專(zhuān)利名稱：熱控裝置和制造該裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001本公開(kāi)一般地涉及控制由諸如電子組件的熱產(chǎn)生源產(chǎn)生的熱
能，并且具體地涉及將熱能從熱產(chǎn)生源引導(dǎo)走的裝置，以及制造該裝 置的方法。
背景技術(shù)：
0002人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出許多裝置以用于將熱量從諸如印刷電路板 (PCB)的熱能源帶走，從而避免對(duì)熱敏組件的不利影響。在這些裝 置的一種形式中，離散的熱導(dǎo)管被組裝在單獨(dú)金屬片之間。由電子元 件產(chǎn)生的熱量通過(guò)所述金屬片被傳導(dǎo)到熱導(dǎo)管，在熱導(dǎo)管里，熱量被 熱傳遞流體的流帶走。另一種己知裝置采用一層導(dǎo)熱固體材料，如放 置在兩片離散材料之間的導(dǎo)熱石墨。元件熱量通過(guò)導(dǎo)熱固體層從元件 傳遞到固體層的任意一面或該層的邊緣，在該處熱量會(huì)散逸。
0003已有的熱控裝置可能需要復(fù)合材料和多重接口的集成，并且 在其間經(jīng)常具有粘合劑，該粘合劑具有更高的熱阻并且可能導(dǎo)致不良 的導(dǎo)熱性能。而且，因?yàn)樾枰褂枚嘤谝坏拦ば騺?lái)組裝和制造多個(gè)單 獨(dú)的部分，己知熱控裝置的制造可能相對(duì)比較昂貴。這些設(shè)計(jì)和被已 有制造技術(shù)施加的約束可能會(huì)限制設(shè)計(jì)的靈活性并且導(dǎo)致某些應(yīng)用不 能達(dá)到最佳性能。此外，對(duì)更高回路密度以及更小元件尺寸的不斷追 逐可能會(huì)使設(shè)計(jì)更高效熱控裝置的難度加劇。
0004因此，存在對(duì)熱控裝置和制造該裝置方法的需求，其中所述 裝置和方法高效且具有適應(yīng)廣泛應(yīng)用的靈活性
發(fā)明內(nèi)容
0005本公開(kāi)的實(shí)施例提供一種熱控裝置，該裝置包括單片的熱導(dǎo) 體，該熱導(dǎo)體具有整體成形的、嵌入的通道以將熱量從諸如PCB的熱 源帶走。所述裝置的單片構(gòu)造能減少材料和組裝勞動(dòng)力的開(kāi)支。本公 開(kāi)的熱控裝置的進(jìn)一步優(yōu)勢(shì)在于能被定制用于需要特殊幾何形狀和構(gòu) 造的廣泛的個(gè)性化應(yīng)用。
0006由于本公開(kāi)的熱控裝置的單片構(gòu)造，熱阻被降低，從而使熱 性能被改善，同時(shí)顯著地減少了制造成本和時(shí)間。另外，用于制造熱 控裝置的方法允許可被用于大范圍熱交換技術(shù)(包括脈沖和常規(guī)毛細(xì) 管技術(shù))的更復(fù)雜的熱通道構(gòu)造。最后，本公開(kāi)的方法實(shí)施例允許裝 置的制造采用單一工藝。
0007根據(jù)一個(gè)公開(kāi)實(shí)施例，用于將熱量從熱源帶走的裝置包括單 片主體，并且該單片主體適于被設(shè)置成與熱源接觸并且包括將熱量從 所述熱源引導(dǎo)開(kāi)的至少一個(gè)嵌入通道。在一種形式中，主體可包括第 一和第二邊緣，其中所述通道包括分別沿所述第一和第二邊緣延伸從 而將熱量從主體引導(dǎo)到邊緣的第一和第二部分。所述通道可包括與主 體集成到一起以便增強(qiáng)主體到通道的熱傳遞的一個(gè)或多個(gè)散熱片?？?以提供多通道以便提高裝置的可靠性并優(yōu)化傳熱能力。
0008根據(jù)另一個(gè)公開(kāi)的實(shí)施例，具有熱控功能的電子底盤(pán)/機(jī)架 (chassis)包括單殼式主體，該單殼式主體適于具有被安裝在其上的 電子組件并且其中包括至少一個(gè)整體成形通道，所述通道用于將熱量 從電子組件帶走。單殼式主體可包括整體成形的入口和出口，所述入 口和出口與通道耦連從而引導(dǎo)熱交換流體流流入和流出所述主體。所 述底盤(pán)可進(jìn)一步包括安裝容器，該安裝容器用于容納和安裝所述單殼 式主體的邊緣。
0009根據(jù)公開(kāi)的方法實(shí)施例，制造熱控裝置包括固結(jié)多層熱導(dǎo) 材料以形成具有嵌入通道的單片主體，所述通道用于引導(dǎo)熱能流。固 結(jié)多層可包括將連續(xù)的金屬箔層冶金結(jié)合在一起。所述冶金結(jié)合可通 過(guò)對(duì)金屬箔層施加超聲波能量來(lái)實(shí)現(xiàn)。
0010根據(jù)另外一個(gè)方法實(shí)施例，生產(chǎn)具有熱控功能的電子組件包 括通過(guò)固結(jié)多層材料來(lái)形成內(nèi)部載熱通道的單片的熱導(dǎo)體；以及，將生熱電子電路安裝到導(dǎo)體上。冶金結(jié)合可通過(guò)使用超聲波或其它形 式的能量將多層金屬箔層壓在一起來(lái)實(shí)現(xiàn)。
6. —種具有熱控功能的電子底盤(pán)，其包括
單殼式主體，其適于具有在其上安裝的電子組件并且其中具有至少一 個(gè)整體成形的通道，所述通道用于將熱量從所述電子組件帶走。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子底盤(pán)，其中 所述單殼式主體包括一個(gè)邊緣，并且
所述通道包括沿所述單殼式主體的所述邊緣延伸以便將熱量從所述電 子組件引導(dǎo)到所述單殼式主體的所述邊緣的部分。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子底盤(pán)，其中所述單殼式主體包括整體成形
的入口和出口，所述入口和所述出口與所述通道連接在一起以便引導(dǎo) 熱交換流體流動(dòng)流入和流出所述單殼式主體。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子組件底盤(pán)，其中所述單殼式主體包括在所 述通道內(nèi)的整體成形散熱片，所述散熱片用于增強(qiáng)從所述主體到所述 通道的熱傳遞。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子組件底盤(pán)，其中所述單殼式主體包括由
至少一種下述材料組成的固結(jié)層
鋁， 銅， 錳， 鎳，
銀，和鈦。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子組件底盤(pán)，進(jìn)一步包括
安裝容器，以及其中所述單殼式主體包括適于具有在其上安裝的電子組件的一個(gè)表面，和大體橫于所述表面延伸并且被容納在所述安裝容器內(nèi)的一個(gè)邊緣。
12.具有熱控功能的電子組件，其包括單片底盤(pán)；和
被安裝在所述底盤(pán)上并且產(chǎn)生熱的至少一個(gè)電路板
其中所述單片底盤(pán)包括整體成形的通道，所述通道用于將熱量從所述電路板帶走。
19. 一種生產(chǎn)具有熱控功能的電子組件的方法，其包括通過(guò)固結(jié)多層材料來(lái)形成具有內(nèi)部載熱通道的單片熱導(dǎo)體；以及在所述導(dǎo)體上安裝生熱電子電路。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中固結(jié)所述多層包括將連續(xù)的金屬箔層冶金結(jié)合起來(lái)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述冶金結(jié)合是通過(guò)使用超聲波能量層壓多層金屬箔來(lái)實(shí)現(xiàn)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述通道是通過(guò)在所述層被冶金結(jié)合起來(lái)的過(guò)程中修剪所述層的部分來(lái)形成的。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19所述方法制造的具有熱控功能的電子組件。
24. —種制造用于電子組件的熱控裝置的方法，其包括將連續(xù)層的導(dǎo)熱片材料放置在基層上；用超聲波換能器接觸每一個(gè)所述層；使得所述換能器在所述層上移動(dòng)；
在所述超聲波換能器在所述層上移動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)使用所述超聲波換能器對(duì)所述層施加超聲波波能量，從而將所述層冶金結(jié)合在一起以形成一個(gè)單片主體；以及
在所述層被結(jié)合在一起過(guò)程中，通過(guò)選擇性地修剪所述層的區(qū)域從而在所述單片主體內(nèi)形成流體通道。
25.用于將熱量從電子組件上的熱源帶走的熱控裝置，其包括
一個(gè)大體平坦的單片主體，該單片主體包括冶金結(jié)合的金屬箔層和一對(duì)表面，每一個(gè)表面都適于接觸熱源；
在所述主體內(nèi)整體成形的流體通道，其包括在所述通道內(nèi)用于加強(qiáng)從
所述主體到所述通道內(nèi)的熱傳遞的散熱片，所述通道包括沿所述平坦的單片主體的邊緣延伸從而限定了除熱區(qū)的對(duì)齊的伸展部分，在所述
除熱區(qū)處熱量可被散發(fā)離開(kāi)所述主體；以及
所述主體內(nèi)的入口和出口 ，所述入口和所述出口適于使所述通道與熱交換流體源連接。
0011本公開(kāi)實(shí)施例的其它特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)和好處將會(huì)在下面對(duì)實(shí)施例的描述中變得清晰，對(duì)實(shí)施例的描述與附圖和附加權(quán)利要求一起考慮。


0012圖1是熱控裝置的透視圖。
0013圖2是圖1所示熱控裝置的側(cè)視圖。
0014圖3是圖2中"B"所示區(qū)域的放大視圖。
0015圖4是圖1中"A"所示區(qū)域的放大視圖，其更好地描述了散熱片。
0016圖5是圖1所示裝置的側(cè)視圖，其中兩個(gè)相反邊緣被突出顯示來(lái)指定主要的傳熱區(qū)域。
0017圖6是圖5所示裝置的端視圖。
0018圖7是通道的橫截面視圖，顯示了散熱片的一種形式。
0019圖8是與圖6類(lèi)似的視圖,顯示了散熱片的可替換形式。
0020圖9是形成一個(gè)可替換實(shí)施例的熱控裝置的一部分的橫截面視圖。
0021圖IO是熱控裝置的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。0022圖ll是電子組件單元的等軸視圖，其中移除了頂端以及印刷線路板(PWB)切片以便更好描述安裝容器。
0023圖12是使用熱控裝置的PWB切片的透視圖。
0024圖13是被放置在圖11所示安裝容器內(nèi)的圖12所示的PWB切片的橫截面視圖。
0025圖14是描述一種制造熱控裝置的方法的步驟的簡(jiǎn)化流程圖。
0026圖15是用超聲波固結(jié)來(lái)制造熱控裝置的一種設(shè)備的透視圖。
0027圖16是被圖15所示機(jī)器放置和固結(jié)在基層上的箔層的透視圖。
0028圖17是圖16中"C"所指區(qū)域的放大視圖。
0029圖18是可與圖15所示機(jī)器一起使用的一個(gè)換能器的透視圖。
0030圖19是可與圖15所示機(jī)器一起使用的另一個(gè)換能器頭部的透視圖。
0031圖20是熱控裝置的一個(gè)可替換實(shí)施例的側(cè)視圖。
0032圖21是沿圖20中線21-21截取的剖視圖。
0033圖22是圖20和21所示裝置中所述多層中的一層的平面圖。
0034圖23是圖20和21所示裝置中另一層的平面圖。
0035圖24在圖21中"C"所指區(qū)域的放大圖。
0036圖25是飛行器生產(chǎn)和服役(service)方法的流程圖。
0037圖26是飛行器的框圖。
具體實(shí)施例方式
0038首先參考圖1-8，公開(kāi)的實(shí)施例一般涉及熱控裝置30，該熱控裝置30包括單片的單殼式主體(monolithic, monocoque body) 32，該主體32具有內(nèi)部的嵌入通道34。在圖l-8描述的實(shí)施例中，單片主體32包括大體矩形板，如將在下面討論的，該板可被用作底盤(pán)32c (見(jiàn)圖13)，該底盤(pán)32c具有寬闊表面32d、 32e，在所述表面32d、 上可以安裝生熱元件(未顯示)?？墒褂煤竺嬉懻摰墓探Y(jié)或類(lèi)似工藝由
導(dǎo)熱材料來(lái)形成單片主體32，在所述工藝中材料的連續(xù)層被融合而形成單片的單件主體32，其中通道34與所述主體32整體成形。通過(guò)舉例并非限制的方式，主體32可包括由鋁、銅、錳、鎳、金、銀和鈦的一種或多種組成的合金。
0039在圖l-8所示的實(shí)施例中，嵌入通道34形成跨越主體32的重復(fù)的Z字形圖案，其中通道34的直線伸展部分(straight stretch) 40沿主體32的相對(duì)邊緣32a、 32b軸向?qū)R。如圖2、 5禾B6所示，軸向?qū)R的通道34的伸展部分40提供分別沿著邊緣32a、32b的線性區(qū)42、44，在所述線性區(qū)42、 44處熱能可從所述主體32被有效地散發(fā)出去。
0040所述通道34可包括入口 36和出口 38，入口 36和出口 38與熱交換流體源和/或熱交換流體的排放件耦連在一起，此熱交換流體可流過(guò)通道34。熱控裝置30可與脈沖類(lèi)型或毛細(xì)作用類(lèi)型的熱交換流體系統(tǒng)(未示出)結(jié)合起來(lái)使用。在描述的實(shí)施例中，通道34包括一對(duì)稍微間隔開(kāi)的通道34a、 34b，通道34a、 34b具有基本上一樣的大體布局幾何外形，然而單通道34也可滿足各種應(yīng)用。提供具有基本匹配的幾何外形的一對(duì)通道34a、 34b提供了冗余能力，這不僅會(huì)提高裝置30的散熱能力，而且也可提高當(dāng)通道34a、 34b中的一個(gè)被阻塞或出現(xiàn)泄漏情況時(shí)的可靠性。
0041具體參考圖4、 7和8，按照公開(kāi)的實(shí)施例，所述主體32的單片特性和制造所述主體32的相關(guān)方法允許在所述通道34內(nèi)形成可增加裝置30的熱耗散能力的特征。例如，散熱片46可與延伸到所述通道34內(nèi)的所述主體32整體成形，從而增加了主體32環(huán)繞通道34的表面積。在所述實(shí)施例中，所述散熱片46被顯示為具有大體矩形橫截面的簡(jiǎn)單突脊，然而各種其它的幾何形狀也是可能的。類(lèi)似地，如圖7所示，散熱片48可被形成為在所述通道34的壁33內(nèi)的凹槽，散熱片48如同散熱片46，增加了所述主體32暴露于流過(guò)所述通道34的所述熱交換流體的表面積。
0042現(xiàn)在參考圖9， 一種熱控裝置的可替代實(shí)施例30a可包括一種單片主體32c，該主體32c包括由熔融但不同的材料構(gòu)成的兩層或更多層。例如，通道34可被形成在第一材料層35中，其中第一材料層35被插入兩個(gè)材料外層37之間，所述外層37由相同或不同材料構(gòu)成。應(yīng)該指出層35、 37被顯示為具有分離的分界邊界，實(shí)際上這些邊界并不那么明顯因?yàn)槭褂孟旅鎸⒂懻摰墓探Y(jié)工藝將層35、 37熔融成了一個(gè)單片結(jié)構(gòu)。
0043圖10描述了熱控裝置的另一個(gè)實(shí)施例30b，其中單片主體32d有一個(gè)不規(guī)則形狀的外邊界43和位于其中的一對(duì)圓形開(kāi)口 41。本示例中，通道34有不規(guī)則形狀的布局幾何形狀并且包括基本沿洞41邊界的拱形部分39。所述通道34可包括入口 36和出口 38以便允許熱流體流到泵或熱交換器(未示出)。
0044現(xiàn)在參考圖11-13，其描述了上述熱控裝置30的一個(gè)應(yīng)用。在該應(yīng)用中，圖1-8描述的熱控裝置30可被作為單殼式底盤(pán)32c使用，印刷線路板(PWB) 68可以被安裝在底盤(pán)32c的相反表面32d、 32e上。PWB 68可包括被安裝在它的外表面32d、 32e上的電子裝置或芯片54。可以借助導(dǎo)熱的連接粘合劑層70將所述PWB 68固定在底盤(pán)32c上?；蛘?，電子裝置54可被直接粘結(jié)在底盤(pán)32c的表面32d、 32e上。
0045所述底盤(pán)32c和所述PWB 68的組裝可形成一個(gè)子組件"切片"52。大量切片52可被容納在電子單元50內(nèi)。每一個(gè)切片52可包括連接器插頭56，所述連接器插頭56可被容納在單元50上的相應(yīng)插座62內(nèi)以便將所述PWB 68與外部電路(未示出)電連接起來(lái)。借助頂部和底部容器58、 60以邊緣層疊且平行的關(guān)系將所述切片52安裝到所述單元50內(nèi)，所述頂部和底部容器58、 60包括通道61，所述底盤(pán)32c的邊緣42、 44被容納在所述通道61內(nèi)。所述容器58、 60由導(dǎo)熱材料形成并且可包括可釋放的楔形鎖63，楔形鎖63將邊緣42、 44保持并鎖定在所述通道61內(nèi)。雖然沒(méi)有在附圖中描述，不過(guò)電子單元50可包括外部散熱片、熱沉或其他散熱裝置，這些散熱裝置可將所述PWB68產(chǎn)生并通過(guò)所述容器58、 60傳導(dǎo)的熱量散發(fā)出去。
0046在圖13可以最清晰地看到，由裝置54產(chǎn)生的熱量在虛線72、74的方向內(nèi)流動(dòng)經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱的粘合劑層70，并且從那里進(jìn)入底盤(pán)32c的主體內(nèi)，在所述主體內(nèi)通過(guò)流體通道34 (見(jiàn)圖l和2)被帶到容器58、60。雖然沒(méi)在圖中顯示，不過(guò)所述容器58、 60可包括將底盤(pán)32c的入口和出口36、 38連接于熱交換器(未示出)的導(dǎo)管，熱交換流體可在其中循環(huán)流動(dòng)。使用的熱交換流體的類(lèi)型取決于具體的應(yīng)用和制造底盤(pán)32c所選擇使用的材料，然而適合的流體可包括(例如但不限于)甲醇、乙醇、丙酮、煤油、甲苯、1,2-亞乙基二醇、水和其它。
0047注意力現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖14，圖14以簡(jiǎn)明的形式示出了一種制作上述熱控裝置30的方法。從76開(kāi)始，選擇所述裝置30的大小和形狀，隨后在步驟78產(chǎn)生熱通道34的布局。下一步，在80，根據(jù)選定的裝置大小/形狀和通道布局來(lái)編程一種合適的、隨后討論的固結(jié)機(jī)。然后在82，適宜材料層，例如但不限于金屬箔層，被連續(xù)固結(jié)以形成包括整體成形的熱通道34的裝置主體32。如前所述，所述通道34可包括整體成形的散熱片46、 48以便增強(qiáng)裝置30的熱耗散能力。最后，對(duì)于裝置30被用作電子底盤(pán)的那些應(yīng)用，使用熱粘結(jié)或允許從電子元件到底盤(pán)32c的熱傳遞的其他方式，將PCB、 PWB或其它電子裝置或芯片直接安裝到底盤(pán)32c上。
0048可通過(guò)使用本領(lǐng)域公知的幾種工藝的任意一種來(lái)固結(jié)連續(xù)的導(dǎo)熱材料層從而制造熱控裝置30，所述工藝有時(shí)指添加/減去
(additive/substractive)制造工藝。 一種這樣的合適的工藝被稱為超聲波固結(jié)(UC)，其使用超聲波聲能來(lái)層壓或熔融從金屬箔原料中拉拔出的金屬層。如超聲波固結(jié)的添加/減去制造工藝允許形成深槽、中空、網(wǎng)格或內(nèi)部蜂窩結(jié)構(gòu)以及使用傳統(tǒng)的減去加工方法難以實(shí)現(xiàn)的其它的復(fù)雜幾何形狀。
0049圖15描述了一種典型的超聲波固結(jié)機(jī)(consolidation machine)86。超聲波固結(jié)的沉積模塊88被NC或CNC控制器(未示出)安裝到頭部89，頭部89沿著多個(gè)軸線相對(duì)于基座92可動(dòng)。其上制造有裝置30的基層90被支撐在基座92上。從例如供應(yīng)輥96的源拉拔出的金屬箔94被提供給沉積模塊88。
0050如圖16和17所示，薄金屬箔層100被沉積到下面的基層104上，基層104可包括一系列之前固結(jié)的層100。如圖15所示的沉積模
1塊88包括一個(gè)超聲波頭部89，超聲波頭部89使新層100的區(qū)域壓到基層104上。頭部98的快速激勵(lì)產(chǎn)生瞬時(shí)變形區(qū)120，瞬時(shí)變形區(qū)120在基層104和新層IOO之間創(chuàng)建了冶金結(jié)合。連續(xù)的金屬箔層94被彼此冶金結(jié)合以形成單片的、層壓的固體主體，如圖1和2所示。可通過(guò)界定某些區(qū)域來(lái)形成圖1和2所示的通道34，其中超聲波頭部98經(jīng)過(guò)這些區(qū)域之上并且然后如果需要的話則在固結(jié)連續(xù)層100的過(guò)程中修剪或修整每一層100。
0051圖18示出了一個(gè)典型的超聲波頭部98a，超聲波頭部98a包括被增壓器108連接到超聲波發(fā)生器(sonotrode) 110上的壓電裝置
(pizo device) 106。超聲波發(fā)生器110在箭頭112的方向內(nèi)快速橫向振蕩。 一種可替代形式的超聲波頭部98b在圖19中示出，其中壓電裝置106驅(qū)動(dòng)增壓器和超聲波發(fā)生器的組合體114，組合體114包括倚靠在新的箔層IOO上的頂端114。在頭部98b的情況中，尖端114在箭頭116的方向內(nèi)上下振蕩。
0052這里應(yīng)該再次強(qiáng)調(diào)上面描述的超聲波固結(jié)工藝僅僅是各種添加/減去制造工藝的例證性說(shuō)明，這些添加/減去制造工藝可被用于制造單片式熱控裝置30，例如但不限于在美國(guó)專(zhuān)利6,143,378中被一般性描述的高能線沉積類(lèi)型。
0053現(xiàn)在把注意力轉(zhuǎn)向圖20-23，這些圖描述了包括多個(gè)相對(duì)較薄的金屬箔(例如但不限于銅箔)層130、 132、 134的一種可替換形式的熱控裝置。層130-134足夠薄以至于裝置128稍易彎曲。例如，在一個(gè)實(shí)際應(yīng)用中，每個(gè)層130-134均近似為3到5密耳(mil)厚。
0054在圖22和23可以最清晰地看到，可使用幾種通用技術(shù)(包括超聲波焊接)中的任一種來(lái)固結(jié)裝置128的整個(gè)邊界136。另外，層130-134在多個(gè)點(diǎn)138被焊接到一起從而在層130-134之間留下小的縫隙148(如圖21)，如圖21-23所示，縫隙148限定了毛細(xì)作用區(qū)域144。在層130-134的成形過(guò)程中，如圖21所示的蒸汽管146可以被整體成形在層130-134的至少某個(gè)層中。在如圖23和24所示的一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)層130內(nèi)的蒸汽管146a可大體正交于另一個(gè)層134內(nèi)的蒸汽管146b延伸。在箔層130-134被焊接在一起之前，也可以通過(guò)預(yù)成形箔層130-134來(lái)制作蒸汽管146。
0055如圖21和22所示的毛細(xì)作用區(qū)域144用于保證工作流體可在層130-134之間通過(guò)毛細(xì)作用自由地流動(dòng)。毛細(xì)作用力推動(dòng)流體沿著并通過(guò)所述毛細(xì)作用區(qū)域144流動(dòng)。所述裝置128內(nèi)的熱量使工作流體蒸發(fā)，蒸汽可通過(guò)蒸汽管146從毛細(xì)作用區(qū)域逃逸出。之后，所述蒸汽沿蒸汽管146內(nèi)的冷卻器位置凝結(jié)，從而回到它的液體狀態(tài)。雖然蒸汽管146被顯示為排列在兩個(gè)正交方向內(nèi)，不過(guò)也可能被排列在多于兩個(gè)的方向內(nèi)。在裝置128中使用的工作熱流體相對(duì)于用來(lái)形成層130-134的箔的強(qiáng)度應(yīng)該具有較低的壓力。
0056如圖24所示，通過(guò)流體145在層130-132的表面149上的表面張力147，在毛細(xì)作用區(qū)域144中形成毛細(xì)作用。可通過(guò)紋理化
(texture)層130-132的表面149來(lái)加強(qiáng)這種表面張力147和毛細(xì)作用，例如但不限于通過(guò)砂磨。層130-134的柔性提供了有利的壓力對(duì)溫度特性，因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的導(dǎo)熱管中容積并不是固定的。
0057在某些應(yīng)用中熱控裝置的柔性可被有利地用來(lái)緩解由公差、材料的有差別的膨脹和其它變數(shù)帶來(lái)的裝配困難，其中這些困難不能被剛性的熱控裝置30所適應(yīng)。熱控裝置128可使用柔性熱粘合劑粘結(jié)到PCB組件(未示出)或電子元件(未示出)的局部區(qū)域。裝置128也可被安裝到(例如且不限于)高動(dòng)力電子元件(未示出)的頂部區(qū)域上，以便將熱量從裝置128傳到附加的電路板(未示出)。柔性熱控裝置128也可被結(jié)合起來(lái)形成更大的、高傳導(dǎo)性表面，以便用于需要緩解大溫度梯度的各種應(yīng)用中。
0058本公開(kāi)的實(shí)施例也可以被用于各種潛在的應(yīng)用尤其是用于包括例如航空、航海和汽車(chē)工業(yè)的運(yùn)輸工業(yè)。因此，現(xiàn)在參考圖25和26，本公開(kāi)實(shí)施例也可用在如圖25所示的飛機(jī)制造和服役方法150中以及圖26所示的飛機(jī)152中。在預(yù)制階段，示范方法150可包括飛機(jī)152的詳細(xì)說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)154以及材料采購(gòu)156。在生產(chǎn)過(guò)程中，進(jìn)行元件和子組件的生產(chǎn)158以及飛行器152的系統(tǒng)集成160。之后，飛行器152通過(guò)檢驗(yàn)并交貨162以便進(jìn)入服役階段164。 一旦進(jìn)入用戶服役階段，則為飛行器152安排日常維護(hù)和保養(yǎng)166(也包括改造、結(jié)構(gòu)變形、整修等等)。
0059方法150的每一個(gè)工序過(guò)程可由系統(tǒng)集成者、第三方和/或操 作員(如一個(gè)客戶)來(lái)實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行。為了描述的目的，系統(tǒng)集成者可
包括但不限于任何數(shù)量的飛行器制造商和主要系統(tǒng)轉(zhuǎn)包商；第三方可 包括但不限于任何數(shù)量的銷(xiāo)售商、轉(zhuǎn)包商和供應(yīng)商；并且操作員可以 是航空公司、租賃公司、軍隊(duì)部門(mén)、服務(wù)機(jī)構(gòu)等等。
0060如圖26所示，由示范方法150制造的飛行器152可包括帶有 多個(gè)系統(tǒng)170的機(jī)身168和內(nèi)部172。高水平系統(tǒng)170的示例包括一個(gè) 或多個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)174、 一個(gè)電子系統(tǒng)176、 一個(gè)液壓系統(tǒng)178和一個(gè)環(huán) 境系統(tǒng)180。也可包括許多其它的系統(tǒng)。雖然顯示了一個(gè)航空方面的例 子，不過(guò)本公開(kāi)的原理也可以用于其它工業(yè)，如航海和汽車(chē)工業(yè)。
0061這里體現(xiàn)的系統(tǒng)和方法可在生產(chǎn)和服役方法150的任意一個(gè) 或多個(gè)階段中被采用。例如，可以以類(lèi)似于飛機(jī)152服役時(shí)元件或子 組件的方式來(lái)制造或生產(chǎn)對(duì)應(yīng)生產(chǎn)工序過(guò)程158的元件和子組件。并 且一個(gè)或多個(gè)的設(shè)備實(shí)施例、方法實(shí)施例或它們的結(jié)合可在生產(chǎn)階段 158和160中被使用，如可被用于大大加快飛行器152的裝配或者削減 飛行器152的費(fèi)用。類(lèi)似地， 一個(gè)或多個(gè)的設(shè)備實(shí)施例、方法實(shí)施例 或它們的結(jié)合可在飛行器152服役時(shí)被使用，例如但不限制于維護(hù)和 保養(yǎng)166。
0062雖然本公開(kāi)的實(shí)施例是參考某些示范性的實(shí)施例來(lái)描述的， 不過(guò)可以理解這些特定的實(shí)施例是為了描述而不是限制的目的，本領(lǐng) 域的技術(shù)人員可以想到其它的變形。
權(quán)利要求
1.一種用于將熱量從熱源帶走的熱控裝置，其包括單片主體，該單片主體適于被放置成與所述熱源接觸并且包括用于將熱量從所述熱源引導(dǎo)走的至少一個(gè)內(nèi)嵌通道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述主體包括第一和第二相對(duì)邊緣，并且 所述通道包括分別沿所述第一和第二邊緣延伸以便將熱量從所述 主體引導(dǎo)到所述第一和第二邊緣的第一和第二部分。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述通道包括內(nèi)壁和與所述 內(nèi)壁集成到一起的散熱片，這些散熱片用于增強(qiáng)從所述主體到所述通 道的熱傳遞。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述主體是具有相反表面的板， 其中所述熱源可被安裝在所述相反表面上
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述單片主體包括用于將熱量從 所述熱源引導(dǎo)走的第二內(nèi)嵌通道，所述第一和第二通道形成Z字形圖 案并且彼此大體共同延伸。
6. 制造熱控裝置的方法，其包括固結(jié)多層導(dǎo)熱材料以形成具有嵌入通道以便引導(dǎo)流動(dòng)熱能的一個(gè) 單片主體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中固結(jié)所述多層包括將連續(xù)的 金屬箔層冶金結(jié)合在一起。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述冶金結(jié)合是通過(guò)向所述 金屬箔層施加超聲波能量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中向所述金屬箔層施加超聲波能量是通過(guò)如下步驟來(lái)進(jìn)行的使用超聲波換能器頭部來(lái)接觸所述金屬箔層，以及 移動(dòng)所述頭部跨越所述金屬箔層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中固結(jié)所述多層包括在所述嵌入通道內(nèi)且與所述主體一體形成散熱片。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法制造的熱控裝置。
全文摘要
適合作為電子底盤(pán)使用的熱控裝置包括具有整體成形通道的單片的、單殼式主體，所述通道用于將熱量從諸如電子元件的熱源帶走。所述裝置可使用諸如超聲波固結(jié)的添加/減去制造工藝來(lái)制造。
文檔編號(hào)H05K7/20GK101594768SQ20091013828
公開(kāi)日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月31日
發(fā)明者B·L·德羅倫, D·M·鮑登, G·L·鄧肯, T·K·(S·)恩古耶 申請(qǐng)人:波音公司