CN1797278A

CN1797278A - 控制台的底部散热片附件

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Publication number: CN1797278A
Application number: CNA2005101287438A
Authority: CN
Inventors: J·M·伦茨
Original assignee: Microsoft Corp
Current assignee: Microsoft Technology Licensing LLC
Priority date: 2004-12-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2025-11-30
Also published as: US20060146499A1; KR20060079082A; TWI410210B; US7142427B2; CN100517173C; TW200624031A; KR101213797B1

Abstract

提供了一种将散热片安装到控制台中处理器上的系统。该处理器安装在PCB的第一侧，而散热片也安装在PCB的第一侧以便与处理器接合。多个螺栓被安装在散热片上，并从PCB中的通道中伸出。弹簧件安装在PCB第二侧的螺栓上。止推板安装在弹簧件上，从而弹簧件可将止推板按压在PCB的第二侧上。因而弹簧件提供有助于确保散热片和处理器紧密接触的力。螺栓可通过紧固件连接在外壳上，因此由外壳而非PCB来支持散热片。

Description

控制台的底部散热片附件

技术领域

本发明涉及控制台领域，尤其涉及支持用于冷却控制台处理器的散热片领域。

背景技术

现代计算机处理器，也称为中央处理单元(“CPU”)，易于在操作时产生大量热量。大部分这种热量是由组成CPU的晶体管的电耗引起的。尽管已在进行减少CPU热输出的尝试，但一般而言这些尝试是不成功的。不成功是因为CPU上晶体管的数量从1974年Intel8080上约6000个晶体管已增加到现代CPU上5千万个晶体管。晶体管数量(以及它们工作的速度)的增加已提供了性能上的重大提高。当前的CPU比初始型号快1万倍。然而，性能上的这种提高是以热输出的大量增加为代价的。

当晶体管改变状态时，会泄漏少量的电，而这种泄漏会产生热量。晶体管尺寸的减小有一定程度的帮助，但晶体管数量和操作速度上引人注目的增加已经压倒了所提供的任何减小。因而，一个现代CPU尽管只有指甲般大小，也预期可产生超过50瓦的热量，并且某些CPU会产生100瓦以上的热量。对于相对减小尺寸的CPU，这样的热产生会变成严重的问题。硅基CPU的最大芯片(die)温度在约90℃范围内，但是如果在这么高的温度下操作，可预见处理器具有相对较短的寿命。

因此，给出现代CPU将产生大量热量的事实，需要某些方法来从CPU中排除热量从而CPU不会过早出现故障。如众所周知的，有三种用于传递热的基本机制：传导热传递、对流热传递和辐射热传递。显然，最好不使用特别昂贵或吵闹的方法。噪音对用来玩游戏的控制台而言是特别重要的，因为背景噪音会转移对游戏的专注度。

一种通用方法是增加CPU上的空气流动。通过增加风扇的数量，可能产生另外的气流并更快地从CPU中排除热量。然而，产生更多的气流有缺点，即产生了附加的噪音。因而，即使现在包括多个风扇来冷却CPU是常见的，最好也使用低速风扇。

除了增加CPU上的空气流动之外，在CPU上安装散热片来帮助散热也成了标准实践。如众所周知的，散热片紧紧地安装在CPU上，且散热片将热量从CPU中导出，而流经散热片的空气又通过对流排除热量。通常CPU附在安装到印刷电路板(“PCB”)的底板上，而散热片则安装在CPU上，从而由CPU产生的热量进入散热片并导出。通常散热片通过安装在PCB上的框架被安装在CPU上，且框架/PCB组件在有震动时也能支持散热片。尽管散热片最初是用铝制成的，但是为了改进传导性，散热片逐渐用比铝有更佳导热性的铜或其它材料来制造。此外，散热片通常设计成带有翼，从而通过传导传递给散热片的热量可通过翼上的气流从散热片上对流掉。

然而为了使散热片能有效地工作，需要将散热片紧紧地安装在CPU上。连接越紧密热传递越好是合情合理的。为了提供紧密的连接，对散热片而言包括通常用塑料制成的从散热片中部往下延伸的夹子是常见的。该夹子将散热片紧固在框架上，并确保散热片和CPU在压力负载下保持(即，具有紧密连接)。夹子通常用塑料制成，并可提供适当的力以确保散热片紧压在CPU上。然而，这会有将相对较差的导热体(塑料夹子)置于散热片最热部分上的不幸后果。并且即使夹子是金属制成的，它仍然会阻止在散热片的一部分表面上使用翼。

此外，将散热片安装在由PCB支持的框架上迫使PCB支持散热片的质量。这会是有问题的，因为如果控制台跌落，则PCB用作散热片的弹簧防震器并易于弯曲。这种弯曲会使PCB特别是在使用无铅焊料时出现故障，因为无铅焊料虽然更加环保，但比铅基焊料更易于断裂。因而，需要使用一种散热片安装系统，它可避免将过大的力施加在PCB上，同时仍能使散热片紧紧地压在CPU上。

因而，尽管排除CPU所产生热量的当前系统在防止CPU和周围组件因为热量而过早出现故障上是有效的，但是仍然需要对该工艺进行其它改进。

发明内容

在一实施例中，CPU安装在PCB上。CPU略微覆盖安装于PCB上的周围电路。提供了安装于PCB上的散热片。该散热片包括多个插入PCB的紧固件。一弹簧件附加在多个紧固件上。这些紧固件再通过第二套紧固件固定在外壳上。该外壳被配置成用作法拉第笼，且外壳支持散热片。弹簧件被配置成将力施加在PCB的下面。该弹簧件包括绝缘材料制成的止推板，它可位于弹簧件和PCB之间，并压在PCB底部以便施加迫使CPU和散热片以需要方式压合在一起的压缩载荷。

附图说明

本发明作为示例示出且并不限于各附图，附图中相同标号表示相同元件，且其中：

图1示出包括散热片和相应外壳的PCB的一个实施例的立体分解图。

图2示出图1所示PCB的立体局部示图。

图3示出一PCB的立体分解图。

图4示出图1所示散热片的一部分的立体示图。

图5示出图3所示止推板的立体示图。

图6示出图3所示弹簧件的立体示图。

图7示出图1所示外壳的立体示图。

图8示出图1所示散热片之一沿线8-8所取截面图。

图9示出一PCB实施例中所用冷却系统实施例的立体分解图。

具体实施方式

用作个人娱乐系统的控制台具有众多要求。它们必须能够提供重要的处理和图形呈现功能以播放最新一代的游戏，因而控制台需要功能强大的处理器。

此外，控制台必须还能够承受因疏忽跌落导致的可能的物理机械损伤。例如，通常电缆用于连接控制器和控制台，且通常该电缆很长以便例如在控制台和控制器之间提供更大自由度的移动和放置。然而，因为人、狗、猫或其它宠物可途经该电缆，问题就出现了。此外，宠物会啃咬并拖动电缆。此外，人们会不时地未经仔细考虑就用力拖动电缆，使它从例如主控制台上脱离，或者尝试使某动作在游戏中发生。在每种情形中，都有控制台和控制器之一或两者被途经、拖动、或以其它方式猛拉电缆的危险。这可使控制台(通常是沉重、易碎、和/或昂贵的)从其位置掉到地板上并摔坏。

而且，需要控制台仅产生低噪音，从而操作控制台的噪音不会干扰所提供的娱乐。此外，需要控制台仅占用有限空间，从而不会弄乱娱乐区域。因而控制台具有通常超越典型计算机要求的许多要求。

现在参看图1，示出一控制台实施例的部分分解图。外壳20用以下详述的方式来配置，以支持印刷电路板(“PCB”)40。在示例性实施例中，外壳20是以众所周知方式配置的法拉第笼，以使电磁波的通过最小化。

通常，众多组件可安装在PCB40上，包括中央处理单元(“CPU”)、图形处理单元(“GPU”)、以及计算机设计领域中众所周知的许多其它组件。应注意，GPU基本上是专用于处理图形的CPU，因此术语GPU用来帮助区分不同的CPU。因而，应注意，尽管控制台具有未在通用计算机中发现的特定要求，但是控制台是一种技术发展水平计算机，因而与诸如可用于家庭计算用途的通用计算机可共享一些组件。因此，在组装时，PCB40类似于通用计算机中可见的母板。

安装在PCB40上的是散热片60和散热片80。一般而言，散热片是根据散热片的散热要求和传热属性来确定尺寸的。可以理解，散热片60的尺寸大于散热片80的尺寸。因而，当散热片80并不小时，散热片60就相当大了，并且重量可达290克。如所述，不使用框架来支持散热片60或散热片80。此外如所述，不需要塑料夹子来将散热片60或散热片80安装到PCB中。因而，不像典型的散热片，散热片60和散热片80并非必需框架，也并非必须塑料夹子来将散热片60或散热片80固定在框架或PCB40上。可以理解，这有以下优点：允许散热片上的空气流动改善，同时最小化散热片上的任何绝缘，这些绝缘否则可限制和减小散热片从下面组件中散热的能力。

尽管只是部分可见的，外壳20的底板21包括成形其中的众多凹口和通道。尽管一些成形部分具有如下所述的其它用途，底板21的形状的一个优点是外壳20的刚度和强度的增大。

现在参看图2，提供了PCB40的部分示图。散热片60包括可插入四个散热片支架64(三个可见)的底部62。散热片支架64被配置成以下述方式安装到PCB40上并支持散热片60。散热片60还包括多个散热片翼66。众所周知，取决于在散热片上需要排除的热量和气体流量等，散热片可有各种配置。通常散热片翼从产生热量的区域伸出。散热片60还包括导热管68。导热管68可以是真空密封的并包括水，以有助于以已知方式传递热量。如所述，散热片60被配置成为产生至少85瓦热量的CPU提供适当的热传递。

散热片80也以类似于散热片60的方式被安装到PCB40上，但是散热片80并不使用支架来支持该散热片。散热片80包括底板82和从底板82伸出的多个翼84。可以理解，散热片80被配置成与散热片60相比从下层组件中排除较少的热量，例如散热片80适合排除约40瓦的热量。

如所述，PCB40和散热片之间有多个电磁干扰(“EMI”)垫圈100。EMI垫圈100是可拆式的。在一示例性实施例中，PCB40将包括与EMI垫圈100紧密配合的外露铜，从而EMI垫圈100可有助于使CPU和安装在PCB40上的其它组件接地到外壳20。因而，所述实施例的一个可能优点是可减少EMI干扰。

然后参看图3，示出散热片和PCB40的组装件的分解图。在PCB40中提供多个通道，这些通道由限定PCB40中通道的通孔41构成。在一示例性实施例中，一些外露铜被配置在通孔41周围以帮助EMI接地。如图所示，四个EMI垫圈100支持散热片60，且四个EMI垫圈100支持散热片80。尽管使用四个安装点具有如下所述的一定优点，使用其它数量的安装点也是可能的。

为了支持散热片，在每个散热片上安装了四个螺栓。因而，散热片60安装在CPU140之上，而散热片80则安装在GPU160之上。CPU140和GPU160被配置为裸片，且GPU160为母子配置。螺栓120从EMI垫圈100中伸出，穿过由通孔41限定的通道，并与PCB40下的弹簧件180接合，以使CPU140紧贴散热片60。类似地，GPU160紧贴散热片80。可在散热片和CPU140以及GPU160之间放置一种已知的热化合物，以确保处理器和散热片之间有效的热能传递。

应注意，CPU和GPU可组合成单个CPU。或者，多个CPU可包括在单个芯片中，其中具有配置成冷却该芯片中所有CPU的单个散热片。而且，包括多个CPU(其中的一个或多个专用于图形)并仅在其中一个CPU上安装散热片也是可能的。根据本说明书，许多其它选择对本领域技术人员是显而易见的。

如上所述，在限度内，将CPU或GPU压向相应散热片的力越大，热传输率越好。因而，需要具有使两个组件接合在一起的相当大的力。为了提供该力，弹簧件180往上顶压塑料止推板170。止推板170压向PCB40底部，从而例如将外露芯片上的CPU140压向散热片60。在一示例性实施例中，在PCB40下提供一个没有组件的空隙区域，从而止推板170可压向PCB40底部而不损坏可能安装在PCB40底部的组件。例如，当所安装的弹簧件180可在PCB40底部施加20磅的力时，将使CPU140芯片保持与散热片60紧密接合。类似地，安装在散热片80下面的弹簧件180可通过提供相似级别的力而使GPU160芯片保持与散热片80紧密接合。自然，也可按需提供其它级别的力。

参看图4，示出从散热片60的底部62伸出的支架64的立体视图。螺栓120安装在支架64中，虽然可用多种材料时，但该螺栓可由镀锡冷轧钢制成。螺栓120可包括螺纹，并可通过相应螺纹的连接安装在支架64上。或者，螺栓120可被配置成无螺纹以便通过压配合安装，从而螺栓120和支架64之间界面的摩擦力将螺栓120安装到位。如图所示，螺栓120包括肩部122和相关联的凹槽124。凹槽124和肩部122被配置成以下述方式与弹簧件180配合。

因而，散热片60通过四个从散热片底部伸出的支架64安装。使用支架提供若干优点。一个优点是支架比具有较宽底部的散热片更轻，并更便于安装。因而，尽管散热片60的质量大于散热片80的质量，但除了支架64以外散热片60具有较小的台面面积。此外，如果提供一定高度导热管68将更为有效，因为导热管68在确保接近散热片60底部的热量朝散热片上部传递从而使得翼在传热时更为有效是有用的。支架64向外伸出还有助于提供稳定性，从而容许更高的外壳。与使用三个支架相比，使用四个支架更增强了该安装系统的稳定性。支架64还允许统一尺寸的弹簧件，因为不同尺寸的散热片可配备有不同尺寸的支架，从而可使用相同的弹簧件而降低制造成本。因而，如果适当的支架安装在假设不太大的底部上，则不同尺寸的散热片可通过相同的紧固系统来安装。

需排除较少热量以使GPU160保持所需温度的散热片80可较短较宽，因为通过底部和翼的正常热传递足以冷却GPU160。此外，散热片80可由诸如铝的较便宜材料制成，而散热片60则可能需要诸如铜的较昂贵但传导性较佳的材料。如图所示，散热片80的台面面积足够大从而不需要支架。使用较短散热片的一个可能优点是能够在散热片上安装的其它组件。

通常需要在散热片上安装风扇，用来排除来自CPU特别是产生超过50瓦热量的现代CPU的热量。换言之，通常需要足够强劲的对流。该要求部分地基于由未安装在CPU上的风扇所提供气流不能够有效使用的事实。该要求也部分地基于散热片通过降低散热片效果的框架或塑料夹子来安装的事实。尽管本发明一实施例不要求将风扇直接安装在散热片60上，但因为作为辐射热传递，通常一般不足以冷却相当尺寸的散热片，还需要一些气流通过散热片。因而，通过使空气流过散热片并流出控制台来提供强劲对流从而提供充分的散热是有益的。甚至需要提供塑料制成的风扇遮板，以使空气在被一个或多个风扇吹出控制台之前流经散热片。因而遮板的使用允许气流的更有效使用，并对给定气流可提供显著增加的冷却。对于风扇，需要使用两个或多个风扇，因为增加风扇数量可允许使用通常比高速风扇安静得多的低速风扇。

参看图5，示出止推板170的立体视图。止推板170包括安装在止推板底部174上的延伸部分172。在操作中，该延伸部分172的安装表面178压向PCB40的下面，如图3所示。止推板170可由诸如LEXAN的塑料制成，并且在一示例性实施例中包括虚线示出的凸起176，它与弹簧件180中的相应部分紧密配合。凸起176的形状和大小并不重要，但在止推板170上提供某些类型的凸起是有利的，从而止推板170可适当定位在弹簧件180上。在一示例性实施例中，凸起176将把止推板紧固在所需位置上。因而，如果凸起176的形状像圆柱形，则使用两个凸起176有利于确保止推板170的方向相对于弹簧件180保持固定。

将组件置于PCB40下面是有利的。当然，使用安装在PCB40底部的加强板或某些其它支持结构通常将使放置这种组件不可能。然而，如果提供配合延伸部分172形状的余隙空间，则止推板170可在PCB40的底部施加力的同时仍然提供空间使得组件可在余隙区域外安装。在一实施例中，止推板延伸部分172伸出止推板底部约2毫米，从而提供安装组件的一些空间。当然，如果整体包装还允许附加空间，则止推板172可进一步伸出，以提供2毫米以上的空间。尽管也可能提供较少空间，但在小于2毫米的空间内安装一些组件是困难的。

现在参看图6，示出弹簧件180。弹簧件180可由四分之三硬质不锈钢制成，其厚度为2毫米。当然，弹簧件的材料属性和厚度可取决于安装要求而变化。然而，如果只有诸如4毫米的相对较小空间可用，则以上配置是有效的。如图所示，弹簧件包括四个伸出并卷成包括槽口185的叉子184的弹簧臂182。叉子184和槽口185被配置成与螺栓120的凹槽124和肩部122啮合。

因而，当安装在散热片上的螺栓120从PCB40伸出时，叉子184和槽口185被安装到相应螺栓120上。为确保适当的配合，一种安装方法是在两个螺栓120上安装弹簧件180的两个臂182。但是，另两个臂因为叉子184和槽口185缺乏足够的余隙来简便地安装在剩下的两个螺栓120上而不能安装。然而，通过在臂182上的点188a上施加一个力，臂182将在接近第二挠曲点187处弯曲。该弯曲将使叉子184往外往下转动到接近点188b，并使叉子184和槽口185能安装到螺栓120的肩部122和凹槽124上。在组装的另一方法中，全部四个臂在点188a处用压力同时压入。

因而，一般而言，弹簧件180包括多个臂径向延伸的中央区域，这些臂被配置成配合从散热片伸出并穿过PCB的螺栓。如图所示，这些臂呈90°地分开，因而每个臂被配置成提供等量的弹力，且由每一个提供的弹力不会过度集中。同时弹簧件180避免使用不必要的大量臂，以免使将这些组件装入PCB时更为困难。尽管因为弹簧的对称性具有四个臂是有利的，大于或小于4的某些其它数量也是可以的。减少臂的数量具有需要使用较强臂来提供相同级别力的缺点。

再参看图6，在弹簧件180的中央区域提供了加强梁189。加强梁189被配置成提供对弹簧件180的加强。然而，止推板170的凸起176可配置成装配到凹口189，使止推板170的位置可控。对准孔190还可用来在止推板170上提供了相应结构时确保止推板170的正确取向。或者，通孔191和192可在弹簧件180中限定将与止推板170中多个凸起176配合的通道，从而防止止推板170在安装时移动。对本领域技术人员而言，有确保止推板170与弹簧件180对准的许多其它方法。

止推板170可安装在弹簧件180上，从而延伸部分172的方向在弹簧件安装到螺栓期间受到控制。当然，如果在PCB40底部提供了适当余隙来接收止推板延伸部分172，则安装止推板170而不用对齐也是可能的。在另一实施例中，止推板170简单安装在弹簧件180上，且弹簧件180的方向在安装到螺栓上期间受到控制，使止推板170延伸部分172的方向匹配PCB40下面提供的余隙区域。

一旦弹簧件180安装到了四个相应螺栓120上，一个相当大的力就把CPU140往上按压到散热片60的底部62。在一实施例中，该力在约20磅(约90牛顿)的范围内。这有助于确保散热片60紧密贴合在CPU140上，以便提供CPU140的有效散热。在一示例性实施例中，冷却系统将被配置成使CPU140的接合处温度低于85摄氏度。

类似地，GPU160将用约20磅的力压向散热片80的底部82。在一示例性实施例中，GPU160的接合处温度将被保持为低于105摄氏度。

当然，所需的热传递和最高接合处温度要求将取决于用来制造处理器的材料以及处理器的性能和速度等而变化。如果其它条件相同，则较慢的处理器将产生较少的热量，但也具有较低的处理能力。然而，为了提供具有例如强大人工智能和具有吸引力图形的沉迷性游戏，通常需要使用功能强大的处理器。因此，提供功能强大的处理器并提供适当的使处理器工作的热传递系统是有利的。

如上所述，散热片可通过三个螺栓120而不是四个螺栓120安装。在该实施例中，弹簧件包括三个臂，可能需要将弹簧件180的厚度增大为大于2毫米，从而提供必要的压力使CPU和散热片能紧密压合。或者，对弹簧件180可使用较强材料。还可预期其它可能变化，诸如将其它强化特性添加到弹簧件180中。假设有足够包装空间，可尝试多种变化直到获得以所需成本提供所需力的实施例。尽管使用两个螺栓也是可能的，但这种设计仍然需要其它的不太希望用的稳定结构。当然，将螺栓120的数量增加到四个以上也是可能的，但是如果空间是一考虑因素的话将组件安装到有五个或以上通道的PCB上会是困难的。

然后参看图7，示出外壳20。外壳20可由钢制成，并包括具有对应于弹簧件180的凹槽22的底板21。当弹簧件180安装到螺栓120上之后，包括散热片和弹簧件的PCB40就可以安装到外壳20中了。如图所示，弹簧件180包括四个臂182。因而凹槽22包括对应于弹簧件180的四个臂182的四个臂凹槽23。在每个臂凹槽23的末端上，外壳20中包括限定穿过外壳20的通孔24。如果螺栓120和臂182的数量改变，则外壳20可相应更改。

因而，当安装PCB40时，从散热片示出并穿过PCB40的螺栓120与通孔24构成的通道对准。弹簧件180的通孔186也可通过通孔24与外壳20中构成的通道对准。因此，紧固件可从外壳20下面插入螺栓120，以便将螺栓120和所附散热片紧固在外壳20上。此外，弹簧件180的四个臂182的远端与外壳20接合。弹簧件180和外壳20之间的接触提供散热片和安装在PCB40上的组件(诸如CPU140和GPU160)的有利EMI接地。

然后参看图8，提供组装到外壳20的PCB40的一实施例沿图1线8-8的横截面图。GPU160安装在装于PCB40顶部或第一侧的底板165上，这是典型的处理器在PCB上的安装。散热片80的底部82紧紧地压在GPU160上，以确保有效的热传递。螺栓120被示为安装在散热片80的底部82的双侧螺栓。示为可拆式的EMI垫圈100被压在螺栓120和PCB40之间。因而，EMI垫圈100位于散热片80和PCB40之间。

螺栓120穿过PCB40中的通道并从PCB的第二侧或底部伸出。弹簧件180安装在螺栓120上，而止推板170安装在弹簧件180上。因而，弹簧件180产生的向上力使止推板170的延伸部分172压向PCB的第二侧。对PCB第二侧的挤压因此使GPU160和散热片80紧压在一起，使GPU160和散热片80之间的有效热传递能够进行。

螺栓120包括被配置成接受螺纹紧固件的螺纹内径。因而，多个紧固件200从外壳20底部通过由外壳20中通孔24限定的通道安装，这些紧固件与螺栓120的螺纹内径配合，且在这些过程中紧固件200将螺栓120、相关联散热片和弹簧件紧固在外壳20上。因而，如图所示，散热片80受外壳20而非PCB40的支持。在一实施例中，提供八个紧固件200加在八个螺栓120上。

当然，螺栓120的设计取决于外壳20如何附在螺栓120上而不同。因而，如果螺栓120要点焊在外壳20上，则螺栓120可以是实心的且没有螺纹内径，并可配置成与外壳20直接接合。然而，这有不允许拆装或重新组合的缺点。当然，还将螺栓120和弹簧件180安装在外壳20上而不提供EMI接地也是可以的，但这种设计不太有利。

如上所述，弹簧件180被安装到外壳20上，因而弹簧件180是接地的。因此，通常需要使用是电绝缘件的止推板170，以避免在不应当接地的位置上使PCB40接地。当然，如果PCB40的设计被修改成在止推板170与PCB40配合处需要或允许EMI接地，则止推板170可由导电材料制成，或者弹簧件180可被配置成不使用止推板170而直接与PCB40配合。

如图所示，弹簧件180和外壳20之间存在间隙，因而施加在PCB40底部的力由弹簧件180提供。这具有以下优点：允许散热片80与外壳20通过螺栓和紧固件连接的相对固定装配，同时向PCB40的底部提供受控力以确保散热片80的GPU160和底部82之间的紧密配合。因而，在震动输入期间，外壳20可弯曲以吸收部分震动，而弹簧件180可提供间接的震动吸收能力。因而，GPU160由外壳20和弹簧件180两者提供的弹力支持，因此受一定保护而免遭震动。此外，图8所示的安装系统使PCB40保持平坦，这有助于防止PCB40的不良弯曲。

可以理解，外壳20可安装在一壳体(未示出)内，而该壳体是控制台的外部。当控制台受震动时，或者如果控制台落下，则散热片60和散热片80的冲量可使外壳20的底部21歪斜。因而，图8所示安装系统使散热片的质量由外壳20的相对较强的底部21而非PCB40来支持。这有利于在控制台突然掉落时提供支持。因而，PCB40与不希望的冲击和力相隔离。因此，当控制台落下时，散热片60将基于外壳20的底部21的歪斜而移动。这种灵活性避免在诸如突发掉落的突然震动期间产生不希望的应力集中，从而使控制台更为坚固。此外，该设计有助于减弱否则会施加在PCB上的震动，这对如果在PCB上使用无铅焊料时特别有用。

尽管控制台不因终端用户所施加的力而破裂是重要的，但制造商还需要使控制台坚固得可应付在运送期间施加其上的力量。图8所示的经改进安装系统的一个可能优点是它可能减少在运送期间保护控制台所需的包装量。这可具有这样的优点，即增加可安装于集装箱内的控制台数量，这取决于所售控制台的数量而提供相当可观的成本节约。

此外，对零售商店而言给予特定品牌一定空间是普遍的。较小的包装将使更多的控制台能装入给定空间内，从而有助于确保零售商因为更多的控制台可装在所提供空间内而不会缺货。或者，较小的包装尺寸可使得为附件和游戏提供更大空间成为可能。因而，当散热片安装到外壳20上而不是PCB40上时，可实现许多优点。

应注意，尽管图8所示实施例通过螺栓120、EMI垫圈100和弹簧件180提供了有利的EMI接地，但是仍然需要提供附加的EMI接地。例如，可沿PCB40周边提供外露铜，使该周边接地到外壳20。如图7所示，外壳20的底部21是凹陷的，以允许组件安装在PCB40下面。因而，对PCB40而言沿其大部分周边得到支持以及在诸如安装有螺栓120的其它位置上得到支持是可能的。这有利于允许与外壳20的充分EMI接地，同时使PCB40的第二侧上的安装空间最大化。

参看图9，散热片60和散热片80都由风扇系统210冷却。由风扇系统210产生的气流通过遮板220来引导。在一实施例中，风扇系统210将空气导入遮板220，并使之流经散热片60和散热片80。因而，在该过程中空气通过各个空气通道进入控制台，并经过各个组件。空气会被组件加热一些，但仍然比散热片冷。然后暖空气被导经散热片，而遮板220导致的收缩使气流速度增大，因而有益于热传输率。在离开散热片60和散热片80之后空气是热的，因而风扇系统210将热空气引出控制台是有益的。在该方法中，使用单个风扇系统210来冷却控制台中所有其它组件，同时仍然冷却散热片是可能的。

本发明根据其优选和示例性实施例来描述。参阅本说明书，本领域技术人员可在所附权利要求范围和精神内实现许多其它实施例、修改和变化。

Claims

1.一种将散热片安装到位于PCB第一侧的CPU上的系统，包括：

所述PCB上的多个孔，所述孔限定穿过PCB的通道；

安装在所述散热片上的多个螺栓，所述多个螺栓通过在PCB中限定的通道伸出PCB；

弹簧件，安装在PCB第二侧上的多个螺栓的每一个上；

安装在所述弹簧件上的止推板，所述止推板被配置成按压所述PCB的第二侧，从而所述弹簧件在止推板上施加使止推板压向PCB第二侧的一个力，从而使CPU紧紧压向所述散热片。

2.如权利要求1所述的系统，还包括外壳，其中所述多个螺栓附加在所述外壳上，使所述外壳支持所述散热片。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述止推板包括止推板底部和止推板延伸部分，所述止推板延伸部分提供止推板底部和PCB之间的余隙，从而在操作中组件可被安装到PCB的接近止推板底部的第二侧。

4.如权利要求1所述的系统，还包括安装在PCB的多个通孔上的多个EMI垫圈，所述多个EMI垫圈位于PCB和散热片之间，其中所述多个螺栓穿过多个EMI垫圈。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述散热片包括一底部和多个从所述底部伸出的臂，且所述多个螺栓安装在从所述散热片底部伸出的多个臂上。

6.如权利要求2所述的系统，还包括安装在PCB多个孔上的多个EMI垫圈，所述EMI垫圈位于散热片和PCB之间，从而所述螺栓从EMI垫圈的中央穿过。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述外壳包括多个限定穿过外壳的通道，且多个螺栓包括螺纹内径，所述系统还包括多个紧固件，所述多个紧固件穿过外壳中构成的通道以安装到所述螺纹内径上，并将所述多个螺栓连在外壳上。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述止推板包括止推板底部和止推板延伸部分，所述止推板延伸部分提供止推板底部和PCB之间的余隙，从而在操作中组件可被安装到PCB的第二侧而不受止推板的损坏。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，有四个安装在所述散热片上的螺栓，其中所述弹簧件包括从中央区域径向延伸的四个臂，所述四个臂被配置成安装到四个螺栓上，所述四个臂的每一个包括在所述臂远端的通孔，每个通孔与每个螺栓对准。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述散热片包括底部和从所述底部伸出的多个臂，其中所述多个螺栓安装到从所述散热片底部伸出的多个臂上，且其中所述EMI垫圈是可拆式的。

11.一种将具有多个螺栓的散热片安装到装于PCB第一侧的CPU上的方法，包括以下步骤：

将所述多个螺栓插入PCB中的多个通孔，所述通孔限定PCB中的通道；

将弹簧件安装到穿过PCB的多个螺栓上，从而所述弹簧件将把CPU紧紧压向所述散热片的力施加在PCB的第二侧上；

将所述多个螺栓附在外壳上，使得所述外壳支持所述散热片。

12.如权利要求11所述的方法，还包括在所述弹簧件上设置止推板的步骤，其中所述弹簧件将所述止推板压向PCB。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，将所述多个螺栓附在法拉第笼的步骤包括以下步骤：

使所述多个螺栓与所述外壳中的多个通孔对准；以及

用多个螺栓紧固件将所述多个螺栓附在外壳上，所述螺纹紧固件被配置成与所述多个螺栓的螺纹内径配合。

14.如权利要求13所述的方法，还包括在所述PCB和散热片之间提供EMI垫圈，以向PCB提供EMI接地的步骤。

15.一种用于提供家庭娱乐的控制台，包括：

外壳；

PCB，包括被配置为构成穿过PCB的通道的多个通孔，所述PCB具有第一侧和第二侧；

安装在所述PCB第一侧的处理器；

安装在所述PCB第一侧的散热片，所述散热片被配置成与所述处理器接合；

止推板，被配置成压向所述PCB上与处理器相反的第二侧；

多个螺栓，所述螺栓安装到所述散热片上并穿过在所述PCB中构成的通道，所述多个螺栓连接于所述外壳上；以及

安装在接近PCB第二侧的多个螺栓上的弹簧件，所述弹簧件被配置成在止推板上施加力；从而所述外壳支持螺栓和相关联散热片，且所述弹簧件在止推板上施加力使得所述处理器和所述散热片紧密接合。

16.如权利要求15所述的控制台，还包括多个用于提供EMI接地的EMI垫圈，所述EMI垫圈位于散热片和PCB之间。

17.如权利要求16所述的控制台，还包括多个紧固件，所述紧固件被配置成将所述多个螺栓连接于所述外壳。

18.如权利要求17所述的控制台，其特征在于，所述散热片由铜制成并包括导热管。

19.如权利要求15所述的控制台，其特征在于，所述散热片得到冷却，而风扇未安装在所述散热片上。

20.如权利要求19所述的控制台，还包括用于产生气流的风扇系统，以及用于控制所述气流的遮板。