JP2009290218A - 熱管理装置及び熱管理装置の製造方法 - Google Patents
熱管理装置及び熱管理装置の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】モノリシック構造の、一体的に形成された内蔵チャネルを有する熱伝導体を備える熱管理装置の内蔵チャネルにより、ＰＣＢ等の熱源から熱を伝送する。
【解決手段】電子部品等の熱源から熱エネルギーを除去する一体的に形成されたチャネルを有するモノリシック構造のモノコック構造体を含む、電子シャーシとして使用するのに適した熱管理装置である。この装置は、超音波結合等の加法／減法製造プロセスを使用して製造可能である。
【選択図】図１
【解決手段】電子部品等の熱源から熱エネルギーを除去する一体的に形成されたチャネルを有するモノリシック構造のモノコック構造体を含む、電子シャーシとして使用するのに適した熱管理装置である。この装置は、超音波結合等の加法／減法製造プロセスを使用して製造可能である。
【選択図】図１
Description
本発明は概して、電子アセンブリ等の発熱源から発生した熱エネルギーの管理に関し、更に具体的には、発熱源から熱エネルギーを伝送する装置及び該装置を製造する方法に関するものである。
熱に弱い部品への悪影響を避けるために、プリント基板（ＰＣＢ）等の、熱エネルギー発生源から熱を転送する様々な装置が開発されている。これらの装置の一形態では、個別の熱パイプが個々の金属シートの間に取り付けられている。電子部品から発生する熱は金属シートを通って熱パイプへ伝導され、そこから熱転送流体の流れによって熱が除去される。別の既知の装置では、２つの個別の物質シートの間に配置された熱伝導性グラファイト等の、熱伝導固形物質の層を利用する。部品の熱は部品から熱伝導固体層を通って固体層の表面、もしくは層の端部のいずれかへ伝導され、そこから消散する。
既存の熱管理装置では、複合材料及び多重インターフェースの一体化を要する場合があり、しばしばこれらの間に使われる接着剤は高耐熱性であるために熱伝導性に劣る結果となり得る。また、既知の熱管理装置は、一以上の工程を用いて複数の個々の部品を組立てて製造する必要があるため、製造に比較的高い費用がかかる可能性がある。これらの設計及び既存の製造技術によって課される制約により、設計の柔軟性が制限される可能性があり、ある応用形態によっては最適性能に劣る結果となる。更に、より高い回路密度と部品の小型化への途切れない流れにより、高性能の熱管理装置の設計に伴う問題を深刻化させる可能性がある。
したがって、高性能で、広い範囲に適用できる柔軟性を持った熱管理装置及び装置を製造する方法が必要である。
米国特許第６１４３３７８号明細書
本開示の実施形態は、モノリシック構造の、一体的に形成された内蔵チャネルを有する熱伝導体を備える熱管理装置を提供し、この内蔵チャネルにより、ＰＣＢ等の熱源から熱が伝送される。この装置のモノリシック構造により、材料及び組立作業の人件費が削減される。本開示の熱管理装置の更なる利点は、特有の形状及び構造を要する広い範囲のカスタムアプリケーションに合わせることができることにある。
本開示の熱管理装置のモノリシック構造により耐熱性が低減された結果、熱性能が向上すると同時に製造コスト及び時間が大幅に削減される。加えて、熱管理装置の製造に用いられる方法により、パルス及び従来の毛細管技術を含む幅広い熱交換技術に使用できる、より複雑な熱チャネル構造が可能となる。最後に、本開示の方法の実施形態により単一の工程を用いた装置の製造が可能となる。
本開示の一実施形態によれば、熱源から熱を除去する装置は熱源と接して配置され、熱源から熱を伝送させる一以上の内蔵チャネルを有する一体型のモノリシック構造体を備えている。ある形態では、この構造体は第１及び第２端部を含むことができ、熱を構造体から端部まで伝送するために、チャネルが第１及び第２端部に沿って延びる第１及び第２部分をそれぞれ含んでいる。このチャネルは、構造体からチャネルへの熱の転送を促進するために、構造体に一体的に形成された一以上の伝熱フィンを含むことができる。装置の信頼性を向上させ、伝熱容量を最適化するために複数のチャネルを設けることができる。
別の本開示の実施形態によれば、熱管理能力を有する電子シャーシは、電子アセンブリが取り付けられ、電子アセンブリから熱を除去するためにシャーシ内部に一体的に形成された一以上のチャネルを有するモノコック構造体を備えている。このモノコック構造体は、構造体を出入りする熱交換流体の流れを方向付けるために、チャネルに結合する一体的に形成された流入口及び流出口を含むことができる。このシャーシは、モノコック構造体の端部を受けて取り付ける実装容器を更に備えることができる。
本開示の方法の実施形態によれば、熱管理装置の製造は、複数の熱伝導物質の層を結合して熱エネルギーの流れを伝送するための内蔵チャネルを有するモノリシック構造体を形成するステップを含む。複数の層の結合には、連続する金属箔の層を互いに冶金的に結合させるステップを含むことができる。この冶金的結合は、金属箔層に超音波エネルギーを加えることにより行うことができる。
別の方法の実施形態によれば、熱管理能力を有する電子アセンブリの製造には下記、すなわち内部に伝熱チャネルを有するモノリシック構造の熱伝導体を、複数の物質層を結合させ、熱伝導体上に発熱電子回路を取り付けることによって形成するステップを含む。冶金的結合は、超音波又は他の種類のエネルギーを使用して金属箔層を複数重ねることによって実行できる。
本発明はまた、下に記載する実施形態にも関する。
熱管理能力を有する電子シャーシであって、下記、すなわち：
電子アセンブリが取り付けられ、電子アセンブリから熱を除去するために一体的に形成された一以上のチャネルを有するモノコック構造体を備えている。
電子アセンブリが取り付けられ、電子アセンブリから熱を除去するために一体的に形成された一以上のチャネルを有するモノコック構造体を備えている。
段落００１２に記載した電子シャーシにおいては、
モノコック構造体が端部を含み、
チャネルが電子アセンブリからモノコック構造体の端部まで熱を伝送するためにモノコック構造体の端部に沿って延びる部分を含んでいる。
モノコック構造体が端部を含み、
チャネルが電子アセンブリからモノコック構造体の端部まで熱を伝送するためにモノコック構造体の端部に沿って延びる部分を含んでいる。
段落００１２に記載した電子シャーシにおいては、モノコック構造体がモノコック構造体を出入りする熱交換流体の流れを方向付けるために、チャネルに結合する一体的に形成された流入口及び流出口を含んでいる。
段落００１２に記載した電子アセンブリシャーシにおいては、モノコック構造体が構造体からチャネルへの熱の転送を促進するために、チャネル内部に一体的に形成された伝熱フィンを含んでいる。
段落００１２に記載した電子アセンブリシャーシにおいては、モノコック構造体がアルミニウム、
銅、
マンガン、
ニッケル、
金、
銀、及び
チタン
の一以上の結合層を含んでいる。
銅、
マンガン、
ニッケル、
金、
銀、及び
チタン
の一以上の結合層を含んでいる。
段落００１２に記載した電子アセンブリシャーシは、
実装容器をさらに備え、
モノコック構造体が、電子アセンブリが取り付けられた面と、この面に対してほぼ横方向に延びており、実装容器内に挿入される端部を含んでいる。
実装容器をさらに備え、
モノコック構造体が、電子アセンブリが取り付けられた面と、この面に対してほぼ横方向に延びており、実装容器内に挿入される端部を含んでいる。
熱管理能力を有する電子アセンブリであって、この電子アセンブリは、
モノリシック構造のシャーシと、
シャーシに取り付けられ、発熱する一以上の回路基板
を備え、
モノリシック構造のシャーシが回路基板から熱を除去する一体的に形成されたチャネルを含む。
モノリシック構造のシャーシと、
シャーシに取り付けられ、発熱する一以上の回路基板
を備え、
モノリシック構造のシャーシが回路基板から熱を除去する一体的に形成されたチャネルを含む。
熱管理能力を有する電子アセンブリを製造する方法であって、この方法は、
複数の物質層を結合させることによって内部に伝熱チャネルを有するモノリシック構造の熱伝導体を形成するステップと、
発熱電子回路を熱伝導体に取り付けるステップ
を含む。
複数の物質層を結合させることによって内部に伝熱チャネルを有するモノリシック構造の熱伝導体を形成するステップと、
発熱電子回路を熱伝導体に取り付けるステップ
を含む。
段落００１９に記載された方法においては、複数の層を結合させるステップは、連続する金属箔の層を互いに冶金的に結合させることを含む。
段落００２０に記載された方法においては、冶金的結合は超音波エネルギーを使用して複数の金属箔の層を重ねることにより行われる。
段落００２０に記載された方法においては、チャネルが、層が互いに冶金的に結合される時に層の複数の部分をトリミングすることで形成される。
熱管理能力を有する電子アセンブリは、段落００１９に記載された方法で製造される。
電子アセンブリの熱管理装置を製造する方法であって、この方法は、
基板上に連続する熱伝導シート材料の層を配置するステップと、
超音波変換器を各層と接触させるステップと、
変換器を層の上で移動させるステップと、
変換器が層の上で移動する時に、超音波変換器を使用して層に超音波エネルギーを加えることにより複数の層を互いに冶金的に結合させてモノリシック構造体を形成するステップと、
複数の層が互いに結合する時に、層の複数の部位を選択的にトリミングすることで、モノリシック構造体の流体チャネルを形成するステップ
を含む。
基板上に連続する熱伝導シート材料の層を配置するステップと、
超音波変換器を各層と接触させるステップと、
変換器を層の上で移動させるステップと、
変換器が層の上で移動する時に、超音波変換器を使用して層に超音波エネルギーを加えることにより複数の層を互いに冶金的に結合させてモノリシック構造体を形成するステップと、
複数の層が互いに結合する時に、層の複数の部位を選択的にトリミングすることで、モノリシック構造体の流体チャネルを形成するステップ
を含む。
電子アセンブリの熱源から熱を除去する熱管理装置であって、この装置は、
冶金的に結合した金属箔の層とそれぞれ熱源と接触する一対の面を含むほぼ平坦なモノリシック構造体と、
構造体からチャネルへの熱の転送を促進するために、チャネルの伝熱フィンを含む構造体に一体的に形成され、構造体から熱を抽出できる熱抽出区域を画定する平坦なモノリシック構造体の端部に沿って延びる配列した延長部を含む流体チャネルと、
チャネルを熱交換流体源に連結させる構造体の流入口及び流出口
を備えている。
冶金的に結合した金属箔の層とそれぞれ熱源と接触する一対の面を含むほぼ平坦なモノリシック構造体と、
構造体からチャネルへの熱の転送を促進するために、チャネルの伝熱フィンを含む構造体に一体的に形成され、構造体から熱を抽出できる熱抽出区域を画定する平坦なモノリシック構造体の端部に沿って延びる配列した延長部を含む流体チャネルと、
チャネルを熱交換流体源に連結させる構造体の流入口及び流出口
を備えている。
本開示の実施形態の他の特徴及び利点は、添付の図面及び請求項にしたがって見た時に、下記の実施形態の説明から明示される。
図１〜８をまず参照すると、本開示の実施形態は概して、内部に内蔵チャネル３４を有するモノリシック構造のモノコック構造体３２を含む熱管理装置３０に関するものである。図１〜８に図示した実施形態においては、モノリシック構造体３２は、下記に示すように発熱部品（図示せず）を実装できる幅広の面３２ｄ、３２ｅを有するシャーシ３２ｃ（図１３参照）として用いることができるほぼ長方形のプレートを備えている。モノリシック構造体３２は、後に説明する結合又は同様のプロセスを用いて熱伝導物質から形成することができ、このプロセスにおいては、連続する物質層を融合してモノリシック構造の一体型構造体３２を形成し、チャネル３４は構造体３２に一体的に形成されている。非限定的な実施例によれば、構造体３２はアルミニウム、銅、マンガン、ニッケル、金、銀、及びチタンの一以上の合金からなっていてよい。
図１〜８に示す実施形態においては、内蔵チャネル３４が構造体３２全体に繰り返しのジグザグパターンを形成しており、この構造体３２ではチャネル３４の真っ直ぐ延びる延長部４０が構造体３２の対向する端部３２ａ、３２ｂに沿って軸方向に配置されている。図２、５及び６に示すように、チャネル３４の軸方向に配置された延長部４０が、構造体３２から熱エネルギーが効率的に抽出される端部３２ａ、３２ｂにそれぞれ沿った線形領域４２、４４となる。
チャネル３４には、流入口３６と、チャネル３４を通って流れることができる熱交換流体のソース及び／又はドレインに結合可能な流出口３８を含むことができる。熱管理装置３０は、パルスタイプ又は毛管作用タイプの熱交換流体システム（図示せず）と併用して用いることができる。図示した実施形態では、チャネル３４が全体的にほぼ同じ配置構造を有し、わずかに距離をおいて配置された一対のチャネル３４ａ、３４ｂを備えているが、様々な応用形態においては単一のチャネル３４だけでも十分である可能性がある。ほぼ適合する形状の一対のチャネル３４ａ、３４ｂを設けることにより、装置３０の熱放散能力を向上させるだけでなく、チャネル３４ａ、３４ｂのうちの一つが詰まったりあるいは流体が漏れたりした場合に信頼性を向上させることができる冗長性が得られる。
図４、７及び８を特に参照すると、本開示の実施形態によれば、構造体３２のモノリシック構造と関連の構造体３２を製造する方法により、装置３０の熱放散能力を向上させることができるような特性をチャネル３４内に形成することができる。例えば、伝熱フィン４６をチャネル３４に延びる構造体３２と一体的に形成することができ、これによりチャネル３４を囲む構造体３２の表面面積が増加する。図示した実施形態では、フィン４６は全体的に長方形の断面を有する単純な突起部として示しているが、他の様々な形状も可能である。同様に、図７に示すように、伝熱フィン４８はチャネル３４の壁３３の溝部として形成することができ、この溝部によって伝熱フィン４６と同様に、チャネル３４を通って流れる熱交換流体に曝される構造体３２の表面面積が増加する。
ここで図９を参照する。熱管理装置の代替実施形態３０ａには、結合しているが異なる物質である２つ以上の層を含むモノリシック構造体３２ｃを備えることができる。例えば、チャネル３４は同じ又は異なる物質であり得る物質からできた２つの外層３７の間に挟まれている物質の第１層３５内に形成することができる。ここで注目すべきなのは、層３５、３７が個別の境界面を有するように図示されているが、実際これらの境界は、後に説明する結合プロセスを用いて層３５、３７を結合してモノリシック構造としているため、区別できない可能性がある。
図１０に、モノリシック構造体３２ｄが不揃いな形の外側の周辺部４３と、内側の一対の円形開口部４１を有する熱管理装置の別の実施形態３０ｂを示す。この実施例においては、チャネル３４は不揃いな形の配置構造を有し、孔部４１の周辺にほぼ沿っている弓形区域３９を含む。チャネル３４は流入口３６及び流出口３８を含むことができ、これにより、熱流体がポンプあるいは熱交換器（図示せず）へ流れることが可能になる。
ここで上述した熱管理装置３０の一応用形態を示す図１１〜１３を参照する。この応用形態では、図１〜８に図示する熱管理装置３０は、シャーシ３２ｃの対向する面３２ｄ、３２ｅ上にプリント基板（ＰＷＢ）６８を実装可能であるモノコック構造のシャーシ３２ｃとして用いることができる。このＰＷＢ６８には、外側表面３２ｄ、３２ｅに実装された電子機器又はダイ５４を含むことができる。ＰＷＢ６８は熱伝導接着剤の層７０を利用してシャーシ３２ｃに固定することができる。あるいは、電子機器５４はシャーシ３２ｃの面３２ｄ、３２ｅに直接接着可能である。
シャーシ３２ｃ及びＰＷＢ６８のアセンブリはサブアセンブリ「スライス」５２を形成する。複数のスライス５２を電子ユニット５０内部に収容することができる。各スライス５２は、ＰＷＢ６８を外部回路（図示せず）に電気的に接続するために、ユニット５０上の対応するソケット６２に挿入可能である接続プラグ５６を含むことができる。スライス５２は、シャーシ３２ｃの端部４２、４４が挿入されるチャネル６１を含む上下の容器５８、６０を利用して、ユニット５０内に端部を積み重ね相互に並行に実装されている。この容器５８、６０は熱伝導物質から形成され、チャネル６１内で端部４２、４４を保持し固定する開放可能なウェッジロック６３を含むことができる。図に示していないが、電子ユニット５０は、ＰＷＢ６８から発生し容器５８、６０を通って伝わる熱を抽出する外部冷却フィン、ヒートシンク、又は他の熱放散装置を含むことができる。
図１３から良く分かるように、装置５４から発生する熱は接着性の熱伝導層７０を通って点線７２、７４の方向に、したがってシャーシ３２ｃの本体へ伝わり、ここから流体チャネル３４によって容器５８、６０まで伝送される（図１及び２参照）。図に示していないが、容器５８、６０はシャーシ３２ｃの流入口及び流出口３６、３８を熱交換器（図示せず）に接続する導管を含むことができ、この熱交換器に向かって熱交換流体がループ状に流れる。使用される熱交換流体の種類は特定の応用形態及びシャーシ３２ｃを製造するのに選択使用される物質に依存するが、好適な流体は例えば非限定的にメチルアルコール、エチルアルコール、アセトン、ケロシン、トルエン、エチレングリコール、水及び他の流体を含むことができる。
ここで、上述した熱管理装置３０を製造する一方法を簡略化して示す図１４に注目する。最初に７６で、装置３０のサイズ及び形状が選択され、次にステップ７８で伝熱チャネル３４の配置が決定される。次にステップ８０で、後に説明する好適な結合機構を、選択された装置のサイズ／形状及びチャネルの配置に基づいてプログラミングすることができる。そしてステップ８２で、非限定的な例として金属箔等の好適な物質の層を連続的に結合して一体的に形成された伝熱チャネル３４を含む装置本体３２が形成される。前述したように、チャネル３４は装置３０の熱放散能力を上げるために一体的に形成された伝熱フィン４６、４８を含むことができる。最後に、装置３０が電子シャーシとして使用されるこれらの応用形態では、電子部品からシャーシ３２ｃへの熱の転送を可能にする伝熱接着剤又は他の手段を用いて、シャーシ３２ｃにＰＣＢ，ＰＷＢ、又は他の電子装置又はダイが直に取り付けられる。
熱管理装置３０は、しばしば加法／減法製造プロセスと呼ばれる、当技術分野で周知の種々のプロセスのいずれかを用いて熱伝導物質層を連続的に結合させることによって製造できる。超音波結合（ＵＣ）として知られる上記好適なプロセスの一つでは、超音波音響エネルギーを使用して金属箔資源から供給された金属層を積層あるいは結合させる。超音波結合等の加法／減法製造プロセスにより、従来の減法製造プロセスを用いては達成することが難しい可能性がある深いスロット、空洞、格子状または蜂の巣状の内部構造及び他の複雑な形状の形成が可能になる。
標準的な超音波結合機構８６を図１５に示す。超音波結合、蒸着モジュール８８は、先端部８９に取り付けられており、先端部８９は、ＮＣ又はＣＮＣコントローラ（図示せず）によって基部９２に相対的に複数の軸に沿って可動であり得る。装置３０が製造される基板９０は基部９２上に保持されている。例えば供給ロール９６等の資源から供給された金属箔９４は、蒸着モジュール８８に送られる。
図１６及び１７に示すように、薄い金属箔の層１００は、前もって結合された連続する層１００を含み得る下部基板１０４の上に蒸着される。図１５に示す蒸着モジュール８８は、新しい層１００の領域を基板１０４上に蒸着させる超音波先端部９８を含む。先端部９８の高速励起により、基板１０４と新しい層１００との間を冶金的に接着する瞬間的な変形域１２０が生成される。連続的な金属箔層９４は互いに冶金的に接着され、図１及び２に示すモノリシック構造の積層固形物を生成する。図１及び２に示すチャネル３４は超音波先端部９８が上を通る領域を規定し、次に連続する層１００が結合されるときに必要に応じて各層１００をトリミングすることによって形成することができる。
図１８にブースター１０８によってソノトロード１１０に接続されたピゾ装置１０６を有する標準的な超音波先端部９８ａを示す。ソノトロード１１０は矢印１１２の方向に横方向に高速に振動する。超音波先端部９８ｂの代替形態を図１９に示し、ここでピゾ装置１０６は、複合ブースターと新しい金属箔層１００に当接した頂点部１１４を有するソノトロード１１４を駆動する。先端部９８ｂの場合、頂点部１１４は矢印１１６の方向に上下に振動する。
ここで再び、上述した超音波結合プロセスが、例えば非限定的な例、特許文献１におおまかに説明されている種類のエネルギーワイヤ蒸着等の、モノリシック構造の熱管理装置３０を製造するために用いることができる様々な加法／減法製造プロセスを単に例示しているものであることを強調する。
ここで、非限定的例として銅箔等の比較的薄い金属箔の複数の層１３０、１３２、１３４を備える熱管理装置１２８の代替形態を図示する図２０〜２３に注目する。層１３０〜１３４は、装置１２８がいくらか柔軟性を持つように十分薄くなっている。例えば、実際の一応用形態では、層１３０〜１３４のそれぞれが約３〜５ミリの厚さにすることができる。
図２２〜２３から良くわかるように、装置１２８の周辺部１３６全体を、超音波溶接を含むいくつかの周知の技術のいずれかを用いて結合させることができる。加えて、層１３０〜１３４は複数の場所１３８において互いに溶接されるため、図２１〜２３に示すウィック領域１４４を規定する層１３０〜１３４の間の小さい隙間１４８（図２１）が残る。層１３０〜１３４が形成する間に、図２１に示す蒸気チューブ１４６を層１３０〜１３４の少なくとも特定の層に一体的に形成することができる。図２３〜２４に示す一実施形態では、一つの層１３０の蒸気チューブ１４６ａが別の層１３４の蒸気チューブ１４６ｂに対してほぼ直交して延びることができる。蒸気チューブ１４６はまた、溶接する前に金属箔層１３０〜１３４を前もって形成してから加工することも可能である。
図２１及び２２に示すウィック領域１４４は、作動流体が毛細作用によって層１３０〜１３４の間を自由に流れることができるように機能する。毛細作用の力によってウィック領域１４４を通して流体が引き込まれる。装置１２８内部の熱により作動流体が蒸発し、蒸気は蒸気チューブ１４６を通ってウィック領域１４４から逃げることができる。蒸気はその後蒸気チューブ１４６の中のより涼しい場所に沿って液化することにより流体状態に戻る。２つの直交方向に配置されている蒸気チューブ１４６を図示したが、２方向以上も可能である。装置１２８で使用される作動伝熱流体は、層１３０〜１３４を形成するのに使用される金属箔の強度に対し低圧でなければならない。
図２４に示すように、層１３０〜１３２の面１４９の流体１４５の表面張力１４７によりウィック領域１４４にウィック作用が発生する。この表面張力１４７とウィック作用は、例えば非限定的に研磨等の層１３０〜１３２の表面１４９のテクスチャリングを行うことにより強化することができる。層１３０〜１３４の柔軟性により、従来の熱パイプのように容積が固定されていないため、温度特性に対して有利な圧力設定となる。
熱管理装置１２８の柔軟性をある応用形態に有利に用いて、剛性の熱管理装置３０では許容できない交差、物質の膨張差及び他の変化量によって生じるアセンブリが直面する問題を軽減することができる。熱管理装置１２８は、柔軟な熱伝導接着剤を使用してＰＣＢアセンブリ（図示せず）の局所区域又は電子部品（図示せず）に接着することができる。装置１２８はまた、装置１２８から取付回路基板（図示せず）へ熱を伝送するために、例えば非限定的に高性能の電子部品（図示せず）の先端区域にも取り付け可能である。柔軟な熱管理装置１２８はまた組み合わせることにより、高い温度勾配を和らげることが望ましい様々な応用形態向けに、より大きい、高伝導性の表面を形成することができる。
本開示の実施形態は、例えば航空宇宙、海洋及び自動車への応用を含む様々な潜在用途、特に運送業界において活用できる。したがって、ここで図２５及び２６を参照する。本開示の実施形態は、図２５に示すような航空機製造及び保守方法１５０、及び図２６に示すような航空機１５２に関連して使用できる。試作段階では、例示の方法１５０には航空機１５２の規格及び設計１５４と材料の入手１５６を含むことができる。製造段階では、航空機１５２の部品及びサブアセンブリの製造１５８そしてシステムの一体化１６０が行われる。その後、航空機１５２は稼働１６４できるように認証及び納入１６２される。顧客が使用している間は、航空機１５２には定期的な保守サービス１６６（修正、再配置、改装なども含み得る）が予定される。
本方法１５０の各プロセスは、システム・インテグレータ、第三者、及び／又はオペレータ（例えば顧客）によって行う又は実行することができる。この説明の目的には、システム・インテグレータは非限定的に多数の航空機メーカー及び主要なシステム請負業者を含むことができ；第三者は非限定的に多数のベンダー、請負業者、及びサプライヤを含むことができ；オペレータは航空会社、リース会社、軍部、サービス組織等であってよい。
図２６に示すように、例示の方法１５０によって製造された航空機１５２は、複数のシステム１７０を有する機体１６８と内部１７２を備えることができる。高度なシステム１７０の例としては、一以上の推進システム１７４、電子システム１７６、油圧システム１７８、及び環境システム１８０が含まれる。他のシステムをいくつでも含むことができる。航空宇宙における実施例を示したが、本開示の方式は海洋及び自動車産業等の他の産業分野に適用することができる。
本明細書に具体化されたシステム及び方法は、製造及び保守方法１５０のいずれか一以上の段階において用いることができる。例えば、製造プロセス１５８に対応する部品又はサブアセンブリは、航空機１５２が稼働している間に製造される部品又はサブアセンブリと同様の方法で加工又は製造することができる。また、一以上の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、例えば航空機１５２の組立を実質的に早める、又は航空機１５２の費用を軽減することにより、製造段階１５８及び１６０において利用することができる。同様に、一以上の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、航空機１５２が稼働している間に、例えば非限定的に保守サービス１６６に利用することができる。
本開示の実施形態を特定の例示の実施形態に関連して説明したが、当然ながら、特定の実施形態は図示する目的のためで非限定的であり、当業者によっては他の変化形も可能である。
３０ 熱管理装置
３２ 構造体
３３ 壁
３４ 内蔵チャネル
３５ 第１層
３６ 流入口
３７ 外層
３８ 流出口
３９ 弓形区域
４０ 延長部
４１ 開口部
４２ 線形領域
４３ 周辺部
４４ 線形領域
４６ 伝熱フィン
４８ 伝熱フィン
５０ 電子ユニット
５２ サブアセンブリ
５４ 電子機器又はダイ
５６ 接続プラグ
５８ 容器
６０ 容器
６１ チャネル
６２ ソケット
６３ ウェッジロック
６８ プリント基板（ＰＷＢ）
７０ 熱伝導層
７２ 点線
７４ 点線
８６ 超音波結合機構
８８ 蒸着モジュール
８９ 先端部
９０ 基板
９２ 基部
９４ 金属箔層
９６ 供給ロール
９８ 超音波先端部
１００ 金属箔層
１０４ 下部基板
１０６ ピゾ装置
１０８ ブースター
１１０ ソノトロード
１１２ 矢印
１１４ 頂点部
１１６ 矢印
１２０ 変形域
１２８ 熱管理装置
１３０ 金属箔層
１３１ 金属箔層
１３２ 金属箔層
１３３ 金属箔層
１３４ 金属箔層
１３６ 周辺部
１３８ 溶接箇所
１４４ ウィック領域
１４５ 流体
１４６ 蒸気チューブ
１４７ 表面張力
１４８ 隙間
１４９ 表面
１５０ 航空機製造及び保守方法
１５２ 航空機
１５４ 規格及び設計
１５６ 材料の入手
１５８ 部品及びサブアセンブリの製造
１６０ システムの一体化
１６２ 認証及び納入
１６４ 稼働
１６６ 保守サービス
１６８ 機体
１７０ 複数のシステム
１７２ 機体内部
１７４ 推進システム
１７６ 電子システム
１７８ 油圧システム
１８０ 環境システム
３２ 構造体
３３ 壁
３４ 内蔵チャネル
３５ 第１層
３６ 流入口
３７ 外層
３８ 流出口
３９ 弓形区域
４０ 延長部
４１ 開口部
４２ 線形領域
４３ 周辺部
４４ 線形領域
４６ 伝熱フィン
４８ 伝熱フィン
５０ 電子ユニット
５２ サブアセンブリ
５４ 電子機器又はダイ
５６ 接続プラグ
５８ 容器
６０ 容器
６１ チャネル
６２ ソケット
６３ ウェッジロック
６８ プリント基板（ＰＷＢ）
７０ 熱伝導層
７２ 点線
７４ 点線
８６ 超音波結合機構
８８ 蒸着モジュール
８９ 先端部
９０ 基板
９２ 基部
９４ 金属箔層
９６ 供給ロール
９８ 超音波先端部
１００ 金属箔層
１０４ 下部基板
１０６ ピゾ装置
１０８ ブースター
１１０ ソノトロード
１１２ 矢印
１１４ 頂点部
１１６ 矢印
１２０ 変形域
１２８ 熱管理装置
１３０ 金属箔層
１３１ 金属箔層
１３２ 金属箔層
１３３ 金属箔層
１３４ 金属箔層
１３６ 周辺部
１３８ 溶接箇所
１４４ ウィック領域
１４５ 流体
１４６ 蒸気チューブ
１４７ 表面張力
１４８ 隙間
１４９ 表面
１５０ 航空機製造及び保守方法
１５２ 航空機
１５４ 規格及び設計
１５６ 材料の入手
１５８ 部品及びサブアセンブリの製造
１６０ システムの一体化
１６２ 認証及び納入
１６４ 稼働
１６６ 保守サービス
１６８ 機体
１７０ 複数のシステム
１７２ 機体内部
１７４ 推進システム
１７６ 電子システム
１７８ 油圧システム
１８０ 環境システム
Claims (11)
- 熱源から熱を除去する熱管理装置であって、
熱源に接して配置され且つ熱源から熱を伝送する一以上の内蔵チャネルを有するモノリシック構造体を備える、熱管理装置。 - 本体が第１及び第２対向端部を含み、チャネルが、熱を本体から第１及び第２端部に伝送するための第１及び第２端部に沿ってそれぞれ延びている第１及び第２部分を含んでいる、請求項１に記載の装置。
- チャネルが内壁と、本体からチャネルへ熱を転送しやすくする壁と一体化した伝熱フィンを含む、請求項１に記載の装置。
- 本体が、熱源を取り付け可能な対向面を有するプレートである、請求項１に記載の装置。
- モノリシック構造体が、熱源から熱を伝送する第２内蔵チャネルを含み、第１及び第２チャネルがジグザグパターンを形成し概して互いに同延である、請求項１に記載の装置。
- 複数の熱伝導物質層を結合して、熱エネルギーの流れを伝送する内蔵チャネルを有するモノリシック構造体を形成するステップを含む、熱管理装置の製造方法。
- 複数の層を結合するステップが、連続する金属箔層を互いに冶金的に結合させることを含む、請求項６に記載の方法。
- 冶金的結合が、金属箔層に超音波エネルギーを加えることによって行われる、請求項７に記載の方法。
- 金属箔層に超音波エネルギーを印加するステップが、
金属箔層を超音波変換器の先端部に接触させ、
金属箔層全域にわたって先端部を移動させる
ことによって行われる、請求項８に記載の方法。 - 複数の層を結合するステップが、伝熱フィンを内蔵チャネル内部に、本体と一体的に形成することを含む、請求項６に記載の方法。
- 請求項６に記載の方法によって製造される熱管理装置。
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