專利名稱：鎖定裝置和用于制造鎖定裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開總體上涉及一種機(jī)械和熱連接裝置，且更具體地涉及一種熱傳導(dǎo)鎖定裝置，其目的是將一個(gè)或多個(gè)部件固定在電氣組件中。
背景技術(shù)：
電氣組件通常具有印刷電路板(PCB)、熱沉底盤，并且可能利用鎖定裝置。鎖定裝置典型地用于將電氣組件保持物理地聯(lián)接到熱沉底盤上，從而使熱量從組件跨越鎖定裝置而消散到熱沉底盤上?？蛇x地，電氣組件還可包含位于鎖定裝置和熱沉底盤之間的散熱片。 PCB典型地具有安裝在其上的多個(gè)電氣元件。在操作中，PCB和/或PCB上的電氣元件可產(chǎn)生熱量?？蛇x的散熱片和熱沉底盤是熱傳導(dǎo)性的，并且一起協(xié)作而將所產(chǎn)生的熱量消散到外面或冷卻劑中。鎖定裝置典型地被用于將PCB和/或散熱片牢固地固定到熱沉底盤上， 并在它們之間提供熱傳導(dǎo)路徑。因?yàn)殡娮釉僮鳒囟仁怯邢薜?，所以通常需要以微電子器件和冷卻劑之間的最小溫差而除去熱量。這轉(zhuǎn)化成對具有最小熱阻的冷卻溶液的需求。當(dāng)前對于大多數(shù)電氣組件，在鎖定裝置、PCB和熱沉底盤(或散熱片)之間的接觸界面都是金屬表面接觸(被稱為 “金屬大塊接觸”)。對于金屬大塊接觸，熱阻主要受到接觸表面的粗糙度和接觸壓力的影響。然而在一些應(yīng)用中，接觸表面的粗糙度或接觸壓力是難以控制的。此外，電子元件的小型化導(dǎo)致增加的功率需求和高密度的封裝，導(dǎo)致每組件的發(fā)熱量增加。因此需要提供一種改進(jìn)的鎖定裝置，其具有更大的熱傳導(dǎo)率以將電氣組件維持在溫度規(guī)格以內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，為電氣組件板提供熱管理的鎖定裝置包括被流體浸透并設(shè)置在電氣組件板和熱沉之間的流體可滲透部件；與電氣組件板和熱沉基本垂直的一對鎖定裝置襯底；以及聯(lián)接在至少其中一個(gè)鎖定裝置襯底上的促動器。流體可滲透部件設(shè)置在鎖定裝置襯底之間。促動器構(gòu)造成通過至少其中一個(gè)鎖定裝置襯底壓縮流體可滲透部件，迫使一部分流體流出流體可滲透部件，并以可逆過程與電氣組件板和熱沉形成至少一個(gè)流體接觸界面。根據(jù)另一實(shí)施例，電氣組件包括產(chǎn)生熱量的電路板；聯(lián)接在電路板上用于消散所產(chǎn)生的熱量的熱沉；以及插入在電路板和熱沉之間的鎖定裝置。鎖定裝置包括位于其間的多個(gè)接觸界面，并且至少其中一個(gè)接觸界面是被流體浸透的流體可滲透部件。流體在被鎖定裝置壓縮時(shí)被擠壓出接觸界面，從而以可逆過程形成至少一個(gè)流體接觸界面。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，用于制造鎖定裝置的方法包括提供流體可滲透部件；提供用于保持流體可滲透部件的一對鎖定裝置襯底；使流體浸透到流體可滲透部件中；并提供促動器，促動器聯(lián)接在流體可滲透部件上，用于使流體開始被擠壓出流體可滲透部件，從而以可逆過程形成流體接觸界面。
從以下結(jié)合附圖提供的對本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)說明將進(jìn)一步理解這些優(yōu)勢和特征以及其它優(yōu)勢和特征。


圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的處于非接合狀態(tài)下的電氣組件的示意圖
圖2是圖1中所示的電氣組件的鎖定裝置的局部放大圖3是處于接合狀態(tài)下的圖1的電氣組件；
圖4是根據(jù)另一實(shí)施例用于制造流體可滲透部件的方法的流程圖
圖5A到5C顯示了在圖4的方法期間的中間產(chǎn)物的示意圖6是根據(jù)又一實(shí)施例的鎖定裝置的示意圖7是在圖6的鎖定裝置處于非接合狀態(tài)下的電氣組件的示意圖
圖8是在鎖定裝置處于接合狀態(tài)下的圖7電氣組件的示意圖。
零部件列表
10，75電氣組件
12，78熱沉
14，77電氣組件板
16，50鎖定裝置
20促動器
22，42襯底
34，36內(nèi)部部件
24流體可滲透部件
26，46孔隙
28金屬線
27鈍化層
30，76液態(tài)金屬
32可彎曲的隔離物
38，40，92，94液態(tài)金屬接觸界面
44多孔模板
48金屬材料
43，45，47 步驟
50楔形鎖
52，54，56，58，60 楔形部分
62軸
64，66，68，70，72，88，90 接觸表面
74海綿
84電氣部件
86安裝桿
96側(cè)壁
具體實(shí)施例方式以下將參照附圖描述本發(fā)明公開的實(shí)施例。在以下描述中沒有詳細(xì)描述眾所周知的功能或結(jié)構(gòu)，以避免不必要的細(xì)節(jié)使本發(fā)明公開變得不清楚。圖1顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電氣組件10。電氣組件10包括熱沉12、電氣組件板14和鎖定裝置16。鎖定裝置16定位在熱沉12和電氣組件板14之間，用于在它們之間實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的機(jī)械和熱連接。應(yīng)該懂得，電氣組件板14包括但并不局限于印刷線路板(PWB)、印刷電路板(PCB) 和電路卡。具有與PCB、PWB及電路卡相似屬性的其它元件也在熱管理系統(tǒng)的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，電氣組件板14在一側(cè)上具有多個(gè)電氣元件(未顯示)。在另一實(shí)施例中，電氣元件分布在電氣組件板14的兩側(cè)上。例如，熱沉12可以是熱沉底盤，例如冷板或散熱片。在一個(gè)實(shí)施例中，熱沉12包括散熱片和熱沉底盤。散熱片首先傳導(dǎo)由電氣組件板14或電氣組件板14上的電氣元件所產(chǎn)生的熱量，然后熱沉底盤將熱量從散熱片傳遞至外面或冷卻機(jī)構(gòu)。鎖定裝置16具有流體可滲透部件對、用于保持流體可滲透部件M的一個(gè)或多個(gè)平坦的外部襯底部件22、以及促動器20。在圖1中所示的示例中，流體可滲透部件M是一種納米結(jié)構(gòu)的金屬海綿，并且被分成若干海綿段，其每一個(gè)均通過相應(yīng)的襯底例如平坦的外部襯底部件22和內(nèi)部部件34和36進(jìn)行固定。應(yīng)該指出的是，還可與流體可滲透部件M 和促動器20 —起使用其它保持結(jié)構(gòu)，尤其是如果具有通過機(jī)械插入的激勵(lì)。應(yīng)該很容易懂得，雖然此示例中的促動器是內(nèi)部機(jī)構(gòu)，但是促動器也可以是外部的，并且將力施加在一個(gè)或兩個(gè)外部襯底的外壁上，以壓縮流體可滲透部件或?qū)α黧w可滲透部件減壓。從外部聯(lián)接在襯底上的改進(jìn)的C形夾、齒和齒輪組件、柱塞、螺紋部件是本發(fā)明公開范圍內(nèi)的一些促動器設(shè)計(jì)。在一個(gè)實(shí)施例中，流體可滲透部件M是微結(jié)構(gòu)化的傳導(dǎo)性海綿，其孔隙可構(gòu)造成具有10 100微米的直徑。在一個(gè)示例中，促動器20從內(nèi)部穿過或從外部沿著平坦的外部襯底22而延伸，并將它們連接在一起。在一個(gè)實(shí)施例中，促動器20是螺釘，其包括內(nèi)螺紋部分和外螺紋部分， 其中一個(gè)部分固定在鎖定裝置16的一端上。兩個(gè)螺紋部分接合，從而一旦螺釘扭轉(zhuǎn)即提供相反運(yùn)動。在另一實(shí)施例中，促動器20是柱塞或滑動元件，其根據(jù)另一實(shí)施例包括固定部分和可移動部分。在一個(gè)實(shí)施例中，可移動部分限定了孔，通過該孔可使柱塞或滑動元件滑動。圖2是一個(gè)襯底22和流體可滲透部件M的局部放大圖。在此示例中，流體可滲透部件M垂直地聯(lián)接在襯底22上，并具有多個(gè)孔隙沈且在此實(shí)施例中具有金屬線28。金屬線28可由銅(Cu)、金(Au)、鈦(Ti)、銀(Ag)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、鈀(Pd)或其合成物制成。 在某些實(shí)施例中，使用Cu是因?yàn)槠涓叩臒釋?dǎo)率、機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕性。金屬線觀還可具有空心的芯體或聚合物芯體。在一個(gè)實(shí)施例中，流體可滲透部件M由燒結(jié)的粒子例如氮化鋁 (AlN)或銅粒子球制成。在另一實(shí)施例中，流體可滲透部件M由聚合物泡沫制成。具有足夠熱導(dǎo)率和壓縮能力的其它多孔性芯結(jié)構(gòu)也落在流體可滲透部件M的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，孔隙26構(gòu)造為lO-lOOOOnm，并且單個(gè)金屬線的寬度構(gòu)造為lO-lOOOOnm。在一個(gè)實(shí)施例中，金屬線28被鈍化層27覆蓋，以改善例如圖1中的30的液態(tài)金屬的浸潤性，以及防止腐蝕或氧化。在另一實(shí)施例中，鈍化層27可由合適的材料制成，例如Au。
再次參看圖1，在一個(gè)示例中，流體可滲透部件M是熱傳導(dǎo)性的，并且可由Cu、Au、 Ti或其它合適的熱傳導(dǎo)材料制成。流體可滲透部件M被液態(tài)金屬30浸透，并提供毛細(xì)管力，以便將液態(tài)金屬30保持就位。應(yīng)該注意的是，用語“浸透”并不局限于完全浸透(飽和)，并且包括部分浸透(部分飽和)。這意味著流體可滲透部件M不需要完全填滿液態(tài)金屬30。雖然在前面實(shí)施例和以下實(shí)施例中描述了液態(tài)金屬30，但是應(yīng)該懂得，液態(tài)金屬不是用于浸透在流體可滲透部件M中的唯一可能的流體，其它流體也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)， 只要這些流體的表面張力和熱導(dǎo)率可以滿足實(shí)際需求。用語“流體”指一種在鎖定裝置16 的操作溫度下為液體的物質(zhì)。參看圖1，液態(tài)金屬30例如金屬或金屬合金在操作溫度下是液體。在一個(gè)實(shí)施例中，液態(tài)金屬30是鎵、銦、錫、銦銀焊料或速效膠(galinstant)。液態(tài)金屬30在室溫下可為液體或固體。根據(jù)應(yīng)用需要，通過合金成分可調(diào)節(jié)液態(tài)金屬30的屬性，以控制固體/液體的轉(zhuǎn)化。在一些示例中，液態(tài)金屬30在室溫和高于室溫的操作溫度下都是液體。在其它示例中，液態(tài)金屬30在室溫下是固體，并且在較高的操作溫度下將轉(zhuǎn)變成液相。在進(jìn)一步的示例中具有可彎曲的隔離物32，其將相鄰的內(nèi)部襯底例如34和36柔性地連接起來，并且該可彎曲的隔離物32如圖1中所示處于非接合狀態(tài)。圖1顯示了彼此緊密接近的相鄰的內(nèi)部襯底34和36，并且可彎曲的隔離物32是處于松弛狀態(tài)下的柔性材料?？蓮澢母綦x物32用于在解脫鎖定裝置之后產(chǎn)生隔開金屬液體30的分段。在一些應(yīng)用中，如果表面張力高到足以破壞液態(tài)金屬30，就不提供可彎曲的隔離物32。可彎曲的隔離物32還可用于在每組壓縮的流體可滲透部件之間提供間隙，從而容許被壓出流體可滲透部件M的金屬液體30沿著可彎曲的隔離物32和熱沉12之間的界面以可容納的方式完全散布開。增加的接觸面積導(dǎo)致增強(qiáng)的熱導(dǎo)率。在一個(gè)示例中，可彎曲的隔離物容許內(nèi)部襯底36產(chǎn)生分隔段。在又一實(shí)施例中存在側(cè)壁(未顯示)，其可聯(lián)接在熱沉和電氣組件板上，并且還聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)襯底上，從而圍繞海綿形成包圍。該包圍不僅防止任何液態(tài)金屬的滲漏，而且還防止灰塵和碎屑匯集在流體可滲透部件中。為了替代側(cè)壁，可將外殼放置在鎖定裝置附近，從而完全或部分地包圍鎖定裝置。參看圖3，促動器20被扭轉(zhuǎn)，從而迫使襯底22相向彼此移動。當(dāng)襯底22更靠近彼此移動時(shí)，流體可滲透部件M受到壓縮，造成液態(tài)金屬30被以可逆過程擠出流體可滲透部件M，從而在鎖定裝置16和熱沉12以及電氣組件板14之間形成流體接觸界面，例如液態(tài)金屬接觸界面38和40?？赡孢^程指如果流體可滲透部件M不被壓縮時(shí)，形成接觸界面38 和40的液態(tài)金屬可回到流體可滲透部件M。流體接觸界面具有比金屬大塊接觸界面小的接觸粗糙度和接觸壓力，使得電氣組件的熱阻減少，從而改善熱傳導(dǎo)性能。同金屬大塊接觸界面相比，液態(tài)金屬接觸界面38和40將電氣組件10的熱阻減小了幾乎十倍。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，相鄰的鎖定組沿相反的方向移動。在圖3中所示的示例中，鎖定組具有若干個(gè)海綿段和將海綿段保持在其之間的兩個(gè)平坦的外部襯底22。同時(shí)， 可彎曲的隔離物32被推開，且柔性材料被伸展至大致扁平，并與液態(tài)金屬界面38，40齊平。 從流體可滲透部件M壓出的液態(tài)金屬30沿著可彎曲的隔離物32和底盤12之間的界面完全散開，形成液態(tài)金屬界面38，從而導(dǎo)致增加的接觸面積，并進(jìn)一步減少熱阻。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)促動器20在初始位置上旋轉(zhuǎn)時(shí)，鎖定組件移動回到它們的開始位置，并且流體可滲透部件M返回到初始未壓縮的狀態(tài)，并通過它們的毛細(xì)管力將液態(tài)金屬30拉回或吸回到流體可滲透部件M中。因而在操作中，根據(jù)一個(gè)示例，促動器20連同一個(gè)或多個(gè)襯底一起壓縮流體可滲透部件對，使得其將液態(tài)金屬30向外推出，造成其接觸熱沉12和電氣組件板14的表面。 一個(gè)示例顯示了流體可滲透部件M處于與熱沉12或電氣組件板14沒有接觸的未壓縮狀態(tài)(非接合)，例如圖1中所示。在壓縮(接合)狀態(tài)下，例如圖3中所示，流體可滲透部件 24被促動器20和襯底22的壓縮，使得液態(tài)金屬30接觸熱沉12和電氣組件板14。在一個(gè)示例中，促動器20的運(yùn)動量是壓縮流體可滲透部件M，使得液態(tài)金屬30接觸熱沉12和電氣組件板14所需要的數(shù)量，例如參照圖3所示。用于制造納米結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)性海綿M的方法有許多實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，首先提供襯底，例如圖1-3中的襯底22。然后將金屬靶例如Cu、Au、Ti、Ag、Ni、Pt、Pd或它們的任何合成物放置在相對襯底例如22所需要的距離和角度上。在接下來的過程中，金屬靶通過電阻加熱進(jìn)行加熱，或在物理汽相淀積室中通過電子束或離子束例如氬射束進(jìn)行撞擊。 當(dāng)沉積條件例如距離、速度和角度最優(yōu)時(shí)，金屬原子離開金屬靶而沉積在襯底例如22上， 并且剩余的金屬靶形成流體可滲透部件對。用于制造納米結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)性海綿M的方法的另一實(shí)施例包括提供前體材料例如有機(jī)金屬化合物和襯底，例如圖1-3中的襯底22 ；在化學(xué)汽相淀積室中蒸發(fā)前體材料以使前體材料沉積在襯底上并起反應(yīng)；并利用沉積工藝的優(yōu)化通過反應(yīng)而產(chǎn)生流體可滲透部件24。參看圖5A-5C和圖4，用于制造納米結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)性海綿M的方法的又另一實(shí)施例包括以下步驟。圖5A-5C顯示了制造過程中的中間產(chǎn)物。在步驟43中，提供了襯底42和具有放置在襯底42上的多個(gè)孔隙46的多孔模板44。然后，在步驟45中，金屬材料48通過多孔模板44進(jìn)行電鍍，以允許金屬材料48完全填充在孔隙46中。在步驟47中，最終除去多孔模板44，并保留金屬材料48，從而形成流體可滲透部件對。在用于制造納米結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)性海綿M的方法的又另一實(shí)施例中，首先將兩種不同金屬的合金沉積到襯底上。其中一種金屬是基質(zhì)(被稱為“基質(zhì)金屬”)，并且另一種金屬在基質(zhì)金屬內(nèi)部形成互連網(wǎng)絡(luò)(被稱為“網(wǎng)狀金屬”)。在除去基質(zhì)金屬之后，網(wǎng)狀金屬形成流體可滲透部件24。在一個(gè)實(shí)施例中，多孔模板44是多孔的聚合物隔膜或聚合物粒子的3維聚集物。在一個(gè)實(shí)施例中，上述方法還包括涂覆工藝，用于將鈍化層涂覆到傳導(dǎo)性海綿上， 以便防止腐蝕或氧化。鈍化層可由Au制成。圖6顯示了根據(jù)又一實(shí)施例的用于在電氣組件中提供機(jī)械和熱連接的楔形鎖50。 楔形鎖50具有五個(gè)楔形部分52，54，56，58和60以及軸62，軸62用作促動器，以啟動至少某些楔形部分52，54，56，58和60。在一個(gè)實(shí)施例中，楔形鎖50包括安裝在一起的至少兩個(gè)楔形部分。在圖6中所示的示例中，楔形部分52，54，56，58和60構(gòu)造成當(dāng)軸62被扭轉(zhuǎn)時(shí)彼此接合，并且楔形部分例如M和58遠(yuǎn)離楔形基底部分52，56和60而朝著熱沉(未顯示) 移動。楔形鎖50的接觸表面64，66，68，70和72利用其中浸透流體的流體可滲透段。在圖 6中所示的示例中，流體可滲透段是被液態(tài)金屬76浸透的納米結(jié)構(gòu)的金屬海綿74。在另一實(shí)施例中，流體可滲透段可由微結(jié)構(gòu)材料制成。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，流體可滲透段由燒結(jié)的粒子例如AlN粒子球或聚合物泡沫制成。具有足夠熱導(dǎo)率和壓縮能力的其它多孔性芯結(jié)構(gòu)也落在流體可滲透段的范圍內(nèi)。應(yīng)該容易懂得，液態(tài)金屬76只是用于浸透在流體可滲透段中的一個(gè)流體示例，并且其它流體也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)，只要這些流體的表面張力和熱導(dǎo)率可滿足實(shí)際需求。在圖6中所示的示例中，當(dāng)促動器接合時(shí)，接觸表面64和66構(gòu)造成接近熱沉(未顯示)，并且壓縮海綿74，使得液態(tài)金屬76與熱沉(未顯示)傳導(dǎo)性地接觸。在一個(gè)示例中，基底楔形部分52，56，60的接觸表面68，70和72構(gòu)造成當(dāng)促動器接合時(shí)接近熱發(fā)生器 (未顯示)，例如PCB、PWB和電路卡。因而當(dāng)促動器接合時(shí)，楔形鎖50提供了從位于楔形鎖 50 一側(cè)上的熱發(fā)生器(未顯示)至楔形鎖50相反側(cè)上的熱沉(未顯示)的最佳散熱。對于此類構(gòu)造，楔形鎖50提供了許多用于散熱的熱傳導(dǎo)路徑。根據(jù)一個(gè)示例，基底楔形部分52，56和60是基本靜止的，并且接近電氣組件板 (未顯示)，并且只有楔形部分M和58構(gòu)造成移動以接近熱沉(未顯示)。在另一實(shí)施例中，楔形部分M和58是基本靜止的，并靠近熱沉，并且基底楔形部分52，56和60構(gòu)造成移動以接近熱發(fā)生器(未顯示)。在又另一實(shí)施例中，基底楔形部分52，56和60以及楔形部分M和58構(gòu)造成具有某些運(yùn)動。楔形部分52，54，56，58和60的運(yùn)動迫使液態(tài)金屬76流出海綿74，從而在楔形部分52，54, 56，58和60的表面64，66，68，70和72之間以可逆過程形成液態(tài)金屬接觸界面(沒有標(biāo)出)。液態(tài)金屬接觸界面極大地降低了楔形鎖50的熱阻， 從而改善了熱連接性能。在一個(gè)實(shí)施例中，各個(gè)楔形部分52，54，56，58，60的全部傾斜表面還構(gòu)造成利用流體可滲透結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例中，與熱發(fā)生器例如PCB、PffB和電路卡接觸的某些楔形部分包含相應(yīng)的傾斜表面上的流體可滲透結(jié)構(gòu)，而其它楔形部分具有傾斜表面上的固體接觸表面。在又另一實(shí)施例中，各個(gè)楔形部分52，54，56，58和60的所有部分都構(gòu)造成流體可滲透結(jié)構(gòu)，如圖3中所示。圖7顯示了根據(jù)又另一實(shí)施例的利用楔形鎖50將電氣組件板77與熱沉78以機(jī)械和熱學(xué)方式連接起來的電氣組件75。雖然熱沉78在此示例中是熱沉底盤，但其它類型， 例如散熱片或散熱片與熱沉底盤的組合也落在熱沉的范圍內(nèi)。熱沉78限定了槽80，其中電氣組件板77的邊緣部分82被楔形鎖50固定。在圖7中所示的示例中，電氣組件板77具有安裝在其一側(cè)面上的多個(gè)電氣元件84。楔形鎖50在圖7中處于非接合狀態(tài)。電氣組件 75還具有安裝桿86，安裝桿86用于保護(hù)電氣組件板77免于在接合期間受到損傷。應(yīng)該指出的是，圖7中的標(biāo)號88代表圖6中的接觸表面68，70和72 ；并且圖8中的標(biāo)號90代表接觸表面64和66。圖8顯示了與電氣組件板77以及熱沉78接合的楔形鎖50。參看圖5和7，接觸表面88和90構(gòu)造成被液態(tài)金屬76浸透的納米結(jié)構(gòu)的金屬海綿。軸62模擬楔形部分52， 54, 56，58和60，并且迫使接觸表面88和90分別接合熱沉78和安裝桿86。反作用力壓縮接觸表面88和90，以擠壓出液態(tài)金屬并以可逆過程形成第一和第二液態(tài)金屬接觸界面92 和94。楔形鎖50、電氣組件板77以及熱沉78之間的液態(tài)金屬連接導(dǎo)致熱阻減少，并最終改善熱傳導(dǎo)性能。通過使軸62在相反方向上旋轉(zhuǎn)，海綿變成未被壓縮，并且液態(tài)金屬被重新吸收到海綿中。納米結(jié)構(gòu)的金屬海綿的表面積可為100um2-100cm2，并且厚度可為lum-lcm。在壓縮狀態(tài)和松弛狀態(tài)之間的尺寸變化接近1-60%。在海綿和固體表面之間的液態(tài)金屬界面的厚度接近0. 5um-lmm。在一個(gè)實(shí)施例中有流體護(hù)壁，例如圖8中的側(cè)壁96，其可聯(lián)接在電氣組件板77、熱沉78或楔形鎖50上。側(cè)壁不僅防止液態(tài)金屬的滲漏，而且還防止灰塵和碎屑進(jìn)入楔形鎖 50。應(yīng)該懂得，側(cè)壁96只是流體護(hù)壁的一個(gè)示例，并且用于將流體保持就位的其它類型的元件也落在流體護(hù)壁的范圍內(nèi)。流體護(hù)壁可根據(jù)楔形鎖50或其它類型的鎖定部件，例如圖 1和圖3中的10的形狀、尺寸或其它參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。應(yīng)該懂得，本發(fā)明并不限制鎖定裝置僅用于連接熱沉和電氣組件板。本發(fā)明可用于任何傳導(dǎo)和熱連接應(yīng)用。雖然本文只顯示和描述了本發(fā)明的某些特征，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會想到許多改型和變體。因此，應(yīng)該懂得，所附權(quán)利要求意圖覆蓋所有這些落在本發(fā)明的真實(shí)精神范圍內(nèi)的改型和變體。
權(quán)利要求
1.一種為電氣組件板提供熱管理的鎖定裝置，其特征在于用流體浸透并設(shè)置在所述電氣組件板和熱沉之間的流體可滲透部件；與所述電氣組件板和所述熱沉基本垂直的一對鎖定裝置襯底，其中所述流體可滲透部件設(shè)置在所述鎖定裝置襯底之間；和聯(lián)接在至少其中一個(gè)所述鎖定裝置襯底上的促動器；其中所述促動器構(gòu)造成通過至少其中一個(gè)所述鎖定裝置襯底而壓縮所述流體可滲透部件，從而迫使一部分流體流出所述流體可滲透部件，并以可逆過程與所述電氣組件板和所述熱沉形成至少一個(gè)流體接觸界面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖定裝置，其特征在于，所述鎖定裝置還包括所述鎖定裝置襯底之間并設(shè)置在所述流體可滲透部件內(nèi)的至少一個(gè)隔離物，其中所述隔離物提供一個(gè)或多個(gè)流體可滲透段。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎖定裝置，其特征在于，所述隔離物包括一對隔離物襯底，所述一對隔離物襯底與設(shè)置在所述隔離物的任一端上從而連接所述隔離物襯底的柔性部件基本上平行并緊密接近，其中所述隔離物襯底聯(lián)接在所述促動器上，使得所述隔離物襯底被所述促動器移動而分開，并且將所述柔性部件壓縮在所述隔離物襯底之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鎖定裝置，其特征在于，所述流體可滲透部件包括多個(gè)金屬線，以形成用于流體的孔隙，并且其中至少一些所述金屬線包括鈍化層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎖定裝置，其特征在于，所述金屬線包括銅(Cu)、金(Au)、鈦 (Ti)、銀(Ag)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、鈀(Pd)或它們的合成物的至少其中一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎖定裝置，其特征在于，所述金屬線包括空心芯體和聚合物芯體的其中一種。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的鎖定裝置，其特征在于，所述流體可滲透部件包括多個(gè)燒結(jié)的粒子或聚合物泡沫。
8.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的鎖定裝置，其特征在于，所述流體包括液態(tài)金屬，所述液態(tài)金屬包括鎵、銦、錫、銦銀焊料、速效膠和它們合成物中的至少其中一種。
9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的鎖定裝置，其特征在于，所述鎖定裝置還包括用于防止流體滲漏的流體護(hù)壁。
10.一種電氣組件，其特征在于產(chǎn)生熱量的電路板；聯(lián)接在所述電路板上用于消散所產(chǎn)生的熱量的熱沉；和插入在所述電路板和所述熱沉之間，并且在其間包括多個(gè)接觸界面的鎖定裝置；其中至少其中一個(gè)所述接觸界面是被流體浸透的流體可滲透部件；并且所述流體在被所述鎖定裝置壓縮時(shí)被擠壓出所述接觸界面，從而以可逆過程形成至少一個(gè)流體接觸界
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電氣組件，其特征在于，所述鎖定裝置包括多個(gè)鎖定組，每一個(gè)鎖定組均包括流體可滲透段、用于保持所述流體可滲透部件的至少一個(gè)襯底和用于防止流體滲漏的至少一個(gè)流體護(hù)壁；以及聯(lián)接在所述襯底上的促動器。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的電氣組件，其特征在于，所述流體可滲透部件包括被液態(tài)金屬浸透的至少一個(gè)微結(jié)構(gòu)或納米結(jié)構(gòu)的金屬海綿。
13.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的電氣組件，其特征在于，所述鎖定裝置包括彼此聯(lián)接在一起的多個(gè)楔形部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電氣組件，其特征在于，所述楔形部分包括至少一個(gè)金屬海綿。
全文摘要
本發(fā)明涉及鎖定裝置和用于制造鎖定裝置的方法，具體而言，描述了一種為電氣組件板提供熱管理的鎖定裝置，其包括被流體浸透并設(shè)置在電氣組件板和熱沉之間的流體可滲透部件；與電氣組件板和熱沉基本垂直的一對鎖定裝置襯底；以及聯(lián)接在至少其中一個(gè)鎖定裝置襯底上的促動器。流體可滲透部件設(shè)置在鎖定裝置襯底之間。促動器構(gòu)造成通過至少其中一個(gè)鎖定裝置襯底壓縮流體可滲透部件，迫使一部分流體流出流體可滲透部件，并以可逆過程與電氣組件板和熱沉形成至少一個(gè)流體接觸界面。本發(fā)明還描述了一種用于制造鎖定裝置的方法。
文檔編號H01L21/48GK102290386SQ20111015208
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者B·A·魯斯, 博克 H·P·J·德, T·G·維茨爾, 鄧濤 申請人:通用電氣公司