TWI276390B - Integrated heat sink assembly - Google Patents

Description

1276390 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種整合式散熱器組合件。 【先前技術】 在多種應用中使用了散熱裝置，這些應用包括諸如電 腦、立體聲音響系統、電視等的電子裝置、或因諸如其中 包括微處理器的積體電路（Integrated Circuit;簡稱1C) 等的電子電路中之無效率而產生廢熱之任何裝置。此種裝 置通常採用傳導、對流、或傳導與對流的一組合來散逸一 熱源所產生的熱。傳導是將熱能自一物體的一高溫區域移 到一低溫區域，而傳遞熱能。對流是將熱自一物體的表面 藉由該表面上的一液體或氣體之循環或移動而傳遞出去。 散熱器是一種散熱裝置，通常包含一片材料（通常是金屬 )，這片材料被熱耦合到一熱源，並將熱能自該金屬的一 高溫區域傳導到一低溫區域，而自該熱源引出熱能。然後 可主要利用對流作用而自該散熱器的一表面將該熱能散發 到空氣中。 可使一積體電路與用來自該積體電路排出熱的一熱傳 遞系統密切地相關聯。可封裝一積體電路晶粒，並可將該 構裝耦合到一熱傳遞裝置。或者可露出該晶粒，以便與該 熱傳遞裝置直接接觸。熱傳遞組件可以是主動式或被動式 。例如’主動式熱傳遞組件包括風扇，該風扇迫使該積體 電路之上的空氣增強其熱傳遞的速率。被動式熱傳遞組件 -5- (2) 1276390 包括具有所需熱傳遞特性的散熱器。主動式及被動式熱傳 遞裝置的組合通常被用於熱傳遞系統中可以其中包括諸如 夾子及螺釘的各種方式將散熱器固定到一電路板。該散熱 器應保持與一組件間之一符合要求的散熱介面。因此，一 整合式散熱器組合件必須確保可承受一特定應用中預期可 能會發生的熱衝擊及（或）振動之熱及機械要求。

【發明內容】

所揭示的某些實施例包含一整合式散熱器組合件，該 整合式散熱器組合件具有.：穿過該散熱器的一支承底座中 之一孔的底部而被配置之一固定座沖壓件；穿過該散熱器 的該支承底座中之該孔的頂部而被配置之一螺釘；以及適 於將該螺釘壓到該散熱器上的一彈簧，其中該螺釘及彈簧 嚙合該固定座，以便將該散熱器接合到該支承底座。可將 該整合式散熱器組合件用來保持一散熱器與一主機板上的 一處理器間之接觸。本發明也揭示了其他的實施例，且主 張擁有該等其他實施例的專利權。 【實施方式】 在下文的說明中，在作爲解說且非限制性之情形下， 述及了諸如特結構、架構、介面、技術等的一些特定的細 '節，以便本發明的各種觀點能夠徹底被了解。然而，熟習 此項技術者在參閱本發明的揭示事項之後將可易於了解， 可以與這些特定細節不同的其他例子來實施本發明的各军重 -6 - (3) (3)1276390 觀點。在某些情形中省略了對習知裝置、電路、及方法的 說明，以便不會以非必要的細節模糊了對本發明的說明。 請參閱圖1-4，一電子裝置（1〇)可包含被固定到一 支承底座（2 0 )(例如一電路板）的一積體電路（：[5 )。 在本發明的某些實施例中，裝置（10)是一主機板，且積 體電路（15)是一處理器。在本說明書的用法中，主機板 意指其中包括一主電路板、若干積體電路、若干散熱器、 風扇、以及被安裝到該主電路板上的若干其他組件之一整 個組合件。一散熱器（25 )被放置在積體電路（1 5 )之上 ，且與積體電路（.15)有熱接觸。 在某些例子中，積體電路（15)可包括在一構裝之內 的一晶粒。在其他的例子中，該晶粒是外露的。在某些例 子中’散熱器（25)可與晶粒或積體電路（u)的構裝直 接接觸。然而，散熱器（25)與積體電路（15)直接接觸 並不是必要的。例如，可將諸如墊片、導熱環氧樹脂、散 熱膏等的導熱材料配置在散熱器（25)與積體電路（15) 之間。 在某些實施例中，裝置（10)可包含一風扇（圖中未 示出）°雖然圖中將散熱器（25)示爲一鰭片型散熱器， 但是亦可使用其中包括諸如針腳、散熱器擠型（extrusi〇n )、導熱管（heat pipe)、及（或）蒸汽槽（vapor chamber )等其他的散熱器設計。散熱器（25 )包含可根 據特定應用的要求而以任何適當材料構成的一底座（3 〇 ) 及若干鰭片（3 5 )。金屬提供良好的熱傳遞及耐久性是眾 (4) (4)1276390 所周知的。最好是使用諸如石墨泡沬材料等的一材料，原 因是其筒導熱度。亦可將諸如銅、銘、鋼鐵、陶瓷、以金 屬塡充的塑膠、或鋁、鋅等金屬的各種合金、或其他導熱 材料等的其他材料用於散熱器（25)。 係以下文所述之方式將散熱器（25 )整合到電路板（ 20)。自散熱器底座（30)的底部，將一固定座沖壓件（ 4〇 )安裝到散熱器（25 )中四個孔（45 )中之一孔中。自 散熱器底座（30)的頂部，將一框架螺釘（5〇)連同一拉 力彈簧（5 5 )插入該孔（4 5 )。然後將框架螺釘（5 0 )旋 轉超過固定座沖壓件（40 )的螺紋部分（60 )。拉力彈簧 (55)然後將把框架螺釘（50)推靠在固定座沖壓件（40 )上，而將散熱器（25)固定在定位。只有在尙未將散熱 器（25)裝配到一系統（75)時，拉力彈簧（55)才被用 來使框架螺釘（50)向上縮進固定座沖壓件（40)中。於 拆卸時，拉力彈簧（5 5 )也協助使螺釘（5 0 )向上縮進固 定座（4 0 )中，請注意，此時螺釘（5 0 )的螺紋部分已脫 離系統（75)。當旋緊螺釘（50)時，拉力彈簧（55)被 壓進螺釘頭（7 0 )與固定座（4 0 )間之空間中，而看不到 拉力彈簧（5 5 )。 基本上，框架螺釘（50)穿過拉力彈簧（55)，且螺 釘（50)及彈簧（55)向下穿過固定座（40)。固定座（ 40 )被壓入散熱器底座（30 )中。在理想上，固定座（40 )的直徑可以是1 /4英吋。然而，可根據應用而改變固定 座（4 0 )的直徑。此外，並不必然要壓入固定座（4 0 )， -8- (5) 1276390 固定座（4 0 )也可以有螺紋，或者以任何其他方法 定座（40 )，只要能使固定座（40 )被牢固地接合 固定座（40)被接合到底座（30)的底部’且固定 )自散熱器底座（3 0 )的底部突出的程度係取決於 置在該散熱器上的CPU構裝（CPU及插座機械空 )之類型。可改變螺釘（5 0 )的高度’以便配合不 裝及空間結構。本發明可容忍積體電路（1 5 )高度 〇 固定座（40)可包含一沈頭平口（65)。當拉 (.55)將螺釘（50)向上拉入固定座（40)中時， 沖壓件（40 )可隱藏螺釘（50 )的螺紋部分。當爲 的散熱性能而將散熱器（25 )接合到積體電路（15 沈頭平口（ 6 5 )也可使固定座（4 0 )容納框架螺釘 ，並夾住彈簧（5 5 )。 圖4示出該散熱器的一橫斷面圖。如圖所示， 簧（55 )將螺釘（50 )保持在固定座（40 )中，且 將螺釘（5 0 )向上拉。螺釘（5 0 )的底部螺紋部分 座（40)之內被向上拉。因此，固定座的沈頭平口 可經由彈簧拉力而使框架螺釘（5 0 )的螺紋部分縮 座（40 )中。且如前文所述，在拆卸期間，上述的 作爲螺釘（5 0 )已自該系統脫離的一指示。 螺釘（5 0 )自固定座（4 0 )的凹部前進，且螺 )接合積體電路（1 5 )的框架。現在，螺釘（5 0 ) 彈簧（55 )被壓下，且隱藏在沈頭平口（ 65 )中。 接合固 即可。 座（40 將被放 間結構 同的構 的變化 力彈簧 固定座 了可靠 )時， (50 ) 拉力彈 基本上 在固定 (65 ) 入固定 動作係 釘（50 及拉力 螺釘（ -9- (6) (6)1276390 5 〇 )的底部螺紋部分現在接合了散熱器底座（3 ο )的頂部 〇 本發明的某些實施例提供了在製造及裝配過程中之一 些優點。現在以單一零件之方式提供散熱器（25 )及任何 保持機構，作爲一整合式散熱器組合件。用來將散熱器接 合到積體電路（1 5 )的所有組件現在被整合到散熱器（25 )中。該整合式散熱器組合件無須通常用來分散動態負載 的一保持模組。因此，該單一整合式組合件直接配接到電 n 路板（20)。在整體積體電路散熱解決方案中，該單一整 合式組合件具有較少的需要記錄追蹤之組件。如果不將等 接合組件整合到該散熱器，則每一散熱器所要記錄追蹤的 組件數目增加了 8個（不包括拉力彈簧時，每一孔有2個 組件’再乘以4個孔）。因此，藉由將該等組件整合到散 熱器（2 5 )，而減少了零件的數目，且因而減少了零組件 的採購及追蹤。 本發明的某些實施例提供了以該整合式散熱器組合件 φ 縮短整體裝配時間的一優點，這是因爲該實施例無須員工 因找出諸如螺釘及固定座等的接合組件所需的時間。例如 ，估計可將先前有冷卻能力的設計之裝配時間縮短至一半 的時間。前文所述的散熱器組合件可使散熱器的質量到達 1 0 00公克（2.2磅），且在諸如30公克的系統層級衝擊 事件中仍能維持該散熱器組合件。 該整合式散熱器組合件之有利之處在於可使OEM及 ODM廠商易於將Intel建議的參考散熱器整合到其整體散 -10- (7) (7)1276390 熱解決方案中。因此，確保了高品質且可靠的CPU效能 。此外，可利用易於購得的現成零件作出該整合式散熱器 組合件。反之，現有的散熱器組合件通常涉及成本更高的 客戶訂製零件。 係以個別方式及組合方式完成本發明的前文所述及其 他的觀點。除非一特定的申請專利範圍明確地要求，否則 不應將本發明詮釋爲需要兩個或更多個此種觀點。此外， 雖然已參照目前被視爲較佳例子的例子而說明了本發明， 但是我們當了解，本發明並不限於所揭示的該等例子，相 反地，本發明將涵蓋本發明的精神及份爲內包含的各種修 改及等效配置。 【圖式簡單說明】 若參照前文中對較佳實施例之說明，並配合各附圖， 將可易於了解本發明的各種特徵，而在所有該等附圖中， 相同的代號大致參照到相同的零件。並不必然按照比例繪 製該等圖式，而係將重點放在對本發明原理的圖示解說。 圖1是一整合式散熱器組合件之一透視圖。 圖2是圖1所示整合式散熱器組合件之一組件分解圖 〇 圖3是圖1所示整合式散熱器組合件之一橫斷面圖。 圖4是散熱器之一橫斷面圖。 【主要元件符號說明】 -11 - (8) 電子裝置 積體電路 支承底座 散熱器 底座 鰭片 固定座沖壓件 孔 框架螺釘 拉力彈簧 螺紋部分 沈頭平口 系統 螺釘頭 -12-

Claims (1)

1. (1) (1)1276390 十、申請專利範圍 1. 一種整合式散熱裝置，包含： 一熱傳遞裝置； 穿過該熱傳遞裝置的基部中之一孔而被配置之一固定 座沖壓件； 穿過該熱傳遞裝置的該基部中之該孔而被配置之一螺 釘；以及 適於將該螺釘壓到該熱傳遞裝置上之一彈簧。 2. 如申請專利範圍第1項之整合式散熱裝置，其中該 螺釘及彈簧以施加偏壓之方式穿過該固定座沖壓件。 3 ·如申請專利範圍第1項之整合式散熱裝置，其中該 固定座沖壓件被緊配合壓入該熱傳遞裝置的該基部。 4 ·如申請專利範圍第1項之整合式散熱裝置，其中該 固定座沖壓件被螺紋接合到該熱傳遞裝置的該基部。 5 .如申請專利範圍第1項之整合式散熱裝置，其中係 自該熱傳遞裝置基部的下方將該固定座沖壓件緊配合壓入 該孔。 6·如申請專利範圍第5項之整合式散熱裝置，其中係 自該熱傳遞裝置基部的上方將該螺釘插入該孔。 7 ·如申請專利範圍第1項之整合式散熱裝置，進一步 包含一沈頭平口，其中當爲了可靠的散熱性能而將該熱傳 遞裝置接合到一積體電路時，該沈頭平口抓緊該彈簧。 8·如申請專利範圍第2項之整合式散熱裝置，其中該 彈簧是一拉力彈簧，且係將該彈簧配置在該螺釘周圍。 -13- (2) (2)1276390 9·如申請專利範圍第2項之整合式散熱裝置，其中該 螺釘的下方螺紋部分被適應性地插入該固定座之內。 1 0 . —種電子系統，包含： 一電路板； 被配置在該電路板上的一積體電路； 以與該積體電路有熱接觸之方式放置之一散熱器；以 及 適於保持該散熱器與該積體電路間之接觸的一整合式 連接裝置，該整合式連接裝置包含： 穿過該散熱器的基部中之一孔而被配置之一固定座沖 壓件； 穿過該散熱器的該基部中之該孔而被配置之一螺釘； 以及 適於將該螺釘壓到該散熱器上之一彈簧。 1 1 .如申請專利範圍第1 0項之電子系統，其中當該螺 釘的下方螺紋部分嚙合該散熱器基部的頂部時，該螺釘嚙 合該積體電路。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項之電子系統，其中當該螺 釘嚙合該積體電路時，該固定座及彈簧被隱藏在一沈頭平 □中。 1 3 .如申請專利範圍第1 0項之電子系統，其中該螺釘 及彈簧以施加偏壓之方式穿過該固定座沖壓件。 1 4 .如申請專利範圍第1 0項之電子系統，其中該固定 座沖壓件被緊配合壓入該散熱器的該基部。 -14- (3) (3)1276390 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項之電子系統，其中係自該 散熱器基部的下方將該固定座沖壓件緊配合壓入該孔。 1 6 ·如申請專利範圍第1 4項之電子系統，其中係自該 散熱器基部的上方將該螺釘插入該孔。 1 7.如申請專利範圍第1 0項之電子系統，進一步包含 一沈頭平口，其中當爲了可靠的散熱性能而將該散熱器接 合到該積體電路時，該沈頭平口抓緊該彈簧。 1 8.如申請專利範圍第1 0項之電子系統，其中該螺釘 $ 的下方螺紋部分被適應性地插入該固定座之內。 19. 一種電子裝置，包含： 穿過一支承底座中之一孔的底部被配置之一固定座沖 壓件； 穿過該支承底座中之該孔的頂部被配置之一螺釘；以 及 適於將該螺釘壓到將被保持住的一裝置上之一彈簧， 其中該螺釘及彈簧嚙合該固定座，以便將該裝置接合 H 到該支承底座。 2 0 .如申請專利範圍第1 9項之電子裝置，其中該固定 座沖壓件被緊配合壓入該支承底座。 2 1 .如申請專利範圍第1 9項之電子裝置，其中該螺釘 的下方螺紋部分被適應性地插入該固定座之內。 -15- 1276390 七 明 圖說 )單 1簡 (^ 符 :表 為代 圖件 表元 代之 定圖 指表 :案代 圖本本 表' ， 代 Z--S vx—y 定一二 匕日/1\ 10 電 子 裝 置 20 支 承 底 座 25 散 熱 器 30 底 座 35 鰭 片 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：無