[实用新型]热管散热器

说明书

技术领域

本说明书总的来说涉及热交换器和热交换器的制造方法。更具体而言，本说明书涉及用于冷却发热装置的热管和具有蒸发腔和内部工质的其它热交换器，以及制造这种热管和热交换器的方法，其中发热装置例如是集成电路芯片和其它电气设备。

背景技术

随着集成电路芯片的尺寸和功率增加，在某些情形下，所需要的散热器已经发展至比芯片大。当施加至整个热输入面的热通量是均匀的时候，散热器是最高效的。当具有大的热输入面的散热器安装至热源的小很多的接触区时，经常会对热量沿散热器的热输入面传递至散热器未与集成电路芯片的接触区直接接触的其它表面部位造成严重阻力。较高功率和较小尺寸的热源，或者偏离散热器中心的热源，通常会增加这种热流阻力。这种现象会造成散热器各部分的热传递效能的显著差异。这种不平衡的热传递造成的后果就是，由于高运行温度，其降低了集成电路芯片的性能和可靠性。

克服散热器(例如尺寸大于待冷却装置的散热器)内的这种热流阻力的蛮力方式包括增加散热器的尺寸，增加与待冷却装置接触的散热器表面的厚度，增加冷却散热器的冷却气流，以及降低冷却气流的温度。然而，这些方式通常会增加重量、噪音、系统复杂度和成本。

如果设计出相对简单、重量轻的热交换器，且该散热器可高效地扩散或以其它方式从发热设备或元件将热量传走、重量较轻、容易制造且非常适合于确保与待冷却设备和元件紧密接触，这种热交换器将会具有显著的优势。

发明内容

公开的是一种低成本、简单、重量轻的用于冷却集成电路芯片和其它电子元件的热管散热器。在此和在所附的权利要求中使用的术语“热管散热器”(或类似术语)包括任何具有蒸发腔的传热装置，其中工质从热管的第一部分(例如蒸发部)接收热量，传输该热量至热管的第二部分(例如冷凝部)，在这里该热量被传递至环境中或另一个装置，然后工质返回至热管的第一部分以重复上述过程，而不管热管具有何种形状、尺寸和构造。在一些实施例中，工质在热管的第一部分蒸发，然后在热管的第二部分冷凝。在此公开的热管散热器的制造几乎不需要额外的空间，可提供额外的表面积用于冷却集成电路芯片，且非常适合用于建立和维持与发热元件和装置和/或其它传热元件进行热沟通以将热量从该集成电路芯片移至热量可被更容易处理的位置。而且，在此公开的热管散热器可被构造成用以保证精确的平整度和最大化地将热源的热量传递至一散热器。为此目的，在此公开的热管散热器具有贯穿其本体(例如，穿入和穿透热管散热器的蒸发腔)的通孔以利于安装。

在此公开的热管散热器不需要对电路板或插槽进行重大更改，因为所述热管散热器可利用安装至集成电路安装板或类似的相邻结构的常规螺丝或其它紧固件保持与集成电路芯片紧密接触。这意味着所公开的热管散热器可使用数量相对少的简单零件。而且，用于将热管散热器保持在集成电路芯片上的相同螺丝或其它紧固件也可以用于将散热器(例如，散热翅片、冷却板或类似装置)固定在热管散热器的另一表面上。

在一些实施例中，热管散热器的内部结构是一个具有有限数量的流体的真空蒸发腔。该热管散热器的内部结构可包括一个或多个间隔件，间隔件在这两个板或形成该蒸发腔的任何其他边界结构之间延伸并与这两个板或边界结构接触。这些间隔件防止这些板向内弯曲，因此可维持热管散热器的接触面平坦以与集成电路芯片和其他设备和元件接触。这些间隔件可由初始时与两个板都分离，然后与两块板接合或以其它方式固定的元件形成，可由任何一个或两个板的部分形成，其中这些板已从初始的平坦状态变形(例如，冲压、压印、穿孔(pierced)、挤压或拉伸)，甚至可以由两个板的部分整体成型，例如通过加工、增量制造和铸造操作。这些间隔件可采用多种不同的形状，例如中空或实心柱、棒、杆、壁、或其他元件，可具有任何期望的横截面形状，但仍然如上所述横穿蒸发腔，且可以沿间隔件的长度具有不变或变化的横截面形状和/或尺寸(即，从蒸发腔的其中一板到另一板进行变化，例如圆锥形、圆台形、沙漏状、或其它形状)。至少部分取决于间隔件的成型方式，这些间隔件也可以通过任何一个或两个蒸发腔板上的凹陷形成。

多孔毛细芯材料可覆盖热管散热器的内表面。而且，多孔毛细芯材料可至少部分围绕间隔件位于热管散热器内的表面，或者甚至可以形成至少部分间隔件。以这种方式，多孔毛细芯材料可形成多孔吸液芯柱，该多孔吸液芯柱在蒸发腔内的一个或多个位置跨过两个板之间的空间。