包括具有散热结构的壳体的装置和装置的壳体转让专利

申请号 : CN202010663655.2

文献号 : CN112212591B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 刘相秀金世勋朴玎珉

申请人 : 三星电子株式会社

摘要 :

本公开涉及一种包括具有散热结构的壳体的装置和一种装置的壳体,所述装置包括:所述壳体,所述壳体具有至少一个表面、外壁和多个翅片;以及操作单元,所述操作单元被固定到所述壳体,其中,所述壳体的所述至少一个表面包括:翅片盖,所述翅片盖连接到所述翅片;基体,所述基体暴露在其中设置有所述操作单元的内部空间中;以及制冷剂,所述制冷剂填充在所述翅片盖与所述基体之间的空间中,其中,所述翅片盖和所述基体通过所述外壁连接,其中,所述翅片盖具有平坦的表面。

权利要求 :

1.一种具有壳体的装置,所述装置包括:所述壳体,所述壳体包括翅片盖、基体、与所述基体垂直的外壁和多个翅片;以及操作单元,其中,所述翅片盖被配置为连接到所述多个翅片的平坦的表面,其中,所述基体包括与其中设置有所述操作单元的结构相对应的至少一个表面,其中,包括第一外壁和第二外壁的所述外壁连接在所述翅片盖与所述基体之间,其中,在由所述外壁、所述翅片盖和所述基体形成的空间中填充有制冷剂,并且其中,所述第一外壁的高度低于被设置成比所述第一外壁更靠近所述操作单元的所述第二外壁的高度,其中,所述操作单元设置在所述基体的邻近所述第二外壁的部分上,其中,所述多个翅片中的每一者包括第一部分和第二部分,其中,所述第一部分垂直地突起到所述翅片盖,其中,所述第二部分的宽度大于所述第一部分的宽度,其中,固定到所述翅片盖的所述第二部分垂直于所述第一部分。

2.根据权利要求1所述的装置,

其中,所述多个翅片中的每一者的所述第一部分和所述第二部分形成L结构。

3.根据权利要求1所述的装置,所述装置还包括多个凸起部,所述多个凸起部连接到所述翅片盖和所述基体。

4.根据权利要求3所述的装置,

其中,每个所述凸起部具有凹槽,所述凹槽具有预定的宽度和深度。

5.根据权利要求4所述的装置,

其中,所述凸起部通过钎焊接合到所述翅片盖。

6.根据权利要求3所述的装置,

其中,所述凸起部具有线型结构。

7.根据权利要求3所述的装置,所述装置还包括围绕所述凸起部的特定金属。

8.根据权利要求1所述的装置,所述装置还包括位于所述壳体的上端处的单独空间。

9.根据权利要求1所述的装置,

其中,所述基体的所述至少一个表面具有与所述操作单元中包括的部件的高度相对应的形状。

10.根据权利要求1所述的装置,

其中,所述基体具有至少一个突起,所述至少一个突起朝向所述空间突起,以安装被配置成将所述操作单元固定到所述壳体的紧固件。

11.根据权利要求1所述的装置,

其中,所述翅片盖具有至少一个突起,所述至少一个突起朝向所述空间突起,以安装被配置成将所述操作单元固定到所述壳体的紧固件,并且其中,所述基体具有所述至少一个突起被插入其中的至少一个孔。

12.根据权利要求1所述的装置,

其中,所述壳体还包括被配置成将所述空间分隔成多个分区的隔板。

13.根据权利要求12所述的装置,其中,所述隔板通过延伸至少一个突起来形成,所述至少一个突起从所述基体朝向所述空间突起,以安装被配置成将所述操作单元固定到所述壳体的紧固件。

14.根据权利要求12所述的装置,其中,由所述隔板限定出第一分区和第二分区,其中,所述第一分区被限定在与现场可编程门阵列、中央处理单元和片上系统中的至少一者相对应的位置处,并且其中,所述第二分区被限定在与存储器相对应的位置处。

15.根据权利要求1所述的装置,

其中,所述翅片被填充有制冷剂。

16.根据权利要求1所述的装置,

其中,所述壳体能够以所述第二外壁作为底部相对于所述基体倾斜。

17.根据权利要求16所述的装置,其中,所述翅片被固定到所述翅片盖,使得所述固定部分在所述空间中接合到所述翅片盖。

18.一种装置的壳体,所述壳体包括:翅片盖;

基体,所述基体包括至少一个表面;

外壁,所述外壁包括第一外壁和第二外壁,并且连接在所述翅片盖与所述基体之间;以及多个翅片,所述多个翅片连接到所述翅片盖,所述翅片盖被配置为平坦的表面,其中,所述外壁与所述基体垂直,其中,所述基体的所述至少一个表面与其中设置有操作单元的结构相对应,其中,在由所述外壁、所述翅片盖和所述基体形成的空间中填充有制冷剂,并且其中,所述第一外壁的高度低于被设置成比所述第一外壁更靠近所述操作单元的所述第二外壁的高度,其中,所述操作单元设置在所述基体的邻近所述第二外壁的部分上,其中,所述多个翅片中的每一者包括第一部分和第二部分,其中,所述第一部分垂直地突起到所述翅片盖,其中,所述第二部分的宽度大于所述第一部分的宽度,其中,固定到所述翅片盖的所述第二部分垂直于所述第一部分。

19.根据权利要求18所述的壳体,其中,所述多个翅片中的每一者的所述第一部分和所述第二部分形成L结构。

20.根据权利要求18所述的壳体,所述壳体还包括连接到所述翅片盖和所述基体的多个凸起部。

说明书 :

包括具有散热结构的壳体的装置和装置的壳体

技术领域

[0001] 本公开总体上涉及一种包括壳体的装置,并且更具体地,涉及一种带有具有散热结构的壳体的装置。

背景技术

[0002] 壳体是在诸如电子设备和机械装置的各种装置中保持内部部件的外部件。壳体用于保护和固定装置的组件。使用电力的电子设备,如网络设备和物理运行的机械设备,在运行过程中可能产生热。由于热可能对设备的运行产生不利影响,因此壳体通常设计为具有向外部散热的结构。
[0003] 近来,因为随着电子工业的发展,电路高度集成并且设备尺寸减小,所以电子功能组更加密集地安装在印制板组件(PBA)上。由于电子器件是小尺寸制造的,因此,密集制造和安装包括PBA在内的封装件变得非常重要,其中PBA是重要的元件。就计算机而言,随着存储容量增加,芯片尺寸自然增加,例如大尺寸随机存取存储器(RAM)和闪存。然而,考虑到这种情况,研究了在封装件中减小此类组件的尺寸。
[0004] 当各种电子设备被驱动时,设置在电子设备中的PBA上的电子部件产生热。当PBA上的各种电子部件产生的热不能很好地排出到外部时,电子设备的功能因热而劣化,从而缩短产品的寿命。因此,为了保持安装在PBA上的电子部件的最佳性能,需要一种装置来分散和消散在装置中产生的热,以维持适合电子部件的使用特性的环境。
[0005] 诸如无线单元(RU)和远程无线电头(remote radio head,RRH)的网络通信设备通常安装在室外。这种装置的壳体可以由如下材料制成:该材料即使暴露在高湿度和剧烈温度变化的环境中或者在表面上被刮擦,仍缓慢腐蚀,例如具有高耐腐蚀性的金属材料。例如,壳体可以由铝材料制成,因为与其他金属相比,铝具有高耐腐蚀性和低比重。
[0006] 已经考虑了各种方法来减轻通信设备的壳体的重量。这些方法包括用比重较低的镁代替铝(一种轻金属),以及使用更薄的铝来减轻重量。可以采用其他方法,例如,用具有高导热性的材料代替铝,或将具有高导热性的特定部件(例如石墨片、均热板或热导管)附着到铝材料的表面,以便能够更快地排散热。
[0007] 当使用具有高导热性的铝材料(例如,约190W/K(瓦特/开尔文))时,可以通过减小体积来减轻重量。然而,由于材料的各种特性导致难以形成材料。通过将高导热的热导管或均热板附着到铝壳体的内侧,预计改善了散热效果。然而,这些部件只能附着到大面积的平坦表面。由于大多数特定部件由高导热的铜材料制成,因此会增加壳体的重量。
[0008] 因此,本领域需要以符合现代电子设备的尺寸要求的方式更高效地分散和消散热的设备。
[0009] 公开内容
[0010] 本公开的各方面至少解决了上述问题和/或缺点,并至少提供了下述优点。因此,本公开的一方面在于提供一种包括具有能够有效散热的轻量结构的壳体的装置。
[0011] 本公开的另一方面在于提供一种包括具有填充有制冷剂的表面的壳体的装置。
[0012] 本公开的另一方面在于提供一种包括具有填充有制冷剂的翅片的壳体的装置。
[0013] 根据本公开的一方面,一种具有壳体的装置包括:所述壳体,所述壳体具有至少一个表面、外壁和多个翅片;以及操作单元,所述操作单元被固定到所述壳体,其中,所述壳体的所述至少一个表面包括:翅片盖,所述翅片盖连接到所述翅片;基体,所述基体暴露在其中设置有所述操作单元的内部空间中;以及制冷剂,所述制冷剂填充在所述翅片盖与所述基体之间的空间中,其中,所述翅片盖和所述基体通过所述外壁连接,其中,所述翅片盖具有平坦的表面。
[0014] 根据本公开的另一方面,一种装置的壳体包括:至少一个表面;外壁,所述外壁连接到所述至少一个表面;以及多个翅片,所述多个翅片连接到所述至少一个表面,其中,所述壳体的所述至少一个表面包括:翅片盖,所述翅片盖连接到所述翅片;基体,所述基体暴露在其中设置有操作单元的内部空间中;以及制冷剂,所述制冷剂填充在所述翅片盖与所述基体之间的空间中,其中,所述翅片盖和所述基体通过所述外壁连接,其中,所述翅片盖具有平坦的表面。

附图说明

[0015] 根据以下结合附图的描述,本公开的某些实施例的上述和其他方面、特征及优点将更加明显,其中:
[0016] 图1示出了根据实施例的装置;
[0017] 图2A示出了根据实施例的装置的壳体内部;
[0018] 图2B示出了根据实施例的装置的壳体外部;
[0019] 图3示出了根据实施例的壳体的截面;
[0020] 图4示出了根据实施例的壳体的突起的结构;
[0021] 图5A示出了根据实施例的壳体的隔板结构;
[0022] 图5B示出了图5A中的壳体的隔板结构中的隔板;
[0023] 图5C示出了图5A中的壳体的隔板结构中的隔板;
[0024] 图6A示出了根据实施例的壳体的底部的部分截面;
[0025] 图6B示出了根据第一实施例的壳体的翅片;
[0026] 图6C示出了根据第二实施例的壳体的翅片;
[0027] 图6D示出了根据第三实施例的壳体的翅片;
[0028] 图7示出了根据第一实施例的壳体的底部的部分截面;
[0029] 图8示出了根据第二实施例的壳体的底部的部分截面;
[0030] 图9示出了根据第三实施例的壳体的底部的部分截面;
[0031] 图10示出了根据实施例的具有高度不同的外壁的壳体的正常状态和安装状态;
[0032] 图11A示出了根据第一实施例的壳体中的制冷剂的移动;
[0033] 图11B示出了根据第二实施例的壳体中的制冷剂的移动;
[0034] 图11C示出了根据第三实施例的壳体中的制冷剂的移动;
[0035] 图12示出了根据第一实施例的包括凸起部(boss)的壳体的结构;
[0036] 图13A示出了根据第二实施例的包括凸起部的壳体的结构;
[0037] 图13B示出了根据第三实施例的包括凸起部的壳体的结构;
[0038] 图13C示出了根据第三实施例的包括凸起部的壳体的结构;
[0039] 图14A示出了根据实施例的下基体和凸起部的形状;
[0040] 图14B是图14A所示的凸起部的放大视图;
[0041] 图15A示出了根据实施例的未接合具有线型结构的凸起部的下基体中的热的流动;
[0042] 图15B示出了根据实施例的其中具有线型结构的凸起部接合到下基体的结构;
[0043] 图16A示出了根据第一实施例的包括凸起部的壳体的结构;
[0044] 图16B是图16A所示的壳体的透视图;
[0045] 图17示出了根据实施例的在壳体的上端处具有单独空间的壳体;
[0046] 图18A示出了根据第一实施例的壳体的散热性能;以及
[0047] 图18B示出了根据第二实施例的壳体的散热性能。

具体实施方式

[0048] 将参照附图描述实施例。然而,这并不旨在将本公开中描述的技术限制于特定实施例,并且应当理解为包括实施例的各种修改、等同物和/或可替换方案。为了清楚和简洁起见,将省略对已知功能和/或配置的描述。
[0049] 本公开中使用的术语仅用于描述具体实施例,并不旨在限制本公开。单数表述可以包括复数表述,除非它们在上下文中明确不同。除非另有定义,否则本文使用的所有术语,包括技术术语和科学术语,具有与本公开所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。除非在本公开中明确定义,否则这些术语(如在通常使用的词典中定义的术语)可以被解释为具有与相关技术领域中的上下文含义相同的含义,并且不应被解释为具有理想或过于形式化的含义。在某些情况下,甚至不应将本公开中定义的术语解释为排除本公开的实施例。
[0050] 在本公开的实施例中,根据所呈现的详细实施例,元素以单数形式或复数形式表示。然而,为了便于描述,对于所呈现的情况适当地选择单数形式或复数形式,并且本公开不受以单数形式或复数形式表示的元素的限制。因此,以复数形式表示的元素也可以包括单个元素,或者以单数形式表示的元素也可以包括多个元素。
[0051] 以下,将基于硬件描述实施例,但实施例包括使用硬件和软件两者的技术。因此,实施例不排除软件。
[0052] 本公开涉及一种具有壳体的装置,该壳体具有更有效地消散内部热的结构。
[0053] 例如,为了便于描述,在下面的描述中描述表示装置的结构、物质、形状和组件的术语。因此,本公开不限于本文中的术语,并且可以使用具有同等含义的其他术语。
[0054] 在本公开中,诸如“多于”和“少于”的表述用于确定是否满足特定条件,但仅仅是示例,并不排除诸如“或更多”或“或更少”的表述。描述为“或更多”的条件可替换为“多于”,描述为“或更少”的条件可以替换为“少于”,描述为“或更多且少于”的条件可以替换为“多于或更少”。
[0055] 在本文中将网络通信装置描述为具有壳体的装置的示例。然而,本文所描述的壳体的结构可以应用于除网络通信装置之外的其他装置(例如,机械装置)的壳体。
[0056] 本公开涉及一种用于诸如以下各项通信设备的散热装置:移动通信基站、其中各种PBA或放大器设置在机架或室外壳体中的路由(例如,高功率放大器(HPA)和线性功率放大器(LPA))。具体地,本公开涉及一种用于通信设备的散热装置,包括:装有制冷剂的散热翅片,用于高效地排出由安装在PBA上的高发热元件或放大器产生的热;与散热翅片连接的上翅片盖;以及与上翅片盖连接的下基体。
[0057] 图1示出了根据实施例的装置。
[0058] 参照图1,装置100包括上壳体110和下壳体120,它们被组装成形成用于保护PBA免受外部影响的封闭空间。PBA是电路的组件,包括其上安装有多个部件的板。设置在由上壳体110和下壳体120形成的内部空间中的诸如PBA的组件在操作时产生热。例如,操作可以是物理运动、由电子电路进行的信号处理或数据计算。设置在内部空间中的组件可以被称为操作单元。
[0059] 上壳体110和下壳体120各自可以具有用于散热的多个翅片。或者,上壳体110和下壳体120中的任何一者可以不包括翅片。上壳体110的内部和外部结构如图2A和图2B所示。
[0060] 图2A示出了根据实施例的设备的壳体内部。图2B示出了根据实施例的设备的壳体外部。图2A和图2B所示的壳体200可以理解为图1所示的上壳体110或下壳体120。
[0061] 参照图2A和图2B,壳体200具有壁212、底部214和形成在外侧的多个翅片216。在图2A中,底部214可以被形成为具有各种高度的形状,这取决于设置在壳体200中的部件。翅片
216增加表面积以从壳体200排出热。
[0062] 图2A和图2B所示的壳体200可以由具有高导热性和耐腐蚀性的铝材料制成,并且可以通过铝模铸制造。由铝模铸制造的壳体的底部的厚度通常为大约3毫米(mm)至6mm,并且可以具有完全被铝材料填充的结构。为了在壳体中安装具有不同高度的部件的PBA,底部的结构可以根据PBA的部件的高度变化而形成为复杂的结构。因此,从PBA产生的热传递到壳体的内侧,通过壳体的底部传递到翅片(导热系数为约90W/mK至180W/mK),然后通过翅片排出到外部。
[0063] 图3示出了根据实施例的壳体的截面。图3是壳体200的底部的部分截面。
[0064] 参照图3,底部具有与翅片216连接的翅片盖310,以及内部被暴露的基体320。翅片盖310可以被称为上盖、上板、上层、上层部分、翅片层或具有相同技术含义的其他术语。基体320可被称为下盖、下板、下层、基层、基座或具有相同技术含义的其他术语。基体320可以具有这样一种结构:其z轴高度根据设置在壳体中的PBA中所包括的部件而变化。基体320的结构的高度是可变的,以通过减少与包括在PBA中的部件之间的间隙来有效地传递热。基体320的z轴厚度可以为1.0mm或更大。
[0065] 在翅片盖310与基体320之间限定空间330。空间330填充有制冷剂,例如具有高传热特性的工作流体。改变相态时传送热的制冷剂可以包括流体物质或吸液芯(wick)。注入在翅片盖310与基体320之间的空间中的制冷剂中所包括的流体可以是诸如水或丙酮的常见的液态物质。根据产品的使用温度和所需条件,可以使用用于普通热导管和均热板的各种制冷剂。空间330的z轴厚度与要注入的制冷剂的热性能有关,并且可以在1.0mm与50mm之间。
[0066] 根据图3所示的结构,从PBA产生的热传递到设置在壳体中的基体320,内部传递的热通过相邻于壳体底部的高导热制冷剂传递到翅片盖310,然后热可以通过翅片216排出。由制冷剂实现了至少约4,000W/mK的导热系数。
[0067] 翅片盖310和基体320可以以各种方式接合或组装,例如通过搅拌摩擦焊接(FSW)仅在必要的部分上通过摩擦接合。作为另一示例,将翅片盖310和基体320对准,然后放置在高温高压室中,由此可以通过扩散焊接来附接翅片盖310和基体320的接合面。作为另一示例,翅片盖310和基体320可以通过钎焊接合或可以彼此螺栓连接。
[0068] 诸如螺钉或钩的紧固件用于将PBA固定到壳体200。如图3所示,当在翅片盖310与基体320之间限定空间330并用制冷剂填充空间330,并且翅片盖310和基体320通过没有特定结构的紧固件结合时,可能发生制冷剂泄漏。因此,在设置紧固件的位置形成用于结合的突起312a和312b。突起312a和312b还可以增加空间330的结构强度。
[0069] 突起312a和312b具有大于紧固件的直径的x轴宽度和y轴宽度,并且从基体320延伸。或者,用于结合紧固件的突起可以从翅片盖310延伸。
[0070] 图4示出了根据实施例的壳体的突起的结构。参照图4,在基体320中形成孔,并且可以插入到孔中的突起412从翅片盖310延伸。可以在基体320与突起412之间形成间隙,但是可以通过各种方法(例如,激光焊接和摩擦焊接)来密封该间隙。图3中所示的突起312a和312b可以具有与空间330的厚度基本上相同的z轴长度,并且图4中所示的突起412的z轴长度可以大于空间330的厚度。
[0071] 根据上述壳体的结构,可以实现高导热性以及减小壳体体积和重量的效果。
[0072] 根据图3所示的结构,制冷剂能够快速地传导热。由于制冷剂在翅片盖与基体之间的整个空间中传递热,因此任何一个点处的热可能传递到基体中的其他点。制冷剂传递的热可能传回到设置在内部的PBA,因此需要保护PBA中所包括的部件,使其免受通过壳体传递的热的影响。为此,本公开描述了一种通过将产生大量热的部分热隔离来相对减少热散布的结构。
[0073] 图5A示出了根据实施例的壳体的隔板结构。
[0074] 具体地,图5A示出了图3所示的空间330的截面。参照图5A,在空间330中形成隔板512。隔板512是类似阻尼(damp‑like)的结构,并且空间330被隔板512分隔成四个分区510、
520、530和540。
[0075] 当没有隔板512并且在第一分区510中产生高温热时,热容易扩散到第二分区520、第三分区530和第四分区540。然而,当形成如图5A所示的隔板512时,四个分区510、520、530和540中的制冷剂被隔离,由此可以防止或减少在任何一个分区中产生的热通过制冷剂传递到另一个分区。例如,通过在产生大量热的部件周围形成分区,可以在防止热传递时保护表现出优异性能的其他部件。具体地,通过在一个分区中隔离产生大量热的部件(例如,现场可编程门阵列(FPGA)、中央处理器(CPU)和片上系统(SOC)),可以保护易受热影响的存储器(例如,双数据速率(DDR)存储器)免受热传递的影响。
[0076] 隔板512可以以各种方式形成,例如通过延伸用于结合紧固件的突起。图5B示出了图5A中的壳体的隔板结构中的隔板。如图5B所示,可以通过在x‑y平面中延伸突起524来形成隔板512。在这种情况下,隔板512可以与突起524具有相同的z轴长度。
[0077] 根据另一实施例,如图5C所示,隔板512可以具有小于突起524的z轴长度。根据图5C所示的情况,各分区中的制冷剂没有完全隔离,因此热可以在各分区之间传递,但是热可以更快地从产生热的分区流出。即,图5C所示的实施例在产生热的部件的散热方面更优异。
[0078] 如上所述,通过将壳体的底部设计为双层结构并在层之间的空间填充制冷剂,可以期望提高散热效果。该双层结构不仅可以应用于与翅片连接的底部,也可以应用于壳体的壁212。填充了制冷剂的结构可以应用于翅片。
[0079] 当向翅片中注入高导热制冷剂时,可以实现散热效果的改善和壳体重量的减轻。在这种情况下,与用铝填充翅片的约90~200W/mK的导热系数相比,实现了约1000W/mK或更高的导热系数。由于可以自由地且单独地制造填充有制冷剂的翅片,而不受壳体的长度或宽度的限制,因此可以容易地实现具有长翅片或大量翅片的产品,这在模铸中是困难的。与通过模铸制成的产品相比,散热翅片越长,增加的重量越小。
[0080] 填充制冷剂的散热翅片在重量和散热性能方面具有优势。然而,由于散热翅片是与壳体分开制造并随后附接的,因此附接表面可能产生热阻。
[0081] 图6A示出了根据实施例的壳体600的底部的部分截面。
[0082] 参照图6A,底部具有与翅片622‑1至622‑N连接的翅片盖610,以及内部被暴露的基体320。基体320在图6A中被示为平坦的,但是可以具有其z轴高度根据设置在壳体中的PBA 602中所包括的部件而变化的结构。由翅片盖610、基体320和外壁620限定的空间630填充有制冷剂。
[0083] 翅片622‑1至622‑N中的每个翅片中具有空间,翅片622‑1至622‑N均可以由铝材料制成。通过翅片盖610形成多个通槽,以将翅片622‑1至622‑N连接到翅片盖610。将翅片622‑1至622‑N插入到通槽中,然后接合翅片622‑1至622‑N与翅片盖610之间的接触区域,由此可以将翅片622‑1至622‑N固定到翅片盖610。
[0084] 图6B示出了根据第一实施例的壳体的翅片,图6C示出了根据第二实施例的壳体的翅片,图6D示出了根据第三实施例的壳体的翅片。
[0085] 在图6B、图6C和图6D中,为了将翅片622‑1至622‑N牢固地固定到翅片盖610,并且改善空间630中制冷剂的导热性,每个翅片622‑1至622‑N的接触部分624可以在至少任何一个方向上比另一部分626宽。换句话说,接触部分624在x‑y平面中的围绕轴A的至少一个方向上比另一部分626宽。接触部分624可以形成为各种形状。例如,接触部分624可以形成为如图6B所示的倒T形、如图6C所示的L形和如图6D所示的椭圆形。
[0086] 翅片622‑1至622‑N可以通过接触部分624表面接合到翅片盖610。翅片盖610和翅片622‑1至622‑N可以通过各种技术(例如钎焊)接合。接合到翅片622‑1至622‑N的翅片盖610与基体320接合,由此形成图6A所示的壳体。
[0087] 返回参照图6A所示的结构,热顺序地通过壳体、高导热制冷剂和散热翅片进行传递。由于制冷剂的高导热性,热可以在不损失的情况下传递。制造具有图6A所示的结构的壳体的材料和接合技术不受限制。如上所述,通过使用填充有制冷剂的散热翅片来实现重量减轻和高导热性。
[0088] 图7示出了根据第一实施例的壳体的底部的部分截面。
[0089] 参照图7,底部具有翅片711‑1至711‑N、与翅片711‑1至711‑N连接的翅片盖710(上侧)、以及内部被暴露的基体(下侧)740。翅片盖710可以被称为上盖、上板、上层、上层部分、翅片层或具有相同技术含义的其他术语。基体740可以被称为下盖、下板、下层、基层或具有相同技术含义的其他术语。基体740可以具有其z轴高度根据设置在壳体中的PBA中所包括的部件而变化的结构。壳体700的高度可以取决于外壁720的长度,从而可以减少与PBA中所包括的部件之间的间隙,并且能够有效地传递热量。基体740的z轴厚度基本上为1.0mm或更大。
[0090] 在翅片盖710、基体740和外壁720的内部限定空间730。空间730填充有制冷剂,例如具有高热传递特性的工作流体。制冷剂是一种在改变相态时传送热的物质,可以包括流体物质或吸液芯。在翅片盖710与基体740之间的空间中注入的制冷剂中所包括的流体可以是诸如水或丙酮的常见的液态物质。根据产品的使用温度和所需条件,可以使用用于普通热导管和均热板的各种制冷剂。空间730的z轴厚度与所注入的制冷剂的热性能有关,并且可以基本上在1.0mm与50mm之间。
[0091] 如图7所示,从PBA产生的热传递到设置在壳体中的基体740,内部传递的热通过邻近壳体底部的高导热制冷剂传递到翅片盖710,然后热可以通过翅片711‑1至711‑N排出。由制冷剂实现了至少约4,000W/mK的导热系数。
[0092] 在图7中,翅片盖710和基体740可以以各种方式接合或组装。例如,翅片盖710和基体740可以通过外壁720结合,通过FSW仅在必要的部分上通过摩擦接合,翅片盖710和基体740可以对准,然后被放置在高温高压室中,由此翅片盖710和基体740的接合表面可以通过扩散焊接附接,或者可以通过钎焊接合或彼此螺栓连接。
[0093] 诸如螺钉或钩的紧固件用于将PBA固定到壳体700。如图7所示,当在翅片盖710与基体740之间限定空间730并用制冷剂填充空间730,并且翅片盖710和基体740通过没有特定结构的紧固件结合时,可能发生制冷剂泄漏。因此,可以在设置紧固件的位置形成用于结合的突起。突起还可以增加空间730的结构强度。图7中所示的基体740应被设计成使得由PBA的部件产生的热直接接触壳体的基体的表面。由于这种设计使得壳体的高度随着部件的高度差异而改变,这就造成了复杂的截面形状。例如,在图7所示的壳体700中,包含制冷剂的空间730距离基体740的厚度可以基本上为1.0mm或更大。在这种情况下,可以通过基体740的高度变化在翅片盖710中产生台阶部分。带台阶部分的翅片盖710可以通过模铸制造,但是需要一种称为模具的昂贵工具,并且难以确保用于将翅片盖710接合到基体740的高平坦度。由于模铸材料的导热系数低于挤压用铝,因此存在散热性能劣化的问题。
[0094] 图8示出了根据第二实施例的壳体的底部的部分截面。
[0095] 如图8所示,底部具有与翅片811‑1至811‑N连接的翅片盖810、内部被暴露的基体(下侧)840、以及连接翅片盖810和基体840的外壁820。翅片盖810可以被称为上盖、上板、上层、上层部分、翅片层、翅片罩或具有相同技术含义的其他术语。基体840可以被称为下盖、下板、下层、基层或具有相同技术含义的其他术语。外壁820可以被称为侧部、侧板、侧层或具有相同技术含义的其他术语。外壁820可以是相对于y轴或x轴连接翅片盖810和基体840的侧部。基体840可以具有其z轴高度根据设置在壳体800中的PBA中所包括的部件而变化的结构。翅片盖810可以具有平坦的表面。
[0096] 在翅片盖810、基体840和外壁820的内部限定空间830。空间830填充有制冷剂,例如具有高传热特性的工作流体。制冷剂是一种在改变相态时传送热的物质,可以包括液体物质或吸液芯。注入在翅片盖810与基体840之间的空间中的制冷剂中所包括的流体可以是诸如水或丙酮的常见的液态物质。根据产品的使用温度和所需条件,可以使用用于普通热导管和均热板的各种制冷剂。空间830的z轴厚度与注入的制冷剂的热性能有关,并且可以在1.0mm与50mm之间。
[0097] 如图8所示,从PBA产生的热传递到设置在壳体中的基体840,内部传递的热通过邻近壳体底部的高导热制冷剂传递到翅片盖810,然后热可以通过翅片811‑1至811‑N排出。由制冷剂实现了至少约4,000W/mK的导热系数。
[0098] 在图8中,翅片盖810和基体840可以以各种方式接合或组装。例如,翅片盖810和基体840可以通过外壁820结合,可以通过FSW仅在必要的部分上通过摩擦接合,翅片盖810和基体840可以对准然后放入高温高压室中,由此可以通过扩散焊接附接翅片盖810和基体840的接合表面,或者可以通过钎焊接合或彼此螺栓连接。
[0099] 诸如螺钉或钩的紧固件用于将PBA固定到壳体800。如图8所示,当在翅片盖810与基体840之间限定空间830并用制冷剂填充空间830,并且翅片盖810和基体840通过没有特定结构的紧固件结合时,可能发生制冷剂泄漏。因此,在结合紧固件的位置可以形成用于结合的突起。突起还可以增加空间830的结构强度。
[0100] 壳体800的翅片盖810可以根据截面而被设计为具有不同的厚度。翅片盖810可以被设计成无论截面如何都不具有均匀的厚度,而是根据截面具有不同的厚度。换言之,与壳体700的具有与基体740的弯曲相对应的弯曲以具有均匀的厚度的翅片盖710,壳体800可以具有平坦的翅片盖810。通过将壳体设计为具有不同的厚度(取决于截面),可以使翅片盖810的截面高度均匀。由于翅片盖810具有均匀的截面高度,因此壳体800的厚度可以根据截面而不同。由于翅片盖810具有平坦的结构,因此可以通过挤压来制造翅片盖810,并且可以以低成本制造翅片。由于翅片盖是通过挤压制造的,因此可以使用比模铸件具有更高导热系数的铝合金。在厚度根据截面而增加的部分中,由于空间830扩大,可以注入更大量的制冷剂,从而改善散热效果。
[0101] 图9示出了根据第三实施例的壳体的底部的部分截面。
[0102] 如图9所示,壳体900具有与翅片911‑1至911‑N连接的翅片盖(上侧)910、内部被暴露的基体(下侧)940、以及与翅片盖910和基体940连接的外壁920‑1和920‑2。翅片盖910可以被称为上盖、上板、上层、上层部分、翅片层或具有相同技术含义的其他术语。基体940可以被称为下盖、下板、下层、基层或具有相同技术含义的其他术语。外壁920‑1和920‑2可以被称为侧部、侧面、侧层、侧板或具有相同技术含义的其他术语。
[0103] 基体940可以具有其z轴高度根据设置在壳体中的PBA中所包括的部件而变化的结构。壳体900的高度可以取决于外壁920的长度。通过减小与PBA中所包括的部件之间的间隙,基体940的结构的高度改变,以有效地传递热。基体940的z轴厚度基本上为1.0mm或更大。
[0104] 在翅片盖910、基体940和壳体900的外壁920的内部限定空间930。空间930填充有制冷剂,例如具有高热传递特性的工作流体。制冷剂是一种在改变相态时传送热的物质,可以包括流体物质或吸液芯。在翅片盖910与基体940之间的空间中注入的制冷剂中所包括的流体可以是诸如水或丙酮的常见的液态物质。根据产品的使用温度和所需条件,可以使用用于普通热导管和均热板的各种制冷剂。空间930的z轴厚度与所注入的制冷剂的热性能有关,并且可以基本上在1.0mm与50mm之间。
[0105] 根据图9所示的结构,从PBA产生的热传递到设置在壳体中的基体940,内部传递的热通过邻近壳体底部的高导热制冷剂传递到翅片盖910,然后热可以通过翅片911‑1至911‑N排出。由制冷剂实现了至少为约4,000W/mK的导热系数。
[0106] 在图9中,翅片盖910和基体940可以以各种方式接合或组装。例如,翅片盖910和基体940可以通过外壁920结合,通过FSW仅在必要的部分上通过摩擦接合,翅片盖910和基体940可以对准,然后被放置到高温高压室中,由此可以通过扩散焊接附接翅片盖910和基体
940的接合表面,或者可以通过钎焊接合或彼此螺栓连接。
[0107] 诸如螺钉或钩的紧固件用于将PBA固定到壳体900。如图9所示,当在翅片盖910与基体940之间限定空间930并用制冷剂填充空间930,并且翅片盖910和基体940通过没有特定结构的紧固件结合时,可能发生制冷剂泄漏。因此,可以在结合紧固件的位置形成用于结合的突起。突起还可以增加空间930的结构强度。
[0108] 与上面参照图7描述的壳体700的翅片盖710不同,壳体900可以具有平坦的表面。壳体900的翅片盖910可以被设计成具有厚度均匀的空间,并且具有根据截面而不同的厚度,以对应于基体940的表面。换言之,与壳体700的具有与基体740的弯曲相对应的弯曲以具有均匀的厚度的翅片盖710不同,壳体900具有平坦的翅片盖910。通过将壳体设计为具有取决于截面的不同厚度,可以使翅片盖910的截面是平坦的。因此,壳体900的厚度可以取决于截面。
[0109] 在图9所示的壳体900中,存在接合到基体940和翅片盖910的外壁920‑1和920‑2,以容纳制冷剂并使翅片盖910的高度均匀。壳体900可以具有高度不同的外壁920‑1和920‑2。如图9所示,外壁920‑1可以具有小于外壁920‑2的高度。因此,翅片盖910可以具有在x轴方向上朝向外壁920‑1倾斜的结构。壳体900可以被设计成根据外壁920‑1与外壁920‑2之间的高度差而具有各种倾斜。作为另一示例,壳体900可以被设计成使得外壁920‑1的高度大于外壁920‑2的高度。在这种情况下,翅片盖910可以具有在x轴方向上朝向外壁920‑2倾斜的结构。与图9所示的壳体900类似,可以制造具有不同高度的外壁的壳体。在具有不同高度的外壁的壳体中,翅片盖910可以是倾斜的。
[0110] 图10示出了根据实施例的具有不同高度的外壁的壳体的正常状态和安装状态。壳体1001可以包括具有不同高度的外壁。壳体1003可以包括具有相同高度的外壁。壳体1005是壳体1001以与x轴成15度的角度被安装的状态。壳体1007是壳体1003以与x轴成15度的角度被安装的状态。根据外壁之间的高度不同,可以制造具有不同倾斜度的壳体。根据产品的安装环境,壳体可以以不同的角度安装。当壳体具有倾斜度时,可以改变制冷剂在翅片盖与壳体基体之间的空间中的移动朝向,从而改变散热效果。
[0111] 虽然15度是图10中的倾斜角度,但这只是为了说明倾斜外壁与壳体之间关系的示例,并且实施例不限于此。
[0112] 图11A示出了根据第一实施例的壳体中的制冷剂的移动,图11B示出了根据第二实施例的壳体中的制冷剂的移动,图11C示出了根据第三实施例的壳体中的制冷剂的移动。图11A、图11B和图11C中所示的壳体1100a、1100b和1100c具有翅片盖1110、基体1140、外壁
1120‑1、1120‑2、1122‑1、1122‑2、1124‑1、1124‑2以及由翅片盖1110、基体1140和外壁1120‑
1、1120‑2、1122‑1、1122‑2、1124‑1、1124‑2限定的内部空间1130。PBA 1102可以接合到基体
1140。用于散热的制冷剂1104a、1104b、1104c、1106a、1106b和1106c可以位于壳体的内部空间1130中。外壁1120‑1、1122‑1和1124‑1可以邻近壳体装置的上端。外壁1120‑2、1122‑2和
1124‑2可以邻近壳体装置的下端。
[0113] 从设置在壳体中的PBA 1102产生的热可以传递到设置在壳体中的基体1140,并且内部传递的热可以通过邻近基体1140的高导热制冷剂传递到翅片盖1110。然后,热可以通过连接到翅片盖1110的翅片排出。基体1140直接连接到PBA 1102,因此与翅片盖1110相比可能具有高的温度。
[0114] 基体1140可以具有针对各个分区的不同发热量,这取决于设置在壳体中的PBA 1102中所包括的部件。与产生相对大量的热的PBA相邻的基体可能处于相对高的温度,而与产生相对少量的热的PBA相邻的基体可能处于相对低的温度。作为另一示例,与设置有相对较少发热部件的部分相邻的基体区域相比,与设置有相对多的发热部件的部分相邻的基体区域可能处于相对高的温度。如上所述,根据基体的区域,可能存在高温部分和低温部分,并且制冷剂在产生大量热的区域中循环流动更顺畅,散热效果会越高。当翅片盖与壳体基体之间的空间中的制冷剂被定位成更靠近发热源时,壳体的散热效果可以得到改善。
[0115] 图11A示出了具有高度均匀的外壁的壳体1110a。参照图11A,附图标记1141‑a指示从基体1140产生并在壳体的内部空间中扩散的热。由于重力的影响,制冷剂1104a位于靠近外壁1120‑2的位置。附图标记1121‑a指示制冷剂1104a从基体1140接收热并通过蒸发在壳体的内部空间中扩散。附图标记1111‑a指示制冷剂1106a扩散、通过与处于相对低的温度的翅片盖1110接触而降低温度并且然后由于重力的影响而落到下端。
[0116] 在图11A中,由于壳体1110a的外壁1120‑1和1120‑2之间没有高度差,因此制冷剂1104a在内部空间1130中占据的部分可以相对小。如附图标记1111‑a所指示的,加热后的制冷剂可以在重力作用下落到产品的下端。在该过程中,由于外壁1120‑1和1120‑2之间没有高度差,因此翅片盖的倾斜度相对小,因此,制冷剂可以落在翅片盖1110的表面上。
[0117] 图11B所示的壳体1100b是其中与产品的上端相邻的外壁1122‑1的高度大于与产品的下端相邻的外壁1122‑2的高度的示例。
[0118] 在图11B中,附图标记1141‑b指示从壳体1110b的基体1140产生并在壳体的内部空间1130中扩散的热。由于重力的影响,制冷剂1104b位于靠近与壳体的下端相邻的外壁1122‑2。与图11A中所示的制冷剂1104a相比,由于翅片盖1110的倾斜,制冷剂1104b以相对大的面积与基体1140接触。附图标记1121‑b指示制冷剂1104b从基体1140接收热并通过蒸发在壳体的内部空间1130中扩散。附图标记1111‑b指示制冷剂1106b扩散,与处于相对低的温度的翅片盖1110接触而冷却,然后由于重力的影响而下落。
[0119] 如图11B所示,由于壳体1100b的外壁1122‑1和1122‑2之间存在高度差,因此在壳体的内部空间1130中被制冷剂1104b占据的部分大于图11A所示的在壳体1100a中被制冷剂1104a占据的部分。制冷剂1104b通过从基体1140接收热并蒸发而上升,并且位于壳体的上端(1106b)。制冷剂1106b可以与相比于基体处于较低温度的上翅片盖接触。制冷剂通过与上翅片盖1110接触来降低温度,并且冷却后的制冷剂1106b可以在重力作用下落到壳体中,如附图标记“1111‑b”所指示的。由于翅片盖的倾斜度因壳体1100b的外壁1120‑1和1120‑2之间的高度差而相对大,因此制冷剂可以在重力方向上垂直下落,但不落在翅片盖上。由于冷却后的制冷剂1106b与图11A中所示的制冷剂1106a相比受翅片盖1110的影响较小,并且垂直下落,因此下落速度可以相对快。
[0120] 其中的制冷剂1104b可以由于图11B中所示的壳体1100b的倾斜而被更有效地定位在靠近发热源的位置。由于产品的上端的面积小,相对高温下的热可以更快地移动到冷部分。包括具有倾斜度的翅片盖的壳体1100b受到重力的较大影响,并且上升的制冷剂1106b可以垂直下落。与其中制冷剂在翅片盖的表面上向下流动的壳体1100a相比,上升的制冷剂1106a在壳体1100b中可以更快地下落,因此,与壳体1100a相比,在壳体1100b中,循环效率可以更大。
[0121] 图11C示出了与壳体1100b的截面具有相反高度差的壳体1100c。在图11C所示的壳体1100c中,产品的上端处的外壁1124‑1的长度大于产品的下端处的外壁1124‑2的长度,因此朝向外壁1124‑2形成倾斜度。
[0122] 如图11C所示,附图标记1141‑c指示从壳体1110c的基体1140产生并在壳体的内部空间1130中扩散的热。由于重力的影响,制冷剂1104c可以位于靠近产品的下端处的外壁1124‑2。壳体1100c的下端处的外壁1124‑2可以被设计为短于上端处的外壁1124‑1。附图标记1121‑c指示制冷剂1104c从基体1140接收热并通过蒸发在壳体的内部空间1130中扩散。
附图标记1111‑c指示制冷剂1106c从附图标记1121‑c扩散、通过与相比于基体1140处于较低温度的翅片盖1110接触而降低温度并且由于重力的影响而下落。
[0123] 比较图11A、图11B和图11C,与壳体1100a和壳体1100b相比,由于壳体1100c下端的面积朝外壁减小,因此即使在内部空间1130中存在相同量的制冷剂,制冷剂与壳体的基体1140的接触面积也是宽的。通过壳体1100c的设计,使得在壳体的下端处聚集制冷剂的空间最小化,因此可以实现增加制冷剂的高度并增大壳体的上端处的空间的结构。
[0124] 在填充有制冷剂的机械壳体的结构中,翅片盖与壳体的基体之间的接合处应当被密封。密封的制冷剂接收从基体产生的热,从而能够从液态变为气态。在相变过程中,可能产生大的蒸气压。翅片盖和壳体的基体因蒸气压而分开,因此可能存在制冷剂泄漏的危险。考虑到该危险,可以增加翅片盖与壳体的基体之间的接合面积。
[0125] 图12示出了根据实施例的包括凸起部的壳体1200的截面图。
[0126] 参照图12,底部具有与翅片1211‑1至1211‑N连接的翅片盖1210、内部被暴露的基体1240、以及连接翅片盖1210和基体1240的外壁1220‑1和1220‑2。外壁1220‑1和1220‑2可以具有不同的高度。翅片盖1210可以被称为上盖、上板、上层、上层部分、翅片层、翅片罩或具有相同技术含义的其他术语。基体1240可以被称为下盖、下板、下层、基层或具有相同技术含义的其他术语。外壁1220‑1和1220‑2可以被称为侧面、侧板、侧层或具有相同技术含义的其他术语。基体1240可以具有其z轴高度根据设置在壳体1200中的PBA中所包括的部件而变化的结构。翅片盖1210可以具有平坦的表面。
[0127] 可以在壳体1200的翅片盖1210、基体1240和外壁1220‑1和1220‑2的内部限定内部空间1230。内部空间1230填充有制冷剂,例如具有高传热递特性的工作流体。制冷剂是一种在改变相态时传送热的物质,可以包括流体物质或吸液芯。注入在翅片盖1210与基体1240之间的空间中的制冷剂中所包括的流体可以是诸如水或丙酮的常见的液态物质。根据产品的使用温度和所需条件,可使用用于普通热导管和均热板的各种制冷剂。空间1230的z轴厚度与注入的制冷剂的热性能有关。
[0128] 根据图12所示的结构,从PBA产生的热传递到设置在壳体中的基体1240。内部传递的热通过邻近壳体的底部的高导热制冷剂传递到翅片盖1210,然后通过翅片1211‑1至1211‑N排出。
[0129] 在图12中,翅片盖1210和基体1240可以以各种方式接合或组装。例如,翅片盖1210和基体1240可以通过外壁1220‑1和1220‑2结合,可以通过FSW仅在必要的部分上通过摩擦接合,翅片盖1210和基体1240可以对准,然后被放置在高温高压室中,由此可以通过扩散焊接附接翅片罩1210和基体1240的接合表面,或者可以通过钎焊接合或彼此螺栓连接。
[0130] 如图12所示,壳体1200可以包括连接翅片盖1210和基体1240的一个或更多个凸起部1251‑1至1251‑M。凸起部1251‑1至1251‑M的数目可以与翅片1211‑1至1211‑N的数目相同或不同。
[0131] 在不包括凸起部的壳体中,只有与外壁1220‑1和1220‑2接触的部分1204和1206接合到翅片盖和基体。在包括凸起部的壳体1200中,连接翅片盖和基体的多个凸起部可以与翅片盖1210和基体1240接触。由于凸起部与翅片盖1210和基体1240接合,因此翅片盖1210和基体1240可以更牢固地被固定。在这种情况下,可以补充由于接合区域1204和1206仅在外壁所在的部分处而导致的可能不足的接合强度。
[0132] 图12中所示的凸起部可以在制造基体壳体的过程中通过模铸来形成,或者可以与壳体分开形成,然后接合到壳体。当凸起部的直径只需为1.0pi或更大时,除非重量增加,否则可以自由地增大凸起部的直径并选择凸起部的数目。
[0133] 图13A示出了根据实施例的包括凸起部的壳体的结构的透视图。图13B示出了根据实施例的包括凸起部的壳体的结构。在壳体1300中,上翅片盖1310和侧部1320彼此接合。多个翅片1311可以连接到上翅片盖1310。壳体1300可以具有连接到上翅片盖1310的下基体。上翅片盖1310和下基体可以通过外壁1320连接。如图13A和图13B所示,上翅片盖1310和下基体可以通过凸起部连接。凸起部可以被设计成在壳体的内部空间中与上翅片盖1310和下基体接触。
[0134] 当FSW应用于包括凸起部的壳体的制造过程时,应将翅片盖和基体接合在一起,使得凸起部不与工具能够在其中旋转的空间重叠在一起。在包括凸起部的壳体的制造过程中,设计时应考虑能在下部处承受工具的重量的区域。可以根据壳体的尺寸在产品的多个位置确定接合部分。附图标记1350‑1指示连接上翅片盖1310和下基体的凸起部接合到上翅片盖1310的部分。附图标记1350‑2指示与上翅片盖1310、下基体和外壁1320接触的凸起部接合到上翅片盖1310的部分。凸起部的位置和数目不限于图13所示的位置和数目。凸起部的数目可以大于或小于图13A和图13B所示的凸起部的数目。
[0135] 图13B是壳体1300的下基体、翅片盖1310和凸起部接合的部分1350‑1的放大视图。如图13B所示,附图标记1351指示壳体1300中未被上翅片盖1310覆盖的部分,即,凸起部的顶表面。
[0136] 图13C示出了未接合上翅片盖1310的凸起部,并且示出了接合到下基体的凸起部的形状。如图13C所示,凸起部可以具有主体1353、突起1351和固定部分1355‑1、1355‑2。主体1353的直径可以小于突起1351的直径。虽然图中未示出,但是主体1353与突起1351之间的直径差可以取决于实施例。固定部分1355‑1、1355‑2可以固定下基体1340和主体1353。尽管在图中未示出,但是多个固定部分1355‑1、1355‑2可以接合到一个主体1353。
[0137] 类似于不包括凸起部的壳体的接合区域,FSW和钎焊可以应用于包括凸起部的壳体1200和1300。然而,根据FSW,特定工具在强烈挤压翅片盖的同时旋转以及接合是通过用摩擦热使材料熔化来执行的,因此当翅片盖厚时,接合可能困难。在FSW中,工具应当被应用于所有的接合部分,所以难以设计出许多凸起部以具有许多接合部分。然而,钎焊的优点是:当产品以接合状态放入高温炉中时,多个部分同时接合。然而,存在如下问题:用于制造翅片盖的挤压用铝材料或用于基体的模铸材料难以用于钎焊。
[0138] 图14A和图14B示出了根据实施例的下基体和凸起部的形状的示例。
[0139] 在图14A和图14B中,在上翅片盖被接合在壳体装置中之前,下基体1440和多个凸起部1451被接合。附图标记1440指示壳体的下基体。附图标记1420指示结合到下基体1440和图中未示出的上翅片盖的外壁。附图标记1451指示连接上翅片盖和下基体的凸起部。图14A和图14B中所示的结构是一个实施例,并且凸起部的位置和数目可以取决于壳体装置。
类似于图13A中由1350‑2指示的凸起部,该凸起部可以接合到下基体1440、上翅片盖和外壁
1420。
[0140] 图14B是图14A所示的凸起部1451的放大视图。参照图14B,凸起部可以具有主体1455和在凸起部的端部处具有预定宽度和深度的凹槽1453。单独的填充材料或用于钎焊的双面覆层可以插入在凸起部的凹槽1453中。填充材料可以具有低于凸起部的材料的熔点。
填充材料或双面覆层可以具有插入凹槽中的突起1463以及暴露在上翅片覆盖层上方的主体1461。凸起部的凹槽1453的深度或截面形状可以变化。例如,凹槽可以为圆形。凸起部的形状可以通过模铸来确定。凸起部可以在端部处具有预定宽度和深度的凹槽。填充材料或双面覆层不仅可以应用于凸起部,而且也可以应用于需要接合以密封制冷剂的部分(例如,产品的边缘)。
[0141] 图15A示出了根据实施例的未接合有线型结构的凸起部的下基体中的热的流动。附图标记1501所指示的部分是产品的下端,附图标记1503所指示的部分是壳体产品的上端。如图15A所示,从产品下端1501产生的热扩散并影响产品上端1503。
[0142] 图15B示出了根据实施例的其中具有线型结构的凸起部接合到下基体的结构。如图15B所示,下基体可以接合到具有线型结构的多个凸起部1511‑1至1511‑N。凸起部的位置、数目和方向可以取决于壳体装置。通过具有线型结构的凸起部1511‑1到1511‑N,可以增加上翅片盖和下基体的接合面积。随着接合面积的增加,可以确保更高的接合强度。也可以根据凸起部的位置和形状来调整内部产生的热的流动。如图15B所示,热沿着线型凸起部扩散,从而防止局部热集中或热扩散停滞。通过调整线型凸起部的位置,可以实现防止从接合到下基体的PBA的不同区域传递的热之间的热干扰的效果,并且可以防止下端处的热源对上端的影响。凸起部的位置、宽度、厚度和角度可以取决于热的流动。
[0143] 图16A示出了根据实施例的包括凸起部的壳体的结构。
[0144] 如图16A所示,壳体1600具有与翅片1611‑1至1610‑N连接的翅片盖1610、内部被暴露的下基体1640以及连接翅片盖1610和基体1640的外壁1620。外壁1620可以具有不同的高度。翅片盖1610可以被称为上盖、上板、上层、上层部分、翅片层、翅片罩或具有相同技术含义的其他术语。基体1640可以被称为下盖、下板、下层、基层或具有相同技术含义的其他术语。外壁1620可以被称为侧部、侧板、侧层或具有相同技术含义的其他术语。基体1640可以具有其z轴高度根据设置在壳体1600中的PBA中所包括的部件而变化的结构。翅片盖1610可以具有平坦的表面。
[0145] 可以在壳体1600的翅片盖1610、基体1640和外壁1620的内部限定内部空间1630。内部空间1630填充有制冷剂,例如具有高热传递特性的工作流体。制冷剂是一种在改变相态时传送热的物质,可以包括流体物质或吸液芯。在翅片盖1610与基体1640之间的空间中注入的制冷剂中所包括的流体可以是诸如水或丙酮的常见的液态物质。根据产品的使用温度和所需条件,可以使用用于普通热导管和均热板的各种制冷剂。内部空间1630的z轴厚度与所注入的制冷剂的热性能有关。
[0146] 如图16A和图16B所示,从PBA产生的热传递到设置在壳体中的基体1640,内部传递的热通过邻近壳体的底部的高导热制冷剂传递到翅片盖1610,然后热可以通过翅片1611‑1至1611‑N排出。
[0147] 在图16A和图16B中,翅片盖1610和基体1640可以以各种方式接合或组装。例如,翅片盖1610和基体1640可以通过外壁1620结合,可以通过FSW仅在必要的部分上通过摩擦接合,翅片盖1610和基体1640可以对准,然后被放置在高温高压室中,由此翅片盖1610和基体1640的接合表面可以通过扩散焊接附接,或者可以通过钎焊接合或彼此螺栓连接。如图16A和图16B所示,壳体1600可以包括连接上翅片盖1610和下基体1640的凸起部1650。
[0148] 在不包括凸起部的壳体中,只有与外壁1620接触的部分1640和1660接合到上部处的翅片盖和下部处的基体。在包括凸起部的壳体1600中,连接上部处的翅片盖和下部处的基体的多个凸起部可以与上翅片盖1610和下基体1640接触。由于凸起部接合到上翅片盖1610和下基体1640,因此上翅片盖1610和下基体1640可以更牢固地被固定。在这种情况下,可以补充由于接合区域1640和1660仅在外壁所在的部分处而导致的可能不足的接合强度。
[0149] 图16A和图16B中所示的凸起部可以在制造基体壳体的过程中通过模铸来形成。作为另一示例,壳体1600的凸起部可以与壳体分开形成,然后接合到壳体,由此可以获得壳体1600。当凸起部直径只需为1.0pi或更大时,除非重量增加,否则可以自由地增大凸起部的直径并选择凸起部的数目。
[0150] 在包括平坦的翅片盖和凸起部的壳体中,取决于区域,厚度可能不均匀。取决于凸起部的长度,制冷剂循环的封闭空间的厚度增加,因此发热部件的热可能难以传递到翅片盖。为了解决这个问题,由高导热金属制成并且具有与凸起部为1:1的相同直径的结构1660可以接合到凸起部以围绕凸起部。高导热性金属1660可以是诸如铜、银和金的金属材料,也可以是碳片。凸起部可以由铝材料制成。根据该结构,可以改善在厚度方向(z轴方向)上的散热效果。
[0151] 图16B是图16A所示的壳体的透视图。如图16B所示,由凸起部和围绕凸起部的高导热性金属组成的壳体可以接合到壳体,凸起部以及由高导热金属制成并围绕凸起部的结构1660的数目和位置可以因产品而异。
[0152] 图17示出了根据实施例的在壳体的上端处具有单独空间的壳体。
[0153] 当制冷剂被注入到机械壳体的底部中时,热在整个底部扩散。被热加热后的蒸发的制冷剂逆重力上升,因此热集中在图中的图像中的上部。用实线指示的附图标记1701指示壳体中的发热源的位置。用虚线指示的附图标记1703指示具有发热部件的PBA的位置。
[0154] 如图17所示,热可以从发热源扩散到周围。在这种情况下,靠近通过热扩散集中热的上部安装在PBA上的部件可能受到热损坏。
[0155] 图17中所示的壳体可以具有特定空间1705,以便热可以集中在产品的上部处而不影响PBA。壳体中的所有部件的温度都会降低,因此可以降低翅片的高度,并减轻重量。
[0156] 图18A示出了根据第一实施例的设备的壳体的散热性能。图18A是在将壳体的端部放入热水中之后用红外热相机拍摄热传递程度的照片的结果。对于左侧的现有的铝壳体,可以看出,浸入热水中的部分高于图18A右侧所公开的壳体,并且热在上升到产品的上部时没有很好地传递。另一方面,根据右侧实施例的产品表现出更好的热传递。
[0157] 图18B示出了根据第二实施例的设备的壳体的散热性能。图18B是在将热源设置在壳体中之后用红外热相机拍摄热传递程度的照片的结果。对于左侧的现有的模铸产品,热源周围存在热点。另一方面,根据右侧的实施例的产品表现出来自热源的更高效的热传递,并且热集中在产品的边缘处。
[0158] 权利要求中所公开的方法和/或根据本文描述的实施例的方法可以通过硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。
[0159] 当这些方法通过软件实现时,可以提供用于存储一个或更多个程序(软件模块)的计算机可读存储介质。存储在计算机可读存储介质中的一个或更多个程序可以被配置为由电子设备内的一个或更多个处理器执行。至少一个程序可以包括使电子设备执行根据本公开的实施例的方法的指令。
[0160] 程序(软件模块或软件)可以存储在包括随机存取存储器和闪存、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁盘存储设备、光盘ROM(CD‑ROM)、数字多功能光盘(DVD)的非易失性存储器、或者其他类型的光存储设备中,或者存储在磁带中。或者,它们中的一些或全部的任意组合可以形成存储程序的存储器。电子设备中可以包括多个这样的存储器。
[0161] 另外,程序可以存储在可附接的存储设备中,该存储设备可以通过诸如互联网、内联网、局域网(LAN)、广域网(WLAN)和存储区域网(SAN)或它们的组合来访问电子设备。这样的存储设备可以通过外部端口访问电子设备。通信网络上的单独的存储设备可以访问便携式电子设备。
[0162] 虽然已经参照本公开的各种实施例示出并描述了本公开,但是本领域技术人员应当理解,在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下,可以在其中做出形式和细节上的各种改变。