CN113270378A - 用于电子组件的自洁散热器 - Google Patents

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Abstract

本申请案涉及一种用于电子组件的自洁散热器。用于冷却半导体装置的系统可包括散热器和用于所述散热器的清洁元件。所述散热器可具有通过沟道彼此间隔开的鳍片。所述清洁元件可具有底座和从所述底座延伸的一或多个臂状物。所述清洁元件可相对于所述散热器定位,使得每一臂状物与所述鳍片之间的对应沟道对准,且所述臂状物可在其中所述臂状物位于所述沟道中的流配置与其中所述臂状物在所述沟道之外的清洁配置之间移动。

Description

用于电子组件的自洁散热器
技术领域
本发明的技术涉及使电子装置冷却,且更具体地说,涉及用于清洗微电子装置中的散热器的系统。
背景技术
高性能半导体装置,例如中央处理单元、图形处理器、存储器装置、大功率晶体管、激光器和发光二极管通常产生大量的热量。如果组件的温度过高,那么热量可减损速度、容量、输出、使用期限或其它性能参数,并且甚至导致故障。高性能半导体装置通常包含散热器,其热连接到组件以将热量耗散到流体介质,例如空气。
散热器设计成最大化与流体介质接触的表面积。常规散热器通常由导热金属形成,例如铜、铝或铝合金,且它们包含连接到电子组件的板和远离所述板延伸的鳍片。所述鳍片通常是平面面板或针状物。在操作期间,来自组件的热量流经所述板到鳍片,且随着流体介质穿过鳍片,流体介质将热量从系统移除。
电子系统的常见挑战是随时间的过去堆积在鳍片上的灰尘和其它颗粒。举例来说,许多电子系统包含引导气流通过散热器的鳍片之间的空间的风扇,且气流中的灰尘和其它颗粒趋向于堆积在鳍片的表面上。这可最终在鳍片上和/或鳍片之间形成具有低导热性的沉积物,其降低了从鳍片到气流的热传递速率。随着时间的过去,组件可能过热,这可减损装置的性能并导致故障。
发明内容
本公开的一个实施例提供一种用于冷却半导体装置的系统,其包括:散热器,其具有通过沟道彼此间隔开的鳍片;以及清洁元件,其具有底座和从所述底座延伸的臂状物,所述清洁元件相对于所述散热器定位,使得每一臂状物与所述鳍片之间的对应沟道对准,且其中所述臂状物可在其中所述臂状物位于所述沟道中的流配置与其中所述臂状物在所述沟道之外的清洁配置之间移动。
本公开的另一实施例提供一种用于冷却半导体装置的系统,其包括:板,其经配置以热耦合到半导体装置;鳍片,其从所述板突出,其中所述鳍片通过沟道隔开;第一清洁元件,其中每一第一清洁元件位于所述散热器的一端处的对应沟道中;第二清洁元件,其中每一第二清洁元件位于所述散热器的对置端处的对应沟道中;且其中所述第一和第二清洁元件经配置以在其中污染物可堆积在所述第一和第二清洁元件上的流配置与其中将所述污染物从所述沟道去除的清洁位置之间移动。
本公开的又一实施例提供一种半导体装置组合件,其包括:半导体装置,其具有集成电路;散热器,其具有热耦合所述半导体装置的面板以及从所述面板突出的鳍片,其中所述鳍片通过沟道彼此间隔开,且其中每一沟道具有底板部分;以及位于所述散热器的一端的至少一第一清洁元件,所述第一清洁元件包括底座和与所述沟道中的一者对准的至少一个臂状物,且所述臂状物具有从所述底座延伸的柔性部分以及从所述柔性部分延伸的捕获部分,其中所述柔性部分在流配置中具有弯曲,使得所述捕获部分在所述底板部分纸上在所述一个沟道中延伸,且所述柔性部分相对于所述弯曲至少部分地伸直到清洁配置,其中所述臂状物远离所述底板部分旋转。
附图说明
参照下图可更好地理解本公开的许多方面。附图中的组件不一定按比例绘制。实际上,重点是清楚地说明本公开的原理。此外,在图式中,相同的附图标记指示遍布若干视图和/或实施例中的对应部分。
图1是用于电子装置的散热器的等角视图。
图2是有污染物堆积在散热器的沟道内的散热器的图。
图3是与散热器一起使用的根据本发明技术的清洁元件的等角视图。
图4是根据本发明技术的在散热器的相对端的图3的清洁元件中的两个的顶部平面图。
图5A是示出根据本发明技术的流配置中的清洁元件的侧面正视图。
图5B是示出根据本发明技术的清洁配置中的清洁元件的侧面正视图。
图6是与散热器一起使用的根据本发明技术的清洁元件的等角视图。
图7是在根据本发明技术的散热器的相对端的图6的多个清洁元件的顶部平面图。
图8A是根据本发明技术的流配置中的图6中示出的清洁元件的侧面正视图。
图8B是根据本发明技术的清洁配置中的图6中示出的清洁元件的侧面正视图。
图9A是根据本发明技术的流配置中的清洁元件的侧面正视图。
图9B是根据本发明技术的清洁配置中的图9A中示出的清洁元件的侧面正视图。
图10是并入有根据本发明技术的半导体装置组合件的系统的示意图。
具体实施方式
下文参考图1到9B描述用于电子组件的自洁散热器以及相关联系统和方法的若干实施例的具体细节。在所述实施例中的若干实施例中,一种半导体装置组合件包含半导体装置和散热器,其经配置以将热能远离所述半导体装置传导。散热器包含与半导体装置热连通的板以及远离板延伸的鳍片。鳍片通过空气可流经的沟道彼此分隔开。半导体装置组合件进一步包含清洁元件,其经配置以移动通过所述沟道的至少一部分,以去除堆积的颗粒且从而清洁散热器。所述清洁元件可包含形状记忆合金,其经配置以在温度超过阈值温度时改变形状,使得臂状物可执行清洁循环。
图1是包含半导体装置101和耦合到半导体装置101的鳍片式散热器102的系统100的等角视图。系统100并未示出具有散热器102的清洁元件,但将了解,系统100可与下文关于图3到9B所描述的清洁元件中的任何一个一起使用。所述半导体装置101可为处理器、存储器装置、二极管(例如发光二极管),或其它类型的具有一或多个半导体裸片的微电子半导体组合件。散热器102包含板103和从板103突出的鳍片104。鳍片104可通常为长方体(例如矩形或正方形),且具有侧壁106。鳍片104分别在散热器102的第一端部111A与第二端部111B之间延伸,使得鳍片104大体上彼此平行,且通过沟道105彼此间隔开。鳍片104可延伸第一端111A与第二端111B之间的举例的全长或仅一部分。每一沟道105由邻近鳍片104的侧壁106且由板103的顶部表面部分的一部分所界定的底板部分107定界。在所示出的实施例中,散热器102包含六个鳍片104和五个沟道105,但散热器102可包含任何合适数目个鳍片104和沟道105。
散热器102由导热材料形成。举例来说,散热器102可由铜、铝金属、铝合金或其它合适的导热金属形成。散热器102与半导体装置101热连通,例如附接到装置101的表面或容置半导体装置101的包装材料。举例来说,板103可靠近半导体装置101,且在许多应用中,板103使用具有高导热性的热界面材料附接到半导体装置101的表面。热界面材料还可具有良好的表面覆盖,以填充板103与半导体装置101之间的小空间。热界面材料可为施加到板103和/或半导体装置101的热膏和/或热胶带。在其它实施例中,板103可用夹、间隔物和/或推针(代替热膏或热胶带或除热膏或热胶带之外)附接到半导体装置101。装置101所产生的热量相应地流经板103,且接着到达鳍片104。
图2示出不具有清洁元件的散热器102的典型操作。更具体地,通过沟道105的气流109将热量从鳍片104抽走,以使系统冷却。尽管气流109改进了热传递速率,但气流109也可能携带污染物108,例如灰尘或其它颗粒,其可堆积在沟道105中且形成沟道105中的沉积物110。随着时间的过去,例如,污染物108可堆积在沟道105的侧壁106和/或底板部分107上,以形成沉积物110。沉积物110阻止了气流109接触散热器102的被覆盖表面并隔离被覆盖区域,因为沉积物具有比散热器102的材料低的导热性。这可致使散热器102的热传递速率减小到无法使半导体装置101充分冷却的点。
图3示出与散热器和半导体装置一起使用的清洁元件220的等角视图,例如上文参考图1和2所描述的散热器102和半导体装置101。在一些实施例中,每一清洁元件220包含底座221和从底座221突出的臂状物222,所述臂状物通过间隙223彼此分隔开。每一臂状物222包含捕获部分224和柔性部分226。柔性部分226可从底座221延伸,且捕获部分224可从柔性部分226延伸到末端225。
图4示出包含具有第一端部211A和第二端部211B的散热器202、在第一端部211A的第一清洁元件220A和在第二端部211B处的第二清洁元件220B的系统200的顶部平面图。散热器202包含板203以及通过沟道205彼此间隔开的鳍片204,类似于上文所述的散热器102。每一清洁元件220A、220B可类似于上文关于图3所描述的清洁元件220。清洁元件220A和220B关于散热器202定位,使得每一臂状物222与沟道205中的对应一者对准。臂状物222中的每一者可具有第一宽度W1(图3)和第一长度L1(图3),且每一沟道205可具有第二宽度W2和第二长度L2。在代表性实施例中,第一宽度W1可小于第二宽度W2,使得(a)臂状物222并不减损在图3示出的定向上通过沟道的空气流动,且(b)臂状物222的至少一部分可移动通过沟道205。在一些实施例中,沟道205的第二长度L2可至少为臂状物222的第一长度L1的两倍长,使得清洁元件220A和220B两者的臂状物222可移动到沟道205中,而不彼此重叠。
图5A和5B是示出清洁元件220A和220B从流配置(图5A)移动到清洁配置(图5B)以将污染物208从沟道205去除的侧面视图。当清洁元件220A和220B处于流配置中时,臂状物222的柔性部分226挠曲/弯曲,使得臂状物222的捕获部分224处于沟道205中,且在底板部分207的至少一部分之上延伸。在流配置中,臂状物222的捕获部分224相应地横越到底座221(例如非零角度,例如90°)。因此,污染物208可堆积在臂状物222的捕获部分224上,而不是底板部分207上。参看图5B,当清洁元件220A和220B从流配置移动到清洁配置时,臂状物222的柔性部分226可伸直,使得捕获部分224从沟道205移出(例如向外旋转,如由箭头227所示)。臂状物222的捕获部分224可相应地将污染物208从沟道205驱出,且从而清洁散热器202。柔性部分226可比图5B中示出的弯曲得多或少。
在一些实施例中,臂状物或至少臂状物222的柔性部分226是响应于温度变化而改变形状的形状记忆材料(例如镍钛合金)。举例来说,臂状物222可由取决于温度呈现两个配置中的一者的形状记忆合金形成。形状记忆合金具有两个不同相位,且可通过加热和/或冷却所述合金,以可翻转方式在两个相位之间移动。适合于臂状物222的形状记忆合金具有双向形状记忆效应,其在被加热到高于第一阈值温度时可具有第一形状,或在被冷却到低于第二阈值温度时可具有第二形状。通过从具有双向记忆效应的形状记忆合金形成臂状物222,或至少柔性部分226,清洁元件220A和220B可经配置以随着清洁元件220的温度在电子装置的常规操作期间波动,在流配置与清洁配置之间周期性地移动。
在一些实施例中,清洁元件220可经配置以通过(a)在装置接通时,从清洁配置移动到流配置,且(b)在装置断开时,移动回到清洁配置,来完成清洁循环。在操作期间,常规电子装置(例如个人计算机)内的散热器定期经历大于50℃的温度。因此,在一些实施例中,臂状物222可由具有大约45℃到50℃且在一些情况下50℃的阈值温度的双向形状记忆合金形成。当电子器件已经断开一段时期时,散热器202通常处于室温下,且流经散热器202的空气最小。此时,清洁元件220可处于清洁配置(例如图5B)中。在电子器件接通之后,散热器202变热,且所述装置内的风扇激活以增加通过散热器202的气流。当温度超过阈值温度(例如45℃到50℃)时,随着形状记忆合金改变形状,从而致使柔性部分226挠曲/弯曲,清洁元件220可移动到流配置。当温度保持处于或高于45℃到50℃时,清洁元件220保持处于流配置,且污染物208可粘附到臂状物222的捕获部分224。然而,当装置断开且温度冷却到低于50℃时,臂状物222的柔性部分226至少部分地伸直,且将捕获部分224从沟道205移出。这使清洁元件220A和220B返回到清洁配置,且从而将污染物208从沟道205去除。
在先前所描述的实施例中,形状记忆合金的阈值温度是45℃到50℃,且明确地说50℃。然而,在其它实施例中,清洁元件220可由具有不同阈值温度的形状记忆合金形成。举例来说,在一些实施例中,阈值温度可为40℃、40℃到50℃,或大于50℃。一般来说,形状记忆合金的阈值温度可为所述装置的操作范围内的任何合适温度。另外,在一些实施例中,形状记忆合金可具有两个不同阈值温度,使得清洁元件220在第一阈值温度(例如50℃或以上)下从清洁配置移动到流配置,且在不同于第一配置的第二温度(例如40℃或以下)下从流配置移动到清洁配置。
污染物208通常缓慢地堆积,使得其污染物可花费数周或甚至数月来影响性能。在这些应用中,清洁元件220可仅需要在装置接通和断开时执行清洁循环。然而,一些电子装置通常不断地操作持续很长一段时间,和/或位于有灰尘的环境中,其导致增加的灰尘堆积速率。因此,在一些实施例中,清洁元件220可经配置以在使装置接通之后和在使装置断开之后,完成一或多个清洁循环。举例来说,在装置的操作期间,随着功率负载变化,温度在装置内波动。如果功率复杂减小足够,那么散热器的温度可降到阈值温度以下,且清洁元件220可移动到清洁配置。如果功率负载增加使得温度超过阈值温度,那么清洁元件220可回到流配置。另外,在一些实施例中,所述电子装置可经编程以周期性地减少功率负载,且从而降低装置中的温度,以致使清洁元件220执行清洁循环。举例来说,如果装置确定温度已高于阈值温度持续很长一段时间,且因此清洁元件220已经有一会未执行清洁循环,那么装置可经编程以降低功耗,使得清洁元件220执行清洁循环。在一些实施例中,所述装置可经配置以在装置临时降低功耗以诱发清洁循环时警告用户。
在再一实施例中,清洁元件220可在阈值温度之下处于流配置,且在阈值温度纸上处于清洁配置。举例来说,如果半导体装置的正常运行温度是50℃-65℃,且性能在高于65℃的温度下减弱,那么清洁元件220可在大于65℃的阈值温度之下保持处于图5A中示出的流配置,且在装置的温度超过65℃时,移动到清洁配置。以此方式,当发生或将要发生过热时,清洁元件220将污染物从沟道205去除,且接着在温度降到正常操作范围内之后,清洁元件220返回到流配置。
在先前所描述的实施例中,清洁元件220包含多个臂状物224,其从定位在散热器202之外的共用底座221延伸。然而,在其它实施例中,清洁元件可为附接到散热器本身的个别臂状物。图6示出具有底座321和从底座321延伸的单个臂状物322的清洁元件320的等角视图。臂状物322可包含捕获部分324以及位于捕获部分324与底座321之间的柔性部分326。清洁元件320可由可在温度跨越阈值温度时改变形状的双向形状记忆合金形成。以此方式,当将清洁元件320加热到高于温度阈值时,柔性部分326可改变形状,使得清洁元件320从清洁配置移动到流配置。当清洁元件320之后冷却到低于阈值温度时,柔性部分326可改变回到其原始形状,使得清洁元件320从流配置移动到清洁配置。
图7示出包含多个清洁元件320的系统300的顶部平面图。清洁元件320被定位成与散热器302的相对端311A和311B相邻,且个别清洁元件320位于对应沟道305中的一者中,使得底座321耦合到沟道305中的底板部分307。
图8A和8B示出通过从流配置(图8A)移动到清洁配置(图8B)来执行清洁循环的清洁元件320的侧面视图。当清洁元件320处于流配置(图8A)中时,柔性部分326形成大体C形弯曲,这样捕获部分324可至少大体上平行于底板部分307(例如在图8A的定向上水平)。在此配置中,污染物308可堆积在捕获部分324而不是底板部分307上。参看图8B,当清洁元件320移动到清洁配置(箭头327)时,柔性部分326可改变形状(例如至少部分地伸直以弯曲直角或其它角度),从而致使捕获部分324从沟道305旋转出来,且从而将污染物308从沟道305去除。
在先前所描述的实施例中,清洁元件由具有双向形状记忆效应的形状记忆合金形成。在一些实施例中,整个清洁元件由形状记忆合金形成。在其它实施例中,仅柔性部分由形状记忆合金形成,而底座和捕获部分由不同材料(例如铝)形成。在其它实施例中,清洁元件可不包含形状记忆合金。实情为,清洁元件或仅柔性部分可由双金属条形成。双金属条包含联接在一起的两个不同金属条,其中所述两种不同金属具有不同的热膨胀系数。所述两个不同条可用铆接、钎焊或焊接来联接。当加热双金属条时,不同金属以不同速率膨胀,且致使所述条弯曲。在所述条冷却下来之后,所述条可返回到其原始形状。因此,从双金属条形成清洁元件的柔性部分可允许柔性部分随着清洁元件的温度改变而改变形状。一般来说,随着温度增加,双金属条将远离具有较高热膨胀系数的金属弯曲,因为此金属膨胀超过其它金属。在一些实施例中,清洁元件可经配置以使得具有较高热膨胀系数的金属背对散热器的沟道。以此方式,随着温度增加,清洁元件的臂状物弯曲到沟道中,因为外部金属膨胀超过内部金属。相反,当清洁元件冷却时,臂状物可从沟道弯曲出来以完成清洁循环。
在先前所描述的实施例中,清洁元件经配置以基于清洁元件的温度,自动在流配置与清洁配置之间移动。通过这种布置,清洁元件可在无额外传感器或线路的情况下操作。另外,清洁元件可通过安装新散热器而并入到现有电子装置中。然而,这些清洁元件限于当温度跨越某些阈值温度时执行清洁循环。为了允许清洁元件在任何选定时间执行清洁循环,清洁元件的一些实施例可包含电磁致动器,其致使臂状物在流配置与清洁配置之间移动。
图9A和9B是散热器402和处于流配置(图9A)和清洁配置(图9B)中的两个清洁元件420的侧面视图。清洁元件420包含底座421、臂状物422、位于臂状物422与底座421之间的枢轴点428,以及致动器429。臂状物422可具有梳状布置,且从底座421延伸,类似于上文参考图3和4所描述的清洁元件220。每一臂状物422可具有捕获部分424。清洁元件420被定位成与散热器402的端部相邻,使得臂状物422与散热器402的对应沟道405对准。底座421可由铁磁性材料形成,且致动器429可包含可选择性地激活的电磁体。当清洁元件420处于流配置(图9A)中时,臂状物422可延伸到沟道405中。以此方式,污染物408可堆积在臂状物422上而不是沟道405的底板部分407上。在此配置中,致动器429可去活(即,不施加电流)。
为了将清洁元件420移动到清洁配置(图9B),可激活致动器429,使得其产生吸引铁磁性底座421的磁场。随着底座421移动,臂状物422围绕枢轴点428向外旋转(箭头427),且从沟道405移动出来,以将污染物408从沟道405去除。通过使致动器429所产生的磁场反转,使得底座421被推离致动器,清洁元件420可移动回到流配置。或者,通过使致动器420去活,且允许重力或弹簧将臂状物422旋转到沟道405中,清洁元件420可移动回到流配置。使用此配置,清洁元件420可在想要时执行清洁循环,而无需温度超过特定阈值温度。另外,可改变致动器429所产生的磁场的强度,以调整臂状物422施加在所堆积的污染物408上的力,这可有助于去除较大的堆积物。
在先前所描述的实施例中,将散热器描述为包含多个鳍片,其远离底座延伸且大体上彼此平行。在其它实施例中,散热器包含远离主体部分延伸的多个针。所述针布置成二维阵列,且清洁元件可沿阵列的边缘布置,使得清洁元件的臂状物在所述针的邻近行和/或列之间经过。
上文参考图3到9B所描述的清洁元件中的任一者可并入到大量较大和/或较复杂系统中的任一者中,其代表性实例是在图10中示意性地示出的系统1000。系统1000可包含SST装置1010、电力供应器1020、驱动器1030、处理器1040,和/或其它子系统或组件1050。如上文所论述,SST装置1010可变热,且可包含一或多个散热器,其经配置以将热量从SST装置1010去除以提供冷却。另外,电力供应器1020、驱动器1030、处理器1040和/或其它子系统或组件1050可包含也包含一或多个散热器。因此,代表性系统1000可包含不限于手持式装置(例如蜂窝式或移动电话、平板计算机、数字阅读器和数字音频播放器)、激光器、光电池、远程控件、计算机和家用电器(例如冰箱)。系统1000的组件可容纳于单个单元中或分布在多个互连的单元上面(例如,通过通信网络)。系统1000的组件还可包含本地和/或远程存储器存储装置,以及各种各样计算机可读媒体中的任一者。
如本文中所使用,鉴于诸图中示出的定向,术语“垂直”、“横向”、“上部”和“下部”可指代半导体裸片组合件中的特征的相对方向或位置。举例来说,“上部”或“最上部”可指代比另一特征更接近页面的顶部定位的特征。然而,这些术语应大体上解释为包含具有其它定向(例如反转)的半导体装置。
从上文中将了解,尽管本文中已经出于说明的目的描述了本技术的特定实施例,但可在不偏离本公开的情况下进行各种修改。举例来说,图3到5B、9A和9B中所示的清洁元件220和420包含耦合到底座221、421的五个臂状物222、422。然而,在其它实施例中,清洁元件220、420可包含分别耦合到底座221、421的一个、两个、三个、四个或超过五个臂状物222、422。在特定实施例的背景下描述的新技术的某些方面可在其它实施例中组合或消除。举例来说,图9A和9B中所示的致动器429可与图6到8B中所示的清洁元件320结合使用。另外,尽管已经在那些实施例的上下文中描述了与新技术的某些实施例相关联的优点,但其它实施例也可以展现此类优点,且并非所有的实施例都要展现此类优点以落入本技术的范围内。因此,本公开及相关联的技术可涵盖未明确地在本文中展示或描述的其它实施例。

Claims (22)

1.一种用于冷却半导体装置的系统,其包括:
散热器,其具有通过沟道彼此间隔开的鳍片;以及
清洁元件,其具有底座和从所述底座延伸的臂状物,所述清洁元件相对于所述散热器定位,使得每一臂状物与所述鳍片之间的对应沟道对准,且其中所述臂状物可在其中所述臂状物位于所述沟道中的流配置与其中所述臂状物在所述沟道之外的清洁配置之间移动。
2.根据权利要求1所述的系统,其中:
每一臂状物包含从所述底座延伸的柔性部分以及从所述柔性部分延伸的捕获部分;
当所述设备处于所述流配置时,每一臂状物的所述捕获部分位于所述沟道内,且
当所述设备处于所述清洁配置时,每一臂状物的所述捕获部分在所述沟道之外,其中所述柔性部分包括双向形状存储器材料,其经配置以在所要的操作温度下在所述流配置中弯曲,且在高于所述所要操作温度的选定阈值温度下,在所述清洁配置中至少大体上伸直。
3.根据权利要求2所述的系统,其中:
所述散热器具有面板和从所述面板突出的所述鳍片;
当所述清洁元件处于所述流配置中时,所述臂状物至少大体上平行于所述面板,使得污染物可堆积在所述臂状物上;且
当所述清洁元件处于所述清洁配置中时,所述臂状物与处于所述流配置中的位置至少成90°。
4.根据权利要求1所述的系统,其中当所述清洁元件处于所述流配置中时,所述臂状物横向延伸通过所述沟道。
5.根据权利要求1所述的系统,其中:
每一臂状物包含捕获部分和柔性部分,且所述捕获部分从所述柔性部分延伸;
当所述设备处于所述流配置中时,所述柔性部分具有弯曲配置;且
当所述设备处于所述清洁配置中时,所述柔性部分相对于所述弯曲配置至少部分地伸直。
6.根据权利要求1所述的系统,其中所述臂状物包括具有阈值温度的形状记忆材料,且其中当所述设备的温度跨越所述阈值温度时,所述臂状物经配置以从所述流配置移动到所述清洁配置。
7.根据权利要求6所述的系统,其中:
所述清洁元件经配置以在所述清洁元件的所述温度从低于所述阈值温度跨越到高于所述阈值温度时,从所述清洁配置移动到所述流配置;且
所述清洁元件经配置以在所述清洁元件的所述温度从高于所述阈值温度跨越到低于所述阈值温度时,从所述流配置移动到所述清洁配置。
8.根据权利要求1所述的系统,其中所述臂状物中的每一者包括双金属条,其经配置以随着所述清洁元件的所述温度改变而改变形状,且其中所述清洁元件经配置以随着所述双金属带改变形状而在所述流配置与所述清洁配置之间移动。
9.根据权利要求1所述的系统,其进一步包括:
电磁致动器,其经配置以产生磁场,所述磁场致使所述清洁元件在所述流配置与所述清洁配置之间移动。
10.根据权利要求1所述的系统,其中:
所述清洁元件包括位于所述散热器的一端的第一清洁元件;且
所述系统进一步包括位于所述散热器的对置端的第二清洁元件,且所述第二清洁元件包括底座和从所述底座延伸的臂状物,所述第二清洁元件相对于所述散热器定位,使得所述第二清洁元件的每一臂状物与所述散热器的对应沟道对准,且所述第二清洁元件的所述臂状物可在其中所述臂状物从所述散热器的所述对置端延伸到所述沟道中的流配置与其中所述臂状物在所述沟道之外的清洁配置之间移动。
11.根据权利要求10所述的系统,其中每一臂状物具有从所述底座延伸的柔性部分和从所述柔性部分延伸的捕获部分,且所述柔性部分在所述流配置中具有弯曲,且所述柔性部分在所述清洁配置中较直,使得所述臂状物从所述流配置到所述清洁配置从所述沟道旋转出来。
12.一种用于冷却半导体装置的系统,其包括:
板,其经配置以热耦合到半导体装置;
鳍片,其从所述板突出,其中所述鳍片通过沟道隔开;
第一清洁元件,其中每一第一清洁元件位于所述散热器的一端处的对应沟道中;
第二清洁元件,其中每一第二清洁元件位于所述散热器的对置端处的对应沟道中;且
其中所述第一和第二清洁元件经配置以在其中污染物可堆积在所述第一和第二清洁元件上的流配置与其中将所述污染物从所述沟道去除的清洁位置之间移动。
13.根据权利要求12所述的系统,其中:
所述板具有界定每对邻近鳍片之间的底板部分的顶部表面;且
所述第一和第二清洁元件中的每一者包括-
底座,其耦合所述底板部分中的一者;以及
臂状物,其具有捕获部分和柔性部分,其中所述柔性部分从所述底座延伸,且所述捕获部分从所述柔性部分延伸,且其中所述柔性部分在所述流配置中具有C形状,使得所述捕获部分在所述板的所述顶部表面部分之上延伸,且所述柔性部分移动,使得所述捕获部分从所述沟道去除。
14.根据权利要求12所述的系统,其中:
当所述第一和第二清洁元件处于所述流配置中时,污染物可堆积在所述捕获部分上;且
当所述第一和第二清洁元件从所述流配置移动到所述清洁配置时,所述柔性部分改变形状,使得所述捕获部分将堆积的污染物从所述沟道去除。
15.根据权利要求12所述的系统,其中所述第一和第二清洁元件中的每一者包括形状记忆材料,其中所述形状记忆材料经配置以在被加热到高于阈值温度和冷却到低于所述阈值温度时改变形状,且其中所述清洁元件经配置以在所述形状记忆材料改变形状时,在所述流配置与所述清洁配置之间移动。
16.根据权利要求12所述的系统,其中:
所述第一和第二清洁元件经配置以在所述第一和第二清洁元件从低于所述阈值温度加热到高于所述阈值温度时,从所述清洁配置移动到所述流配置;且
所述第一和第二清洁元件经配置以在所述第一和第二清洁元件从高于所述阈值温度冷却到低于所述阈值温度时,从所述流配置移动到所述清洁配置。
17.一种半导体装置组合件,其包括:
半导体装置,其具有集成电路;
散热器,其具有热耦合所述半导体装置的面板以及从所述面板突出的鳍片,其中所述鳍片通过沟道彼此间隔开,且其中每一沟道具有底板部分;以及
位于所述散热器的一端的至少一第一清洁元件,所述第一清洁元件包括底座和与所述沟道中的一者对准的至少一个臂状物,且所述臂状物具有从所述底座延伸的柔性部分以及从所述柔性部分延伸的捕获部分,其中所述柔性部分在流配置中具有弯曲,使得所述捕获部分在所述底板部分纸上在所述一个沟道中延伸,且所述柔性部分相对于所述弯曲至少部分地伸直到清洁配置,其中所述臂状物远离所述底板部分旋转。
18.根据权利要求17所述的半导体装置组合件,其中所述第一清洁元件的至少所述柔性部分包括形状记忆材料,其具有大于室温的阈值温度,且其中所述形状记忆材料经配置以致使所述第一清洁元件在所述清洁元件的温度越过所述阈值温度时,在所述流配置与所述清洁配置之间移动。
19.根据权利要求18所述的半导体装置组合件,其中:
所述第一清洁元件的所述底座附接到所述一个沟道的所述底板部分;
所述组合件进一步包括额外清洁元件,其各自包含底座和臂状物,所述臂状物具有从所述底座延伸的柔性部分和从所述柔性部分延伸的捕获部分,且所述柔性部分在流配置中具有弯曲,且所述柔性部分相对于所述弯曲至少部分地伸直到清洁配置,其中所述臂状物向外旋转;且
所述额外清洁元件的所述底座附接到所述散热器的额外沟道的所述底板部分,使得所述沟道在一端具有一个清洁元件,且在对置端具有另一清洁元件。
20.根据权利要求17所述的半导体装置组合件,其中:
所述第一清洁元件具有附接到所述底座的多个臂状物,且每一臂状物具有从所述底座延伸的柔性部分和从所述柔性部分延伸的捕获部分;
所述第一清洁元件位于所述散热器的一端,使得所述第一清洁元件的所述臂状物与所述散热器的对应沟道对准;
所述组合件进一步包括第二清洁元件,其包括底座和从所述底座延伸的多个臂状物,所述第二清洁元件的每一臂状物具有从所述底座延伸的柔性部分和从所述柔性部分延伸的捕获部分,且所述柔性部分在流配置中具有弯曲,且所述柔性部分相对于所述弯曲至少部分地伸直到清洁配置,其中所述臂状物向外旋转;且
所述第二清洁元件位于所述散热器的对置端,使得所述第二清洁元件的所述臂状物与所述散热器的对应沟道对准。
21.根据权利要求20所述的半导体装置组合件,其中所述第一和第二清洁元件的所述臂状物的至少所述柔性部分包括形状记忆材料。
22.根据权利要求20所述的半导体装置组合件,其中所述第一和第二清洁元件的所述臂状物的至少所述柔性部分包括双金属条。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11581236B2 (en) 2020-02-14 2023-02-14 Micron Technology, Inc. Self-cleaning heatsink for electronic components
US12074081B2 (en) * 2021-05-28 2024-08-27 Cisco Technology, Inc. Use of bimetals in a heat sink to benefit heat transfer from high temperature integrated circuit components on a circuit board

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61237972A (ja) * 1985-04-15 1986-10-23 松下精工株式会社 除霜装置
US20100225546A1 (en) * 2007-05-14 2010-09-09 Kazufumi Ogawa Icing and snow accretion preventive insulator, electric wire, and antenna, method for manufacturing them, and transmission line tower using them
JP2012012064A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Showa Denko Packaging Co Ltd 内容物付着防止蓋材およびその製造方法
JP2016104470A (ja) * 2014-12-01 2016-06-09 大日本印刷株式会社 粒子分離方法
CN108430919A (zh) * 2015-12-28 2018-08-21 日立造船株式会社 碳纳米管接合片以及碳纳米管接合片的制造方法
CN208273469U (zh) * 2018-06-06 2018-12-21 苏州绿导精密模具有限公司 一种具有除尘功能的高效散热片

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0763194B2 (ja) 1986-06-25 1995-07-05 松下電工株式会社 集合住宅管理システム
JPS635691U (zh) * 1986-06-27 1988-01-14
JPH06123276A (ja) * 1992-05-18 1994-05-06 Honda Seiki Kk 熱機械エネルギー変換型駆動素子
US6016250A (en) * 1998-01-30 2000-01-18 Credence Systems Corporation Self-balancing thermal control device for integrated circuits
US6330157B1 (en) * 1999-12-21 2001-12-11 International Business Machines Corporation Variable thermal exchanger and method thereof
CN2553348Y (zh) * 2002-06-26 2003-05-28 肖博 自除垢电极式水位检测传感器
JP4273902B2 (ja) * 2003-09-25 2009-06-03 パナソニック電工株式会社 形状記憶合金アクチュエータ
US20070169928A1 (en) * 2006-01-26 2007-07-26 Dayan Richard A Heat sink for controlling dissipation of a thermal load
WO2009034956A1 (ja) * 2007-09-14 2009-03-19 Murata Manufacturing Co., Ltd. 冷却装置
CN101526840A (zh) * 2008-03-06 2009-09-09 和硕联合科技股份有限公司 具有拆卸功能的排热模块
US9401317B2 (en) * 2011-01-26 2016-07-26 Aavid Thermalloy, Llc Heat sink mount and assembly
JP2013021121A (ja) * 2011-07-11 2013-01-31 Panasonic Corp 電子機器
JP6264117B2 (ja) * 2014-03-18 2018-01-24 日本電気株式会社 冷却装置、電子機器、および、冷却方法
US10228197B2 (en) * 2014-12-04 2019-03-12 Thomas Jaspero Cognata Variable heat rejection device
CN107166344B (zh) * 2017-06-30 2019-11-22 江苏巨隆光电科技有限公司 一种效果好的led灯散热器
CN207615231U (zh) * 2017-11-14 2018-07-17 北京伟仕天成科技有限公司 一种带有清扫装置的电源模块
CN109443077A (zh) * 2018-09-10 2019-03-08 天津大学 一种空调室内机内部的散热片清洁装置
CN209423190U (zh) * 2018-12-13 2019-09-24 苏州敬天爱人环境科技有限公司 一种新型高效自清洁超导热管脱白装置
US11175100B2 (en) * 2019-05-07 2021-11-16 International Business Machines Corporation Heat sinks using memory shaping materials
CN210664119U (zh) * 2019-06-05 2020-06-02 吴江明凯金属制品有限公司 一种具有除尘功能的散热片
CN210725832U (zh) * 2019-10-10 2020-06-09 安徽德徽创芯科技有限公司 一种便于清理矫正的电力设备用散热片
CN210516384U (zh) * 2019-10-21 2020-05-12 保定金泰昌电力设备有限公司 一种便于清洁灰尘的变压器
US11581236B2 (en) 2020-02-14 2023-02-14 Micron Technology, Inc. Self-cleaning heatsink for electronic components

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61237972A (ja) * 1985-04-15 1986-10-23 松下精工株式会社 除霜装置
US20100225546A1 (en) * 2007-05-14 2010-09-09 Kazufumi Ogawa Icing and snow accretion preventive insulator, electric wire, and antenna, method for manufacturing them, and transmission line tower using them
JP2012012064A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Showa Denko Packaging Co Ltd 内容物付着防止蓋材およびその製造方法
JP2016104470A (ja) * 2014-12-01 2016-06-09 大日本印刷株式会社 粒子分離方法
CN108430919A (zh) * 2015-12-28 2018-08-21 日立造船株式会社 碳纳米管接合片以及碳纳米管接合片的制造方法
CN208273469U (zh) * 2018-06-06 2018-12-21 苏州绿导精密模具有限公司 一种具有除尘功能的高效散热片

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