CN2494524Y - 球网格阵列型的cpu的散热结构 - Google Patents

Abstract

一种主机板的CPU与散热器的组装结构,通过组装含有一球网格阵列(BGA)型的CPU组件,其与一主机板结合后,能降低整体高度,使CPU的散热器有较大的高度和空间用于增加其散热面积;利用表面组装技术(SMT)将CPU组装至一电路板,电路板表面形成有多个接脚以插入一CPU插座,CPU插座装配在主机板背面,在主机板对应的位置形成一孔洞,能使CPU露出,散热器设在主机板正面,透过孔洞与CPU接触导热,达到散热的目的。

Description

球网格阵列型的CPU的散热结构

本实用新型是申请日为2000年2月27日，题为主机板的CPU与散热器的组装结构，申请号为00268469.1实用新型案的分案。

技术领域

本实用新型涉及一种主机板的CPU与散热器的组装结构，尤其是涉及一种用于球网格阵列型(Ball Grid Array)的CPU的散热结构。

背景技术

随着近年来电脑产业的迅速发展，电子元件如微处理器芯片的发热量愈来愈高，而尺寸愈来愈小，为了将此密集热量有效散发到系统外的环境，以维持元件在许可的温度下工作，通常以具有较大底座面积的散热片附加在发热的电子元件表面上，来增加其总体散热面积以提高散热效果。

对于不同类型的CPU，参照图1及图2，其分别为球网格阵列型的CPU及引脚阵列引脚阵列型(Pin Grid Array)类型的CPU组装在电脑主机板的示意图。其中，如图1所示，球网格阵列型类型的CPU12是以微(micro)球网格阵列型方式组装一CPU芯片(die)10，此球网格阵列型的CPU12将会在表面上形成格状排列的小球14，而以表面组装技术(Surface Mounting Technology，表面组装技术)组装在一主机板(Main Board，M/B)20的正面上，这里所谓的正面是指表面具有其它电子元件如芯片组或存贮器等组装的一面。至于图2所示的结构，以微引脚阵列方式组装出的引脚阵列型的CPUI6，必须通过一CPU插座18才能完成将CPU芯片10组装在主机板20上，方法是CPU插座(socket)18表面，例如也形成具格状排列的小球14，同样采用表面组装技术先组装在主机板20上，一般在80486/Pentium等级以上电脑所使用的主机板，是根据CPU不同的接脚数目将插座作区别，如Pentium所使用的Socket-7为具321的接脚(pin)孔，适合PentiumPro所使用的则是Socket-8。所以CPU插座18上将有适合引脚阵列型的CPU I6数量的接脚(未绘示)，使得引脚阵列型类型的CPU 16能插入CPU插座18。

上述两者的结构，主要差异点在于图2的引脚阵列型CPU16能加以升级(upgrade)。由于图1的球网格阵列型类型的CPU12是焊死在主机板20上，不能再分开，而图2是采用接脚的接合，所以很轻易地便可加以更换。然而不论是前两者中任何之一，由于图1中球网格阵列型类型的CPU12或图2中CPU插座18都需要以表面组装技术直接打在主机板20上，一般都需要在主机板的背面设置一个加固铁片22，并以四支固定柱24将铁片22固定在主机板20，以避免接触不良。这四支固定柱24更可作为后续散热片(未绘示)组装时固定之用。

但是这样的结构却对CPU上装设散热片形成限制。以图1来说，主机板20以上的球网格阵列型的CPU12高度约为3mm，而图2加上了CPU插座18厚度增加成为5.7mm，但两者都必须再加上铁片22的厚度，这对于有高度和空间限制的电脑主机架构而言，代表着连接CPU芯片10的散热片(未绘示)将不能扩展其高度，但是CPU散热用的散热片却需有较大的高度和空间以用于增加其散热面积。相对地，若能减少CPU装配在主机板的总高度，便能获得较大高度和空间来设置散热器，提供较好的CPU散热效率。再者，不论是球网格阵列型或引脚阵列型的CPU都是Intel的技术，若采用引脚阵列型的CPU必须再搭配较高成本的专用CPU插座，而且为适应表面组装技术所需设置的铁片也增加了组装的步骤。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的之一是提供一种主机板的CPU与散热器的组装结构，其降低了CPU装配在主机板的总高度，使CPU的散热器能有较大设置的高度和空间。

根据上述本实用新型的目的，提供主机板的CPU与散热器的组装结构，至少包括一主机板、一CPU组件以及一散热器。其中主机板具有一第一表面和一第二表面，第一表面上设置有多个电子元件，第一表面上形成一贯穿的孔洞；CPU组件包含一CPU芯片，装配在主机板的第二表面上，使得CPU芯片能在主机板的孔洞露出；而散热器则装配在主机板的第一表面上，透过主机板的孔洞，与CPU组件的CPU芯片接触，以传导CPU芯片发出的热。

CPU组件还包括一球网格阵列型的CPU、一转接电路板以及一CPU插座。利用微球网格阵列技术完成CPU芯片的组装，在转接电路板一表面上形成多个接脚，将球网格阵列型的CPU组装在此表面，再将CPU插座配置在主机板的第二表面，使转接电路板能以其接脚插入CPU插座，且其对应主机板孔洞位置也形成一贯穿开口，使球网格阵列型的CPU能在主机板的孔洞露出。其中，球网格阵列型的CPU以一表面组装技术粘附在转接电路板的中央，而转接电路板的接脚则形成于周边。散热器具有一接触垫，能通过主机板的孔洞与球网格阵列型的CPU的CPU芯片接触形成固定；而CPU插座是利用多个螺丝固定在主机板上，且螺丝将钻过主机板与散热器固锁一起。

本实用新型的另一目的是提供一种用于球网格阵列型的CPU的散热结构，使其具有较高的散热效率。

根据上述本实用新型的目的，提供用于球网格阵列型的CPU的散热结构，至少包括一球网格阵列型的CPU、一转接电路板、一CPU插座、一主机板以及一散热器。其中，球网格阵列型的CPU以微球网格阵列技术形成一CPU芯片的组装；在转接电路板一表面的四周形成有多个接脚，且球网格阵列型的CPU以表面组装技术组装在表面中央；对应CPU插座中央形成镂空，使转接电路板以其接脚插入CPU插座时，球网格阵列型的CPU能露出；主机板具有一第一表面和一第二表面，第一表面上设置有多个电子元件，其上并形成有一贯穿的孔洞CPU插座则组装在主机板的第二表面上，且使球网格阵列型的CPU能由主机板的孔洞露出；最后散热器则装配在主机板的第一表面上，透过主机板的孔洞，与球网格阵列型的CPU接触，以传导其所发出的热。

同样，散热器具有一接触垫，能透过主机板的孔洞与球网格阵列型的CPU的CPU芯片接触形成固定：而CPU插座是利用多个螺丝锁合在主机板上，且螺丝将钻过主机板与散热器固锁在一起。

本实用新型具散热效果好，组装方便，成本较低等优点。

附图说明

为让本实用新型的上述和其他目的、特征能更明显易懂，特例举一较佳实施例，配合附图作详细说明。

图1为一种球网格阵列型的CPU组装在主机板上的结构示意图；

图2为一种引脚阵列型的CPU组装在主机板上的结构示意图；

图3为本实用新型一种主机板的CPU与散热器的组装结构的分解图；

图4为图3的结构的组合示意图。

具体实施方式

参照图3，其为本实用新型针对球网格阵列型的CPU组装在主机板的结构分解图。如图所示，包含的元件有：一转接电路板(dot board)30、一球网格阵列型的CPU 12、一CPU插座32、一主机板20以及一散热器(heat sink)40。图3的元件结合后的结构剖示图为图4。

其中，球网格阵列型的CPU12为以微球网格阵列技术完成一CPU芯片10的组装件，先装配在转接电路板30上，同样是以表面组装技术组装在转接电路板30上，可是此处表面组装技术的作业是在一前置的程序中完成，因此在球网格阵列型的CPU12打上转接电路板30时，是在另一个作业平台上以一固定件支撑转接电路板30，无须在主机板20上加设如铁片组件，就能达成避免接触不良的情形发生。较佳的球网格阵列型的CPU12是配置在转接电路板30的中央，而在转接电路板30的同一表面的四周上形成多个接脚34a，有别于传统芯片组装或组配时，芯片所设置的位置与芯片接脚所在位置为相反的两个表面。CPU插座32是以锁合方式，利用四个螺丝36锁在主机板20上，并且是固定在主机板20的背面，即非包含设置主机板的电子元件的表面，CPU插座32在中央形成镂空38，对应设置的位置在主机板20上也形成有一贯穿的孔洞26，所以当CPU插座32装配在主机板20之后，中央的位置便形成贯穿的情形。至于CPU插座32上未镂空的位置，便会对应转接电路板30接脚34设置的情形形成接脚孔34b，所以转接电路板30便可插入CPU插座32，并且使得球网格阵列型的CPU12的CPU芯片10由CPU插座32镂空处38及孔洞26露出，所以由主机板20的正面(设置有电子元件的表面)便能透过孔洞26接触到CPU芯片10，上述的转接电路板30与CPU插座32为公母接合，很明显地，也可将接脚孔34b设置在转接电路板30，而CPU插座32则具有接脚34a同样也能达成上述接合的目的。最后，散热器40则装配在主机板20的正面表面上，其能透过主机板20的孔洞26，与球网格阵列型的CPU12的CPU芯片10接触，便能传导CPU芯片10发出的热由散热器40散出。

由图4的示意图可明显看到，以图示的方向，主机板20上的CPU组件(包含转接电路板30、球网格阵列型的CPU12以及CPU插座32)厚度只包括转接电路板30及CPU插座32的高度，而散热器40则独自设在主机板20的正面，因此，散热器40与主机板间的距离几乎是没有距离，所以在主机板20正面的高度和空间内都可设置散热器40的结构，有较大的空间和高度，当然就可设计出具有较大散热面积的散热器40，达到具有较好散热效果的散热结构。

此外，图3中的散热器40具有一接触垫42，可透过主机板20的孔洞26与球网格阵列型的CPU12的CPU芯片10接触将散热器40固定；并且CPU插座32利用4个螺丝36锁合在主机板20上，可将此螺丝36钻过主机板20锁在散热器40上，如此更可加强散热器40的固定情况。

需再进一步说明的是，本实用新型采用的CPU插座32较已知引脚阵列型CPU使用的专用插座18，在价格上将便宜许多，且能达到不一定非采用Intel的引脚阵列型CPU才能升级CPU的功能。本实用新型只利用一转接电路板的设置，便能使用成本较低的非专用CPU插座，在成本上将减少许多，同时也是因为此一转接电路板，使球网格阵列型类型的CPU能转变设置的方向，并且减少加固铁片、固定柱的材料及组装上的程序与成本。

综上所述，虽然本实用新型已以较佳实施例加以揭示，然其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，可能会作些更动与润饰，因此本实用新型的保护范围应当以申请专利的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (4)

1、一种用于球网格阵列型的CPU的散热结构，其特征在于，它至少包括：

一球网格阵列型的CPU，将一CPU芯片以微球网格阵列型技术组装；

一转接电路板，其一表面的四周形成有多个接脚，且球网格阵列型的CPU以表面组装技术组装在上述表面中央；

一CPU插座，中央形成镂空，使上述转接电路板的这些接脚插入上述CPU插座时，上述球网格阵列型类型的CPU能露出：

一主机板，具有一第一表面和一第二表面，上述第一表面上设置有多个电子元件，其上并形成有一贯穿的孔洞，上述CPU插座则装配于上述主机板的第二表面上，且使上述球网格阵列型的CPU能由上述主机板的孔洞露出；

一散热器，装配于上述主机板的上述第一表面上，透过该主机板的上述孔洞，与上述球网格阵列型的CPU接触，以传导其所发出的热。

2、如权利要求1所述的用于球网格阵列型的CPU的散热结构，其特征在于，上述散热器具有一接触垫，能透过上述主机板的孔洞与上述球网格阵列型类型的CPU接触形成固定。

3、如权利要求2所述的用于球网格阵列型的CPU的散热结构，其特征在于，上述CPU插座是利用多个螺丝锁合在上述主机板上。

4、如权利要求3所述的用于球网格阵列型的CPU的散热结构，其特征在于，上述螺丝钻过上述主机板与上述散热器固锁一起。

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