锁定装置和用于制造锁定装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及锁定装置和用于制造锁定装置的方法，具体而言，描述了一种为电气组件板提供热管理的锁定装置，其包括被流体浸透并设置在电气组件板和热沉之间的流体可渗透部件；与电气组件板和热沉基本垂直的一对锁定装置衬底；以及联接在至少其中一个锁定装置衬底上的促动器。流体可渗透部件设置在锁定装置衬底之间。促动器构造成通过至少其中一个锁定装置衬底压缩流体可渗透部件，迫使一部分流体流出流体可渗透部件，并以可逆过程与电气组件板和热沉形成至少一个流体接触界面。本发明专利技术还描述了一种用于制造锁定装置的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开总体上涉及一种机械和热连接装置，且更具体地涉及一种热传导锁定装置，其目的是将一个或多个部件固定在电气组件中。
技术介绍
电气组件通常具有印刷电路板(PCB)、热沉底盘，并且可能利用锁定装置。锁定装置典型地用于将电气组件保持物理地联接到热沉底盘上，从而使热量从组件跨越锁定装置而消散到热沉底盘上。可选地，电气组件还可包含位于锁定装置和热沉底盘之间的散热片。 PCB典型地具有安装在其上的多个电气元件。在操作中，PCB和/或PCB上的电气元件可产生热量。可选的散热片和热沉底盘是热传导性的，并且一起协作而将所产生的热量消散到外面或冷却剂中。锁定装置典型地被用于将PCB和/或散热片牢固地固定到热沉底盘上， 并在它们之间提供热传导路径。因为电子元件操作温度是有限的，所以通常需要以微电子器件和冷却剂之间的最小温差而除去热量。这转化成对具有最小热阻的冷却溶液的需求。当前对于大多数电气组件，在锁定装置、PCB和热沉底盘(或散热片)之间的接触界面都是金属表面接触(被称为 “金属大块接触”)。对于金属大块接触，热阻主要受到接触表面的粗糙度和接触压力的影响。然而在一些应用中，接触表面的粗糙度或接触压力是难以控制的。此外，电子元件的小型化导致增加的功率需求和高密度的封装，导致每组件的发热量增加。因此需要提供一种改进的锁定装置，其具有更大的热传导率以将电气组件维持在温度规格以内。
技术实现思路
根据一个实施例，为电气组件板提供热管理的锁定装置包括被流体浸透并设置在电气组件板和热沉之间的流体可渗透部件；与电气组件板和热沉基本垂直的一对锁定装置衬底；以及联接在至少其中一个锁定装置衬底上的促动器。流体可渗透部件设置在锁定装置衬底之间。促动器构造成通过至少其中一个锁定装置衬底压缩流体可渗透部件，迫使一部分流体流出流体可渗透部件，并以可逆过程与电气组件板和热沉形成至少一个流体接触界面。根据另一实施例，电气组件包括产生热量的电路板；联接在电路板上用于消散所产生的热量的热沉；以及插入在电路板和热沉之间的锁定装置。锁定装置包括位于其间的多个接触界面，并且至少其中一个接触界面是被流体浸透的流体可渗透部件。流体在被锁定装置压缩时被挤压出接触界面，从而以可逆过程形成至少一个流体接触界面。根据进一步的实施例，用于制造锁定装置的方法包括提供流体可渗透部件；提供用于保持流体可渗透部件的一对锁定装置衬底；使流体浸透到流体可渗透部件中；并提供促动器，促动器联接在流体可渗透部件上，用于使流体开始被挤压出流体可渗透部件，从而以可逆过程形成流体接触界面。 从以下结合附图提供的对本专利技术实施例的详细说明将进一步理解这些优势和特征以及其它优势和特征。附图说明图1是根据一个实施例的处于非接合状态下的电气组件的示意图图2是图1中所示的电气组件的锁定装置的局部放大图3是处于接合状态下的图1的电气组件；图4是根据另一实施例用于制造流体可渗透部件的方法的流程图图5A到5C显示了在图4的方法期间的中间产物的示意图6是根据又一实施例的锁定装置的示意图7是在图6的锁定装置处于非接合状态下的电气组件的示意图图8是在锁定装置处于接合状态下的图7电气组件的示意图。零部件列表10，75电气组件12，78热沉14，77电气组件板16，50锁定装置20促动器22，42衬底34，36内部部件24流体可渗透部件26，46孔隙28金属线27钝化层30，76液态金属32可弯曲的隔离物38，40，92，94液态金属接触界面44多孔模板48金属材料43，45，47 步骤50楔形锁52，54，56，58，60 楔形部分62轴64，66，68，70，72，88，90 接触表面74海绵84电气部件86安装杆96侧壁具体实施例方式以下将参照附图描述本专利技术公开的实施例。在以下描述中没有详细描述众所周知的功能或结构，以避免不必要的细节使本专利技术公开变得不清楚。图1显示了根据一个实施例的电气组件10。电气组件10包括热沉12、电气组件板14和锁定装置16。锁定装置16定位在热沉12和电气组件板14之间，用于在它们之间实现改进的机械和热连接。应该懂得，电气组件板14包括但并不局限于印刷线路板(PWB)、印刷电路板(PCB) 和电路卡。具有与PCB、PWB及电路卡相似属性的其它元件也在热管理系统的范围内。在一个实施例中，电气组件板14在一侧上具有多个电气元件(未显示)。在另一实施例中，电气元件分布在电气组件板14的两侧上。例如，热沉12可以是热沉底盘，例如冷板或散热片。在一个实施例中，热沉12包括散热片和热沉底盘。散热片首先传导由电气组件板14或电气组件板14上的电气元件所产生的热量，然后热沉底盘将热量从散热片传递至外面或冷却机构。锁定装置16具有流体可渗透部件对、用于保持流体可渗透部件M的一个或多个平坦的外部衬底部件22、以及促动器20。在图1中所示的示例中，流体可渗透部件M是一种纳米结构的金属海绵，并且被分成若干海绵段，其每一个均通过相应的衬底例如平坦的外部衬底部件22和内部部件34和36进行固定。应该指出的是，还可与流体可渗透部件M 和促动器20 —起使用其它保持结构，尤其是如果具有通过机械插入的激励。应该很容易懂得，虽然此示例中的促动器是内部机构，但是促动器也可以是外部的，并且将力施加在一个或两个外部衬底的外壁上，以压缩流体可渗透部件或对流体可渗透部件减压。从外部联接在衬底上的改进的C形夹、齿和齿轮组件、柱塞、螺纹部件是本专利技术公开范围内的一些促动器设计。在一个实施例中，流体可渗透部件M是微结构化的传导性海绵，其孔隙可构造成具有10 100微米的直径。在一个示例中，促动器20从内部穿过或从外部沿着平坦的外部衬底22而延伸，并将它们连接在一起。在一个实施例中，促动器20是螺钉，其包括内螺纹部分和外螺纹部分， 其中一个部分固定在锁定装置16的一端上。两个螺纹部分接合，从而一旦螺钉扭转即提供相反运动。在另一实施例中，促动器20是柱塞或滑动元件，其根据另一实施例包括固定部分和可移动部分。在一个实施例中，可移动部分限定了孔，通过该孔可使柱塞或滑动元件滑动。图2是一个衬底22和流体可渗透部件M的局部放大图。在此示例中，流体可渗透部件M垂直地联接在衬底22上，并具有多个孔隙沈且在此实施例中具有金属线28。金属线28可由铜(Cu)、金(Au)、钛(Ti)、银(Ag)、镍(Ni)、钼(Pt)、钯(Pd)或其合成物制成。 在某些实施例中，使用Cu是因为其高的热导率、机械强度和耐腐蚀性。金属线观还可具有空心的芯体或聚合物芯体。在一个实施例中，流体可渗透部件M由烧结的粒子例如氮化铝 (AlN)或铜粒子球制成。在另一实施例中，流体可渗透部件M由聚合物泡沫制成。具有足够热导率和压缩能力的其它多孔性芯结构也落在流体可渗透部件M的范围内。在一个实施例中，孔隙26构造为lO-lOOOOnm，并且单个金属线的宽度构造为lO-lOOOOnm。在一个实施例中，金属线28被钝化层27覆盖，以改善例如图1中的30的液态金属的浸润性，以及防止腐蚀或氧化。在另一实施例中，钝化层27可由合适的材料制成，例如Au。再次参看图1，在一个示例中，流体可渗透部件M是热传导性的，并且可由Cu、Au、 Ti或其它合适的热传导材料制成。流体可渗透部件M被液态金属30浸本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种为电气组件板提供热管理的锁定装置，其特征在于：用流体浸透并设置在所述电气组件板和热沉之间的流体可渗透部件；与所述电气组件板和所述热沉基本垂直的一对锁定装置衬底，其中所述流体可渗透部件设置在所述锁定装置衬底之间；和联接在至少其中一个所述锁定装置衬底上的促动器；其中所述促动器构造成通过至少其中一个所述锁定装置衬底而压缩所述流体可渗透部件，从而迫使一部分流体流出所述流体可渗透部件，并以可逆过程与所述电气组件板和所述热沉形成至少一个流体接触界面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：邓涛，T·G·维茨尔，H·P·J·德博克，B·A·鲁斯，
申请(专利权)人：邓涛，T·G·维茨尔，H·P·J·德博克，B·A·鲁斯，
类型：发明
国别省市：US