板式熱管及其製造方法
2023-12-01 09:21:31
專利名稱：板式熱管及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種板式熱管及其製造方法。這種板式熱管適於冷卻電氣或電子元件，例如需進行冷卻的高發熱器件如半導體晶片等。
作為在發熱器件上安裝的冷卻體，通常使用熱交換性能優良的板材如銅、鋁等，或者是板式熱管，等等。
板式熱管是板形的熱管，也可稱為平面式熱管或平板式熱管。在下文中稱為板式熱管。
簡要介紹一下熱管。熱管包括具有凹腔的容器，以及密封在凹腔中的工作液體。凹腔抽成真空以使工作液體容易蒸發。考慮到與容器材料的相容性，工作液體可使用水、乙醇、碳氟化合物(flon)代用品等。
簡要介紹一下熱管的操作。具體地說，工作液體在熱管的吸熱側被形成熱管容器的材料所傳導的熱量而蒸發，蒸發的工作液體流動到熱管的散熱側。蒸發的工作液體在散熱側被冷卻，回到液相。
然後，復原到液相的工作液體流回吸熱側。通過這種相變和工作液體的流動完成了熱交換。
工作液體的回流是通過重力或毛細作用實現的。在重力型熱管中，通過將吸熱部分設置在散熱部分的下方而使工作液體回流。在毛細作用型熱管中，通過在容器內壁上設置溝槽或者在凹腔中插入吸液芯如金屬網、多孔材料等，可以使工作液體通過溝槽或吸液芯的毛細現象而發生回流。
因此，通過相變和容納在熱管的密封凹腔中的工作液體的流動，可以帶走熱管中大量的熱量。當然，形成熱管的板材通過熱傳導也能帶走一部分熱量，但是這部分熱量相對較少。
上述吸熱側與發熱元件熱連接，而散熱側例如可連接散熱翅片。由於熱管的這種結構，發熱元件所產生的大部分熱量傳給熱管，並通過散熱翅片散發。
現今，由於熱管形狀的特徵，熱管具有能與發熱元件很容易地熱連接的優點。這是因為，通過使發熱元件如半導體器件等與熱管的主表面接觸，它們之間就可以在較寬的面積上相互接觸。
對於發熱元件和熱管的熱接觸來說，可以在它們之間放置導熱油脂或導熱橡膠，或者通過釺焊等相互連接在一起。另外，在板式熱管上與發熱元件熱連接的主表面相對的表面上最好安裝散熱翅片或散熱器以及風扇等。通過這種設置可以實現優良的冷卻結構和空間利用率。在這種情況中，當熱管上與發熱元件熱連接的主表面發生變形時，它們之間的熱阻變大，因此，需要熱管的主表面不能有變形。
尤其是近年中，由於CPU的集成密度和速度提高，發熱密度也提高，熱管的功能必須不僅要滿足傳熱的要求，而且要滿足散熱的要求，以將高密度的熱通量發散為低密度的熱通量。由於帶有CPU的印製電路板可能被設置在不同的位置上，熱管還必須在即使被設置於不同位置的狀態下也能發揮其功能。因此，需要避免出現所謂的乾涸狀態(即，在吸熱部分工作液體的供應落後於工作液體的蒸發，因此在吸熱部分不存在工作液體，熱管的熱交換操作無法繼續的狀態)。為了解決上述問題，在容器上與高密度發熱元件熱連接的部分，或者是適當設置了金屬網、多孔材料等的部分上設置了傳熱塊，以將高密度的熱量分散為低密度的熱量。傳熱塊可以作為單獨的零件插入容器中，或是與容器形成一體。
作為形成板式熱管的容器的方法，提出了通過釺焊或類似方法將兩塊由衝壓等形成的板狀件相連接的方法(如日本特許公報No.Hei8-312980)，通過折彎或類似方法進行密封和連接的方法(如日本特許公報No.Hei 10-099781)。
然而，當採用銅焊或釺焊將零件連接以形成密封容器時，存在著熱管的性能易於惡化的問題，這取決於釺焊材料和工作液體的相容性，或者是焊劑的類型。為了提高釺焊材料和工作液體的相容性，希望採用成分與母材類似的釺焊材料。然而在這種情況下，由於釺焊材料的熔點和母材的熔點接近，存在著母材退火而引起的強度降低的問題。此外，由於需要耗費時間來進行釺焊或使用其它材料如釺焊材料，也將不可避免地增加成本。
另一方面，在通過折彎來密封的情況下，存在著板材的外部形狀受到限制且只適用於簡單形狀的問題。另外，由於這種方法使得各零件間難以形成金屬接合，因此不可能長時間地保持密封性。更具體地說，存在著熱管的長期可靠性惡化的問題。因此，通過上述方法本身難以製造高度密封的熱管容器。
板式熱管的製造方法的一個實施例包括步驟
製備與至少一個發熱器件熱連接的板件和另一板件，所述板件和所述另一板件分別具有周邊部分和具有指定高度的下凹部分，在將它們相互結合時可在內部形成凹腔；設置變形吸收結構，以吸收沿所述板件和所述另一板件之間的連接界面方向上的變形；將所述板件和所述另一板件結合在一起，使所述下凹部分相面對以形成所述凹腔，壓力接合相結合的周邊部分，並吸收沿所述連接界面方向上的板件和另一板件的所述變形，從而形成主表面無變形的容器；和在所形成的容器中放置工作液體，從而製造出板式熱管。
圖11是說明根據本發明的板式熱管的製造方法的實施例的示意性剖視圖；圖11A是說明壓力接合前相結合的板件的示意性剖視圖；圖11B是說明壓力接合後的板件狀態的示意性剖視圖；圖12是說明根據本發明的板式熱管的製造方法的另一實施例的示意性剖視圖；圖12A是說明壓力接合前相結合的板件的示意性剖視圖；圖12B是說明壓力接合後的板件狀態的示意性剖視圖；圖13是說明根據本發明的板式熱管的製造方法的另一實施例的示意性剖視圖；圖13A是說明壓力接合前相結合的板件的示意性剖視圖；圖13B是說明壓力接合後的板件狀態的示意性剖視圖；圖14是說明根據本發明的板式熱管的製造方法的另一實施例的示意性剖視圖；圖14A是說明壓力接合前相結合的板件的示意性剖視圖；圖14B是說明壓力接合後的板件狀態的示意性剖視圖；圖15是說明根據本發明的板式熱管的製造方法的另一實施例的示意性剖視圖；圖15A是說明壓力接合前相結合的板件的示意性剖視圖；圖15B是說明壓力接合後的板件狀態的示意性剖視圖；圖16是說明根據本發明的板式熱管的製造方法的另一實施例的示意性剖視圖；圖16A是說明壓力接合前相結合的板件的示意性剖視圖；圖16B是說明壓力接合後的板件狀態的示意性剖視圖；圖17A和17B是顯示了根據傳統方法未採用變形吸收結構的上板件和下板件和對板件的周邊部分進行壓力接合的狀態的示意性剖視圖。
具體實施例方式
為解決上述問題，發明人進行了深刻的研究。結果清楚地表明，當壓制與發熱器件熱連接的板件和與所述板件相結合的內部形成凹腔的另一板件的周邊部分並保持板件清潔時，在板件和另一板件的連接表面上形成新的表面，因此所產生的新表面被壓力連接形成金屬接合，從而可製造出具有強度不降低的密封容器的熱管。此外，結果清楚地表明，當在板件和另一板件的至少其中之一上設置變形吸收結構以吸收沿板件和另一板件之間的連接界面方向上的板件變形，以及將板件和另一板件結合在一起並對板件的周邊部分進行壓力接合時，可以形成具有無變形的主表面的容器，這是因為所述變形吸收結構吸收了沿連接界面方向上的板件變形。
本發明的一個目的是提供一種熱管及其製造方法，熱管包括主表面無變形的高度密封的容器，並具有長期的可靠性，而且熱管板件的強度不會降低。
本發明的板式熱管是包括容納有工作液體的密封容器的板式熱管，所述容器包括表面與至少一個發熱器件熱連接的板件，以及與所述板件相結合的內部形成凹腔的另一板件，所述容器通過對結合在一起的所述板件和所述另一板件的周邊部分進行壓力接合而形成。上述連接通過壓制金屬接合來進行。更具體地說，在板件和另一板件的周邊部分的各個連接表面上形成了新的表面，新表面相互間進行壓力接合形成金屬接合。
在本發明中，壓力接合包括金屬覆層。
圖1是用於說明根據本發明的板式熱管的周邊部分的壓力接合的示例的示意性剖視圖。如圖1A所示，在本發明的壓力接合中，首先將用於形成板式熱管主表面的兩塊板件疊放在一起，即將上板件1和下板件2的周邊部分4層疊在一起。然後，如圖1B所示，從上、下兩側如沿垂直方向壓制上板件1和下板件2的周邊部分4。壓制引起的位移量根據上下板件的材料、表面狀態和進行壓制的環境(在真空或空氣中)而變化。例如，在板件的表面均清潔且在真空中進行壓制的情況下，壓制引起的位移量可以為2到3％，而在空氣中進行壓制的情況下，要求壓制引起的厚度減小至少為30％，最好為50％或更大。
如圖1C所示，通過將板件進行連接的表面層疊在一起而使其面對面地放置並壓制板件，使得在變形表面上出現新的表面(清潔的金屬表面，即無氧化膜也無吸收膜)，新表面被壓力接合形成金屬接合，因此兩塊板件連接在一起。這種情況下的金屬接合部分為圖1C中虛線所示的部分。金屬接合部分牢固地金屬接合在一起，使得施加在使兩塊板件相互撕開的方向上的力不會使它們分離成原來的板件，而是破壞粘結部分的母材，並使容器被非常好地密封。壓力接合時的溫度可以低於板件的熔點，例如可以為室溫。
壓力接合方法可以是利用連接部分發生塑性變形的方法，可以利用各種成形方法如平板衝壓、鍛造、拉伸、擠拉等。成形方法根據熱管的外部形狀和內部結構來選擇。要連接的表面需儘可能的清潔，去除隔膜和外來物如氧化物、氫氧化物、有機物等。去除隔膜和外來物的方法有機械方法如刷洗、砂磨等，以及化學方法如幹刻蝕等。
在從清潔表面到完成壓力接合的一段時間中，要連接的部分必須極度地防止灰塵、潮溼或油的粘附，或者是形成氧化物膜。將其短時間地放置在空氣中不會有問題，因此可以在空氣中刷洗要連接的表面，之後將它們結合在一起並進行平板衝壓，從而使表面壓力接合。另外，還可以將它們保持在真空或惰性氣體下在真空室中用等離子清潔連接部分並在真空室中進行壓力接合。在這種情況下壓制引起的位移量很小。
圖2是用於說明本發明的板式熱管的一個實施例的示意性視圖。板式熱管包括容器，容器具有板件2，其與至少一個發熱器件熱連接的表面上衝壓形成了一盒形表面；平板件1，可與板件2相結合併在內部形成凹腔7。在凹腔中設置了傳熱塊6和吸液芯5。
對凹腔中設置了傳熱塊6和吸液芯5的相結合的板件2和板件1的周邊部分4進行壓制，從而在板件2和平板件1的周邊部分4的各個連接表面上形成了新的表面，因此新形成的表面被壓力接合形成金屬接合。
此時，通過只壓制周邊部分而不壓制容器的中空部分的模具來只對周邊部分進行壓力接合，可以形成密封容器(密封體)。更具體地說，在這種情況下金屬接合的部分是圖1C中虛線所示的部分。金屬接合件牢固地金屬接合在一起，使得施加在使兩塊板件相互撕開的方向上的力不會使它們分離成原來的板件，而是破壞粘結部分的母材，並使容器很好地密封。雖然在圖中未顯示，但通過設置用於注入液體且排出容器某些部分內的氣體的開口，並在容器中注入工作液體(當容器為銅製成時工作液體可為純水)並排出氣體，就可以製成板狀熱管。
圖3是用於說明本發明的板式熱管的另一實施例的示意性剖視圖。在此實施例中，如圖3所示，對圖1所示的壓力接合的周邊部分進一步進行銅焊或釺焊。通過銅焊或釺焊來加強壓力接合的周邊部分可以帶來提高機械強度和/或防止連接界面腐蝕的效果。由於周邊部分因壓力接合而發生局部變形，因此存在著厚度較薄部分的機械強度降低的可能性。由機械強度的降低而引起的密封容器的破損使得熱管的工作液體流出，或空氣流入容器中，使得熱管的長期性能降低。另一方面，由於工作液體(如純水)與釺焊材料發生反應，焊料進入到熱管中會在容器內產生氣體，使得熱管的長期性能降低。
在本發明的板式熱管中，由於周邊部分通過壓力接合來密封，即使在從外部進行銅焊或釺焊來加強周邊部分的壓力接合部分時，也沒有釺焊填充金屬或焊料進入到熱管內部並與工作液體相接觸。圖3顯示了周邊部分的壓力接合部分A和釺焊部分B。銅焊或釺焊的方法可以是採用真空爐、大氣爐、焊炬、烙鐵等的方法。
這些方法應根據熱管容器的材料、形狀和大小，熱管所需的傳熱性能等來選擇。
圖4是用於說明本發明的板式熱管的另一實施例的示意性剖視圖。在此實施例中，如圖4所示，對以圖1所示方式進行壓力接合的周邊部分進一步進行焊接。
在通過壓力接合得到了足夠的機械強度如耐壓力，但由於不完全的密封可能引起輕微洩漏的情況下，焊接可以和壓力接合共同採用。在這種情況下，大部分的連接強度通過壓力接合來得到。在圖4中顯示了壓力接合部分A和焊接部分C。焊接方法可以採用鎢極惰性氣體保護焊、等離子焊接、雷射焊接、電子束焊接等。這些方法應根據熱管容器的材料、形狀和大小，熱管所需的傳熱性能等來正確選擇。
圖5是用於說明本發明的板式熱管的另一實施例的示意性視圖。在此實施例的板式熱管中，如圖5所示，形成密封體的主體部分包括兩塊板件1和2，其形成板式熱管的上、下主表面。在這種情況中，由於內部形成如圖5所示的空間(凹腔)，至少一個板件(圖中為板件2)需要被成形以具有指定高度。此實施例的結構的部件數目最少，並易於成形。
圖6是用於說明本發明的板式熱管的另一實施例的示意性視圖。在此實施例的板式熱管中，在容器的內部設置了傳熱塊。如圖6所示，塊狀部分D通過鍛造與板件2形成一體。因此，此實施例具有零件數目較少的優點，並且與傳熱塊作為單獨零件來插入的情況相比，其導熱性更高。
作為本發明的板式熱管的另一實施例提供了一種具有優良密封性的容器的熱管，所述容器包括作為一個主表面與至少一個發熱器件熱連接的板件，作為另一主表面的另一板件，以及作為側面的框架形構件，將框架形構件插入板件和另一板件之間可在其中形成凹腔。通過將框架形構件放置於板件和另一板件之間，壓力接合板件和另一板件的周邊部分，並注入工作液體，就可以形成板式熱管。
中間放置了框架形構件的板件和另一板件周邊部分的上述壓力接合可以通過壓制金屬接合來進行。更具體地說，在板件和另一板件的周邊部分的連接表面上以及框架形構件的連接表面上分別形成了新的表面，所生成的新表面被壓力接合以形成金屬接合。
圖7是用於說明形成本發明的板式熱管的零件的示意性視圖。如圖7所示，在此實施例中，形成容器(密封容器)的主零件包括形成板式熱管的上、下主表面的板件1和2，以及作為側面的框架形構件，將框架形構件放入兩塊板件之間可在其中形成凹腔。
圖8是用於說明本發明板式熱管的周邊部分的壓力接合的另一示例的示意性剖視圖。如圖8A所示，在本發明的壓力接合中，首先將作為側面的框架形構件3放入兩塊板件之間，即形成熱管主表面的上板件1和下板件2之間，框架形構件3與上板件1和下板件2的周邊部分4適當層疊。然後如圖8B所示，適當層疊的上板件1的周邊部分4、框架形構件3和下板件2的周邊部分4被垂直地壓制，如圖中剖面線所示。
壓制引起的位移量應根據上下板件的材料、表面狀態和進行壓制的環境(在真空或空氣中)而變化。例如，在板件的表面均清潔且在真空中進行壓制的情況下，壓制引起的位移量可以為2到3％，而在空氣中進行壓制的情況下，壓制應使得所引起的厚度減小至少為30％，最好為50％或更大。
如圖8C所示，通過將上板件1、框架形構件3和下板件2一個個地層疊放置並垂直壓制所要連接的表面，可以在變形表面上分別形成新的表面(沒有氧化膜和吸收膜的清潔金屬表面)，這些新的表面被壓力接合形成金屬接合，因此上板件、框架形構件和下板件連接在一起。這種情況下的金屬接合部分在圖8C中用上板件和框架形構件之間以及框架形構件和下板件之間的虛線表示。這些零件牢固地金屬接合在一起，使得施加在使這些板件撕開的方向上的力不會使它們分離成原來的板件，而是破壞粘結部分的母材，並使容器被很好地密封。壓力接合時所採用的溫度以及壓力接合的方法與圖1所示實施例相同。
在圖8所示的此實施例中，三個零件上板件、框架形構件和下板件同時進行壓力接合。上述零件的結構應根據所需的形狀、散熱性能、成本等來適當選擇。
圖9是用於說明本發明的板式熱管的另一實施例示意性剖視圖。在如圖9所示的實施例中，在與發熱器件熱連接的板件上形成了凸起部分E，其可以有效地冷卻發熱器件。
凸起部分的形狀應根據發熱器件和安裝在印製電路板上的其它元件的設置等來決定。
圖10是用於說明本發明的板式熱管的另一實施例示意性剖視圖。通常容器只由一種材料形成，如只由銅或只由鋁形成，但是在圖10所示實施例中板件採用了金屬覆層材料11和12。在採用金屬覆層材料的情況中，可以採用與工作液體具有高度相容性的材料，如銅，作為由金屬覆層材料11和12製成的容器的內層材料8，採用高強度、低成本、輕重量等的材料，如根據機械強度和外觀的要求採用鋁作為形成外層的材料9，因此可以拓寬機械設計選擇的自由性並降低成本。
此外，本發明的固定方法是固定熱管的方法，其中安裝有發熱器件的印製電路板與上述板式熱管的主表面相連接，散熱片與另一主表面相連接，另外，在指定位置上設置了用於對散熱片吹風的風扇。
用於製造本發明的板式熱管的方法是製造具有優良密封性的板式熱管的方法，所述方法包括步驟製備與至少一個發熱器件熱連接的板件以及與所述板件相結合的內部形成凹腔的另一板件；在所述板件和所述另一板件中的至少一件上設置變形吸收結構，以吸收沿所述板件和所述另一板件的連接界面方向上的變形；將所述板件和所述另一板件結合在一起，壓力接合板件的周邊部分，通過所述變形吸收結構吸收沿所述連接界面方向上的變形，從而形成主表面無變形的容器；在所形成的容器中放置工作液體，從而製造出密封的板式熱管。
上述連接通過壓制金屬接合來進行。更具體地說，在板件和另一板件的周邊部分的各個連接表面上形成了新的表面，新表面被壓力接合以相互形成金屬接合。
在圖1所示的壓力接合中，沿上板件1和下板件2的周邊部分之間的連接界面的方向(即沿圖1中水平方向的左向或右向)施加作用力。當沿連接界面的作用力超過一特定值時，上板件或下板件可能發生變形(通過沿圖1中水平方向的左向施加力)。本發明的板式熱管的製造方法提供了變形吸收結構，此結構可吸收由壓力接合引起的上板件或下板件的變形。在下文中將詳細介紹該發明。
圖11是用於說明本發明的板式熱管的製造方法的一個實施例的示意性剖視圖。圖11A是用於說明在壓力接合前相結合的板件狀態的示意性剖視圖。圖11B是用於說明壓力接合後的容器狀態的示意性剖視圖。
在此密封優良的板式熱管的製造方法的實施例中，所述方法包括步驟製備與至少一個發熱器件熱連接的板件，其包括周邊部分和用於形成凹腔的具有指定高度的下凹部分，製備與所述板件相結合的內部形成凹腔的另一板件，上述板件的厚度互不相同；在較大厚度的另一板件的用於形成凹腔的表面上設置閉口槽部分；將所述板件和所述另一板件結合在一起，壓力接合板件的周邊部分，通過由閉口槽部分和下凹部分組成的變形吸收結構吸收沿連接界面方向上的板件變形，從而形成主表面無變形的容器；在以這種方式形成的容器中放置工作液體。
更具體地說，形成熱管容器的上板件51幾乎是平的，下板件32中被衝壓以形成凹腔。在較大厚度的上板件51的形成凹腔53的表面上設置閉口槽部分B，周邊部分A的厚度比板件51的主體的厚度小。下板件52包括周邊部分A和用於形成凹腔53的具有指定高度的下凹部分，並具有側面C和主表面G52。下板件52的厚度與上板件51的周邊部分的厚度基本相等。上板件51和下板件52製成使上述閉口槽部分的深度大於上板件51的周邊部分A的厚度。
上板件51和下板件52結合在一起，使得周邊部分A，A相互接觸，從而在內部形成凹腔。以這種方法結合的上板件和下板件的周邊部分A，A通過圖1所示方法進行壓力接合。如圖11B所示，周邊部分A，A的連接部分54受到圖中垂直方向的作用力而被壓力接合，使得其厚度變薄，如圖中A』，A』所示，並且水平地延伸。
水平延伸不僅發生在D方向，而且也發生在E方向上。因此，周邊部分在E方向上的延伸使得周邊部分的凹腔側端部沿連接界面的方向發生變形，如F1和F2所示。
由於閉口槽B設置在上板件51的形成凹腔的表面，如F1所示的變形朝向閉口槽B的內部進行並可被吸收，因此上板件51的主表面G51不會發生變形。另外，在下板件52的側面C和連接部分54形成的角部處如F2所示的變形被上述閉口槽共同地吸收，因此下板件52的主表面G52不會發生變形。
圖17顯示了採用沒有閉口槽部分的上板件和下板件的容器，對板件的周邊部分進行壓力接合工藝的狀態。如圖17A所示，周邊部分的連接部分承受圖中垂直方向的作用力而進行壓力接合，使其厚度變薄，如圖中A」，A」所示，並且水平地伸展(即延伸)。水平伸展不僅發生在D方向而且也發生在E方向。由於周邊部分在E方向上的伸展，本身應該是很平的上板件110的主表面G111沿H方向隆起，或者是如圖17B所示地沿I方向下凹。這就需要更多人工通過模具來限制這種變形，或者是在形成容器後改變這種變形。完全地限制或改變這種變形是很難的。
上述實施例中的變形吸收結構由閉口槽部分和形成凹腔的具有指定高度的下凹部分的側面組成。
圖12是用於說明本發明的板式熱管的製造方法的另一實施例的示意性剖視圖。圖12A是用於說明壓力接合前的相結合(即面對面放置)的板件狀態的示意性剖視圖。
圖12B是用於說明壓力接合後的容器狀態的示意性剖視圖。
此製造密封優良的板式熱管的方法的實施例包括步驟製備與至少一個發熱器件熱連接的板件和另一板件，所述板件在相結合時可在內部形成凹腔，上述板件的厚度相同，各板件均包括周邊部分和用於形成凹腔的具有指定高度的下凹部分；設置變形吸收結構，以吸收沿板件和另一板件之間的連接界面方向上的板件變形；將板件和另一板件結合在一起，使得下凹部分相對地放置，壓力接合板件的周邊部分，通過變形吸收結構吸收沿連接界面方向上的板件變形，從而形成主表面無變形的容器；在以這種方式形成的容器中放置工作液體。
上述變形吸收結構包括相對放置的下凹部分的側面。此外，板件和另一板件製成使得下凹部分的各側面的高度比各板件的厚度大。
更具體地說，如圖12A所示，形成熱管容器的上板件11和下板件12分別包括周邊部分A和用於形成凹腔13的具有指定高度的下凹部分。將它們的下凹部分相結合併使其相對地放置，對其進行壓力接合而形成凹腔13。上板件11和下板件12成形為具有相同的厚度。
上板件11具有周邊部分A、側面C和主表面G11。下板件12具有周邊部分A、側面C和主表面G12。上板件11和下板件12製成使上述側面的高度大於各板件11和12的厚度。
上板件11和下板件12結合在一起，使得周邊部分A，A相互接觸，且它們的下凹部分相對地放置。以這種方式連接的上板件和下板件的周邊部分A，A通過圖1所示方法進行壓力接合。如圖12B所示，周邊部分A，A的連接部分14承受圖中垂直方向的作用力而進行壓力接合，其厚度變薄如圖中A』，A』所示，並在水平方向上伸展。水平伸展不僅發生在D方向而且也發生在E方向。因此，周邊部分在E方向上的伸展使得周邊部分的凹腔側端部沿連接界面的方向變形，如F1和F2所示。由於由上板件11的側面C和連接部分14形成的角部以及由下板件12的側面C和連接部分14形成的角部可沿連接界面前移，如F1和F2所示的變形可以被吸收。因此，上板件11的主表面G11和下板件12的主表面G12不會發生變形。
更具體地說，在此實施例中，上板件11的側面C和下板件12的側面C形成了變形吸收結構。
如上所述，周邊部分的連接部分通過壓力接合而厚度變薄，並在水平方向上伸展。然而，當側面的高度小於各板件11和12的厚度時，周邊部分的凹腔側端部不會由水平伸展而沿連接界面的方向發生如F1和F2所示的變形，而是沿上板件11的主表面G11或下板件12的主表面G12直接地施加作用力給主表面G11或G12，因此，主表面G11或G12沿垂直方向隆起或下凹。因此，當側面的高度小於各板件11和12的厚度時，不會形成變形吸收結構。
圖13是用於說明本發明的板式熱管的製造方法的另一實施例的示意性剖視圖。圖13A是用於說明壓力接合前相結合的板件狀態的示意性剖視圖。圖13B是用於說明壓力接合後的容器狀態的示意性剖視圖。
在此實施例中，製造密封優良的板式熱管通過下述步驟進行製備與至少一個發熱器件熱連接的板件，其包括周邊部分和用於形成凹腔的具有指定高度的下凹部分，製備與所述板件相結合的內部形成凹腔的另一板件，上述板件具有相同的厚度；在所述另一板件上形成圍起的倒U形部分，使得所述另一板件上查形成凹腔的表面下凹而形成凹槽，另一表面在周邊部分的附近突出而形成環形；將板件和另一板件結合在一起，壓力接合板件的周邊部分，通過由所述另一板件的圍起的倒U形部分和所述板件的下凹部分的側面組成的變形吸收結構吸收沿連接界面方向上的板件變形，從而形成主表面無變形的容器；在以這種方式形成的容器中放置工作液體。
所述板件和另一板件製成使圍起的倒U形部分的槽深大於板件的厚度。
更具體地說，上板件21和下板件22的厚度相同，在形成熱管容器的上板件21中，主表面G21除了圍起的倒U形部分B之外通常為平的。圍起的倒U形部分B由壓製成形或類似方法形成，其向外凸出而形成了閉口槽部分15。下板件22通過壓製成形而形成凹腔，並包括周邊部分和具有指定高度以形成凹腔的下凹部分。
下凹部分具有側面C和主表面G22。所述板件和另一板件製成使圍起的倒U形部分的槽深大於板件的厚度。上板件21和下板件22結合在一起，使得周邊部分A，A相互接觸並在內部形成凹腔。以這種方式連接的上板件和下板件的周邊部分A，A通過圖1所示方法進行壓力接合。如圖13B所示，周邊部分A，A的連接部分24承受圖中垂直方向的作用力而進行壓力接合，其厚度變薄並在水平方向上伸展，如圖中A』，A』所示。水平伸展不僅發生在D方向而且也發生在E方向。因此，由於周邊部分沿E方向的水平伸展，周邊部分的凹腔側端部沿連接界面的方向發生變形，如F1和F2所示。
由於形成凹腔的上板件21的表面上設有圍起的倒U形部分B的閉口槽部分15，F1所示的變形朝向閉口槽部分15的內部進行而被吸收，因此上板件21的主表面G21不會發生變形。另外，在下板件22的側面C與連接部分24形成的角部處的如F2所示的變形可以被上述閉口槽部分15共同地吸收，因此下板件22的主表面G22不會發生變形。
根據此實施例的熱管，上板件和下板件可以採用具有相同厚度的板材製成。特別是，上板件的周邊部分和主表面的厚度相同，只需通過壓製成形或類似方法形成圍起的倒U形部分，因此其易於製造。上述實施例中的變形吸收結構由上板件的圍起的倒U形部分B以及用於形成凹腔的具有指定高度的下板件的下凹部分的側面C組成。
當圍起的倒U形部分的槽深小於板件的厚度時，周邊部分的連接部分被壓力接合而厚度變薄，周邊部分的凹腔側端部不會由周邊部分的水平伸展而沿連接界面在方向E上發生如F1和F2所示的變形，而是沿上板件21的主表面G21或下板件22的主表面G22直接地施加作用力給主表面G21或G22，使得主表面G21或G22沿垂直方向隆起或下凹。因此，當圍起的倒U形部分的槽深小於各板件21和22的厚度時，不會形成變形吸收結構。
圖14是用於說明本發明的板式熱管的製造方法的另一實施例的示意性剖視圖。圖14A是用於說明壓力接合前相結合的板件狀態的示意性剖視圖。圖14B是用於說明壓力接合後的容器狀態的示意性剖視圖。
在此實施例中，製造密封優良的板式熱管包括步驟製備與至少一個發熱器件熱連接的板件，其包括周邊部分和用於形成凹腔的具有指定高度的下凹部分，製備與所述板件相結合的內部形成凹腔的另一板件，上述板件的厚度互不相同；在厚度大於形成凹腔的所述板件的所述另一板件的一個表面上設置閉口槽部分，並在另一表面上設置散熱片；將所述板件和所述另一板件結合在一起，壓力接合板件的周邊部分，通過由所述另一板件的閉口槽部分和所述板件的下凹部分的側面組成的變形吸收結構吸收沿連接界面方向上的板件變形，從而形成主表面無變形的容器；在以這種方式形成的容器中放置工作液體。
更具體地說，形成熱管容器的上板件31通常為平的，下板件32進行壓製成形以形成凹腔。在厚度大於形成凹腔33的下板件厚度的上板件的一個表面上設置閉口槽部分B，在另一表面上設置散熱片37。周邊部分A的厚度小於上板件31主體的厚度。下板件32具有周邊部分A、具有指定高度以形成凹腔33的下凹部分、側面C和主表面G32。下板件32的厚度通常等於上板件31的周邊部分A的厚度。上板件31和下板件32製成使上述閉口槽部分的深度大於上板件31的周邊部分A的厚度。
將上板件31和下板件32結合在一起，使得周邊部分A，A相互接觸並在內部形成凹腔。以這種方式連接的上板件和下板件的周邊部分A，A通過圖1所示方法進行壓力接合。如圖14B所示，周邊部分A，A的連接部分34承受圖中垂直方向的作用力而進行壓力接合，其厚度變薄並在水平方向上伸展，如A』，A』所示。水平伸展不僅發生在D方向而且也發生在E方向。因此，由於周邊部分沿E方向的水平伸展，周邊部分的凹腔側端部沿連接界面的方向發生變形，如F1和F2所示。
由於在上板件31用於形成凹腔的表面上設有閉口槽部分B，F1所示的變形朝向閉口槽部分B的內部進行並被吸收，因此上板件31的主表面G31不會發生變形。因此，設置在上板件31上的散熱片完全不會受到影響。另外，在下板件32的側面C與連接部分24形成的角部處的如F2所示的變形可以被上述閉口槽部分共同地吸收，因此下板件32的主表面G32不會發生變形。
上述實施例中的變形吸收結構由上板件的閉口槽部分以及用於形成凹腔的具有指定高度的下板件的下凹部分的側面組成。
如上所述，周邊部分的連接部分進行壓力接合，其厚度變薄並水平地伸展。當閉口槽部分的深度小於板件31的周邊部分A的厚度時，周邊部分的凹腔側端部不會周邊部分的水平伸展而沿連接界面在方向E上發生如F1和F2所示的變形，而是沿上板件31的主表面G31直接地施加作用力給主表面G31，使得主表面G31沿垂直方向隆起或下凹。當主表面G31隆起或下凹時，上板件31的外表面上例如通過卷邊而設置的散熱片脫落，並且很難修復。因此，當閉口槽部分的深度小於板件31的周邊部分A的厚度時，不會形成變形吸收結構。
圖15是用於說明本發明的板式熱管的製造方法的另一實施例的示意性剖視圖。圖15A是用於說明壓力接合前相結合的板件狀態的示意性剖視圖。圖15B是用於說明壓力接合後的容器狀態的示意性剖視圖。
在此實施例中，密封優良的板式熱管通過以下步驟來製造製備與至少一個發熱器件熱連接的板件，以及與所述板件相結合的內部形成凹腔的另一板件，其中在可形成所述凹腔的所述板件的一部分上設有圍起的倒U形部分，在所述另一板件上設有與所述圍起的倒U形部分相對應的具有指定高度的側面部分；在所述板件和所述另一板件上設置變形吸收結構，以吸收沿所述板件和所述另一板件的連接界面方向上的變形，變形吸收結構包括所述板件的所述圍起的倒U形部分以及所述另一板件的所述側面部分；將所述板件和所述另一板件結合在一起，壓力接合板件的周邊部分，通過所述變形吸收結構吸收沿連接界面方向上的變形，從而形成主表面無變形的容器；和在所形成的容器中放置工作液體，製造出密封的板式熱管。
所述板件和所述另一板件製備成使得上述圍起的倒U形部分的槽深大於板件的厚度。
更具體地說，上板件41和下板件42的厚度相同，在形成熱管容器的上板件41中，主表面G41除側面C1和周邊部分A之外為平的，側面C1和周邊部分A通過壓製成形或類似方法而形成。下板件42進行壓製成形以形成凹腔，其包括周邊部分和具有指定高度以形成凹腔的下凹部分，還包括位於周邊部分和下凹部分之間的圍起的倒U形部分B。周邊部分A、圍起的倒U形部分和側面C2通過壓製成形或類似方法而形成。所述板件和所述另一板件製備成使得上述圍起的倒U形部分的槽深大於板件的厚度。
將上板件41和下板件42結合在一起，使得周邊部分A，A相互接觸並在內部形成凹腔。以這種方式連接的上板件和下板件的周邊部分A，A通過圖1所示方法進行壓力接合。如圖15B所示，周邊部分A，A的連接部分44承受圖中垂直方向的作用力而進行壓力接合，其厚度變薄並在水平方向上伸展，如A』，A』所示。水平伸展不僅發生在D方向而且也發生在E方向。因此，由於周邊部分沿E方向的水平伸展，周邊部分的凹腔側端部沿連接界面的方向發生變形，如F所示。
由於在形成凹腔的下板件42的外表面上設有圍起的倒U形部分B的閉口槽部分45，如F所示的變形朝向閉口槽部分45的內部進行並被吸收，因此上板件41的主表面G41和下板件42的主表面G42不會發生變形。
根據此實施例中的熱管，上板件和下板件可以採用具有相同厚度的板材製成。特別是，周邊部分和上板件的主表面的厚度相同，通過壓製成形或類似方法只形成圍起的倒U形部分和側面部分，因此其易於製造。上述實施例中的變形吸收結構由圍起的倒U形部分B和用於形成凹腔的具有指定高度的下凹部分的側面C1組成。另外，由於在主表面G41和G42上不會產生隆起，因此它還具有帶冷卻件或散熱片的連接部分的設計自由性很大的優點。
當圍起的倒U形部分的槽深小於板件的厚度時，周邊部分的連接部分進行壓力接合而厚度變薄，周邊部分的凹腔側端部不會由寬度的水平伸展而沿連接界面在方向E上發生如F所示的變形，而是沿上板件41的主表面G41或下板件42的主表面G42直接地施加作用力給主表面G41或G42，使得主表面G41或G42沿垂直方向隆起或下凹。因此，當圍起的倒U形部分的槽深小於板件41和42的厚度時，不會形成變形吸收結構。
圖16是用於說明本發明的板式熱管的製造方法的另一實施例的示意性剖視圖。圖16A是用於說明壓力接合前相結合的板件狀態的示意性剖視圖。圖16B是用於說明壓力接合後的容器狀態的示意性剖視圖。
在此實施例中，密封優良的板式熱管的通過下述步驟製造製備與至少一個發熱器件熱連接的板件，其包括周邊部分和用於形成凹腔的具有指定高度的下凹部分，製備與所述板件相結合的內部形成凹腔的另一板件，上述板件的厚度相同；在所述另一板件上形成圍起的U形部分，使得所述另一板件上形成凹腔的那個表面突進到凹腔中，另一表面在周邊部分的附近下凹而形成閉口槽的形狀；將板件和另一板件結合在一起，壓力接合板件的周邊部分，通過由所述另一板件的圍起的U形部分和所述板件的下凹部分的側面的上端部分組成的變形吸收結構吸收沿連接界面方向上的板件變形，從而形成主表面無變形的容器；在以這種方式形成的容器中放置工作液體。
所述板件和另一板件製備成使得圍起的U形部分的槽深大於板件的厚度。
更具體地說，上板件61和下板件62的厚度相同，在形成熱管容器的上板件61中，主表面G61除了圍起的U形部分B之外通常為平的。圍起的U形部分B由壓製成形或類似方法形成，其向內突進到凹腔中而形成了閉口槽部分65。下板件62由壓製成形而形成凹腔，包括周邊部分和具有指定高度以形成凹腔的下凹部分。
下凹部分具有側面C和主表面G62。所述板件和所述另一板件製備成使得圍起的U形部分的槽深大於板件的厚度。將上板件61和下板件62連接在一起，使得周邊部分A，A相互接觸並在內部形成凹腔。以這種方式連接的上板件和下板件的周邊部分A，A通過圖1所示方法進行壓力接合。如圖16B所示，周邊部分A，A的連接部分64承受圖中垂直方向的作用力而進行壓力接合，其厚度變薄並在水平方向上伸展，如圖中A』，A』所示。水平伸展不僅發生在D方向而且也發生在E方向。因此，由於周邊部分沿E方向的水平伸展，周邊部分的凹腔側端部沿連接界面的方向發生變形，如F所示。
由於在上板件61的上側設有圍起的U形部分B的閉口槽部分65，F所示的變形朝向閉口槽部分65的內部進行並被吸收，因此上板件61的主表面G61和下板件62的主表面G62不會發生變形。
根據此實施例的熱管，上板件和下板件可以採用具有相同厚度的板材製成。特別是，上板件的周邊部分和主表面的厚度相同，只需通過壓製成形或類似方法形成圍起的倒U形部分，因此其易於製造。上述實施例中的變形吸收結構由上板件的圍起的U形部分B以及用於形成凹腔的具有指定高度的下板件的下凹部分的側面C組成。
當圍起的U形部分的槽深小於板件的厚度時，周邊部分的連接部分通過壓力接合而厚度變薄，周邊部分的凹腔側端部不會由周邊部分的水平伸展而沿連接界面在方向E上發生如F所示的變形，而是沿上板件61的主表面G61或下板件62的主表面G62直接地施加作用力給主表面G61或G62，使得主表面G61或G62沿垂直方向隆起或下凹。因此，當圍起的U形部分的槽深小於各板件61和62的厚度時，不會形成變形吸收結構。
在上述實施例的板式熱管中，如圖16B所示，由於變形吸收結構吸收了由周邊部分沿E方向的水平伸展而引起的變形，形成圍起的U形部分65的端部向內變形到槽中，因此在容器的上側不會有向外伸出的突出部分。因此，可以在上板件上安裝在變形吸收結構上延伸的散熱片。因此，散熱片的設計選擇可以進一步擴展。
本發明的板式熱管是由上述製造方法製造的板式熱管。
更具體地說，本發明的板式熱管的實施例是一種密封優良的板式熱管，其具有主表面均非常平整的容器，所述板式熱管由下述步驟製造製備與至少一個發熱器件熱連接的板件，以及可與所述板件相結合的內部形成凹腔的另一板件；在所述板件和所述另一板件的至少一個上設置變形吸收結構，以吸收沿所述板件和所述另一板件的連接界面方向上的板件變形；將所述板件和所述另一板件結合在一起，壓力接合板件的周邊部分，通過變形吸收結構吸收沿連接界面方向上的板件變形，從而形成主表面無變形的容器，在以這種方式形成的容器中放置工作液體。在這種板式熱管中，上述板件和另一板件的厚度互不相同。
另外，本發明的板式熱管的另一實施例是一種在另一板件上固定有翅片的板式熱管，通過將翅片的一端插入到翅片可插入的凹部如槽或孔中，之後再進行壓制變形並通過夾具使所述凹部的附近卷邊，從而將翅片固定。
在通過這種方式的卷邊來將翅片固定到另一板件上時，變形吸收結構可以解決另一板件發生變形時折彎翅片脫落的問題，或者是由於另一板件和翅片間的間隙引起的翅片熱阻增大而降低了散熱性能的問題。
本發明的板式熱管的另一實施例是一種密封優良的板式熱管，其具有主表面均非常平整的容器，所述板式熱管由下述步驟製造製備與至少一個發熱器件熱連接的板件和另一板件，所述板件具有相同厚度，各板件均具有周邊部分和用於形成凹腔的具有指定高度的下凹部分；設置變形吸收結構，以吸收沿所述板件和所述另一板件之間的連接界面的方向上的板件變形；將所述板件和所述另一板件結合在一起，使得它們的下凹部分相對地設置，壓力接合板件的周邊部分，通過變形吸收結構吸收沿連接界面方向上的板件變形，從而形成主表面無變形的容器，在以這種方式形成的容器中放置工作液體。
本發明的板式熱管可包括上述形狀的容器，以及設置在凹腔中的吸液芯。另外還可以在容器內設置傳熱塊。
雖然在圖中未顯示，在板式熱管上可設有用於注入液體和排出容器某些區域中的氣體的開口(如埠)，通過注入工作液體(純水)和從容器中排氣可製成板式熱管。
另外，可以在壓力接合的周邊部分上附加地進行銅焊或釺焊。通過銅焊或釺焊壓力接合的周邊部分的連接部分，可以增強機械強度，和/或防止連接界面的腐蝕。
更具體地說，在本發明的板式熱管中，由於其周邊部分通過壓力接合來密封，當從外部進行釺焊或焊接來加強周邊部分的壓力接合部時，沒有銅焊或釺焊料進入到熱管中並與工作液體相接觸。銅焊或釺焊的方法可以採用真空爐、大氣爐、焊炬、烙鐵等的方法。這些方法應根據熱管容器的材料、形狀和大小，熱管所需的傳熱性能、熱管與工作液體的相互作用等來適當地選擇。
另外，還可以對壓力接合的周邊部分進行額外焊接。在通過壓力接合所得的耐壓力等機械強度足夠但由於密封不完全而存在著輕微洩漏的可能性的情況下，可以採用額外焊接。在這種情況中，壓力接合承受了大部分的連接強度。焊接方法可以採用鎢極惰性氣體保護焊、等離子焊接、雷射焊接、電子束焊接等。這些方法應根據熱管容器的材料、形狀和大小，熱管所需的傳熱性能，熱管與工作液體相互作用等來正確選擇。
此外，在與發熱器件熱連接的板件上設有凸起部分，以有效地冷卻發熱器件。
凸起部分的形狀應根據發熱器件和安裝在印製電路板上的其它元件的設置等來決定。
通常容器只由一種材料形成，例如只由銅或只由鋁形成，然而在實施例中板件也可採用金屬覆層材料。在使用金屬覆層材料的情況下，可以採用與工作液體具有高度相容性的材料，例如採用銅作為形成由金屬覆層材料製成的容器的內層材料，採用高強度、低成本、輕重量等的材料，如根據機械強度和外觀的要求採用鋁作為形成外層的材料，因此可以增加機械設計選擇的自由性並減小成本。
而且，在本發明的板式熱管中，安裝有發熱器件的印製電路板與上述板式熱管的主表面相連接，散熱片與另一主表面相連接，並且在指定位置上設置了用於對散熱片吹風的風扇，這樣便完成了固定。
本發明將通過實施例進一步詳細介紹。示例示例1如圖2所示，製備經壓製成形而具有下凹底部的下板件2和平的上板件1。各板件均由1mm厚的純銅板製成。然後將上板件1和下板件2的周邊部分4結合在一起，其中設置了由純銅製成的傳熱塊6和由純銅製成的吸液芯5。吸液芯5具有用於容納傳熱塊的開口13。在結合之前，上板件1和下板件2的周邊部分的連接表面應通過刷洗去除隔膜或氧化物、氫氧化物、有機物等的外來物來進行清潔。
在周邊部分的連接表面保持清潔的情況下將上板件1和下板件2結合在一起，周邊部分在正常室溫下在空氣中進行壓力接合。此時由壓制引起的位移量為70％。更具體地說，通過採用只壓制周邊部分而不壓制容器的中空部分的模具來只擠壓周邊部分，從而進行壓力接合。通過以這種方式進行壓力接合，可以製造出中間設有傳熱塊和吸液芯的容器，其總體尺寸為70mm×90mm×7mm，且密封優良。然後，通過設置用於注入液體和排出容器某些區域的氣體的埠，並向容器注入工作液體(純水)且排出氣體，就製造出了板式熱管。
在測試這樣製成的板式熱管的壓力接合的連接部分以研究其強度和密封性時，可以發現連接部分的強度很牢固，使得連接部分在壓制測試中在140kPa的壓力下不會脫開，在氦洩漏測試中其密封性表現為洩漏量為1×10-9Pa·m3/s或更小。示例2如圖10所示，製備經壓製成形而具有下凹底部的下板件12和平的上板件11。各板件均由1.0mm厚的金屬覆層板製成，金屬覆層板由0.2mm厚的純銅板和0.8mm厚的純鋁板組成。然後將上板件11和下板件12的周邊部分4結合在一起，使得容器的各個內表面為純銅層，容器中設置了由純銅製成的傳熱塊6和由純銅製成的吸液芯5。吸液芯具有用於容納傳熱塊的開口13，如圖2所示。在結合之前，上板件11和下板件12的周邊部分的連接表面應通過刷洗來去除隔膜或氧化物、氫氧化物、有機物等的外來物來進行清潔。
在周邊部分的連接表面保持清潔的情況下將上板件1和下板件2結合在一起，周邊部分在正常室溫下在真空室中進行壓力接合。此時由壓制引起的位移量為50％。
更具體地說，通過採用只壓制周邊部分而不壓制容器的中空部分的模具來只擠壓周邊部分，從而進行壓力接合。通過以這種方式進行壓力接合，可以製造出中間設有傳熱塊和吸液芯的容器，其總體尺寸為70mm×90mm×7mm，外表面為鋁且密封優良。然後，通過設置用於注入液體和排出容器某些區域的氣體的埠，並向容器注入工作液體(純水)且排出氣體，就製造出了板式熱管。
在測試這樣製成的板式熱管的壓力接合的連接部分以研究其強度和密封性時，可以發現連接部分的強度很牢固，使得連接部分在壓制測試中在140kPa的壓力下不會脫開，在氦洩漏測試中其密封性表現為洩漏量為1×10-9Pa·m3/s或更小。
如上所述，本發明的板式熱管保持了在指定水平下形成容器的板材強度，其連接部分具有高強度，並具有良好的密封性。示例3如圖11所示，製備80mm×60mm的平的上板件1，其主表面部分的厚度為2.6mm，周邊部分的厚度為1mm，製備厚度為1mm的下板件2，其壓製成形為盒形，各板件均由純銅板製成。在可形成凹腔的上板件表面的連接部分的附近設置閉口槽部分B，其寬度為0.8mm，深度為1.2mm然後將上板件1和下板件2的周邊部分4連接在一起，其中設置了由純銅製成的吸液芯。在結合之前，上板件1和下板件2的周邊部分的連接表面應通過刷洗去除隔膜或氧化物、氫氧化物、有機物等的外來物來進行清潔。
在周邊部分的連接表面保持清潔的情況下將上板件1和下板件2結合在一起，周邊部分在正常室溫下在空氣中進行壓力接合。此時由壓制引起的位移量為70％。如圖11B所示，周邊部分A的厚度變薄並水平地延伸。周邊部分沿方向E的伸展使周邊部分和主表面部分之間的邊界部分輕微地移動，周邊部分和側面部分之間的邊界部分向著凹腔側變形。此時，在上板件1和下板件2的任一主表面上沒有發生例如隆起、凹陷等的變形。更具體地說，由於設置在上板件中的閉口槽部分和下板件的側面起了變形吸收結構的作用，可以吸收沿連接界面方向上的板件變形，可以製造出主表面無變形的容器。因此通過以這種方式壓力接合周邊部分，可以製造出內部設有吸液芯的容器，其總體尺寸為80mm×60mm×7mm，且密封性優良。然後，通過設置用於注入液體和排出容器某些區域的氣體的埠，並向容器注入工作液體(純水)且排出氣體，就製造出了板式熱管。
在測試這樣製成的板式熱管的壓力接合的連接部分以研究其強度和密封性時，可以發現連接部分的強度很牢固，使得連接部分在壓制測試中在140kPa的壓力下不會脫開，在氦洩漏測試中其密封性表現為洩漏量為1×10-9Pa·m3/s或更小。此外，主表面部分不發生變形，且平整性優良。
根據本發明，可以提供一種包括主表面無變形的容器的板式熱管，其連接部分強度高，密封性好，且長期的可靠性高。此外，根據本發明，可以提供一種用於冷卻帶有高發熱量器件如半導體器件等的裝置的板式熱管，其中減少了用於形成熱管的零件數目，簡化了製造工藝，降低了成本並提高了可靠性。
權利要求
1.一種板式熱管，其具有容納了工作液體的密封容器，所述容器包括與至少一個發熱器件熱連接的板件以及與所述板件結合的內部形成凹腔的另一板件，所述容器通過對結合在一起的所述板件和所述另一板件的周邊部分進行壓力接合而形成。
2.一種板式熱管，其具有容納了工作液體的密封容器，所述容器包括表面與至少一個發熱器件熱連接的板件以及與所述板件結合的內部形成凹腔的另一板件，所述容器通過對結合在一起的所述板件和所述另一板件的周邊部分進行壓力接合而形成，所述壓力接合通過壓制金屬接合來進行。
3.一種板式熱管，其具有容納了工作液體的密封容器，所述容器包括表面與至少一個發熱器件熱連接的板件以及與所述板件結合的內部形成凹腔的另一板件，所述容器通過對結合在一起的所述板件和所述另一板件的周邊部分進行壓力接合而形成，所述壓力接合通過壓制金屬接合來進行，其中，通過在所述板件和所述另一板件的周邊部分的各個連接表面上進行所述壓制而形成了新的表面，因此所述新的表面相互連接形成金屬接合。
4.一種板式熱管，其具有容納了工作液體的密封容器，所述容器包括表面與至少一個發熱器件熱連接的由金屬覆層板材料製成的板件以及與所述板件結合的內部形成凹腔的由金屬覆層板材料製成的另一板件，所述容器通過對結合在一起的所述板件和所述另一板件的周邊部分進行壓力接合而形成。
5.一種板式熱管，其具有容納了工作液體的密封容器，所述容器包括表面與至少一個發熱器件熱連接的板件以及與所述板件結合的內部形成凹腔的另一板件，所述容器通過對結合在一起的所述板件和所述另一板件的周邊部分進行壓力接合而形成，其中，所述凹腔是通過對所述板件和所述另一板件中的至少一件進行深衝壓、臌凸成型或鍛造而形成。
6.如權利要求5所述的板式熱管，其特徵在於，在與所述至少一個發熱器件熱連接的部分上設有凸起部分。
7.如權利要求1所述的板式熱管，其特徵在於，在所述密封容器中設有吸液芯。
8.如權利要求7所述的板式熱管，其特徵在於，在所述密封容器中設有傳熱塊。
9.如權利要求8所述的板式熱管，其特徵在於，所述傳熱塊與所述板件或所述另一板件整體地形成一體。
10.如權利要求1所述的板式熱管，其特徵在於，對所述壓力接合的周邊部分進一步進行銅焊或釺焊。
11.如權利要求1所述的板式熱管，其特徵在於，對所述壓力接合的周邊部分進一步進行焊接。
12.一種板式熱管，其具有容納了工作液體的密封容器，所述容器包括與至少一個發熱器件熱連接的作為一個主表面的板件，作為另一主表面的另一板件以及作為側面的框架形構件，從而可在其內部形成凹腔，通過將所述框架形構件放置在所述板件和所述另一板件中間，並對所述板件和所述另一板件的周邊部分與放置在中間的所述框架形構件進行壓力接合，從而形成了所述密封容器。
13.如權利要求12所述的板式熱管，其特徵在於，對所述板件和所述另一板件的周邊部分與放置在中間的所述框架形構件進行的壓力接合是通過壓制金屬接合來進行。
14.如權利要求13所述的板式熱管，其特徵在於，通過在所述板件和所述另一板件的周邊部分的各個連接表面以及所述框架形構件的連接表面上進行所述壓制而形成了新的表面，因此所述新的表面相互連接形成金屬接合。
15.如權利要求12所述的板式熱管，其特徵在於，所述板件和所述另一板件分別包括金屬覆層板材料。
16.如權利要求12所述的板式熱管，其特徵在於，所述凹腔是通過對所述板件和所述另一板件中的至少一件進行深衝壓、臌凸成型或鍛造而形成。
17.如權利要求16所述的板式熱管，其特徵在於，在與所述至少一個發熱器件熱連接的部分上設有凸起部分。
18.如權利要求12所述的板式熱管，其特徵在於，在所述密封容器中設有吸液芯。
19.如權利要求18所述的板式熱管，其特徵在於，在所述密封容器中設有傳熱塊。
20.如權利要求19所述的板式熱管，其特徵在於，所述傳熱塊與所述板件或所述另一板件整體地形成一體。
21.如權利要求12所述的板式熱管，其特徵在於，對所述壓力接合的周邊部分進一步進行銅焊或釺焊。
22.如權利要求12所述的板式熱管，其特徵在於，對所述壓力接合的周邊部分進一步進行焊接。
23.一種用於固定如權利要求1到22之一所述的板式熱管的方法，其特徵在於，安裝有所述至少一個發熱器件的印製電路板與所述板式熱管的所述主表面相連接，散熱片與所述另一主表面相連接，在指定位置上設置用於對所述散熱片吹風的風扇。
24.一種板式熱管的製造方法，包括步驟製備與至少一個發熱器件熱連接的板件，以及可與所述板件結合的內部形成凹腔的另一板件；在所述板件和所述另一板件的至少一個上設置變形吸收結構，以吸收沿所述板件和所述另一板件的連接界面方向上的變形；將所述板件和所述另一板件結合在一起，壓力接合其周邊部分，通過所述變形吸收結構吸收沿所述連接界面方向上的變形，從而形成主表面無變形的容器；和在這樣形成的所述容器中放置工作液體，製造出密封的板式熱管。
25.如權利要求24所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，在形成所述凹腔的所述另一板件的一部分上設置閉口槽部分，所述變形吸收結構包括所述閉口槽部分。
26.如權利要求25所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，製備包括所述周邊部分和形成了所述凹腔的具有指定高度的下凹部分的所述板件，所述變形吸收結構包括所述閉口槽部分和所述下凹部分的側面。
27.如權利要求25或26所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，所述板件和所述另一板件製成使所述閉口槽部分的深度大於所述周邊部分的厚度。
28.如權利要求24所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，所述板件和所述另一板件分別包括金屬覆層板材料。
29.如權利要求24所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，所述凹腔是通過對所述板件和所述另一板件中的至少一件進行深衝壓、臌凸成型或鍛造而形成。
30.如權利要求29所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，在與所述至少一個發熱器件熱連接的部分上設有凸起部分。
31.如權利要求29所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，通過成形所述另一板件，使所述另一板件的形成所述凹腔的表面下凹成圍起的形狀，其另一表面在所述周邊部分的附近向外凸出，從而在所述另一板件的所述周邊部分的附近形成圍起的倒U形部分，所述變形吸收結構包括所述圍起的倒U形部分。
32.如權利要求31所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，製備包括所述周邊部分和形成了所述凹腔的具有指定高度的下凹部分的所述板件，所述變形吸收結構包括所述另一板件的所述圍起的倒U形槽部分和所述板件的所述下凹部分的側面。
33.如權利要求31或32所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，所述板件和所述另一板件製成使所述圍起的倒U形部分的所述閉口槽部分的深度大於所述周邊部分的厚度。
34.如權利要求24所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，所述板件和所述另一板件的周邊部分的所述壓力接合是通過壓制金屬接合來進行。
35.如權利要求34所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，通過在所述板件和所述另一板件的周邊部分的各個連接表面上進行所述壓制而形成了新的表面，因此，所述新的表面相互連接形成金屬接合。
36.如權利要求24所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，在所述板件的形成所述凹腔的部分上形成圍起的倒U形部分，在所述另一板件上設置與所述圍起的倒U形部分相對應的具有指定高度的側面部分，所述變形吸收結構包括所述板件的所述圍起的倒U形部分和所述另一板件的所述側面部分。
37.如權利要求36所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，所述板件和所述另一板件製成使所述圍起的倒U形部分的槽深大於所述周邊部分的厚度。
38.如權利要求24所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，在所述密封容器中設置吸液芯。
39.如權利要求38所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，在所述密封容器中設置傳熱塊。
40.如權利要求39所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，所述傳熱塊與所述板件或所述另一板件整體地形成一體。
41.如權利要求24所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，對所述壓力接合的周邊部分進一步進行銅焊或釺焊。
42.如權利要求24所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，對所述壓力接合的周邊部分進一步進行焊接。
43.一種板式熱管的製造方法，包括步驟製備與至少一個發熱器件熱連接的板件以及另一板件，所述板件和所述另一板件分別具有周邊部分和具有指定高度的下凹部分，用於在所述板件和所述另一板件相互結合時可在內部形成凹腔；設置變形吸收結構，以吸收沿所述板件和所述另一板件的連接界面方向上的變形；將所述板件和所述另一板件結合在一起，使得所述下凹部分相對地放置而形成所述凹腔，壓力接合其周邊部分，吸收沿所述連接界面方向上的所述板件和所述另一板件的變形，從而形成主表面無變形的容器；和在這樣形成的所述容器中放置工作液體，製造出板式熱管。
44.如權利要求43所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，所述板件和所述另一板件分別包括金屬覆層板材料。
45.如權利要求43所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，所述凹腔是通過對所述板件和所述另一板件中的至少一件進行深衝壓、臌凸成型或鍛造而形成。
46.如權利要求45所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，在與所述至少一個發熱器件熱連接的部分上設有凸起部分。
47.如權利要求43所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，所述變形吸收結構包括相對設置的所述下凹部分的側面。
48.如權利要求47所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，所述板件和所述另一板件製成使所述下凹部分的側面的各個高度大於相對應的板件的厚度。
49.如權利要求43所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，所述板件和所述另一板件的周邊部分的所述壓力接合是通過壓制金屬接合來進行。
50.如權利要求49所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，通過在所述板件和所述另一板件的周邊部分的各個連接表面上進行所述壓制而形成了新的表面，因此，所述新的表面相互連接形成金屬接合。
51.如權利要求43所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，在所述密封容器中設置吸液芯。
52.如權利要求51所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，在所述密封容器中設置傳熱塊。
53.如權利要求52所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，所述傳熱塊與所述板件或所述另一板件整體地形成一體。
54.如權利要求43所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，對所述壓力接合的周邊部分進一步進行銅焊或釺焊。
55.如權利要求43所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，對所述壓力接合的周邊部分進一步進行焊接。
56.如權利要求22，23和24中任一項所述的板式熱管的製造方法，其特徵在於，所述另一板件上通過卷邊固定了翅片。
全文摘要
一種板式熱管,其具有容納了工作液體的密封容器,所述容器包括與至少一個發熱器件熱連接的板件以及與所述板件結合的內部形成凹腔的另一板件,所述容器通過對結合在一起的所述板件和所述另一板件的周邊部分進行壓力接合而形成。
文檔編號H01L23/427GK1383204SQ02105530
公開日2002年12月4日 申請日期2002年4月9日 優先權日2001年4月9日
發明者植木達彥, 山本雅章, 木村裕一 申請人:古河電氣工業株式會社