CN1251431A - 成一体的处理器安装机构和散热器片 - Google Patents
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Abstract
一种成整体的散热器片/固位机构和一种利用这种整体式散热器片/固位机构将一处理器组件安装于一电路板上的方法。该方法涉及将一成整体的散热器片/固位机构连接在一电路板上。在电路板与整体式散热器片/固位机构之间可以形成接地连接。该整体式散热器片/固位机构设计成使散热器片可连接于一处理器组件,并可安装于一电路板。
Description
本发明涉及计算机处理器的安装机构，特别涉及一种还可以容纳一散热器片的计算机处理器的安装机构。
计算机处理器一般罩在一组件内，该组件包括一与计算机处理器热接触的热板。由于计算机处理器被设计成速度越来越快，所以其所产生的热量倾向于增加。为了帮助热扩散，安装一与计算机处理器组件的热板接触的散热片。由于计算机处理器速度加快而遇到的另一问题是电磁干扰效应(EMI)。随着处理器速度达到500MHz，EMI很快就会成为制造商的一个主要障碍。
一种通常的奔腾II组件包括一印刷电路板，该印刷电路板上固定一槽式连接器。该槽式连接器包括一细长槽，用于与计算机处理器板上的一连接器接合。计算机处理器板罩在一组件内，该组件一般称之为盒。一些奔腾II处理器组件设计成用于安装在一印刷电路板上，使计算机处理器板与印刷电路板垂直。印刷电路板上固定有一固位机构，该机构跨在槽式连接器上并带有垂直的支柱，奔腾II处理器的盒滑入其内，以便将处理器固定于母板。一散热片一般安装在热板上。母板上可以提供一支撑机座，以便帮助支撑从热板向外延伸的散热器片的重量。
本发明涉及一种整体的散热器片和固位机构。本发明的一实施例是一种采用一整体散热器片/固位机构将一处理器组件安装在一电路板上的方法。将整体的散热器片/固位机构连接于处理器组件，以在散热器片的平面与处理器组件的平面之间建立热接触。将此整体的散热器片/固位机构安装在电路板上，保持处理器组件的平面垂直于电路板固定。因此，母板制造商不必为各需安装在一电路板上的处理器组件定位、购买并安装一分离的固位机构和散热器片。
按照本发明的方法的另一实施例，将一散热器片连接于处理器组件。通过在散热器片和电路板之间形成一接地连接将该散热器片安装在电路板上。这种方法利用在一电路板上组装一散热器片和处理器组件所需的同样的步骤形成一种电磁干涉屏蔽。用于这些方法中的散热器片可以是很多种提供充分散热的面积的散热器片中的任意一种。例如，散热器片可以是一种夹持在一导热基板上的瓦楞导热片。一种替换形式是，散热器片可以是这样一种装置，其一侧具有一平面，而从另一侧伸出许多导热面，形成许多空气通路。这种散热器片可以提供至少一个用于固定于电路板的安装延伸段。
本发明的整体散热器片/固位机构的一实施例包括一散热器片和一用于将该散热器片连接于一处理器组件的机构。采用一连接于散热器片上的安装件将散热器片牢固地安装于一电路板上，并使处理器组件垂直于电路板。该连接于散热器片的安装件可以是与散热器片成一体的一安装延伸段。安装延伸段与散热器片可以提供一从产生热的处理器组件到安装延伸段的导电通路。安装延伸段可以是若干腿，这些腿带有可插入连接于电路板的固位槽的脚。一种替换是，安装延伸段可以是可直接固定于电路板的。
本发明的一实施例的一母板包括一槽式连接器，该槽式连接器具有一细长槽和若干固位槽。这些固位槽可以与接地平面接触，使得散热器片提供一通向处理器组件的热板的电接地通路。由于散热器片用于处理器组件的固位机构，在形成母板时只需要购买并组装较少的部件。
图1是散热器片的一轴侧图；
图2是用于图1中的散热器片的一弹簧夹的一轴侧图；
图3是用于一按照本发明的一实施例的散热器片/固位机构的一基板的一轴侧图；
图4是本发明的一实施例的一母板和一散热器片/固位机构的一拆卸图；
图5是具有安装在其上的散热器片/固位机构的一母板的一轴侧图；
图6是本发明的一实施例的一整体的散热器片/固位机构的一轴侧图；和
图7是本发明的另一实施例的一母板和一散热器片固位机构的一轴侧图。
现在参见图1，图中示出一可用于本发明的一实施例的散热器片10的一例。散热器片10用一种公知为螺旋翅片或折叠翅片12的瓦楞金属片制造。折叠的翅片12是一种热传导片，其已经折叠成一系列交替的凸棱14和槽16。折叠的翅片12提供了相当大的表面面积，空气可以通过该面积散热。翅片分离出一系列穿过散热器片的空气通路，空气经过这些通路流过翅片的表面。近来优选的折叠翅片由一种0.254mm厚的铝片制成。形成凸棱14和槽16的翅片的高度应该取决于所需的应用。翅片越高，表面面积越大，因此，对于一给定的空气流的散热量越大。在折叠的翅片的凸棱上可以切割出不同尺寸的孔，以提供流过散热器片的空气运动的辅助通路。在折叠的翅片的凸棱上获得孔的一优选的方法是在折叠铝片之前先在铝片上切出孔，然后利用一分度机将片上的孔与被折叠的翅片的凸棱对正，在这种情况下折叠铝片。
将折叠好的翅片12放置在一导热基板18上。为了改善热传导，将一种热传导脂扩散到基板18上，以改善与折叠的翅片10的槽16的热接触。按照目前优选的散热器片实施例，基板18是平的刚性铝板件。基板的长度非常接近放置其上的折叠翅片的长度。基板的宽度超过折叠翅片的两侧，以便容纳一弹簧夹20，该弹簧夹用于将折叠翅片12连接于基板18。沿着基板18的一个边缘形成一对凹口22。沿着相对的边缘，一对较长的凹口24沿基板的该边缘形成。弹簧夹20具有用于与基板的边缘底下的凹口接合的脚或接片30。弹簧夹20包括一系列用于将一槽16压在基板18上的挠性连杆40。包含在散热器片的目前优选的实施例中的各挠性连杆包括一用于形成与折叠的翅片12的槽16接触的接合部分。在目前描述的散热器片实施例中，该接合部分为一平的中部42。在本实施例中，为折叠翅片中的各槽配置一个挠性连杆。对于要求较低的散热器片的应用，设置较少的挠性连杆也可以。在各平的中部42的两相对端，各挠性连杆有一呈一定角度的腿部44。该呈角度的腿部从平的中部向上延伸，连接于横杆46。有两个平行的横杆，它们分别在弹簧夹20的相对侧上。各横杆46连接于所有的挠性连杆。当弹簧夹20通过其接片20连接于基板18时，弹簧夹通过平的中部42向折叠的翅片的槽16施加压力，以提供与下面的基板18的出色的热接触。
现在参见图2，图中更详细地示出弹簧夹20。接片30从弹簧夹20上垂下。特别是，接片30从横杆46上垂下。在所述弹簧夹20的实施例中有四个接片。“接片”定义为任何由一凸起或可以用来接合在一板的边缘下的件所形成的夹持机构。散热器片也可以采用另一种夹持机构，这种夹持机构能够以除了锁定在一边缘下之外的其它形式接合基板，例如锁定在其它夹子接收件和附加在基板上的相应的孔上。一柄部48将接片30与横杆46连接起来。柄部48比较窄，因此，它可以在基板或被冷却的基片上的一相应的较窄的槽或凹口内移动。图2所示的实施例中的接片30为阶梯状的。一第一阶梯52从柄部48上伸出。该第一阶梯52从柄部48的相对侧伸出。阶梯52比窄槽宽。这样，第一阶梯52紧贴与一狭槽相邻的基板的一边缘。一在各第一阶梯之下延伸的第二阶梯54能够在一个较宽的槽或凹口区域接合在基板的一边缘下。一较宽的槽或凹口区域的尺寸使第一阶梯52能够配合在其内，但太窄不允许第二阶梯配合在其内。接片30在离横杆46最远的一端设有一弯曲部分。该弯曲部分56向内弯曲，因此，四个弯曲部分56可用来卡在一被冷却的处理器附近的一热板上。虽然在本实施例中的弯曲部分如图所示，但是任何能够卡在一基板上的凸起都可以用来代替该弯曲部分。本实施例中的弹簧夹20完全由一单块弹性金属片制成。
通过提供如图3所示的基板/固位结合机构100，可以将图1所示的散热器片转变成一整体的散热器片和固位机构。基板/固位机构包括一基板部分18和安装延伸段71。基板部分18具有夹具接收孔，这些孔的定位适合于接收像弹簧夹20的接片这样的一夹持机构。夹具接收孔为上述凹口区域。各凹口包括一宽槽和一窄槽。宽槽配合一柄部48或一第一阶梯52，但不与第二阶梯54配合。窄槽的宽度只够柄部48装入其内。沿着基板18的一边缘，各短凹口22包括一宽槽部分62，其通向一窄槽部分64，沿着基板的相对的边缘，各长槽24包括一宽槽区域66和一窄槽68。窄槽68比基板的相对一侧上的窄槽64明显地长。在组装散热器片组件时，长的窄槽68容纳柄部48，柄48在弹簧20的一侧插入其内，并沿着那些长槽68滑动。这样，弹簧20的相对一侧上的接片30可以降低到基板之下，超过基板的边缘。将接片30放置在挨着槽22的位置，并推横杆46，将接片30压向基板，直到宽的第二阶梯54与宽槽62下的基板的边缘接合。在基板部分18的相对侧，接片30被向外推，使其柄部48通过窄槽68，直到第一阶梯52落入宽槽66，并且第二阶梯54接合在基部18之下。这样，所有四个接片都将接合在基板之下，使折叠的翅片保持在基板上。所有接片的第二阶梯54都接合在基板的一边缘之下，它们的第一阶梯52则紧靠着窄槽附近的基板边缘。这时，相对的接片就被压紧，离开其在弹簧夹20的松弛状态下的位置。这样就提供了一个散热器片/固位机构，该机构已经为连接于一安装在一电路板上的处理器组件做好了准备。
基板/固位机构的安装延伸段71包括一对腿72。腿72可以设有一宽的表面区域，以便增大散热器片10的整个表面面积。由于安装段71和基板部分由一单片铝片金属制成，这有利于简化图3所示的基板/固位机构的制造。这样，安装延伸段71和基板18就可一体形成。腿72的底部是用于将散热器片安装于一电路板的脚。图3所示的实施例中的脚为安装基座70。安装基座70设计成直接放置在一电路板上，而散热器片/固位机构就安装在该电路板上。安装基座70垂直于基板部分18，因此，当安装在一电路板上时，基板被支撑在垂直于该电路板的方向。各安装基座包括一孔74或其它类似的用于接收一固定件的孔，该固定件将安装基座70牢固地保持于电路板。包括螺栓、塞栓或其它通常的固定装置在内的适用的固定件或方法都可以用来将安装基座70装在一电路板上。替换的安装方法可以不需要安装孔74。例如，可以将安装基座钎焊或夹持在电路板上。
图4和5中示出由图3所示的基板/固位机构形成的散热器片/固位机构与一处理器组件的结合。图示实施例的整体散热器片/固位机构特别适用于SECC(单边卡连接)和SEPP类型的处理器。这种类型的处理器目前包括奔腾IISlotl、奔腾IISlot2和赛扬CPU，都是由英特尔公司制造。这些处理器组件罩在以热板作为其一个表面的盒内。热板与处理器芯片接触，以对处理器散热。
在奔腾II的热板上有若干椭圆槽。四个接片30接合在其宽槽中，它们的定位要使散热器片可以放置在奔腾II的热板上，而接片落入热板的槽内。将散热器片放在热板上，很容易向下压两横杆46以将散热器片连接于热板。在预装的条件下，所有接片30都在其宽槽内。在短槽22中，接片保持在宽槽62内。在长槽24中，接片保持在宽槽66内。这样，对于所有接片30，基板部分上的宽槽与窄槽之间的阶梯防止了接片压得彼此接近。这样，在将两横杆46朝基板向下压的简单的过程中，接片30被推到基板下，进入热板的槽中。当第一阶梯52被推到基板18下时，柄48在窄槽内彼此朝向地自由移动。通过弯曲部分56抵在热板上的槽的边壁上使接片保持分开。向下推接片，直到弯曲部分56配合在热板上的槽的边缘之下。弹簧的弹性迫使接片向其相对接片弹回。这样，接片的弯曲部分56就卡在热板上，将散热器片/固位机构牢固地连接于其上。因此，横杆的向下的简单运动引起接片30向下运动，从而使接片30可以卡在处理器组件的热板之下。进而，通过弯曲部分56延伸到热板之下，接片被向下压，这使得弹簧20的张紧提供足够的压力，将折叠翅片的槽压在基板18上。虽然在上面的讨论中关于方向说的是向下压横杆，但实际上这个方向是无关紧要的，它仅仅取决于热板相对于散热器片/固位机构的位置。横杆被压向基板和相邻的热板。弹簧夹20和基板部分18的尺寸这样选择，在接片连接于奔腾II的热板上时，按照一目前优选的实施例，基板18与热板之间的压力为大约30磅。通过向基板18的下侧施加一层热传导脂，还可以进一步地加强基板18与热板之间的热接触。在目前优选的实施例中，采用一种非硅基脂。如果需要的话，可以采用一与散热器片连用的风扇来增大通过散热器片的空气通道的气流。
所述实施例的各安装延伸段71设有两个安装基座70，这两个安装基座彼此隔开，以便将一电路板上的一槽式连接器85容纳在各安装延伸段上的两安装基座之间。这样，所述实施例中的散热器片/固位机构的安装延伸段跨在一印刷电路板上的一槽式连接器85上。槽式连接器85是一通常的连接器，处理器组件的电连接器插入其内，以便与印刷电路板电连接。
现在参见图4和5描述一种将一处理器组件安装在一印刷电路板上的方法。提供一散热器片/固位机构，例如散热器片/固位机构110。可以将一层导热脂施加到基板/固位机构100的基板部分18的下侧。使处理器组件80的热板与平的基板部分18接触。散热器片机械连接于处理器组件。在图4和5所示的实施例的情况下，将横杆46向热板推，从而使接片30与热板的椭圆槽的内边缘接合。弹簧夹保持处理器组件与散热器片之间的连接，同时继续在基板与热板之间施加压力。然后将散热器片/固位机构110及其所连接的处理器组件安装在电路板90上。将处理器的连接器插入槽式连接器85的细长槽内。将安装基座70放置在电路板上，跨在槽式连接器85上。将固位塞栓或螺栓或其它紧固件穿过孔74插入安装基座，以便将散热器片/固位机构牢固地固定于电路板。也可以采用替换的安装方法，这些替换的方法至少包括钎焊和夹持。在安装位置，处理器组件的热板垂直于电路板的表面。一块印刷电路板的接地平面是具有一种连接于地的电连接的导体区域。接地平面的导体区域可以有利地延伸到安装基座将固定于其顶部的区域。基板18和安装延伸段71提供一导电通路。通过将至少一个安装基座固定到印刷电路板上，并与接地平面电接触，使基板与安装延伸段电接地。散热器片/固位机构110优选由金属制成，使得安装延伸段与基板形成一导电通路。由于热板与基板18接触，所以热板得以接地，并对处理器组件内的处理器形成一EMI(电磁干涉)屏蔽。通过这种方式，在安装延伸段71与印刷电路板的接地板之间形成一种接地连接。
现在参见图6，需要说明的是，用于散热器片/固位机构的散热器片可以是任何提供一系列导热表面的设计，这些导热表面形成许多空气通路。图6是一种挤出的铝散热器片。这种挤出的铝散热机构包括一基板部分118。一系列导热表面112从基板118的与该基板的一平面相对的一侧伸出。这些系列的导热表面112的布置成在其间提供空气通道，因此，空气可以流过散热器片，从其上去除热。一与基板118成一体的安装延伸段171从基板伸出，提供一固位机构。在图6所示的实施例中，在基板118的相对端上的两安装延伸段171各设有一腿172和作为脚连接于腿172的安装基座170。可以用许多安装方法中的任一种，包括上面已经提到的来将散热器片/固位机构安装于电路板。
为了将挤出的散热器片/固位机构连接于一处理器组件，在基板118上可以提供一个或多个孔。螺栓或其它固定件可以穿过孔，将基板118连接于处理器组件的热板。一种连接的替换装置可以是在基板118上施加一粘合剂层，从而将基板118粘接于热板。这种连接也可以用一机械夹持机构实现。
现在参见图7，图中示出，在本发明的实施例的散热器片/固位机构中可以采用安装机构的替换的方法。在图7所示的实施例中，通过已经牢固地固定于一挤出的铝散热器片的基板118的安装延伸段271来构成散热器片/固位机构的安装。这样就不必使安装延伸段与基板118成一体。图7所示的安装延伸段271还设有接片270形式的脚，用于插入槽式连接器285的固位槽289。槽式连接器285可以设计成带有一细长槽287，用于以通常的方式接收处理器的电连接器。固位槽289可以包括在槽式连接器285上，以实现固位功能。进而，槽式连接器的固位槽可以与电路板290的接地平面电连接。通过这种方式，散热器片/固位机构的安装延伸段插入固位槽中，形成接地连接，因此，散热器片和热板与其接地接触。接地的热板用作处理器组件的EMI屏蔽。
当然，应该理解，对于熟悉本领域的人员，对所述优选实施例的各种变化和改进都是显而易见的。例如，导热表面在散热器片上的很多种替换的布置对于本领域的一般人员来说是公知的。在不背离本发明的精神和不超出本发明的范围并且不降低其优点的前提下可以作出这些和其它变化。因此，试图用权利要求书覆盖这些变化和改进。
Claims (35)
1.一种将一处理器组件安装在一电路板上的方法，其包括：
将成整体的散热器片/固位机构连接于处理器组件，以在散热器片的平面与处理器组件的平面之间建立热接触；和
将此成整体的散热器片/固位机构安装在电路板上，保持处理器组件的平面大致垂直于电路板固定。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述安装步骤包括将处理器组件插入槽式连接器上的一细长槽内。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述槽式连接器包括至少一个固位槽，所述安装步骤包括将成整体的散热器片/固位机构插入至少一个固位槽中。
4.如权利要求2所述的方法，其中，所述安装步骤包括将成整体的散热器片/固位机构直接固定在电路板上。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述连接步骤包括使散热器片/固位机构的一基板顶住所述处理器组件的平面，并将一弹簧夹压向基板，从而将散热器片/固位机构钩在处理器组件上，并将基板夹靠在所述处理器组件的平面上。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述成整体的散热器片/固位机构是导电的，所述安装步骤包括在成整体的散热器片/固位机构与电路板之间建立接地连接。
7.如权利要求1所述的方法，其还包括在所述连接步骤之前在所述散热器片的平面和处理器组件的平面中的任何一个上涂敷导热脂。
8.一种将处理器组件安装在一电路板上的方法，其包括：
提供一散热器片，该散热器片具有一瓦楞成形的导热片，该导热片夹持在一导热基板上，所述基板具有至少一个安装延伸段；和
将散热器片连接于处理器组件，使基板与处理器组件的平面之间建立热接触；
在电路板上安装至少一个安装延伸段，使处理器组件的平面垂直于电路板。
9.如权利要求8所述的方法，其还包括在处理器组件和基板的平面中的任何一个上施加导热脂。
10.如权利要求8所述的方法，其还包括将处理器组件插入一槽式连接器。
11.如权利要求10的方法，其中，所述连接器包括至少一个固位槽，所述连接至少一个安装延伸段的步骤包括将至少一个安装延伸段插入槽式连接器中的固位槽。
12.如权利要求10所述的方法，其中，所述连接至少一个安装延伸段的步骤包括将至少一个所述安装延伸段直接固定在与一接地平面接触的电路板上。
13.如权利要求8所述的方法，其中，所述连接散热器片的步骤包括将一弹簧夹推向基板，以将散热器片钩在处理器组件上，并夹住基板，使其抵在所述处理器组件的所述平面上。
14.如权利要求8所述的方法，其中，基板和至少一个安装延伸段是导电的，所述连接至少一个安装延伸段的步骤包括在至少一个安装延伸段与电路板上的一接地平面之间建立一种电连接。
15.一种成整体的散热器片和固位机构，其包括：
一散热器片；
用于将所述散热器片连接于一处理器组件的装置；和
连接于所述散热器片的安装装置，用于牢固地将所述散热器片安装于一电路板。
16.如权利要求15所述的成整体的散热器片和固位机构，其中，所述散热器片包括一瓦楞成形的导热片、一基板和一将瓦楞成形的导热片压抵在基板上的夹具。
17.如权利要求6所述的散热器片和固位机构，其中，多数安装装置包括若干腿，这些腿与基板成整体，并从其上延伸出。
18.如权利要求17所述的成整体的散热器片和固位机构，其中，所述安装装置还包括至少一个在所述若干腿上的安装基座，各所述安装基座固定于电路板。
19.如权利要求17所述的成整体的散热器片和固位机构，其中，所述安装装置还包括连接于所述若干腿的脚，所述脚可插入连接于电路板的固位孔。
20.如权利要求15所述的成整体的散热器片和固位机构，其中，所述散热器片是金属的，并包括一基础，其一侧具有平面，而从另一侧伸出许多导热面，以形成许多空气通道。
21.如权利要求15所述的成整体的散热器片和固位机构，其中，所述用于连接的装置包括一弹簧夹，其具有若干用于压在所述散热器片上的连杆并具有一用于锁定在处理器组件上的锁定件。
22.如权利要求15所述的成整体的散热器片和固位机构，其中，所述用于连接的装置包括至少一个螺栓。
23.如权利要求15所述的成整体的散热器片和固位机构，其中，所述安装装置包括从所述散热器片伸出的腿。
24.如权利要求15所述的成整体的散热器片和固位机构，其中，所述安装装置和所述散热器片提供从电路板到处理器组件的一导电通路。
25.如权利要求15所述的成整体的散热器片和固位机构，其中，所述安装装置连接于电路板，使基板垂直于电路板。
26.一种成整体的散热器片和固位机构，其包括：
一散热器片，其具有一系列导热面，这些导热面形成许多空气通道；
一与所述散热器片成整体的安装延伸段，所述安装延伸段与所述散热器片提供一导电通路；和
一连接装置，其可操作来将一产生热的处理器组件连接于所述散热器片，从而在所述散热器片与产生热的处理器组件之间建立热接触，并且从所述产生热的处理器组件到所述安装延伸段之间建立一导电通路。
27.如权利要求书26所述的成整体的散热器片和固位机构，其中，所述散热器片包括一瓦楞成形的导热片、一基板和一夹具，所述瓦楞成形的导热片形成一系列导热面，所述基板与所述安装延伸段成一体，所述夹具将所述瓦楞成形的导热片压抵在基板上。
28.如权利要求26所述的成整体的的散热器片和固位机构，其中，所述安装延伸段连接于一电路板，使基板垂直于电路板定向。
29.如权利要求26所述的成整体的散热器片和固位机构，其中，所述安装延伸段包括连接于若干腿的脚，所述脚可插入连接于一电路板的固位槽中。
30.如权利要求26所述的成整体的散热器片和固位机构，其中，所述散热器片包括一基板，其一侧具有一平面，而从另一侧伸出许多导热面，以形成许多空气通路。
31.如权利要求26所述的成整体的散热器片和固位机构，其中，所述连接装置包括一弹簧夹，其具有若干用于压在所述散热器片上的连杆，并具有一用于锁定在处理器组件上的接片。
32.如权利要求26所述的成整体的散热器片和固位机构，其中，所述连接装置包括至少一个螺栓。
33.一母板，其包括：
一电路板；
一安装在所述电路板上的槽式连接器，所述槽式连接器具有一细长槽和许多固位槽；
一散热器片，具有若干插入所述固位槽内的安装脚；
一插入所述槽式连接器的细长槽的处理器板，所述处理器板垂直于所述电路板定向；和
一热板，与所述处理器板上的处理器热接触，并连接于所述散热器片，以便在所述散热器片与热板之间建立热接触。
34.如权利要求33所述的母板，其中，所述固位槽与所述电路板上的一接地平面接触，所述散热器片提供一通向所述热板的电接地通路。
35.如权利要求33所述的母板，其还包括一将所述散热器片压抵在所述热板上的夹具。
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