为本发明的限定。

Claims (13)

1.一种传热组件，包括：

一个具有由槽壁限定的槽的热板，所述槽具有横截面，所述热板具有在该热板一个表面中形成的缝隙，所述缝隙基本上沿所述槽的长度延伸到所述槽中；

一个热管，具有一外表面、横截面，且尺寸定得可放入所述槽中，因此一个间隙形成在所述管的外表面与所述的槽壁之间，所述管的横截面大于所述缝隙的宽度以便当所述管在相对于所述槽长度在垂直方向移动时避免所述的热管从所述的槽移出；以及

通过所述缝隙放入所述间隙的粘结材料，所述粘结材料将所述热管固定到所述热板上并在其间提供热连接。

2.按照权利要求1的传热组件，其特征在于所述槽的横截面具有以下的一种形状：基本上的圆形，基本上的椭圆形和基本上的卵形。

3.按照权利要求1的传热组件，其特征在于所述管的横截面具有以下的一种形状：基本上的圆形，基本上的椭圆形和基本上的卵形。

4.按照权利要求2的传热组件，其特征在于所述管的横截面具有以下的一种形状：基本上的圆形，基本上的椭圆形和基本上的卵形。

5.按照权利要求1的传热组件，其特征在于所述的粘结材料是低温焊剂膏、环氧树脂和粘结剂中的一种。

6.按照权利要求1的传热组件，其特征在于所述的粘结材料基本上填满所述间隙。

7.一种形成传热组件的方法，包括以下步骤：

提供具有表面的热板；

在所述的热板中形成一槽，所述的槽具有横截面和长度；

基本上沿所述的槽的长度在所述热板的表面中形成一缝隙，所述的缝隙具有小于所述槽的横截面的宽度并延伸到所述槽中以便提供经过所述热板表面到所述槽的通道；

沿所述的槽的长度的至少一部分将热管插入所述的槽，所述的管的尺寸设成在所述的管的外表面与限定所述的槽的壁之间形成间隙；以及

通过所述的缝隙进入所述间隙将导热粘结材料置于所述间隙中，以便将所述的管热连接到所述热板上。

8.按照权利要求7的形成传热组件的方法，其特征在于进一步包括以下步骤：

加热传热组件以造成所述导热粘结剂流动进入并基本填满所述间隙。

9.按照权利要求7的形成传热组件的方法，其中所述的槽横截面具有以下的一种形状：基本上的圆形，基本上的椭圆形和基本上的卵形。

10.按照权利要求7形成传热组件的方法，其特征在于所述管的横截面具有以下的一种形状：基本上的圆形，基本上的椭圆形与基本上的卵形。

11.按照权利要求9形成传热组件的方法，其特征在于所述的管的横截面具有以下的一种形状：基本上的圆形，基本上的椭圆形和基本上的卵形。

12.按照权利要求9形成传热组件的方法，其特征在于所述的导热粘结材料是低温熔剂膏、环氧树脂和粘结剂的一种。

13.按照权利要求7形成传热组件的方法，其特征在于所述导热粘结材料基本上填满所述间隙。

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