CN1879215A - 散热器组件 - Google Patents

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Abstract

一些公开的实施方案包括具有支撑压件、螺丝、弹簧的集成散热器组件，所述支撑压件被设置来通过所述散热器的支撑基座中的开孔的底部，所述螺丝被设置来通过所述散热器的支撑基座中的所述开孔的顶部，所述弹簧被调适来使所述螺丝相对于所述散热器发生偏移，其中所述螺丝和弹簧接合所述支撑件，以将所述散热器附着到所述支持基件。所述集成散热器组件可以被用来使散热器和母板上的处理器之间保持接触。其他实施方案被公开并被要求保护。

Description

散热器组件
发明背景
热散逸设备被使用在种类繁多的应用中，包括电子装置(例如计算机、立体声系统、电视)或者由于在电子电路中的低效率而产生不必要的热的任何其他设备，例如包括微处理器的集成电路芯片(IC)。这样的设备一般采用传导、对流或者传导和对流的组合来散逸由热源生成的热。传导是通过热能从本体中的高温区向低温区转移来进行的热传递。对流是通过液体或气体在本体表面上的循环或运动来进行的从所述表面的热传递。散热器是热散逸设备，一般包括大量材料(一般为金属)，该材料被热耦合到热源并且通过从金属的高温区向低温区的能量传导来将热能从所述热源抽离。然后，热能可以主要通过对流从所述散热器的表面散逸到大气中。
集成电路可以与将热从该电路去除的热传递系统紧密地结合。集成电路管芯可以被封装，并且所述封装可以被耦合到热传递设备。可替换地，管芯可以是暴露的，以便被热传递设备直接接触。热传递部件(component)可以是主动的(active)或者被动的(passive)。例如，主动热传递部件包括风扇，所述风扇迫使空气到集成电路上以提高其热传递率。被动热传递部件包括具有所希望的热传递特性的散热器。主动和被动热传递设备的组合被普遍地应用于热传递系统中。
散热器可以以多种方式来固定到电路版，包括例如夹子和螺丝。散热器应该与部件保持令人满意的热界面。因此，需要集成的散热器组件(assembly)来确保达到热和机械上的要求，所述热和机械上的要求是能够经受对于特定的应用而言可能预期会发生的冲击和/或振动。
附图说明
从附图中所示的优选实施方案的以下描述中，本发明的各种特征将是清楚的，在附图中，同样的参考标号一般是指所有图中的相同部分。这些图不一定是按比例绘制的，而是将重点放在示出本发明的原理上。
图1是集成散热器组件的透视图。
图2是图1的集成散热器组件的分解视图。
图3是图1的集成散热器组件的剖视图。
图4是散热器的剖视图。
具体实施方式
在下面的描述中，出于解释而不是限制的目的，阐述了具体的细节，例如特定的结构、体系结构、界面、技术等，以便提供对本发明各个方面的全面理解。然而，对于那些得益于本公开的本领域技术人员而言，显然，也可以在偏离这些具体细节的其他实施例中实施本发明的各个方面。在某些情况下，省略了对公知设备、电路和方法的描述，以免用不必要的细节模糊了对本发明的描述。
参见图1-4，电子设备10可以包括被固定到支持基件(support base)20(例如，电路板)的集成电路15。在本发明的一些实施方案中，设备10是母板，而集成电路15是处理器。使用在这里，母板是指包括主电路板、集成电路、散热器、风扇以及被安装到主电路板的其他部件(component)的整个组件。散热器25被放置在集成电路15上，并且与所述集成电路15热接触。
在一些实施例中，集成电路15可以包括在封装里面的管芯。在其他实施例中，所述管芯是暴露的。在一些实施例中，散热器25与集成电路25的管芯或者封装可以直接接触。然而，散热器25并不是必须直接地接触集成电路15。例如，热传导材料(例如，垫料(gasket)、热环氧树脂(thermal epoxy)或者热脂(thermal grease))可以被设置在散热器25和集成电路15之间。
在一些实施方案中，设备10可以包括风扇(未示出)。尽管散热器25被示出为翅型(fin type)散热器，也可以利用其他散热器设计，包括例如包含针、挤出件、热管和/或蒸汽腔的那些设计。散热器25包括基座(base)30和翅(fin)35，根据特定应用的需要，所述基座30和翅35可以由任何适当的材料构造。众所周知，金属提供良好的热传递以及耐用性。优选地，金属(例如石墨泡沫)因其高热传导性而被使用。其他材料，例如，铜、铝、钢、陶瓷、金属填充的塑料或者金属(例如铝、锌)的各种合金，或者其他热传导材料，也可以用于散热器25。
散热器25按如下所述被集成到电路板20。支撑压件(standoff press)40从散热器基座30的底部被装配到散热器25中的四个孔45中的一个中。面板螺丝50，连同张力弹簧55一起，从散热器基座30的顶部被插入孔45中。面板螺丝50然后被旋转通过支撑压件40的螺纹部分60。然后，相对于支撑压件40，张力弹簧50将面板螺丝50向上推，将散热器25固定在合适的位置。只有在散热器25没有被装配到系统75中时，张力弹簧55起到将面板螺丝50向上缩进支撑压件40中的作用。张力弹簧55在拆卸期间也帮助将螺丝50向上缩进支撑压件40中，使人注意到螺丝50已从系统75松脱。当螺丝50被驱动时，张力弹簧55被压缩到螺丝头70和支撑件40之间的空间中，将其隐藏在视线之外。
基本上，面板螺丝50通过张力弹簧55，并且螺丝50和弹簧55向下直到(through to)支撑件40。支撑件40被压配合到散热器基座30中。理想地，支撑件40在直径上可以为1/4″。然而，支撑件40的直径可以基于应用来改变。此外，支撑件40不一定是压配合，只要它们是被刚性地附着，它们可以以任何其他方法来螺纹连接或者附着。支撑件40被连接到基座30的底部，并且支撑件40从散热器基座30的底部突出的量取决于该散热器将被放置在什么样的CPU封装(CPU和插座的机械层叠(stackup))上。可以改变螺丝50的高度，以适应不同的封装和层叠。本发明对集成电路15高度上的变化是容许的。
支撑件40可以包含埋头孔65。当张力弹簧55在支撑件40中向上拉螺丝50时，埋头孔65使得螺丝50的螺纹部分能够隐藏起来。当为了获得可靠的热性能将散热器25附着到集成电路15时，这还使得支撑件40能够容纳面板螺丝50并且能够施加压力于弹簧55。
图4示出了散热器的剖视图。如示出的那样，张力弹簧55将螺丝50保持在支撑件40中，并且基本上向上拉螺丝50。螺丝的底部螺纹部分70被上拉到支撑件40里面。因此，支撑件埋头孔65允许面板螺丝50的螺纹部分通过弹簧张力退入到支撑件65中。并且如前面提到的那样，这一点起到指示器的作用，即指示在拆卸期间螺丝50已从系统机箱75脱离。
在装配时，工作人员将散热器25拧紧。螺丝50从支撑件40中的凹进处出来，并且螺丝50连接集成电路15的机箱。现在，支撑件40和张力弹簧55此刻被压缩并且被隐藏在埋头孔65中。螺丝的底部螺纹部分70此刻接合散热器基座30的顶部。
本发明的一些实施方案提供了在加工和装配过程中的优点。作为集成散热器组件，散热器25以及任何保持机制现在被提供为单个件。用来将散热器附着到集成电路15的所有部件现在被集成到散热器25中。所述集成散热器组件消除了对典型地用来分配动态负载的保持模块的需要。这样，单个集成组件直接与电路板20配对。在全部集成电路热解决方案中，单个集成组件具有较少的部件要关心在没有将附接部件集成到散热器的情况下，要关心的部件数量每散热器增加8个(除张力弹簧外，每孔2个部件X4孔)。因此，通过将这些部件集成到散热器25上，部件的数量减少，并且因此减少部件的购买和关心。
本发明的一些实施方案提供了优点，其中集成散热器组件减少了总的装配时间，因为它消除了雇员定位附接部件(例如螺丝和支撑件)需要的时间。例如，与先前几代能实现的冷却设计相比，装配时间估计将为一半那么多。上面所描述的散热器组件可以允许散热器质量达到1000克(2.2lbs)，并且在例如30g的系统级冲击事件期间，所述散热器组件仍然被保持。
有益地，这种集成散热器组件使得OEM和ODM能够容易地将英特尔(Intel)推荐的参考散热器集成在它们总的热解决方案中。因此，确保了高质量和可靠的CPU性能。此外，所述集成散热器组件可以使用容易得到的、现成的部件来获得。相反，目前的散热器组件一般涉及产生额外成本的定制部件。
本发明上述的和其他的方面被单独地和组合地获得。本发明不应该被解释为需要两个或者多个这样的方面，除非被特定的权利要求清楚地要求。此外，尽管本发明已结合当前被认为是优选的实施例来描述，但应该理解，本发明不受限于所公开的实施例，而是正相反，本发明意欲覆盖包括在本发明的精神和范围内的各种修改和等同结构。

Claims (21)

1.一种集成热散逸设备，包括
热传递设备；
支撑压件，所述支撑压件被设置来通过所述热传递设备的基座中的开孔；
螺丝，所述螺丝被设置来通过所述热设备的基座中的所述开孔；以及
弹簧，所述弹簧被调适来使所述螺丝相对于所述热传递设备发生偏移。
2.如权利要求1的集成热散逸设备，其中所述螺丝和弹簧偏移直到所述支撑压件。
3.如权利要求1的集成热散逸设备，其中所述支撑压件被压配合到所述热传递设备的基座。
4.如权利要求1的集成热散逸设备，其中所述支撑压件被螺纹连接到所述热传递设备的基座。
5.如权利要求1的集成热散逸设备，其中所述支撑压件从所述热传递设备基座的底部被装配到所述开孔。
6.如权利要求5的集成热散逸设备，其中所述螺丝从所述热传递设备基座的顶部被插入到所述开孔。
7.如权利要求1的集成热散逸设备，还包括埋头孔，其中当为了获得可靠的热性能将所述热传递设备附着到集成电路时，所述埋头孔抱住所述弹簧。
8.如权利要求2的集成热散逸设备，其中所述弹簧是张力弹簧，并且其中所述弹簧被设置在所述螺丝周围。
9.如权利要求2的集成热设备，其中所述螺丝的底部螺纹部分被调适在所述支撑件的内部。
10.一种电子系统，包括：
电路板；
集成电路，所述集成电路被设置在所述电路板上；以及
散热器，所述散热器被放置成与所述集成电路热接触；以及
集成连接装置，所述集成连接装置被调适来使所述散热器与所述集成电路保持接触，所述集成连接装置包括：
支撑压件，所述支撑压件被设置来通过所述散热器的基座中的开孔；
螺丝，所述螺丝被设置来通过所述散热器的基座中的所述开孔；以及
弹簧，所述弹簧被调适来使所述螺丝相对于所述散热器发生偏移。
11.如权利要求10的电子系统，其中当所述螺丝的底部螺纹部分接合所述散热器基座的顶部时，所述螺丝接合所述集成电路。
12.如权利要求11的电子系统，其中当所述螺丝接合所述集成电路时，所述支撑件和弹簧被隐藏在埋头孔中。
13.如权利要求10的电子系统，其中所述螺丝和弹簧偏移直到所述支撑压件。
14.如权利要求10的电子系统，其中所述支撑压件被压配合到散热器的所述基座。
15.如权利要求14的电子系统，其中所述支撑压件从所述散热器基座的底部被装配到所述开孔。
16.如权利要求14的电子系统，其中所述螺丝从所述散热器基座的顶部被插入到所述开孔。
17.如权利要求10的电子系统，还包括埋头孔，其中当为了获得可靠的热性能将所述散热器附着到所述集成电路时，所述埋头孔抱住所述弹簧。
18.如权利要求10的电子系统，其中所述螺丝的底部螺纹部分被调适在所述支撑件内部。
19.一种装置，包括：
支撑压件，所述支撑压件被设置来通过支撑基座中的开孔的底部；
螺丝，所述螺丝被设置来通过所述支撑基座中的所述开孔的顶部；以及
弹簧，所述弹簧被调适来使所述螺丝相对于要保持的设备偏移，
其中所述螺丝和弹簧接合所述支撑件，以将所述设备附着到所述支持基件。
20.如权利要求19的装置，其中所述支撑件被压配合到所述支撑基座。
21.如权利要求19的装置，其中所述螺丝的底部螺纹部分被调适在所述支撑件内部。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication