[发明专利]热管和将热管嵌入产品中的方法

说明书

本发明涉及一种热管(10)用于冷却电子设备，特别是部件载体(100)，包括带填充有传热液(20)的空腔(12)的中心部(13)。在热管(10)的纵向(11)上，与中心部(13)直接连接的是位于中心部(13)的第一端上的第一端部(14)和位于中心部(13)的对置第二端上的第二端部(15)，其中第一端部(14)和第二端部(15)分别包括具有表面长度(SL，SL₁，SL₂)和表面宽度(SW，SW₁，SW₂)的搭接结构(17)，并且其中每个搭接结构(17)与热管(10)的中心部(13)导热性地耦合。本发明还涉及一种包括至少一个用于冷却其的热管(10)的部件载体(100)以及一种用于生产所述部件载体(100)的方法。

技术领域

本发明涉及一种热管用于冷却电子设备，特别是载体，包括带填充有传热液的空腔的中心部。本发明还涉及一种包括至少一个用于冷却其的热管的部件载体，以及一种用于生产所述部件载体的方法。根据本发明的热管可以应用于而不只局限于如部件载体的电子设备，例如，印刷电路板、中间印刷电路板产品或者IC衬底，其中嵌入至少一个热管，从而适合冷却热耗散电子部件。

背景技术

热管是传热设备，该传热设备结合热导和相变两种原理，以有效管理两个固体界面之间的热传递。一般地，热管被成形为密封管或者密封管路，并且通常由与工作液相容的材料，诸如充水热管的铜制成。因此，热管尤其在热管的纵向上在互相隔开的两个界面之间在沿着其长度的一维上增强热传递。在热管的热界面，如与热导固体表面接触的液体的传热液通过从该表面吸收热量转变为蒸气。传热液容纳于热管的腔内，该热管的腔通常是封装的封闭空腔，以避免传热液有任何损失。然后，蒸气沿着热管行进到冷界面，并且在那儿通过释放潜热凝结回到液体。然后，该液体通过毛细作用、离心力或者重力返回热界面，并且重复该循环。

如今，扁平式或者平板式热管常常在本行业中使用以改善电子设备的热管理性能。例如，文献WO 2007/096313 A1和WO 2010/121230 A1都涉及用于冷却的平板式热管。通常，将这些热管设想为在热管的制造过程中被压平的柱形结构。

文献JP 2000-138485 A公开了一种带用于冷却电子部件的热管的印刷电路板。在制造PCB时，在一个内部金属层的接地平面中整体地形成热管，其中两片铜板以这两个压紧的铜板形成带之后填充有冷却剂的腔的接地平面层的方式被压在一起。缺点是，这样整体形成的热管的位置是由接地平面金属层在PCB层内的布置预限定的。因此，电子部件与热管隔开某个距离侧向安装。此外，这些热管的制造成本高，并且还增强了PCB装置的热应力，因为在制造PCB时，必须在原地将铜板压在一起。之后，在制造时，必须在接合的铜板的两侧上形成树脂层，并且最后，在现场将其密封之前必须将冷却剂填充到空腔中，以提供集成于接地平面层内的热管。因此，在制造PCB时，只有当执行了上述所有制造步骤时，该集成热管才起作用。

当代的热管小到足以嵌入印刷电路板(缩写为：PCB)结构中。然而，为了不破坏热管的扁平形状，这些热管的组装和操作的最高温度范围必须保持低于140℃，因为内部压力的升高将使热管变为圆柱形。缺点是，在极端温度条件下，这可能导致PCB完全故障。因此，不能在裸PCB上组装本技术领域内公知的扁平式热管，因为表面安装技术(缩写为：SMT)组装要求的高达280℃的高温和后续软熔阶段要求的高达250℃的温度会破坏热管或者至少使热管变形。因为该原因，对于PCB内的嵌入过程，对极端温度变化，刚性强的圆柱形热管为优选的。

关于嵌入部件的上述要求：因为JP 2000-138485 A公开的热管不是单个独立零件，而是在制造PCB时，以层向形成该热管，所以其不能嵌入PCB结构中，至少不能作为填充有用于热传递的冷却剂或者液体的已经运行的热管。