本發(fā)明涉及一種熱橋,用來(lái)在熱元件或部件之間提供導(dǎo)熱路徑。
背景技術(shù):
電氣部件,例如設(shè)置在電路板或其他基板上的電阻器、電容器、晶體管、電感器、集成電路、發(fā)光二極管(led)、等等,在使用期間典型地產(chǎn)生熱量。電氣部件通常被封閉在裝置的機(jī)箱或外殼中,以保護(hù)電氣部件免受外部污染物,例如潮氣和碎屑的影響。在示例中,具有一個(gè)或多個(gè)電氣部件的電路板可以固定在插頭或插座電連接器的連接器外殼內(nèi)。外罩中的熱量的積累可能不利地影響電氣部件的運(yùn)行,因此可以安裝傳熱裝置以將外罩內(nèi)部的熱量傳遞至外罩之外。熱橋被安裝在發(fā)熱部件(例如電氣部件和/或電路板)和熱接收部件(例如,外罩和/或外罩上的熱沉)之間,以提供從發(fā)熱部件到熱接收部件的導(dǎo)熱路徑,從而將熱量從發(fā)熱部件傳遞走。
某些已知的熱橋是堅(jiān)固的導(dǎo)熱塊,其在發(fā)熱部件和熱接收部件之間具有固定的高度。但是,發(fā)熱部件和熱接收部件之間的距離(或間隙的高度)可能沿著部件的長(zhǎng)度和/或?qū)挾榷兓?。例如,電路板上的某些發(fā)熱電氣部件可能高于電路板上的其他發(fā)熱部件。由于已知熱橋的固定的高度,熱橋不能合適地傳導(dǎo)聯(lián)接至電路板上的較高的電氣部件和較低的電氣部件兩者。例如,熱橋可能接合較高的電氣部件,并可能在熱橋和較低的電氣部件之間限定間隙。由于間隙,從較低的部件到熱橋的熱路徑的阻值顯著地增加。由于發(fā)熱部件和熱接收部件之間的高度和距離上的變化,某些熱橋包含位于熱橋的傳熱接口處的熱接口材料。熱接口材料可以包含底膜(underfilm)、密封劑(encapsulant)、油灰(putties)、等等。熱接口材料可以至少部分地順應(yīng),以適應(yīng)高度上的變化,但是熱接口材料可能無(wú)法適應(yīng)大于熱接口材料的順應(yīng)范圍的某些高度變化,且熱接口材料可能無(wú)法合適地共形于沿著發(fā)熱部件和/或熱接收部件的長(zhǎng)度和/或?qū)挾鹊母哳l的變化。
對(duì)于能夠更好地適應(yīng)在由熱橋接合的部件的表面之間以及沿著由熱橋接合的部件的表面的高度變化的熱橋存在需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明,熱橋包括框架,所述框架限定通過(guò)所述框架延伸的橋開(kāi)口,以及保持在所述框架的橋開(kāi)口中的板的陣列。所述板沿堆疊軸線并排地堆疊。所述陣列在由所述板的頂部邊緣限定的頂部端部和由所述板的底部邊緣限定的底部端部之間延伸。每個(gè)所述板相對(duì)于所述陣列中的其他板在所述板的相應(yīng)的頂部邊緣和底部邊緣之間獨(dú)立地豎直可壓縮。所述陣列的頂部端部配置為接合并共形于(conform)第一外部表面的輪廓,所述陣列的底部端部配置為接合并共形于第二外部表面的輪廓,且所述板是導(dǎo)熱的,以在所述第一外部表面和所述第二外部表面之間傳遞熱量。
附圖說(shuō)明
圖1是根據(jù)實(shí)施例的傳熱系統(tǒng)的俯視透視圖。
圖2是圖1所示的傳熱系統(tǒng)的截面圖。
圖3是根據(jù)實(shí)施例的熱橋的板的陣列的透視圖。
圖4是在未壓縮狀態(tài)的板的陣列中的一個(gè)板的前視圖。
圖5是在壓縮狀態(tài)的圖4的板的前視圖。
圖6是根據(jù)圖2所示的實(shí)施例的傳熱系統(tǒng)的一部分的截面圖。
圖7是根據(jù)另一實(shí)施例的傳熱系統(tǒng)的熱橋的透視圖。
圖8是根據(jù)可替代的實(shí)施例的圖2所示的熱橋的板的陣列的透視圖。
圖9是在壓縮狀態(tài)的圖8所示的板的陣列中的一個(gè)板的前視圖。
具體實(shí)施方式
圖1是根據(jù)實(shí)施例的傳熱系統(tǒng)100的俯視透視圖。傳熱系統(tǒng)100包含熱橋102、第一外部表面104和第二外部表面106。熱橋102設(shè)置在第一外部表面104和第二外部表面106之間,兩者彼此分隔開(kāi)設(shè)置。熱橋102配置為接合第一外部表面104和第二外部表面106兩者,以跨越其之間的空間在第一外部表面104和第二外部表面106之間傳導(dǎo)地傳熱。
第一外部表面104和第二外部表面106之間的距離可以沿平面變化。例如,第一外部表面104的輪廓和/或第二外部表面106的輪廓可以包含沿相應(yīng)的外部表面104、106的各種階梯、凸起、凹陷、等等??商娲?,或附加地,第一外部表面104的平面可以不平行于第二外部表面106的平面,使得第一外部表面104和第二外部表面106之間的距離變化。在圖示的實(shí)施例中,第一外部表面104的輪廓是平坦的,且第一外部表面平行于第二外部表面106的平面延伸。第二外部表面106的輪廓包含多個(gè)向上的階梯和向下的階梯,使得輪廓不是平坦的,且第一外部表面104和第二外部表面106之間的距離變化。在示范性實(shí)施例中,熱橋102配置為接合并共形于第一外部表面104的輪廓和第二外部表面106的輪廓兩者。熱橋102是導(dǎo)熱的,使得熱橋102沿幾乎全部的相應(yīng)的外部表面104、106在第一外部表面104和第二外部表面106之間傳導(dǎo)地傳熱。因此,可能僅有沿第一外部表面104和第二外部表面106的輪廓的有限的窄間隙,其未由熱橋102接合以傳熱。
熱橋102可以用于各種電氣應(yīng)用中,以便將熱量從發(fā)熱部件傳遞至熱接收部件。例如,熱橋102可以安裝在封閉發(fā)熱的電子封裝體的機(jī)箱或外殼內(nèi)。電子封裝體可以是印刷電路板、服務(wù)器、路由器、處理器(例如微處理器或中央處理單元或cpu)、將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)和/或反之的光電集成電路、等等。為了防止封閉電子封裝體的相應(yīng)的機(jī)箱內(nèi)的熱量的積累,熱橋102可以安裝在電子封裝體和機(jī)箱的壁部之間,以便通過(guò)機(jī)箱的壁部將熱量從封閉區(qū)域耗散至機(jī)箱之外的環(huán)境空氣。
在圖示的實(shí)施例中,傳熱系統(tǒng)100是可插拔的、電纜安裝的連接器108的一部分。可插拔的連接器108可以是輸入/輸出(i/o)模塊或收發(fā)器,其配置為插入配合連接器(未示出)中或被從配合連接器移除。可插拔連接器108可以配置為傳送電信號(hào)或光信號(hào)形式的數(shù)據(jù)信號(hào)。可插拔連接器108可以配置為將數(shù)據(jù)信號(hào)從光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),或者相反。更特別地,可插拔連接器108可以是小形狀因數(shù)可插拔(sfp)收發(fā)器或者四通道小形狀因數(shù)可插拔(qsfp)收發(fā)器??刹灏芜B接器108可以滿足sfp或qsfp的某些技術(shù)規(guī)范,例如小形狀因數(shù)(sff)-8431。在一些實(shí)施例中,可插拔連接器108配置為傳送高至2.5兆比特每秒(gbps)、高至5.0gbps、高至10.0gbps、或更高的數(shù)據(jù)信號(hào)。
可插拔連接器108包含殼體110、電纜112和至少一個(gè)電子封裝體114。殼體110包含配合端116和電纜端118。電纜112在電纜端118聯(lián)接至殼體110。電子封裝體114保持在殼體110的腔內(nèi)。電子封裝體114電氣地和/或光學(xué)地連接至電纜112,電纜112可以包含電導(dǎo)線和/或光纖。殼體110限定位于配合端116的容座開(kāi)口120。容座開(kāi)口120配置為在其中接收配合連接器的一部分,以接合電子封裝體114的暴露的觸頭區(qū)段(或者接合電氣地和/或光學(xué)地連接至電子封裝體114的分立的觸頭)。殼體110由導(dǎo)熱材料形成。殼體110可以可選地由導(dǎo)電材料形成,從而為電子封裝體114提供屏蔽??梢钥蛇x地通過(guò)在接口126處聯(lián)接兩個(gè)殼體構(gòu)件122、124來(lái)形成殼體110。
在圖示的實(shí)施例中,第一外部表面104是殼體構(gòu)件122的內(nèi)表面128。第二外部表面106是電子封裝體114的面向內(nèi)表面128的外表面130。熱橋102設(shè)置在內(nèi)表面128和外表面130之間,并接合兩個(gè)表面,以將熱量從電子封裝體114傳遞至殼體構(gòu)件122。由殼體構(gòu)件122吸收的熱量被耗散至殼體110之外,進(jìn)入環(huán)境空氣。盡管沒(méi)有示出,殼體構(gòu)件122可以沿其外表面132限定鰭片,以增加殼體構(gòu)件122與環(huán)境空氣相接合的表面積??商娲兀梢栽跉んw構(gòu)件122的外表面132上安裝分離的主動(dòng)或被動(dòng)熱沉,以增加散熱,并從而增加冷卻。
如下文更詳細(xì)地示出和描述的,在實(shí)施例中,電子封裝體114包含印刷電路板134以及安裝在印刷電路板134的外層138上的至少一個(gè)電氣部件或裝置136。印刷電路板134取向?yàn)槭沟猛鈱?38面向殼體構(gòu)件122的內(nèi)表面128。電子封裝體114的外表面130的輪廓由印刷電路板134的外層138以及電氣部件136限定。
圖2是沿圖1所示的線2-2的傳熱系統(tǒng)100的截面圖。限定第二外部表面106的電子封裝體114包含印刷電路板134和兩個(gè)電氣部件136。電氣部件136安裝在印刷電路板134的外層138上,并從外層138朝向限定第一外部表面104的殼體構(gòu)件122的內(nèi)表面128延伸。例如,外層138是平坦的,并限定電路板平面140。殼體構(gòu)件122的內(nèi)表面128是平坦的,并限定殼體平面142。在圖示的實(shí)施例中,殼體平面142平行于電路板平面140。電氣部件136的每一個(gè)可以是電阻器、電容器、晶體管、電感器、集成電路、led、有源光電轉(zhuǎn)換電路、等等。例如,電氣部件136的第一電氣部件136a可以是有源光電轉(zhuǎn)換電路,其將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)和/或反之,且電氣部件136的第二電氣部件136b可以是集成處理電路。
第一電氣部件136a比第二電氣部件136b從電路板134的外層138延伸的更遠(yuǎn),使得第一電氣部件136a沿豎直軸線144高于第二電氣部件136b。軸線144被稱為“豎直”軸線,僅是為了傳熱系統(tǒng)100的部件之間的參考和比較。盡管豎直軸線144看起來(lái)基本上平行于重力延伸,但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,傳熱系統(tǒng)100不需要具有關(guān)于重力的任何特定取向。例如,傳熱系統(tǒng)100可以取向?yàn)槭沟谩柏Q直”軸線144橫向于重力的方向延伸。
第一電氣部件136a比第二電氣部件136b延伸的更加接近殼體構(gòu)件122的內(nèi)表面128。從電子封裝體114的第一端部146至第二端部148來(lái)限定電子封裝體114的外表面130的輪廓,通過(guò)外層138的第一區(qū)段、第一電氣部件136a、第一電氣部件136a和第二電氣部件136b之間的外層138的第二區(qū)段、第二電氣部件136b、以及最后的外層138的第三區(qū)段。
熱橋102包含框架150以及多個(gè)板154的陣列152。框架150限定通過(guò)框架150的橋開(kāi)口156,且板154的陣列152保持在橋開(kāi)口156中。在圖2中,以截面圖示出了框架150,以便觀察保持在框架150內(nèi)的板154。板154沿堆疊軸線158并排地堆疊,使得相鄰的板154的面彼此鄰接。板154是導(dǎo)熱的,以傳遞通過(guò)其中的熱量。陣列152在頂部端部160和底部端部162之間豎直地延伸(例如,沿豎直軸線144)。陣列152的頂部端部160由板154的頂部邊緣164限定,且底部端部162由板154的底部邊緣166限定。如本文使用的,相對(duì)的或空間的術(shù)語(yǔ),例如“頂部”、“底部”、“第一”、“第二”、“左”和“右”僅用于區(qū)分引用的元件,且不必然要求傳熱系統(tǒng)100中的或傳熱系統(tǒng)100的周?chē)h(huán)境中的特定位置或取向。陣列152的頂部端部160配置為接合殼體構(gòu)件122的內(nèi)表面128。陣列152的底部端部162配置為接合電子封裝體114的外表面130。
陣列152的頂部端部160和底部端部162相對(duì)于框架150暴露,以接合相對(duì)應(yīng)的表面128、130。框架150沿陣列152的周界側(cè)(例如,前側(cè)、后側(cè)、左側(cè)和右側(cè))鄰接板154的陣列152,但不沿頂部端部160和底部端部162延伸,頂部端部160和底部端部162從框架150的橋開(kāi)口156突出。框架150包含限定橋開(kāi)口156的部分的端部段168。端部段168接合陣列152的兩個(gè)外部板154,并限制外部板154沿堆疊軸線158的向外移動(dòng),使得陣列152中的相鄰的板154機(jī)械地彼此接合,而在兩個(gè)或更多個(gè)相鄰的板154之間不存在橫向間隙。端部段168可以沿堆疊軸線158朝向彼此按壓外部板154。端部段168固定就位,并通過(guò)在沿堆疊軸線158的相反的方向上在板154上施加法向力或“聚合”力來(lái)按壓相對(duì)應(yīng)的外部板154。在圖示的實(shí)施例中,框架150的頂部170可以安裝至殼體構(gòu)件122的內(nèi)表面128,以將框架150固定就位。然而,在其他實(shí)施例中,框架150可以安裝至另外的部件,或可以不機(jī)械地安裝至任何部件。盡管框架150提供了圍繞陣列152的周界邊界,板154還通過(guò)被壓縮或夾在殼體構(gòu)件122的內(nèi)表面128與電子封裝體114的外表面130之間、而被豎直地保持就位。
在示范性實(shí)施例中,陣列152中的板154相對(duì)于陣列152中的其他板154在相應(yīng)的頂部邊緣164和底部邊緣166之間獨(dú)立地豎直可壓縮。因此,一個(gè)板154可以比陣列152中的相鄰的板154在殼體構(gòu)件122的內(nèi)表面128與電子封裝體114的外表面130之間壓縮到更大的程度。當(dāng)每個(gè)板154被壓縮時(shí),板154在相應(yīng)的頂部邊緣164和底部邊緣166之間的高度減少(使板154縮短)。板154配置為在壓縮狀態(tài)和未壓縮狀態(tài)之間彈性地可壓縮,使得在一個(gè)板154上的偏置力移除或至少減小時(shí),板154朝向未壓縮狀態(tài)彈性地返回。當(dāng)板154朝向未壓縮狀態(tài)返回時(shí),板154在頂部邊緣164和底部邊緣166之間的高度增加。由于板154獨(dú)立地豎直可壓縮且并排地堆疊,陣列152的頂部端部160能夠共形于內(nèi)表面128的輪廓,且底部端部162能夠共形于外表面130的輪廓。通過(guò)共形于表面128、130的輪廓,相比于形成為一體的、單件塊的已知熱橋,熱橋102接合表面128、130的更大百分比和/或更大量的表面積。
在實(shí)施例中,陣列152中的每個(gè)板154的頂部邊緣164配置為接合殼體構(gòu)件122的內(nèi)表面128,且陣列152中的每個(gè)板154的底部邊緣166配置為接合電子封裝體114的外表面130。板154的邊緣164、166可以直接地或經(jīng)由施加在板154與表面128、130之間的熱接口材料(未示出)間接地接合相對(duì)應(yīng)的表面128、130。熱接口材料可以包含底膜、密封劑、油灰、等等,且不同的熱接口材料可以用于頂部邊緣164和底部邊緣166上。
在圖示的實(shí)施例中,相鄰的板154的對(duì)包含第一板154a和第二板154b。第一板154a和第二板154b的頂部邊緣164都接合殼體構(gòu)件122的內(nèi)表面128。由于內(nèi)表面128是平坦的,頂部邊緣164橫向地彼此對(duì)準(zhǔn)(使得頂部邊緣164沿豎直軸線144位于相同的高度)。第一板154a的底部邊緣166接合第一電氣部件136a。第二板154b的底部邊緣166接合印刷電路板134的外層138。例如,第一板154a與第一部件136a的邊緣對(duì)準(zhǔn),而第二板154b從第一部件136a沿堆疊軸線158橫向地偏移。由于電氣部件136a從電路板134的外層138朝向內(nèi)表面128延伸(且內(nèi)表面128是平坦的),電氣部件136a的頂部表面172與內(nèi)表面128之間的第一空隙距離小于外層138與內(nèi)表面128之間的第二空隙距離。因此,設(shè)置在第一空隙距離內(nèi)的第一板154a比設(shè)置在第二空隙距離內(nèi)的第二板154b更加被壓縮。在實(shí)施例中,板154a、154b兩者都是導(dǎo)熱的,且都接合內(nèi)表面128和外表面130。因此,每個(gè)板154a、154b提供導(dǎo)熱路徑,以將熱量從電子封裝體114傳遞至殼體構(gòu)件122,從而冷卻電子封裝體114。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中,如下文所述,由板154限定的導(dǎo)熱路徑不是彼此孤立的,這是由于板154配置為允許相鄰的板154之間的傳熱。
在可替代的實(shí)施例中,第二板154b可以是絕緣板,其由熱絕緣材料而非導(dǎo)熱材料而形成。熱絕緣材料可以是或者包含介電塑料材料、聚合物泡沫材料、等等。絕緣板154b提供了熱屏障,其將接合第一電氣部件136a的板154(例如板154a)與在板154b的另一側(cè)上的結(jié)合第二電氣部件136b的板154分隔開(kāi)。因此,在實(shí)施例中,熱橋102的一個(gè)或多個(gè)板154(其配置為在電氣部件136之間延伸而不直接地接合電氣部件136)是熱絕緣的,而不是導(dǎo)熱的。
圖3是根據(jù)實(shí)施例的熱橋102(在圖2中示出)的板154的陣列152的透視圖。板154的陣列152關(guān)于豎直軸線144、橫向軸線158和縱向軸線174取向。軸線144、158、174互相垂直。在實(shí)施例中,陣列152包含上部板176和下部板178的交替的序列。上部板176和下部板178具有相同的尺寸和形狀。上部板176圍繞堆疊軸線158相對(duì)于下部板178旋轉(zhuǎn)180°。在圖3中,完全可見(jiàn)的外部板154為下部板178。上部板176的頂部邊緣164是在陣列152的第一側(cè)182和第二側(cè)184之間縱向地延伸的平坦邊緣180。下部板178具有沿板178的底部邊緣166的平坦邊緣180。在圖示的實(shí)施例中,上部板176的底部邊緣166和下部板178的頂部邊緣164由接觸梁188的遠(yuǎn)端186限定。在可替代的實(shí)施例中,陣列152可以具有全部的板154的其他數(shù)量,和/或上部板176和下部板178的其他數(shù)量、形狀和/或布置。
在實(shí)施例中,每個(gè)板154(包含上部板176和下部板178)具有一體的、單件本體190。板154由導(dǎo)熱材料形成,例如銅、鋁、含有銅和/或鋁的合金、或其他金屬。可以通過(guò)從金屬板材或片材沖壓和成型本體190、通過(guò)鑄造工藝、或類(lèi)似的金屬成型工藝來(lái)形成板154??商娲?,除了金屬材料以外,板154可以包含聚合物材料,例如通過(guò)在模制工藝期間在聚合物中設(shè)置金屬顆粒。板154可以彼此相同,或至少在尺寸、形狀和成分上基本類(lèi)似。
每個(gè)板154的本體190包含剛性區(qū)段192和可變形區(qū)段194??勺冃螀^(qū)段194沿板154的高度豎直可壓縮。剛性區(qū)段192基本上不可壓縮。剛性區(qū)段192和可變形區(qū)段194限定板154的相鄰的豎直部分。例如,每個(gè)板154在陣列152中取向?yàn)槭沟脛傂詤^(qū)段192限定相應(yīng)的板154的頂部邊緣164或底部邊緣166,且可變形區(qū)段194限定相應(yīng)的板154的頂部邊緣164或底部邊緣166中的另一個(gè)。在圖3中,上部板176和下部板178取向?yàn)槭沟藐嚵?52的頂部端部160由上部板176的剛性區(qū)段192以及下部板178的可變形區(qū)段194限定。此外,陣列152的底部端部162由上部板176的可變形區(qū)段194以及下部板178的剛性區(qū)段192限定。
圖4是在未壓縮狀態(tài)的圖3所示的板154的陣列152中的下部板178的前視圖。例如,圖4所示的下部板178沒(méi)有設(shè)置在第一外部表面104(在圖2中示出)和第二外部表面106(圖2)之間并與其相接合,因此下部板178未在外部表面104、106之間被壓縮。在圖示的實(shí)施例中,剛性區(qū)段192具有大致上矩形的形狀。剛性區(qū)段192沿其邊緣196和面198是堅(jiān)固(solid)的,從而剛性區(qū)段192沒(méi)有孔、凹陷、缺口、槽、等等。剛性區(qū)段192的平坦邊緣180限定下部板178的底部邊緣166。剛性區(qū)段192的堅(jiān)固的矩形形狀提供了具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的剛性區(qū)段192,以及面向相鄰板并傳熱的相當(dāng)大的表面積。
下部板178的可變形區(qū)段194包含至少一個(gè)可偏轉(zhuǎn)的接觸梁188,其大體上遠(yuǎn)離剛性區(qū)段192延伸。每個(gè)接觸梁188是懸臂式的(cantilevered),以從固定端200延伸至遠(yuǎn)端自由端186。固定端200接近剛性區(qū)段192。固定端200連接至可變形區(qū)段194的基部部分202?;坎糠?02沿縱向軸線174(在圖3中示出)居中布置,并從剛性區(qū)段192的頂部邊緣204向上延伸。每個(gè)接觸梁188的遠(yuǎn)端186限定下部板178的頂部邊緣164。在圖示的實(shí)施例中,可變形區(qū)段194包含兩個(gè)可偏轉(zhuǎn)的接觸梁188。在其他實(shí)施例中,可變形區(qū)段194可以包含一個(gè)或多于兩個(gè)接觸梁188。
圖4還示出了其中一個(gè)上部板176的虛線輪廓。在示范性實(shí)施例中,上部板176和下部板178具有相同的形狀,并相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)180°。因此,對(duì)下部板178的剛性區(qū)段192和可變形區(qū)段194的描述也適用于上部板176。
圖5是在壓縮狀態(tài)的圖4的下部板178的前視圖。圖5中的下部板178設(shè)置在第一外部表面104和第二外部表面106之間。在壓縮狀態(tài),可變形區(qū)段194的接觸梁188接合第一外部表面104并通過(guò)其偏轉(zhuǎn)。接觸梁188沿相應(yīng)的弧206、大體上向下朝向剛性區(qū)段192的頂部邊緣204偏轉(zhuǎn)。在壓縮狀態(tài),接觸梁188的遠(yuǎn)端186比下部板178在圖4所示的未壓縮狀態(tài)時(shí)更加接近剛性區(qū)段192。因此,在壓縮狀態(tài)的下部板178的高度208小于或短于在未壓縮狀態(tài)的下部板178的高度210(在圖4中示出)。在壓縮狀態(tài)的下部板的高度208共形于第一外部表面104和第二外部表面106之間的距離。因此,接觸梁188的偏轉(zhuǎn)量取決于第一表面104和第二表面106之間的由下部板178占據(jù)的距離或空隙。
在實(shí)施例中,接觸梁188是彈性可偏轉(zhuǎn)的,使得接觸梁188施加抵靠第一外部表面104的偏置力,其保持下部板178和第一外部表面104之間的機(jī)械接合。此外,接觸梁188配置為:在力從第一外部表面104移除之后,接觸梁188朝向圖4所示的梁188的位置返回。
如圖5所示,僅接觸梁188的遠(yuǎn)端186接合第一外部表面104,因此板178和表面104之間的接觸接口很小,這可能導(dǎo)致從板178至表面104的較低的傳熱(由于接口處的高熱阻)。如下文在圖6中所描述的,相鄰的板154(在圖3中示出)配置為在其之間傳熱,使得上部板176(圖3)的剛性區(qū)段192、而不是下部板178的可變形區(qū)段194,提供從熱橋102(圖2)至第一外部表面104的大部分的傳熱。
圖6是根據(jù)圖2所示的實(shí)施例的傳熱系統(tǒng)100的一部分的截面圖。該截面圖是沿圖1所示的線2-2截取。每個(gè)板154限定前面212和相反的后面214。在實(shí)施例中,面212、214是平坦的。陣列152中的相鄰的板154的相反的平坦面212、214彼此相鄰,以允許相鄰的板154之間的面對(duì)面的導(dǎo)熱。因此,熱量可以在陣列152的頂部端部160和底部端部162之間豎直地傳遞,以及跨過(guò)板154以及在板154之間水平地傳遞。
如圖6所示,上部板176的剛性區(qū)段192接合第一外部表面104,且上部板176的可變形區(qū)段194接合第二外部表面106。參考下部板178,可變形區(qū)段194接合第一外部表面104,且剛性區(qū)段192接合第二外部表面106。至少一些上部板176的前部平坦面212鄰接相鄰的下部板178的相對(duì)應(yīng)的相反的后部平坦面214,以允許上部板176和下部板178之間的面對(duì)面的導(dǎo)熱。
箭頭216示出了通過(guò)熱橋102從電子封裝體114的外表面130(其限定第二外部表面106)至殼體構(gòu)件122的內(nèi)表面128(其限定第一外部表面104)的可能的傳熱路線。由箭頭216示出的傳熱路線是示范性的,且不限定通過(guò)熱橋102散熱的唯一路線。由第一電氣部件136a產(chǎn)生的熱量被接合電氣部件136a的頂部表面172的下部板178的剛性區(qū)段192吸收。下部板178吸收的熱量比上部板176多,這是因?yàn)橄虏堪?78的長(zhǎng)平坦邊緣180相比接觸梁188的遠(yuǎn)端186(其限定上部板176的底部邊緣166)在接觸接口處提供了更多的表面積(并從而降低了傳熱的熱阻)。在熱橋102內(nèi),由箭頭216圖示的熱量橫向地傳遞,經(jīng)由面對(duì)面的傳導(dǎo),從下部板178至相鄰的上部板176。熱量隨后從上部板176的剛性區(qū)段192傳遞至殼體構(gòu)件122。相比從下部板178,熱量更容易從上部板176傳遞至殼體構(gòu)件122,這是由于上部板176的長(zhǎng)平坦邊緣180與下部板178的接觸梁188的遠(yuǎn)端186之間的接觸表面積和熱阻上的差異導(dǎo)致的。
圖7是根據(jù)另一實(shí)施例的傳熱系統(tǒng)100(在圖1中示出)的熱橋300的透視圖。熱橋300包含一個(gè)框架302以及板154的多個(gè)陣列152。每個(gè)陣列152可以等同于或至少類(lèi)似于圖3所示的板154的陣列152。框架302限定十二個(gè)橋開(kāi)口156以保持十二個(gè)陣列152??蚣?02限定端部段168和側(cè)面端304,兩者限定橋開(kāi)口156。例如,端部段168布置為行,且側(cè)面段304布置為列??蚣?02可以由一種或多種金屬材料和/或聚合物材料形成。熱橋300可以用于向多個(gè)電子封裝體114(在圖2中示出)或向一個(gè)大的電子封裝體114提供冷卻。熱橋300圖示了圖2所示的熱橋102如何根據(jù)具體應(yīng)用在尺寸上規(guī)?;?,而不必增加單獨(dú)的板154的尺寸。因此,熱橋300可以如熱橋102一樣可共形。
在可替代的實(shí)施例中,框架302可以配置在同一橋開(kāi)口156中保持板154的多個(gè)陣列152。例如,可能省略了圖7所示的至少一些側(cè)面段304,以便在側(cè)面端304的任一側(cè)上限定保持兩個(gè)相鄰的陣列152的橋開(kāi)口156。兩個(gè)相鄰的陣列152可以以機(jī)械和熱接合彼此保持在一起,使得來(lái)自其中一個(gè)車(chē)陣列152的板154的側(cè)面邊緣接合其他陣列152的板154的相對(duì)的側(cè)面邊緣。
圖8是根據(jù)可替代實(shí)施例的熱橋102(在圖2中示出)的板402的陣列400的透視圖。板402的陣列400可以類(lèi)似于圖3所示的陣列152,使得陣列400包含上部板176和下部板178的交替的序列。可選地,陣列400和陣列152之間的唯一差別在于,板402具有與板154(在圖3中示出)不同的形狀。類(lèi)似于板154,每個(gè)板402包含剛性區(qū)段192和可變形區(qū)段194。板402的剛性區(qū)段192可以是堅(jiān)固的、矩形形狀,類(lèi)似于板154的剛性區(qū)段192。然而,作為接觸梁188(在圖4中示出)的替代,一個(gè)或多個(gè)板402的可變形區(qū)段194包含水平的順應(yīng)梁404和t型構(gòu)件406。
圖8所示的外部板402在未壓縮狀態(tài)。水平的順應(yīng)梁404在板402的第一側(cè)424和第二側(cè)426之間跨越板402的至少大部分縱向長(zhǎng)度縱向地延伸。順應(yīng)梁404的端部408經(jīng)由支承件410連接至剛性區(qū)段192。通過(guò)板402限定適應(yīng)窗412。適應(yīng)窗412在剛性區(qū)段192的頂部邊緣204與順應(yīng)梁404的底部414之間豎直地延伸。適應(yīng)窗412在支承件410之間水平地延伸。t型構(gòu)件406包含水平延伸的橫桿416以及豎直延伸的腿部418,該腿部將橫桿416連接至順應(yīng)梁404的中間區(qū)域420。板402限定側(cè)面槽422,側(cè)面槽422在橫桿416和順應(yīng)梁404之間豎直地通過(guò)板402延伸,并在腿部418和板402的相對(duì)應(yīng)的側(cè)面424、426之間水平地延伸。
圖9是在壓縮狀態(tài)的圖8所示的陣列400中的一個(gè)板402的前視圖。板402在第一外部表面104和第二外部表面106之間被壓縮。第一外部表面104接合t型構(gòu)件406的橫桿416,并迫使t型構(gòu)件406朝向剛性區(qū)段192。更具體地,t型構(gòu)件406的腿部418壓低順應(yīng)梁404的中間區(qū)域420,使順應(yīng)梁404彎曲為弓形,所述弓形至少部分地延伸進(jìn)入適應(yīng)窗412。相比于板402在圖8所示的未壓縮狀態(tài)時(shí),t型構(gòu)件406設(shè)置為更接近剛性區(qū)段192。因此,相對(duì)于未壓縮狀態(tài),板402的高度在壓縮狀態(tài)較小,以便適應(yīng)限定在第一外部表面104和第二外部表面106之間的空間。
如圖9所示,板402的底部邊緣166由剛性區(qū)段192的平坦邊緣180限定,其限定了用于第二外部表面106和板402之間的傳熱的大的接觸表面積。板402的頂部邊緣164由t型構(gòu)件406的橫桿416限定。與板154(圖3)的接觸梁188(在圖4中示出)不同,橫桿416包含接合第一外部表面104的平坦邊緣428。平坦邊緣428可以具有類(lèi)似于剛性區(qū)段192的平坦邊緣180的傳熱性質(zhì)。因此,相對(duì)于板154的陣列152(在圖3中示出),板402的陣列400能夠在第一外部表面104和第二外部表面106之間以較低的熱阻傳遞更多的熱量。