專利名稱：整體式冷板和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及用于例如冷卻電子器件或航空電子設(shè)備的冷板組件。
背景技術(shù)：
在典型的冷板組件中，具有固定到結(jié)構(gòu)構(gòu)件的冷板(冷卻板)。該結(jié)構(gòu)構(gòu)件固定到例如艙壁、貨物或電子艙(electronics bay)這樣的支撐件。冷板支撐發(fā)熱設(shè)備，例如電子裝備。冷卻流體流動通過該冷板以對安裝到該冷板的發(fā)熱設(shè)備提供冷卻。該冷板被與結(jié)構(gòu)構(gòu)件分離地裝配，然后由機(jī)械裝置，例如緊固元件和/或粘合劑附接到結(jié)構(gòu)構(gòu)件。所組合的冷板和結(jié)構(gòu)構(gòu)件提供用于支撐發(fā)熱器件的結(jié)構(gòu)負(fù)載的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種冷板組件，其具有帶大致平面構(gòu)件的冷板，該大致平面構(gòu)件提供支撐表面。所述支撐表面構(gòu)造成支撐發(fā)熱設(shè)備。結(jié)構(gòu)構(gòu)件提供附接特征，所述附接特征構(gòu)造成將所述冷板組件固定到支撐件。所述冷板被銅焊材料固定到所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件。在一個例子中，所述冷板組件通過布置多個片并使第一銅焊材料設(shè)置在這些片之間來制造。所述多個片之一提供構(gòu)造成支撐所述發(fā)熱設(shè)備的外部支撐表面。所述多個片提供布置成與所述支撐表面交搭的內(nèi)部流體通路。所述多個片包括冷板。至少一個結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置成與所述冷板相鄰，第二銅焊材料設(shè)置在所述冷板與所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間。所述第一和第二銅焊材料被加熱以將所述多個片彼此機(jī)械地結(jié)合并將冷板機(jī)械地結(jié)合到結(jié)構(gòu)構(gòu)件。


可聯(lián)系附圖參照以下詳細(xì)說明而進(jìn)一步理解本公開，附圖中 圖1是示例的冷板組件的透視圖2A是結(jié)構(gòu)構(gòu)件的透視圖，其被部分剖切以展示結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾個部件； 圖2B是圖2A中示出的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的分解透視圖； 圖2C是圖2A中示出的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剖視圖； 圖3A是冷板的透視圖； 圖;3B是圖3A中所示冷板的分解透視圖； 圖3C是冷板的一部分的剖視圖。
具體實施例方式冷板組件10在圖1中示出。組件10包括支撐在結(jié)構(gòu)構(gòu)件16相對側(cè)上的第一和第二冷板12、14。結(jié)構(gòu)構(gòu)件16包括用于將組件10固定到支撐件20的附接特征18。在一個例子中，附接特征18設(shè)置有多個突耳(tab)，該多個突耳具有適于接收緊固元件的孔，所述緊固元件固定到安裝到支撐件20的支架(未示出)。在一例中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件16的平面面積 (其是支撐待冷卻的(一個或多個)設(shè)備22的面積)大于每個冷板12、14的面積。發(fā)熱設(shè)備22被支撐在冷板12的表面上。在一個例子中，發(fā)熱設(shè)備22是電子器件和/或航空電子設(shè)備。發(fā)熱設(shè)備22可例如用附接特征23固定到冷板12。流體端口對安裝在每個冷板12、14上并連通冷板12、14和流體系統(tǒng)沈之間的冷卻流體，該流體系統(tǒng)沈?qū)⒗鋮s流體循環(huán)到組件10。冷卻流體通過冷板12、14在發(fā)熱設(shè)備22下面的區(qū)域中循環(huán)。在一個例子中，冷板14內(nèi)的內(nèi)部流體通路與支撐發(fā)熱設(shè)備22的表面(見例如圖3A中的虛線) 交搭。盡管示出了將一對冷板12、14安裝在結(jié)構(gòu)構(gòu)件16上，應(yīng)理解可采用更少或更多的冷板。另外，在每個冷板12、14上可安裝一個或多個發(fā)熱設(shè)備22。示例的結(jié)構(gòu)構(gòu)件16在圖2A-2C中更詳細(xì)地示出。在一個例子中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件16包括第一和第二框架觀、30，每個框架分別包括腔四、31。第一和第二加強(qiáng)層38、40分別布置在腔四、31中。在一個例子中，第一加強(qiáng)層38是沿第一方向Dl的翅片布置，并且第二加強(qiáng)層40是在橫向于第一方向Dl的第二方向D2的翅片布置。第一和第二框架觀、30包括在第一和第二冷板12、14之間連通冷卻流體的框架通路33。在本例中，冷卻流體被限制到結(jié)構(gòu)構(gòu)件16的非實質(zhì)部分，并例如被防止流到腔四、31中。第一和第二加強(qiáng)層38、40主要用于結(jié)構(gòu)支撐并且不暴露到冷卻流體流。在一個例子中，運(yùn)行期間結(jié)構(gòu)構(gòu)件16的小于1%容積可含有冷卻流體。作為對比，冷卻板將其容積的70%貢獻(xiàn)給冷卻流體。對于只在結(jié)構(gòu)構(gòu)件一側(cè)上采用冷板的冷板組件，可沒有通過結(jié)構(gòu)構(gòu)件16的流體通路。如圖2A-2C所示，第一、第二和第三片32、34、36布置在第一和第二框架沘、30以及第一和第二加強(qiáng)層38、40的相對側(cè)上。第一、第二和第三片32、34、36包括與框架通路33 對準(zhǔn)的片通路35以連通第一和第二冷板12、14之間的冷卻流體。參照圖2C，第一銅焊材料42布置在第一和第二框架觀、30 ；第一、第二和第三片32、34、36 ；以及第一和第二加強(qiáng)層38、40之間，從而當(dāng)?shù)谝汇~焊材料42受到高于熔化溫度的熱然后冷卻時提供機(jī)械附著到彼此的夾層。第一和第三片32、36分別提供第一和第二表面44、45，第一和第二表面44、45 分別支撐第一和第二冷板12、14。如圖2C所示，第一和第二冷板12、14用第一銅焊材料42 分別固定到第一和第二表面44、45。示例的第二冷板14在圖3A-3C中示出。冷板14包括第一和第二端片46、48。第一端片46包括支撐發(fā)熱設(shè)備22 (在圖3A中示意性示出)的第一表面66。第二端片48提供第二表面68，第二表面68被第一銅焊材料42固定到結(jié)構(gòu)構(gòu)件16。冷板14包括多個層，其包括例如夾著第一和第二封閉條56、58的第一、第二和第三分隔片50、52、54。第一和第二封閉條56、58分別包括腔57、59，第一和第二翅片結(jié)構(gòu)60、 62位于所述腔57、59內(nèi)。第二和第三分隔片5254包括片通路63。第一和第二封閉條56、 58包括與片通路63流體連通的條通路61。條通路61和片通路63與流體端口 M流體連通以將冷卻流體供應(yīng)到腔57、59。流體流動通過腔57、59，并且其相關(guān)聯(lián)的第一和第二翅片結(jié)構(gòu)60、62對支撐在冷板14上的發(fā)熱設(shè)備22提供冷卻?？膳c第一銅焊材料42相同的第二銅焊材料64用于將冷板14的層彼此固定。在制造過程中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件16和冷板12、14的層布置在彼此頂上，銅焊材料在這些層之間。在一個例子中，這些層由鋁構(gòu)成，例如3004和/或6951，銅焊材料是CT-23或 Multiclad合金，具有0.016英寸(0.4 mm)的標(biāo)準(zhǔn)厚度。第一和第二冷板12、14和結(jié)構(gòu)構(gòu)件16可與彼此一起布置在固定裝置內(nèi)，并在對第一和第二冷板12、14以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件16施加負(fù)載的同時被加熱到銅焊材料的熔化溫度，以同時地將結(jié)構(gòu)構(gòu)件16以及第一和第二冷板12、14的層彼此固定并且將第一和第二冷板12、14固定到結(jié)構(gòu)構(gòu)件16。以這種方式，同時形成了整體的、單件式冷板組件10。 盡管已公開了示范實施例，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會認(rèn)識到在權(quán)利要求的范圍內(nèi)可進(jìn)行一定修改。為此，應(yīng)研究所附權(quán)利要求以確定它們的真實范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種冷板組件，包括具有大致平面構(gòu)件的冷板，所述大致平面構(gòu)件提供構(gòu)造成支撐發(fā)熱設(shè)備的支撐表面；以及提供附接特征的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，所述附接特征構(gòu)造成將所述冷板組件固定到支撐件，所述冷板被銅焊材料固定到所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
2.如權(quán)利要求1所述的冷板組件，其中，所述冷板提供與所述支撐表面成交搭關(guān)系的內(nèi)部流體通路。
3.如權(quán)利要求2所述的冷板組件，其中，所述流體通路在所述支撐表面內(nèi)部基本遍及所述冷板延伸。
4.如權(quán)利要求3所述的冷板組件，其中，所述冷板包括第一和第二片，所述流體通路布置在所述第一和第二片之間，所述片之一提供所述支撐表面，所述片的另一個固定到所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
5.如權(quán)利要求1所述的冷板組件，其中，所述附接特征包括構(gòu)造成可移除地固定到所述支撐件的有孔的突耳。
6.如權(quán)利要求1所述的冷板組件，包括固定到所述冷板的流體端口。
7.如權(quán)利要求1所述的冷板組件，其中，所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括提供腔的框架，以及位于所述腔內(nèi)并固定到相鄰片的加強(qiáng)層。
8.如權(quán)利要求7所述的冷板組件，其中，所述加強(qiáng)層包括翅片布置。
9.如權(quán)利要求8所述的冷板組件，其中，所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括布置成相對彼此成橫向關(guān)系的多層翅片。
10.如權(quán)利要求7所述的冷板組件，其中，所述腔延伸過所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實質(zhì)部分，并構(gòu)造成在操作條件期間基本無流體。
11.一種制造冷板組件的方法，包括布置多個片，在所述片之間提供第一銅焊材料，所述多個片之一提供構(gòu)造成支撐發(fā)熱設(shè)備的外部支撐表面，所述多個片提供布置成與所述支撐表面交搭的內(nèi)部流體通路，所述多個片包括冷板；相鄰于所述冷板布置至少一個結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在所述冷板和所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間提供第二銅焊材料，所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括構(gòu)造成將所述冷板組件固定到支撐件的附接特征；以及加熱所述第一和第二銅焊材料以將所述多個片彼此機(jī)械地結(jié)合并且將所述冷板機(jī)械地結(jié)合到所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，包括步驟同時加熱所述第一和第二銅焊材料。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，包括步驟在所述加熱步驟中一起加載所述冷板和結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件構(gòu)造成基本無流體通路。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述第二布置步驟包括提供具有腔的框架，翅片層位于所述腔內(nèi)。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，流體通路設(shè)置在所述腔外側(cè)通過所述框架，并與所述冷板流體連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及整體式冷板和結(jié)構(gòu)構(gòu)件，具體提供一種冷板組件，其具有帶大致平面構(gòu)件的冷板，該大致平面構(gòu)件提供支撐表面。所述支撐表面構(gòu)造成支撐發(fā)熱設(shè)備。結(jié)構(gòu)構(gòu)件提供附接特征，所述附接特征構(gòu)造成將所述冷板組件固定到支撐件。所述冷板被銅焊材料固定到所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件。在一個例子中，所述冷板組件通過布置多個片并使第一銅焊材料設(shè)置在這些片之間來制造。所述多個片包括冷板。所述銅焊材料被加熱以將所述多個片彼此機(jī)械地結(jié)合并且將冷板機(jī)械地結(jié)合到結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
文檔編號H05K7/20GK102209456SQ20111007648
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月29日
發(fā)明者P. 塔德伊 E., A. 扎弗蒂 M. 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司