用于散热器的可调节热扩散器的制作方法

本公开涉及一种用于电子部件的散热器，特别是涉及一种用于与印刷电路板相关联的散热器系统的可调节热消散插入件(即，热扩散器)。本发明具体应用于其中部署了电子控制单元(ecu)的汽车领域。

背景技术：

1、诸如印刷电路板(pcb)上的集成电路(ic)之类的电子部件产生热能(即热量)。如果该热量没有被充分地传递走，则它可以对部件本身或相邻部件造成损坏/故障。

2、散热器通常用于连接到集成电路等，以用于将热能传递到散热器本身的质量体和/或传递到诸如像在闭合回路内流动的水那样的空气或流体介质之类的可移动介质。散热器及其介质将热能传递到热能较低的区域，热量将从系统中交换出。

3、由于各种制造公差，散热器将与集成电路具有不可避免的物理间隙，这种间隙通常由热界面材料(tim)填充。散热器系统的热效率强烈依赖于该热界面：因为机械间隙越小，热效率越高。

4、ep4092720a1描述了一种不可调节地安装在支撑表面上的散热器，该散热器具有与传递介质直接接触的插入件。插入件朝向和远离部件调节，以最小化tim材料层的厚度。

技术实现思路

1、鉴于上述内容，本发明寻求提出一种改进，特别是提出一种解决方案，该解决方案可以实现可容易地调节的散热器，其中tim层尽可能薄地施加至集成电路或任何其他类似热源的顶部。

2、根据本文所述概述了本发明的第一方面。概括地说，散热器系统可以包括用于安装到容纳一个或多个电子部件的电路板或类似结构的安装件。提供插入件(即，热扩散器)以用于可调节地定位在穿过安装件的开口内，使得插入件可在使用中朝向和远离电路板/部件移动。以这种方式，插入件的接触表面能够与电路板上的待冷却的部件接触(或者至少与夹在插入件和部件之间的薄tim层接触)。安装件或安装元件(在本文中通常被称为“壳体”)被配置为具有第一(例如面向电路的)表面和第二(例如面向散热器的)表面。面向电路的表面可以包括将电路板附接到其上的紧固特征。壳体可以是导热的，例如金属，但这不是必需的，因为主传热路径从待冷却的部件、经过热消散插入件并进入散热器。壳体/安装件可以由特别地不同于散热器的塑料形成。

3、以这种方式，机械分离的散热器可以附接到容纳可调节插入件的安装件，使得可分离/可更换的散热器可定位在插入件附近，并且特别地，散热器内的用于冷却介质的任何流体路径与可调节插入件分隔开。这种构造允许散热器与安装元件分离，以使得能够接近插入件以进行调节或移除/更换，进而允许接近待冷却的部件以进行检查和/或更换。

4、本文关于插入件使用的术语“热扩散器”是指从小的集中点(例如，在电子部件上)传递热量并降低功率密度的功能。热扩散器是在待冷却的物体和实质性(substantive)散热器之间传递热量的手段/装置。

5、在优选形式中，与(如果需要)在热扩散器的相对侧即面向散热器的一侧上的较厚(例如，1mm-2mm)的tim层相比，本发明被配置为在热扩散器的面向部件的一侧上能够具有最薄(例如，0-0.2mm厚度)的tim层。因此，第二层可以是部件层侧十倍厚。这是可接受的，因为功率密度已经通过插入件减小。

6、各种类型的热界面材料都是可能的，并且在此不受限制。例如，tim层可以是糊剂、粘合剂、间隙填料、衬垫、胶带或相变材料的形式。

7、本发明的另一表达可被措辞为安装主体，该安装主体用于附接到设置有待冷却的至少一个部件的支撑表面，其中安装主体包括可调节地安装在安装主体中(例如，在穿过安装主体的开口内)的至少一个插入件，使得插入件接触表面在使用中相对于待冷却的部件可移位(例如，能够以可调节的方式移动)，并且安装主体还包括用于与可分离的散热器结构对接的散热器接触表面。以此方式，可在待冷却的部件与插入件之间施加最小厚度的tim，同时使得能够移除分离的散热器结构以提供接近插入件的通路。本发明的散热器系统可包括具有可调节插入件的安装主体和可分离散热器的组合，例如，散热器包括位于其中的冷却介质流体路径。

8、在一种形式中，插入件可沿着垂直于待冷却的部件或元件的接触表面的移动轴线调节。以这种方式，插入件可朝向和远离部件调整，以闭合待填充tim的任何间隙。位移/可调节性也可以是横向的，例如其中插入件在用作轨道的开口内滑动。可调节性可以既是竖直(y轴)又是横向(x轴和/或z轴)或其中一者或另一者。以此方式，可进行微调以确保插入件最佳地定位在待冷却的部件的表面上。

9、在一种形式中，插入件借助于插入件的可与安装主体的第二螺纹部分接合的第一螺纹部分以可调节的方式装配到安装主体中。第一螺纹部分可以位于插入件的周边处，并且穿过主体的开口包括第二螺纹部分。这样，插入件相对于支撑表面/部件的垂直/竖直位移是可能的。

10、在替代形式中，插入件可以通过推入配合式相互接合以可调节的方式配合到安装主体中。在这种形式中，安装主体和插入件之间的相互接合涉及插入件的周边和开口的内壁。

11、另外的替代形式或附加形式可以包括插入件和开口之间的粘合剂或密封剂。密封剂可以是螺纹密封剂或螺纹锁。密封可包括优选地在插入件的周边突出的o形环。

12、替代地，为了调节和固定，也可以通过锡焊(soldering)或焊接(welding)来实现材料连接。

13、在一种形式中，插入件可以通过被构造成在开口内横向滑动而可调节地移动，所述开口是细长开口；和/或通过接收部分和引导元件之间的接合而可调节地移动。以此方式，可控制横向移动以用于准确定位。本发明的该可滑动方面更一般地适用于诸如ep4092720a1所述的集成散热器设计。换句话说，在一个方面，散热器包括不可调节地安装在具有待冷却的至少一个元件的支撑件上的主体，其中该主体包括至少一个插入件，该至少一个插入件可滑动地配合在该主体中，使得插入件接触表面与待冷却的元件接触并且相对于该元件可横向调节。与本文描述的滑动方面相关的所有方面(诸如燕尾形轨道)独立地适用于由ep4092720a1描述的类型的散热器。这样，可滑动插入结构是可能的，其不一定需要如本文所述的可分离散热器。

14、因此，如上所述，插入件可以可调节地装配到主体中，以经由第一热界面材料层与待冷却的部件热连通。

15、在一种形式中，散热器接触(或面对)表面设置有(第二)tim层，即，与散热器对接。插入件的与部件接触表面相对的表面还可在组装使用时包括tim层。

16、在一种形式中，插入件还包括用于辅助插入件在主体开口内调节的抓握装置或特征。抓握装置/特征可包括用于接纳工具的至少一个孔，例如盲孔。至少一个孔可以形成在插入件的表面中，例如形成在与部件接触表面相对的表面中。插入件可包括替代的或附加的抓握/键连接(keyed)特征。

17、在本发明的另一方面，提供印刷电路板作为支撑表面，该印刷电路板与安装主体不可调节地组合地安装。

18、在另一方面，车辆可以包括散热器，该散热器与印刷电路板和安装主体组合。

19、本发明不仅适用于汽车应用，而且适用于需要将散热器安装到需要散热的电子部件的任何领域。