板式热管及采用热管的冷却装置制造方法及图纸

一种板式热管，包括：两个彼此面对以形成气密容器的板件，在该两个板件的任一个之上安装至少一个发热部件；至少一个传热块，其截面积等于或大于发热部件的截面积，该传热块设置在空心部分内一规定的位置，该位置相当于热连接有发热部件的板件上的位置，以及封闭在容器内的工作流体。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种板式热管，特别是具有很高冷却效率而不导致所谓烤干现象的板式热管；本专利技术还涉及采用该板式热管的冷却装置以有效地冷却诸如半导体芯片等发热部件。
技术介绍
安装在包括电力设备、如个人计算机等各种装置的电气或电子装置上的半导体芯片等电子部件使用时在某种程度上产生热量。当电子部件过热时，其性能降低，或者其寿命缩短。因此冷却电子部件的技术是一项重要的技术课题。冷却发热部件的方法是已知的，例如，借助采用风扇在装置的内部通风以冷却该部件的冷却方法，借助连接于发热部件的散热片以冷却该部件的冷却方法，或借助采用热管以冷却该部件的冷却方法。象铜、铝等具有较高导热率的金属材料、象碳材料、氮化铝等具有较高导热率的陶瓷优选用作连接于发热部件的散热片。然而，借助连接于发热部件的散热片的冷却方法不能使其得到充分的冷却。因此，一种板式热管被用来冷却发热部件。下文简述热管。该热管包括一具有气密的空心部分即内腔的容器和一封闭在该容器内的工作流体。借助容纳在空心部分内的工作流体的相变和运动使热量由吸热部分传递至散热部分，该吸热部分与散热部分是彼此分开的。容器的内部借助抽成真空保持在减压下以便于工作流体的相变。当构造成热管的容器的一部分变热时，热量被传递至存在于空心部分中相应部分内的工作流体(这部分称之为吸热侧或吸热部分)，从而工作流体受热而蒸发。这样产生的工作流体的蒸气在空心部分中流至例如连接有散热片的热管的部分(这部分称之为散热侧或散热部分)，于是蒸气在该部分中冷却到足以变成液相。这样变成液相的工作流体通过重力等作用流回到(循环到)吸热侧。因此，如上所述热量是借助工作流体的相变和运动传递的。为确保工作流体的连续循环，吸热侧通常设置在散热侧的下方。当这样设置时，在散热侧变回到液相的工作流体通过重力流回到吸热侧。然而，例如象笔记本式个人计算机这样的电气或电子装置基本上倾斜使用，或者有时个人计算机按照待使用的情况而倒置。在那些情况下，发生工作流体依靠重力难以流回这样的情况。为了解决上述问题，在热管的内部(空心部分)设置具有毛细作用的芯子(wick)。金属网或金属丝用作为芯子，而且在空心部分的内壁上形成有细的纵向沟以实现毛细作用。铝材、铜材、不锈钢材等通常用作为形成热管的容器的材料。但是，容器从总体来看不一定由同一材料形成。不同的材料可以组合使用来形成容器。此外，水、取代氟里昂(Freon)、乙醇等可用作工作流体。待冷却的发热部件一般是例如半导体芯片等。象半导体芯片这样的发热部件一般用作以一种方式安装在一印刷布线板上。作为发热部件的一种冷却方法，有一种适当的冷却方法，其中一板式热管和印刷布线板面对面地设置，以使安装在印刷布线板上的发热部件与热管的相面对表面相接触。发热部件可与热管的表面直接接触。发热部件可以通过设置在其与热管表面之间以减小接触阻力的传热脂等与该热管的表面接触。在某种情况下，将发热部件用焊接等方法连接于热管的表面。然而，象半导体等这样的发热部件的尺寸是小的。因此，即使使发热部件与板式热管接触，其接触面积也是小的。结果，当发热部件的发热密度高时，易于导致在连接有发热部件的热管内的相应部分或其附近发生所谓烤干现象，在这种现象下工作流体被完全蒸发并且没有液相工作流体存在于这部分中。当所谓烤干现象实际发生时，由发热部件产生的热量不能完全传递到热管内部的工作流体，从而发热部件不能得到有效地冷却以致引起故障。专利技术概述本专利技术的目的是提供一种板式热管。该热管即使在发热部件具备高发热密度的情况下也能够有效地冷却发热部件而不导致所谓烤干现象。专利技术者们对克服上述常规热管的缺点进行了深入的研究。结果发现当将其截面积等于或大于发热部件截面积且具有较高导热率的传热块设置在热连接有发热部件的热管内部的相应位置时，即使在高发热密度的情况下也能改善在同一截面积上的冷却效率，因为热量沿传热块的纵轴线扩散。本专利技术是在以上发现的基础上形成的。本专利技术板式热管的第一实施方案包括两个彼此面对以形成气密容器的板件，在该两个板件的任一个之上安装至少一个发热部件；至少一个其截面积等于或大于所述发热部件截面积的传热块，该块设置在所述空心部分内一规定的位置，该位置相当于热连接有所述发热部件的所述板件位置；以及封闭在所述空心部分内的工作流体。板式热管的第二实施方案包括两个彼此面对以形成气密容器的板件，在该两个板件的任一之个上安装至少一个发热部件；一传热块，该块设置在所述容器内一规定的位置，该位置相当于所述板件上的热连接有发热密度最高的发热部件的位置，该传热块的截面积等于或大于所述具有最高发热密度的发热部件的截面积；以及封闭在所述容器内的工作流体。在本专利技术板式热管的第三实施方案中，各个传热块设置在所述容器内所述规定的位置，该位置相当于热连接有多个所述发热部件的所述板件上的位置，所述各个传热块的相应截面积等于或大于各相应发热部件的截面积。在本专利技术板式热管的第四实施方案中，热连接有发热部件的所述板件的至少一部分向所述容器以外延伸以形成凸出部分。在本专利技术板式热管的第五实施方案中，一个与所述传热块接触的芯子设置在所述容器内。在本专利技术板式热管的第六实施方案中，所述传热块的棱边部分被切除。在本专利技术板式热管的第七实施方案中，所述传热块与所述两个板件相接触。在本专利技术板式热管的第八实施方案中，一散热片设置在未连接有发热部件的其中一个所述板件之上。在本专利技术板式热管的第九实施方案中，将所述凸出部分设置成使该凸出部分与安装在一印刷布线板上的所述发热部件紧密接触。本专利技术冷却装置的一个实施方案包括在以上任一实施方案中所描述的设置用来面对一印刷布线板的板式热管，至少其中一个发热部件以使该发热部件与所述板式热管的其中一个板件紧密接触的方式安装在该印刷布线板上，一散热片设置在所述板式热管的另一板件上。附图简述附图说明图1为本专利技术板式热管的一个实施方案的示意侧视图；图2为本专利技术板式热管的另一实施方案的示意侧视图；图3为本专利技术板式热管的又一实施方案的示意侧视图；图4为本专利技术板式热管的再一个实施方案的示意侧视图；图5为表示本专利技术板式热管的一个实施方案的主要部分的说明图；图6为表示本专利技术板式热管的另一实施方案的主要部分的说明图；以及图7为表示采用本专利技术板式热管的冷却装置的一个实施方案的说明图。优选实施方案详述本专利技术的板式热管包括(1)两个彼此面对以形成气密容器的板件，在该两个板件的任一个板件上安装至少一个发热部件，(2)至少一个传热块，其截面积等于或大于发热部件的截面积，该传热块设置在容器内一规定的位置，该位置相应于热连接有发热部件的板件上的位置，以及(3)封闭在所述容器内的工作流体。此外，本专利技术的板式热管可以包括(1)两个彼此面对以形成气密容器的板件，在该两个板件的任一个板件上安装至少一个发热部件，(2)一传热块，它设置在容器内一规定的位置，该位置相应于热连接有发热部件的板件上的位置，该传热块的截面积等于或大于具有最大发热密度的发热部件的截面积，以及(3)封闭在所述容器内的工作流体。更确切地说，在本专利技术的板式热管中，发热部件的数目可能与传热块的数目相同，例如，三个具有同样尺寸的发热部件热连接于容器的板件，并且传热块分别设置在容器的内部即空心部分中的一个位置，该位置相应于连接有发热部件的位置。并且，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种板式热管，包括： 两个彼此面对以形成气密容器的板件，在该两个板件的任一个板件上安装至少一个发热部件； 至少一个其截面积等于或大于所述发热部件截面积的传热块，该块设置在空心部分内一规定的位置，该位置相应于热连接有所述发热部件的所述板件上的位置；以及 封闭在所述空心部分内的工作流体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：池田匡视，山本雅章，尚仁，植木达彦，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]