CN111757637A - 分段式散热器 - Google Patents

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卡林·伦德奎斯特·鲁伊斯
阿基列什·P·拉拉班迪
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Abstract

公开了分段式散热器。本文描述的具体实施例提供了一种电子设备，该电子设备可以被配置为启用分段式散热器。该电子设备可以包括：印刷电路板；基板，其中基板在印刷电路板上方；在基板上方的至少两个热源；固定到印刷电路板上的分段式散热器；其中分段式散热器至少具有两个独立的散热器分段，其中每个散热器段与至少一个热源相对应，并且被配置为从对应的热源吸取热量。在示例中，热源位于不同的高度。

Description

分段式散热器
技术领域
本公开大体涉及计算和/或设备冷却的领域，更具体地，涉及分段式散热器。
背景技术
系统中的新兴趋势对系统的性能要求不断提高。不断提高的要求会导致系统中的热量增加。热量增加会导致设备性能下降、设备寿命缩短、以及数据吞吐量延迟。
发明内容
本公开的实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：印刷电路板；基板，其中基板在印刷电路板上方；至少两个热源，该至少两个热源在基板上方；以及固定在印刷电路板上的分段式散热器，其中分段式散热器具有至少两个独立的散热器分段，其中每个散热器分段与至少一个热源相对应，并且被配置为从对应的热源吸取热量。
本公开的实施例提供了一种方法，该方法包括：识别基板上的至少两个热源，其中基板在印刷电路板上方；以及将分段式散热器固定到印刷电路板上，其中分段式散热器具有至少两个独立的散热器分段，其中每个散热器分段与至少一个热源相对应，并且被配置为从对应的热源吸取热量。
本公开的实施例提供了一种被配置为在至少两个热源上方延伸的分段式散热器，该分段式散热器包括：多个固定装置；从固定装置延伸的加载臂；以及由至少两个加载臂支撑的至少两个独立的散热器分段，其中每个散热器分段与至少两个热源中的至少一个热源相对应，并且被配置为从对应的至少一个热源去除热量。
附图说明
为提供对本公开及其特征和优点更全面的理解，请结合附图参考以下描述，在附图中相似的标号表示类似的部分，其中：
图1是根据本公开的实施例的启用了分段式散热器的系统的简化框图；
图2是根据本公开的实施例的分段式散热器的简化框图；
图3是根据本公开的实施例的启用了分段式散热器的系统的简化框图；
图4是根据本公开的实施例的启用了分段式散热器的系统的简化框图；
图5A是根据本公开的实施例的启用了分段式散热器的系统的一部分的简化框图；
图5B是根据本公开的实施例的启用了分段式散热器的系统的简化框图；
图5C是根据本公开的实施例的启用了分段式散热器的系统的简化框图；
图6是根据本公开的实施例的启用了分段式散热器的系统的一部分的简化框图；以及
图7是根据本公开的实施例的启用了分段式散热器的系统的一部分的简化框图。
附图中的图不一定是按比例绘制的，因为可以在不脱离本公开的范围的情况下对它们的尺寸进行相当大的改变。
具体实施方式
示例实施例
以下详细描述阐述了与启用分段式散热器有关的装置、方法和系统的示例。为方便起见，例如参考一个实施例来描述诸如(一个或多个)结构、功能和/或特性之类的特征；可以利用所描述的特征中的任何一个或多个适当的特征来实现各种实施例。
在以下描述中，将使用本领域技术人员通常用来将其工作的实质传达给本领域其他技术人员的术语来描述说明性实现方式的各个方面。然而，本领域技术人员将清楚，可以仅利用所描述的方面中的一些来实践本文公开的实施例。为了解释的目的，阐述了具体的数字、材料和配置，以便提供对说明性实现方式的透彻理解。然而，本领域技术人员将清楚，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文公开的实施例。在其他情况下，省略或简化了众所周知的特征，以免模糊说明性实现方式。
本文使用的术语“在……上方”、“在……下方”、“在……下”、“在……之间”和“在……上”是指一个层或组件相对于其他层或组件的相对位置。例如，放置在另一元件、组件或层上方或下方的一个元件、组件或层可以与另一元件、组件或层直接接触，或者可以具有一个或多个中间元件、组件或层。此外，布置在两个元件、组件或层之间的一个元件、组件或层可以与这两个元件、组件或层直接接触，或者可以具有一个或多个中间元件、组件或层。相比之下，在第二元件、组件或层“上”的第一元件、组件或层与该第二元件、组件或层直接接触。类似地，除非另有明确说明，否则布置在两个特征之间的一个特征可以与相邻特征直接接触，或者可以具有一个或多个中间元件、组成元件、组件或层。
可以在诸如非半导体基板或半导体基板之类的基板上形成或执行本文公开的实施例的实现方式。在一个实现方式中，非半导体基板可以是二氧化硅，由二氧化硅、氮化硅、氧化钛和其他过渡金属氧化物组成的层间电介质。尽管这里描述了可以形成非半导体基板的材料的一些示例，但是可以用作可以在其上构建非半导体器件的基础的任何材料都落入本文公开的实施例的精神和范围内。
在另一实现方式中，半导体基板可以是使用体硅(bulk silicon)或绝缘体上硅(silicon-on-insulator)子结构形成的晶体基板。在其他实现方式中，可以使用可与硅结合或可不与硅结合的替代材料形成半导体基板，所述替代材料包括但不限于锗、锑化铟、碲化铅、砷化铟、磷化铟、砷化镓、砷化镓铟、锑化镓、或者III-V族或IV族材料的其他组合。在其他示例中，基板可以是柔性基板，其包括诸如石墨烯和二硫化钼之类的2D材料、诸如并五苯之类的有机材料、诸如铟镓锌氧化物之类的透明氧化物、多晶/非晶(低温态邻苯二甲酸二乙酯(dep))III-V半导体和锗/硅、以及其他非硅柔性基板。尽管这里描述了可以形成基板的材料的一些示例，但是可以用作可以在其上构建半导体器件的基础的任何材料都落入本文公开的实施例的精神和范围内。
在下面的详细描述中，参考了形成其一部分的附图，其中，相同的附图标记始终指示相同的部分，并且在其中通过说明的方式示出了可以实践的实施例。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行结构或逻辑上的改变。因此，下面的详细描述将不具有限制意义。为了本公开的目的，短语“A和/或B”指的是(A)、(B)或(A和B)。为了本公开的目的，短语“A、B和/或C”指的是(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。
图1是根据本公开的实施例的配置有固定到两个或更多个热源的分段式散热器的电子设备的简化框图。在示例中，电子设备可以包括两个或更多个热源。两个或更多个热源中的每一个可以与对应的分段式散热器相关联。例如，如图1所示，电子设备102a包括热源104a和104b、对应的分段式散热器106a、以及一个或多个电子器件108。此外，电子设备102b包括热源104c-104f、分段式散热器106b、以及一个或多个电子器件108。另外，电子设备102c包括热源104g-104i、分段式散热器106c、以及一个或多个电子器件108。每个分段式散热器106a和106b可以是冷却板或者将热量从热源传递出去的某种其他热传递组件或元件。电子设备102a-102c中的每一个可以使用网络116彼此通信，与云服务112、和/或网络元件114通信。在一些示例中，电子设备102a-102c中的一个或多个可以是独立的设备并且不连接到网络116或另一设备。
每个热源104a-104i可以是产热设备(例如，处理器、逻辑单元、现场可编程门阵列(FPGA)、芯片组、集成电路(IC)、图形处理器、图形卡、电池、存储器、或某种其他类型的产热设备)。分段式散热器106a-106e中的每一个可以被配置为分段式热冷却器件，以帮助从两个或更多个对应的热源去除热能(例如，分段式散热器106a对应于热源104a和104b，分段式散热器106d对应于热源104c-104f等)。分段式散热器106a-106c中的每一个可以是无源冷却器件或元件或者有源冷却器件或元件，以帮助降低一个或多个对应的热源的热能或温度。电子器件108中的每一个可以是可用于协助包括电子器件108在内的电子设备的操作或功能的器件或器件组。
在示例中，分段式散热器106a-106c中的每一个可以包括在热源上延伸的分段、延伸部、分支等。更具体地说，分段式散热器106a可包括两个独立的分段，其中第一分段在热源104a上延伸，而第二分段在热源104b上延伸。并且，分段式散热器106b可包括四个独立的分段，其中第一分段在热源104c上延伸，第二分段在热源104d上延伸，第三分段在热源104e上延伸，且第四分段在热源104f上延伸。在另一示例中，分段式散热器106b可以包括三个独立的分段，其中第一分段在热源104c上延伸，第二分段在热源104d上延伸，并且第三分段在热源104e和104f上延伸。每个分段的几何形状允许每个分段式散热器的加载机制和热管路线(如果适用的话)被配置为允许特定分段在对应的热源上的独立竖直行进。换句话说，来自第一散热器分段的竖直行进和/或施加的负载是独立的，即不与第二散热器分段或任何其他散热器分段的竖直行进和/或施加的负载相关联、不受其影响等。
在特定示例中，每个分段式散热器的每个分段允许每个分段式散热器符合每个热源的制成(as-built)高度。这可以帮助确保散热器(相对薄且均匀的热界面材料(TIM))的热性能，并有助于降低整个热源宽度范围内的压力集中。可以使用当前的方法和材料来制造每个分段式散热器的构成元件，并且可以使其适应不同的封装几何形状和管芯布局。与传统的一体式冷板相比，这可实现具有经拆分或划分的高功率管芯的更大范围的多芯片封装(MCP)阵列。在一些示例中，将分段式散热器固定到印刷电路板(PCB)的固定装置的数目等于或小于热源的数量的两倍。
应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以做出结构改变。提供了很大的灵活性，因为可以提供任何合适的布置和配置而不背离本公开的教导。
本文中所使用的术语“当……时”可以用于指示事件的时间性质。例如，短语“事件‘A’在发生事件‘B’时发生”应被解释为意味着虽然与事件B的发生相关联，但事件A可以在事件B的发生之前、发生期间或发生之后发生。例如，如果事件A响应于事件B的发生或响应于指示已经发生、正在发生或将要发生事件B的信号而发生，则事件A在事件B发生时发生。在本公开中提及“一个实施例”或“实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定全都指同一实施例。
图1的元件可以通过采用任何合适的连接(有线的或无线的)的一个或多个接口彼此耦合，这提供了用于网络(例如，网络116等)通信的可行路径。另外，可以基于特定配置需要将图1的这些元件中的任何一个或多个组合或从架构中移除。网络116可以包括能够进行传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)通信以用于网络中的分组的发送或接收的配置。电子设备102a-102c中的每一个还可以在适当的情况下并基于特定需要与用户数据报协议/IP(UDP/IP)或任何其他合适的协议结合进行操作。
为了说明某些示例技术的目的，可以将以下基本信息视为可以适当地解释本公开的基础。最终用户拥有比以往更多的媒介和通信选择。当前正在出现许多重要的技术趋势(例如，更多的计算元件、更多的在线视频服务、更多的互联网流量、更复杂的处理等)，并且随着预期设备和系统提高性能和功能这些趋势正在改变设备的预期性能。然而，性能和/或功能的提高导致设备和系统的热挑战增大。
例如，在一些设备中，可能难以冷却特定的热源，尤其是当存在两个以上相对靠近在一起的热源和/或这些热源具有不同高度时。通常，当两个或多个热源相对靠近在一起时，由于公差、翘曲、缺陷等原因，每个热源具有不同的高度或者热源相对于彼此处于不同的高度。每个热源的高度不同可能会导致TIM的问题以及TIM和焊球上的压力集中。
更具体地，针对移动客户端形状因数的热解决方案被设计为在与片上系统(SoC)的接口处生成薄而均匀的TIM层。这对于稳态和瞬态(例如PL2/涡轮(turbo))热性能以及最小化薄SoC封装的损坏风险(例如管芯开裂、焊点故障等)至关重要。拆分和管芯划分会加剧这一现有挑战，特别是在两个或更多个高功率管芯彼此非常靠近的情况下(例如，由于高速信号路由需要和/或使用了各种封装内互连技术(例如，EMIB需要一百微米的管芯到管芯间距))。管芯厚度公差和封装组装公差会导致制成的管芯高度变化大约十(10)到大约二十(20)微米的量级，这与高功率管芯通常要求的大约二十(20)到大约三十(30)微米的TIM厚度相比是不可忽略的。当紧邻的管芯之一具有低功率时，这可能是可接受的。但是，对于两个高功率管芯(例如，CPU加上图形处理单元(GPU))，这可能会在针对两个管芯实现薄TIM和最佳热性能同时还避免导致焊接接缝故障和管芯开裂的高应力和局部压力之间产生难以解决的折衷。各种系统已经尝试解决管芯高度的变化，但是每种系统都有局限性。依靠散热解决方案和母板弯曲来适应管芯高度变化的系统仅在一对高功率管芯相距相对较远(例如，数十毫米)的情况下才起作用。
应对不同的管芯高度的一种解决方案是制造具有高精度台阶或基座特征的冷板，以与(一个或多个)较短的管芯接触。通常，这可以通过在冷板中使用基座特征来解决，可以通过机械加工、磨削、成型等来制造该基座特征。然而，使用基座特征存在严重的缺陷，因为必须考虑将基座特征本身的公差添加到管芯高度公差，这可能导致基座解决方案对管芯高度和热解决方案公差更加敏感。实际上，即使使用诸如成型、机械加工或甚至是磨削之类的高精度制造方法来制成基座特征，其公差也将超过管芯高度本身的公差。
重要的是要考虑对于最大负载条件的管芯压力敏感度，该敏感度是系统中影响负载(即，热解决方案弹簧(spring)、冷板、背板、封装高度、封装、和板翘曲等)的所有部件和特征的制成状态的函数。对于基座设计途径，当基座和第一管芯高度结合在一起以在第一管芯上生成最大压力时，即使在最大负载条件下，第二管芯上的TIM压力也会严重下降。基座特征公差使得在先前示例中展现的相同敏感度更加严格，并且加载机制无法对此敏感度进行校正。此外，冷板的较厚部分可能会干扰第二个管芯上的其他热源或TIM。
在其他系统中，可以有意地调整低功率管芯的大小，以确保它永远不会比高功率管芯高；但是，这会产生设计约束。一些系统使用替代的TIM(例如，间隙垫或间隙填充物)来吸收高度差，但是间隙垫或间隙填充物相对较厚并且通常具有高热阻。同样，仅当一个管芯具有低功率时，允许润滑脂TIM吸收管芯高度差的系统才能起到良好的作用。所需要的是如下热解决方案设计：其可以适应热源中的高度差异并且不依赖于用于热源的一体式冷板。
如图1所述的启用了分段式散热器的系统可以解决这些问题(和其他问题)。在示例中，分段式散热器可被配置有两个或更多个分段，这些分段可以适应热源的高度差并且不依赖于用于热源的一体式冷板。当第一热源和第二热源处于其公差极限时，分段式散热器可被配置为允许最大负载条件。分段式散热器可以允许两个热源中的较低者不遭受基座设计所表现出的TIM压力的急剧下降。反而，两个热源都经历了相似或平衡的TIM压力增大。此外，分段式散热器可用于多种配置中，以应对与芯片分区和拆分有关的额外挑战。
此外，分段式散热器可以降低对由于表面贴装技术(SMT)工艺导致的板和SoC封装翘曲的TIM压力敏感度。同样，分段式散热器可以与各种类型的加载机制一起使用，这些加载机制可被设计和实现为允许不同的散热器分段(包括叶片弹簧、螺旋弹簧、扭力杆、负载框架、夹子、磁体等)进行所需的独立行进。可以在具有各种数量的热管(或没有热管)和/或高功率管芯的系统中实现分段式散热器。
在一些示例中，当向已经存在的系统设计添加热源时，分段式散热器可以最小化对于PCB或系统中额外的散热器安装孔的需求。例如，如果现有系统具有一个主要热源(例如，CPU管芯)，则它可能具有三到四个安装孔，散热器在这些安装孔处附着到主PCB和/或系统机箱。如果将同一系统重新配置为在与主要热源相同的基板上包括具有与主要热源可比的功率/热特性的次要热源(例如，GPU管芯、另一CPU管芯等)，则次要热源可能需要保证其自己的专用散热器以及其自己的一组三到四个安装孔来附着到主PCB和/或系统机箱。如此一来，当使用两个完全独立且完全分离的散热器时，主PCB和/或系统机箱中散热器附着点的总数将增加到六到八个。使用分段式散热器，可以将附着点的数量限制为四个，这与只有一个主要热源的大多数当前系统中所使用的附着点的数目(三到四个)相当。在示例中，用于分段式散热器的PCB中的安装孔或固定装置的数目等于或小于基板上的热源数量的两倍。
分段式散热器的替代实例化涉及针对具有两个高功率管芯的MCP使用分离式散热器热解决方案，该两个高功率管芯具有不同的标称高度并且彼此紧邻(例如，相隔小于两(2)毫米)、相隔约一百(100)微米等)。散热器分区之间的约0.5mm至约1.0mm的间隙足以允许依赖于当前的设计元素(例如，背板焊接螺母、母板钻孔、成型的叶片弹簧、成型的冷板等)。如果需要更严格的公差和/或更窄的间隙，则可能需要专用的对齐特征(例如，铰制母板或弹簧孔、肩螺钉、销钉、其他对齐特征等)。
转到图1的基础结构，网络116代表用于接收和发送信息的分组的互连通信路径的一系列点或节点。网络116提供节点之间的通信接口，并且可以被配置为任何局域网(LAN)、虚拟局域网(VLAN)、广域网(WAN)、无线局域网(WLAN)、城域网(MAN)、内联网、外联网、虚拟专用网(VPN)、以及任何其他促进在网络环境中通信的适当架构或系统，或其任何适当的组合，包括有线和/或无线通信。
在网络116中，可以根据任何适当的通信消息传送协议来发送和接收网络流量，包括分组、帧、信号、数据等。合适的通信消息传送协议可以包括多层方案，例如，开放系统互连(OSI)模型、或其任何派生或变体(例如，传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)、用户数据报协议/IP(UDP/IP))。可以根据各种网络协议(例如，以太网、无限带宽(Infiniband)、全方位路径(OmniPath)等)来使得消息通过网络。另外，还可以提供通过蜂窝网络的无线电信号通信。可以提供合适的接口和基础设施以实现与蜂窝网络的通信。
本文所使用的术语“分组”指的是可以在分组交换网络上的源节点和目的地节点之间路由的数据单元。分组包括源网络地址和目的地网络地址。这些网络地址可以是TCP/互联网协议(IP)消息传送协议中的IP地址。本文所使用的术语“数据”指的是任何类型的二进制、数字、语音、视频、文本、或脚本数据，或任何类型的源代码或目标代码，或可以在电子设备和/或网络中从一个点传送到另一点的任何适当格式的任何其他合适的信息。
在示例实现方式中，电子设备102a-102c意在涵盖计算机、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机或电子笔记本，蜂窝电话、iPhone、IP电话、网络元件、网络设备、服务器、路由器、交换机、网关、网桥、负载均衡器、处理器、模块，或任何其他包括至少两个热源(尤其是两个相对靠近在一起和/或处于不同高度或者彼此之间的高度不同的热源)的设备、组件、元件或物体。电子设备102a-102c中的每一个可以包括促进其操作的任何合适的硬件、软件、组件、模块或对象，以及用于在网络环境中接收、发送、和/或以其他方式传送数据或信息的合适的接口。这可以包括允许数据或信息的有效交换的适当算法和通信协议。电子设备102a-102c中的每一个可以包括虚拟元件。
关于内部结构，每个电子设备102a-102c可包括用于存储在本文概述的操作中使用的信息的存储器元件。电子设备102a-102c中的每一个可以将信息保存在任何合适的存储器元件(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、专用集成电路(ASIC)等)、软件、硬件、固件中，或者在适当的情况下并基于特定需要而保存在任何其他合适的组件、设备、元件、或物体中。本文所论述的任何存储器项均应被解释为涵盖在广义术语“存储器元件”内。此外，可以在任何数据库、寄存器、队列、表、缓存、控制列表或其他存储结构中提供被使用、跟踪、发送或接收的信息，所有这些都可以在任何合适的时间范围内被引用。任何此类存储选项也可被包括本文所使用的广义术语“存储器元件”内。
在某些示例实现方式中，可以通过编码在一个或多个有形介质中的逻辑(例如，供处理器或其他类似机器等执行的在ASIC中提供的嵌入式逻辑、数字信号处理器(DSP)指令、软件(可能包括目标代码和源代码))来实现功能，一个或多个有形介质可以包括非暂态计算机可读介质。在这些实例中的一些实例中，存储器元件可存储用于本文描述的操作的数据。这包括能够存储被执行以实现本文描述的活动的软件、逻辑、代码或处理器指令的存储元件。
另外，每个热源104a-104i可以是或可以包括一个或多个处理器，这一个或多个处理器可以执行软件或算法。在一个示例中，处理器可以将元素或物品(例如，数据)从一种状态或事物转换为另一状态或事物。在另一示例中，可以用固定逻辑或可编程逻辑(例如，由处理器执行的软件/计算机指令)来实现活动，并且本文中标识的发热元件可以是某种类型的可编程处理器、可编程数字逻辑(例如，现场可编程门阵列(FPGA)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))或包括数字逻辑、软件、代码、电子指令、或其任意合适组合的ASIC。本文所述的任何潜在处理元件、模块和机器都应被解释为涵盖在广义术语“处理器”内。
转到图2，图2是分段式散热器106d的简化框图。分段式散热器106d可包括第一散热器分段120a、第二散热器分段120b、加载臂122a-122f、和固定装置124a-124d。第一散热器分段120a和第二散热器分段120b可以分别是有源冷却器件或无源冷却器件中的元件。加载臂122a、122b和122d可以耦合到第一散热器分段120a，并且可以被配置为当第一散热器分段120a在第一热源上方时向第一散热器分段120a施加负载。加载臂122c、122e和122f可以耦合到第二散热器分段120b，并且可以被配置为当第二散热器分段120b在第二热源上方时向第二散热器分段120b施加负载。应当指出的是，分段式散热器106d的轮廓或几何形状仅是出于说明的目的，并且取决于系统设计可以使用其他轮廓或几何形状。
第一散热器分段120a可以是无源冷却器件或元件或有源冷却器件或元件，以帮助降低一个或多个对应热源的热能或温度。另外，第二散热器分段120b可以是无源冷却器件或元件或有源冷却器件或元件，以帮助降低一个或多个对应热源的热能或温度。而且，第一散热器分段120a可以与第二散热器分段120b由相同材料或不同材料构成。固定装置124a-124d可以被配置为允许分段式散热器106d耦合到PCB。在说明性示例中，加载臂122a从固定装置124a延伸，加载臂122b和122c从固定装置124b延伸，加载臂122d和122e从固定装置124c延伸，并且加载臂122f从固定装置124d延伸。
加载臂122a-122f中的每一个可以由合金钢、不锈钢、铜、铍铜合金、或将允许加载臂122a-122f在对应热源上产生施加的负载的某种其他类型的材料组成。当分段式散热器106d使用固定装置124a-124c耦合到系统时，加载臂122a、122b和122d在第一散热器分段120a上产生施加的负载。通过固定装置124a-124c产生的所施加的负载低于第一散热器分段120a下方的热源的高度。当第一散热器分段120a定位在热源上方或热源上时，加载臂122a、122b和122d分别从固定装置124a-124c延伸，并且下推或推动第一散热器分段120a以产生施加的负载。类似地，当分段式散热器106d使用固定装置124a-124d耦合到系统时，加载臂122c、122e和122f在第二散热器分段120b上产生施加的负载。通过低于第二散热器分段120b下方的热源的高度的固定装置124b-124d产生施加的负载。当第二散热器分段120b位于热源上方或热源上时，加载臂122c、122e和122f分别从固定装置124b-124d延伸，并下推或推动第二散热器分段120b以产生施加的负载。也可以使用图2中未示出的其他类型的加载机构(例如，加载框架、螺旋弹簧、扭转弹簧、夹子、磁体等)。
加载臂122a-122f凭借其设计可适应热源的不同高度。更具体地，即使加载臂122b和122c共享共同的固定装置124b，它们的弯曲和移位也相对于彼此是独立的。类似地，即使加载臂122d和122c共享共同的固定装置124c，它们的弯曲和移位也相对于彼此是独立的。这允许第一散热器分段120a和第二散热器分段120b相对于彼此是独立的，并且每个散热器分段可以在相应的热源上施加不同的负载、应力、压力等。例如，可以通过调节固定装置的高度、加载臂的材料和/或厚度、加载臂的长度等来调节负载、应力、压力等。
转到图3，图3是耦合到热源104j和104k的分段式散热器106d的简化框图。热源104j和104k可以位于基板126上方。基板126可以在PCB128上方。分段式散热器106d可以包括第一散热器分段120a、第二散热器分段120b、加载臂122a-122f、和固定装置124a-124d。使用固定装置124a-124d，可以将分段式散热器106d固定到PCB 128。更具体地，加载臂122a-122f和固定装置124a-124d可以由各种常见机构组成，例如，叶片弹簧、加载框架、螺旋弹簧、扭转弹簧、夹子、螺钉、销钉、磁体等，它们使得分段式散热器106d可以被固定到PCB128，同时在热源104j和104k上产生应力和压力。
在说明性示例中，由于公差、翘曲、缺陷等，热源104j可以与热源104k具有不同高度，或者热源104j可以相对于热源104k处于不同的高度。第一散热器分段120a可以位于热源104j上方，且第二散热器分段120b可以在热源104k上方。由于第一散热器分段120a由加载臂122a、122b和122d支撑，而第二散热器分段120b由加载臂122c、122e和122f支撑，所述分段式散热器106d可适应热源104j和热源104k的不同高度。
转到图4，图4是耦合到热源104l-104o的分段式散热器106e的简化框图。热源1041-104o可以位于基板126上方。基板126可以在PCB 128上方。使用固定装置124e-124j，可以将分段式散热器106d固定到PCB128。
在说明性示例中，加载臂122g、122h和122j可以耦合到第一散热器分段120a，并被配置为在第一散热器分段120a上产生施加的负载。加载臂122g可以耦合到固定装置124e，加载臂122h可以耦合到固定装置124f，并且加载臂122j可以耦合到固定装置124g。另外，加载臂122i、122k和122m可以耦合到第二散热器分段120b，并且被配置为在第二散热器分段120b上产生施加的负载。加载臂122i可以耦合到固定装置124f，加载臂122k可以耦合到固定装置124g，并且加载臂122m可以耦合到固定装置124h。此外，加载臂122l、122n和122p可以耦合到第三散热器分段120c，并被配置为在第三散热器分段120c上产生施加的负载。加载臂122l可以耦合到固定装置124g，加载臂122n可以耦合到固定装置124h，并且加载臂122p可以耦合到固定装置124i。而且，加载臂122o、122q和122r可以耦合到第四散热器分段120d，并且被配置为在第四散热器分段120d上产生施加的负载。加载臂122o可以耦合到固定装置124h，加载臂122q可以耦合到固定装置124i，并且加载臂122r可以耦合到固定装置124j。
转到图5A，图5A是多个热源104p-104s的简化框图。如图5A所示，热源104p-104s可以在基板126上。热源104p-104s中的一个或多个热源可以与其他热源具有不同高度。例如，热源104p和104q可以与热源104r和104s具有不同高度。而且，热源104q和104r可以相对靠近在一起，以使得公差相对严格。例如，热源104q和104r可以相距小于两(2)毫米。在另一示例中，热源104q和104r可以相距约一百(100)微米。
转到图5B，图5B是耦合到热源104p-104s的分段式散热器106f的简化框图。分段式散热器106f可包括固定装置124k-124n、分段加载支撑件132a和132b、以及分段加载臂134a-134d。在示例中，可以在PCB 128下方添加支撑板144。支撑板144可以是支撑板、背板、垫板、或可以帮助提供对热源104p-104s、基板126、和/或分段式散热器106f的支撑同时有助于加固或支撑PCB 128的某种其他机构。在其他示例中，可以不存在支撑板144。分段支撑件132a可以耦合到分段加载臂134a和分段加载臂134c。分段支撑件132b可以耦合到分段加载臂134b和134d。
每个分段加载支撑件132a和132b被配置为虽然使用一组共享的固定装置124k-124n但产生不同的独立施加的负载，并且在每个分段加载支撑件132a和132b在设备组装过程中穿过其位移全程时不互相干扰。分段加载臂134a-134d被配置为在散热器分段上产生施加的负载。更具体地，分段加载臂134b和134c可以被配置为在散热器分段120e上产生施加的负载。施加的负载是通过分段加载臂134b和134c和/或固定装置124k-124n的设计、配置、轮廓等产生的，分段加载臂134b和134c和/或固定装置124k-124n低于散热器分段120e下方的(一个或多个热)源的高度。当散热器分段120e位于热源上方或热源上时，分段加载臂134b和134c分别从固定装置124k-124n延伸，并使得散热器分段120e下推或推动热源104p和104q并产生施加的负载。另外，分段加载臂134a和134d被配置为在散热器分段120f上产生施加的负载。施加的负载是通过分段加载臂134a和134d和/或固定装置124k-124n的设计、配置、轮廓等产生的，分段加载臂134a和134d和/或固定装置124k-124n低于散热器分段120f下方的(一个或多个)热源的高度。当散热器分段120f位于热源上方或热源上时，分段加载臂134a和134d分别从固定装置124k-124n延伸，并使得散热器分段120f下推或推动热源104r和104s并产生施加的负载。
如果热源104q和104r相对靠近在一起(例如，相距小于两(2)毫米、相距约一百(100)微米等等)，使得公差相对严格，则可能很难对齐两个单独的冷板和/或将两个单独的冷板安装为靠近在一起。更具体地说，为将两个独立的冷却板安装并对齐得相对靠近在一起，设计人员会遇到安装问题、需要更大的母板、公差问题等。分段式散热器106f可以允许与当前系统中通常使用的附着点相当的一组附着点，同时仍然顾及两个散热器分段的好处。
转到图5C，图5C是耦合到热源104p-104s的分段式散热器106f的简化框图。因为分段式散热器106f允许与当前系统中通常使用的附着点相当的一组附着点，同时仍然顾及两个散热器分段的好处，所以分段式散热器106f周围的其他元件可被配置为就分段式散热器106f与其他元件的关系(热交换器的数量、热管的共享方式、热管的布线、电路板上的孔的数目或安装位置等)而言就好像分段式散热器106f是单个散热器一样。在示例中，热管136可被耦合到分段式散热器106f，以帮助从热源104p-104s吸走热量和热能。在具体示例中，热管136可包括用于每个散热器分段的特定热管室。例如，热管136可包括热管室138a和138b。热管室138a可以对应于散热器分段120e，并且热管室138b可以对应于散热器分段120f。
转到图6，图6是耦合到热源104t和104u的分段式散热器(例如，分段式散热器106d或具有不同配置或轮廓的某种其他分段式散热器)的一部分的简化框图。在示例中，TIM可以在每个散热器分段和对应的热源之间。例如，TIM 140a可以在散热器分段120g和热源104t之间，而TIM140b可以在散热器分段120h和热源104u之间。在示例中，在施加了来自散热器分段120h的压缩负载之后，TIM 140b的厚度可以为大约二十(20)至大约三十(30)微米。
如图6所示，热源104t的热源高度142a低于用于热源104u的热源高度142b。由于高度差，如果要使用坚固的冷板，则可能需要更厚的TIM 140a或需要提升热源104t。然而，因为分段式散热器可以适应热源104t和104u的不同高度，所以可以使用相对较薄的TIM。更具体地，在施加了来自散热器分段120g的压缩负载之后，TIM 140a的厚度可以为大约二十(20)至大约三十(30)微米。
转到图7，图7是耦合到热源104v-104y分段式散热器(例如，分段式散热器106e或具有不同配置或轮廓的某种其他分段式散热器)的一部分的简化框图。在示例中，TIM可以在每个散热器分段和对应的热源之间。例如，TIM 140c可以在散热器分段120i与热源104v之间，TIM 140d可以在散热器分段120j与热源104w之间，TIM 140e可以在散热器分段120k与热源104x之间，而TIM 140f可以在散热器分段120l和热源104y之间。
如图7所示，热源104w的高度低于热源104v和104x。由于高度差，如果要使用坚固的冷板，则可能需要更厚的TIM 140d或需要提升热源104w。然而，由于分段式散热器可以适应热源104w和104v及104x的不同高度，因此可以使用相对较薄的TIM。另外，热源104x和104y相对靠近在一起。分段式散热器可以适应所需的公差，同时仍然为热源104a和104y提供良好的热解决方案。
尽管已经参考特定的布置和配置详细描述了本公开，但是在不脱离本公开的范围的情况下，可以对这些示例配置和布置进行明显改变。而且，某些组件可以基于特定需要和实现方式而被组合、分离、消除或添加。另外，尽管参考特定的元件和操作示出了分段式散热器106a-106f，但是这些元件和操作可以由实现分段式散热器106a-106f的预期功能的任何合适的架构、轮廓、几何形状和/或配置来代替。
本领域技术人员可以确定许多其他改变、替换、变化、变更和修改，并且意图是本公开涵盖落入所附权利要求书范围内的所有此类改变、替换、变化、变更和修改。为了帮助美国专利商标局(USPTO)以及在此申请中发布的任何专利的任何读者理解所附的权利要求，申请人希望指出，申请人：(a)不打算任何所附权利要求援引在本申请的递交日即存在的35U.S.C.第112节的第六(6)款，除非在特定权利要求中明确使用了词语“用于……的装置”或“用于……的步骤”；(b)不打算通过说明书中的任何陈述、以任何未在所附权利要求中反映的方式限制本公开。
其他注释和示例
在示例A1中，一种电子设备可以包括：印刷电路板；基板，其中基板在印刷电路板上方；至少两个热源，该至少两个热源在基板上方；以及固定在印刷电路板上的分段式散热器，其中分段式散热器具有至少两个独立的散热器分段，其中每个散热器分段与至少一个热源相对应，并且被配置为从对应的热源吸取热量。
在示例A2中，示例A1的主题可以可选地包括，其中至少两个热源位于不同的高度。
在示例A3中，示例A1-A2中任一项的主题可以可选地包括，其中至少两个热源相距小于两毫米。
在示例A4中，示例A1-A3中任一项的主题可以可选地包括，其中每个散热器分段在对应的热源上施加不同的负载。
在示例A5中，示例A1-A4中任一项的主题可以可选地包括，其中至少两个热源是高功率管芯。
在示例A6中，示例A1-A5中任一项的主题可以可选地包括多个固定装置，其中分段式散热器被使用多个固定装置固定到印刷电路板上，并且多个固定装置的高度小于至少两个热源的高度。
在示例A7中，示例A1-A6中任一项的主题可以可选地包括，其中多个固定装置的数目等于或小于基板上的至少两个热源的数量的两倍。
示例M1是一种方法，包括：识别基板上的至少两个热源，其中基板在印刷电路板上方；以及将分段式散热器固定到印刷电路板上，其中分段式散热器具有至少两个独立的散热器分段，其中每个散热器分段与至少一个热源相对应，并且被配置为从对应的热源吸取热量。
在示例M2中，示例M1的主题可以可选地包括，其中至少两个热源相对于彼此位于不同的高度。
在示例M3中，示例M1-M2中任一项的主题可以可选地包括，其中至少两个热源相距小于两毫米。
在示例M4中，示例M1-M3中任一项的主题可以可选地包括，其中每个散热器分段在对应的热源上施加不同的负载。
在示例M5中，示例M1-M4中任一项的主题可以可选地包括，其中至少两个热源是高功率管芯。
在示例M6中，示例M1-M5中任一项的主题可以可选地包括，其中至少两个热源相对于彼此位于不同的高度，并且每个分段在对应的热源上施加不同的负载。
在示例M7中，示例M1-M6中任一项的主题可以可选地包括，使用多个固定装置将分段式散热器固定到印刷电路板上，其中多个固定装置的数目等于或小于基板上的至少两个热源的数量的两倍。
示例AA1是一种被配置为在至少两个热源上方延伸的分段式散热器。该分段式散热器可以包括多个固定装置；从固定装置延伸的加载臂；以及由至少两个加载臂支撑的至少两个独立的散热器分段，其中每个散热器分段与至少两个热源中的至少一个热源相对应，并且被配置为从对应的至少一个热源去除热量。
在示例AA2中，示例AA1的主题可以可选地包括，其中至少两个散热器分段位于不同的高度。
在示例AA3中，示例AA1-AA2中任一项的主题可以可选地包括，其中至少两个散热器分段相距小于两毫米。
在示例AA4中，示例AA1-AA3中任一项的主题可以可选地包括，其中至少两个散热器分段中的每一个在对应的至少一个热源上施加不同的负载。
在示例AA5中，示例AA1-AA4中任一项的主题可以可选地包括，其中分段式散热器被使用多个固定装置固定到印刷电路板上。
在示例AA6中，示例AA1-AA5中任一项的主题可以可选地包括其中多个固定装置的数目等于或小于至少两个热源的数量的两倍。

Claims (20)

1.一种电子设备，包括：
印刷电路板；
基板，其中所述基板在所述印刷电路板上方；
至少两个热源，该至少两个热源在所述基板上方；以及
固定在所述印刷电路板上的分段式散热器，其中所述分段式散热器具有至少两个独立的散热器分段，其中每个散热器分段与至少一个热源相对应，并且被配置为从对应的热源吸取热量。
2.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述至少两个热源位于不同的高度。
3.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述至少两个热源相距小于两毫米。
4.如权利要求1所述的电子设备，其中，每个散热器分段在对应的热源上施加不同的负载。
5.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述至少两个热源是高功率管芯。
6.如权利要求1所述的电子设备，还包括：
多个固定装置，其中所述分段式散热器被使用所述多个固定装置固定到所述印刷电路板上，并且所述多个固定装置的高度小于所述至少两个热源的高度。
7.如权利要求6所述的电子设备，其中，所述多个固定装置的数目等于或小于所述基板上的所述至少两个热源的数量的两倍。
8.一种方法，包括：
识别基板上的至少两个热源，其中所述基板在印刷电路板上方；以及
将分段式散热器固定到所述印刷电路板上，其中所述分段式散热器具有至少两个独立的散热器分段，其中每个散热器分段与至少一个热源相对应，并且被配置为从对应的热源吸取热量。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述至少两个热源相对于彼此位于不同的高度。
10.如权利要求8所述的方法，其中，所述至少两个热源相距小于两毫米。
11.如权利要求8所述的方法，其中，每个散热器分段在对应的热源上施加不同的负载。
12.如权利要求8所述的方法，其中，所述至少两个热源是高功率管芯。
13.如权利要求8所述的方法，其中，所述至少两个热源相对于彼此位于不同的高度，并且每个散热器分段在对应的热源上施加不同的负载。
14.如权利要求8所述的方法，还包括：
使用多个固定装置将所述分段式散热器固定到所述印刷电路板上，其中所述多个固定装置的数目等于或小于所述基板上的所述至少两个热源的数量的两倍。
15.一种分段式散热器，被配置为在至少两个热源上方延伸，所述分段式散热器包括：
多个固定装置；
从所述固定装置延伸的加载臂；以及
至少两个独立的散热器分段，该至少两个独立的散热器分段由所述加载臂中的至少两个加载臂来支撑，其中每个散热器分段与所述至少两个热源中的至少一个热源相对应，并且被配置为从对应的至少一个热源去除热量。
16.如权利要求15所述的分段式散热器，其中，所述至少两个散热器分段位于不同的高度。
17.如权利要求15所述的分段式散热器，其中，所述至少两个散热器分段相距小于两毫米。
18.如权利要求15所述的分段式散热器，其中，所述至少两个散热器分段中的每个散热器分段在对应的至少一个热源上施加不同的负载。
19.如权利要求15所述的分段式散热器，其中，所述分段式散热器被使用所述多个固定装置固定到印刷电路板上。
20.如权利要求19所述的分段式散热器，其中，所述多个固定装置的数目等于或小于所述至少两个热源的数量的两倍。
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