用于在安装具有导热垫的组件时减少机械应力的方法和装置制造方法及图纸

提供了一种用于将散热器安装至具有待冷却的一个或多个电子部件的印刷电路板上从而减少电子部件和印刷电路板上的机械应力的设备和方法。在散热器和待冷却电子部件之间的热接触由导热垫形成。与导热垫相接触的散热器的表面具有在电子部件和散热器针对彼此挤压、由此压缩导热垫时该导热垫可以伸展至其中的至少一个空腔。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供了一种用于将散热器安装至具有待冷却的一个或多个电子部件的印刷电路板上从而减少电子部件和印刷电路板上的机械应力的设备和方法。在散热器和待冷却电子部件之间的热接触由导热垫形成。与导热垫相接触的散热器的表面具有在电子部件和散热器针对彼此挤压、由此压缩导热垫时该导热垫可以伸展至其中的至少一个空腔。【专利说明】用于在安装具有导热垫的组件时减少机械应力的方法和装
本专利技术的实施例一般地涉及电子设备的安装，并且更具体地涉及散热器的安装。本专利技术涉及一种散热器和用于将散热器安装至具有待冷却的一个或多个电子部件的印刷电路板上从而减少电子部件和印刷电路板上的机械应力的方法。
技术介绍
在操作过程期间，比如CPU或另一芯片的电子部件产生热，该热必须被可靠地耗散，以便避免可能损坏部件的部件过热。通常由铝或铜制成的散热器可以吸收由电子部件产生的热并将之耗散到环境。然而，从发热电子部件至散热的散热器的热传递被由于部件的不完全平坦和不完全光滑的表面而存在的微小气隙所阻碍。改进热传递一个常见手段是在电子部件和散热器之间应用导热油脂(thermal grease),其通过填充微小气隙而增加热界面的热传导率。 由于导热间隙垫(thermal gap pad)更清洁并且通常更易于安装，因此导热间隙垫常常作为导热油脂的替代方案而被放置在电子部件和散热器之间。导热垫(thermalpad)通常是由常为石蜡基(paraffin based)的固体材料的预成型的正方形或矩形。通常在散热器的底面(underside)上发现它们以有助于热从正在冷却的部件传导至散热器中。 在由一个或多个电子部件和散热器组成的系统的组装期间，通过例如螺钉或夹子将压缩力施加到导热垫。随着部件之间距离的减少，这些压缩力引起垫的偏转。这导致导热垫有效地填充部件和散热器之间的微小和宏大的空隙，这继而最大化通过系统的热传递率。该垫高度柔性，但尽管如此，该偏转也使得归因于垫的内阻(inherent resistance)的应力偏转。该应力可以损坏组件的精密部件，但是也可以引起印刷电路板中的多种故障，如焊接点开裂、印刷电路板变形等。 在出版于Twenty third IEEE Semiconductor Thermal MeasurementandManagement Symposium 的 2007 会议录中的文章 “Stress Minimizat1n DuringDeflect1n of Thermally Conductive Gap Pads)，，中,Karen Bruzda 研究了控制并减少该应力的方式，并表明绝大多数观察到的应力减少是由于横向垫运动，并且因此，不妨碍该运动是重要的，即垫材料必须具有使压缩力逃向侧面的可能性。 垫材料可以具有朝向垫的外边缘进行逃逸的可能性，但是它也可以具有朝向穿或切入垫中的孔进行逃逸的可能性。相应地，在现有技术中，槽被切入导热垫中。以这种方式，垫材料确实具有朝向外部、即朝着垫的边缘逃逸的可能性，但除此之外，垫材料还通过部分填充之前已经切断(cut out)的槽具有朝向新槽内进行逃逸的可能性。在一个较简单的实现中，仅在垫中切割缝隙，其也减少应力。 进一步的研究已经表明，垫的外边缘或者切入垫之中的孔的轮廓越长，所观察到的应力减少越大。所以作为结果，用于减少由发热电子部件和散热器与其间的导热垫的组装而引起的应力的切入垫中的孔不应该只是圆形或方形-更好的是狭窄并长的结构，例如条形的孔。 从导热垫中切除材料、尤其是以长而窄的条形形式切除材料充分地满足其减少由发热电子部件和散热器与其间的导热垫的组装而引起的应力的目的，但该方法有两个相当大的缺点: -切割使得导热垫非常柔软并且易于弯曲，因此在它被附接至散热器之前经常变形。 -因为导热垫非常柔软，所以只能实施简单形状的切割。这限制了以该方式可以实现的压力的释放。 本专利技术的目的是克服上述的现有技术现状的缺点。特别是，本专利技术的目的是具有导热垫的良好机械稳定性而仍旧实现应力减少。
技术实现思路
为了在待冷却的电子部件和散热器两者组装在一起时允许在由待冷却的电子部件向导热垫一侧施加的和散热器向导热垫的另一侧施加的压力下的横向垫运动，可以向该导热垫提供其可以移入的一些自由体积。如在现有技术中看到的，该自由体积可以是在导热垫中的槽。已知的缺点是当槽已经切入导热垫中时导热垫的更精密的处理。 本专利技术通过准许不切割导热垫本身以及通过在散热器的表面中提供导热垫可以伸展入的自由体积来允许对导热垫的更容易的处理。这可以是在散热器的表面中的空腔。该空腔允许导热垫材料通过伸展入由散热器中的空腔所提供的自由体积而使压力逃逸到侧面。该空腔可以具有一些基本的几何形状，诸如多边形、椭圆形、卵形或任何其他几何形状。 如上所示，切入导热垫中的槽的长轮廓可以具有减少将散热器安装在电子部件上且其间具有导热垫而产生的应力的突出潜力。然而，长的轮廓几乎不可能切入软导热垫中。根据本专利技术，埋入散热器中的空腔可被以所期望的形式成形。用于应用于散热器的表面上的空腔的适当形式可以是槽的形式。在散热器的表面上可存在一个凹槽或凹槽的阵列。凹槽可以具有基本的几何形状。也可以存在填充将由导热垫覆盖的散热器表面的曲折(meander)形式的一个或多个凹槽。该曲折的图案可以从河流得知，其中缓慢螺动的河流来回曲折跨过下山谷(down-valley)轴线。 【专利附图】【附图说明】 图1示出了其中应用导热垫的典型组件。 图2示出了现有技术中的若干导热垫，从该导热垫切除材料或者缝隙切入导热垫中。 图3示出了在本专利技术的示例性实施例中的散热器的一侧，其在安装中指向待冷却的电子部件。 【具体实施方式】 在图1中示出了具有待冷却的一个或多个电子部件的印刷电路板、固定在印刷电路板上的散热器以及在散热器和待冷却电子部件之一之间的导热垫的典型配置。待冷却的一个或多个部件的表面与散热器彼此面对。在部件和散热器之间放置导热垫。散热器可具有一个或多个突出结构，这些结构可补偿部件的不同高度，使得将由该散热器冷却的所有部件可以与相对的散热器表面具有相同的间隙。可以通过例如压铸技术制造具有这种突出结构的散热器。散热器可以借助适合的夹紧系统或任何其他保持设备固定在印刷电路板上。 特别是，如果不止一个电子部件将由该散热器冷却，则印刷电路板和散热器之间的距离的调整可能变得关键:如果在印刷电路板和散热器之间的距离过大，则导热垫上的压力可能太低，并且到散热器的热传递可能由于导热垫与散热器以及待冷却电子部件的不良接触或者无接触而瓦解。另一方面，如果在印刷电路板和散热器之间的距离太小，则在印刷电路板和散热器之间的压力可能太高，并且待冷却的电子部件可能被损坏，而且还可能发生印刷电路板中的多种故障，诸如焊接点开裂、印刷电路板的变形等。如果必须为了与散热器的良好热接触同时调整多于一个部件，则这是尤其关键的。 图2示出了导热垫，其中通过现有技术的技术减少了由导热垫施加的应力:为了在导热垫中创建当压力被施加在导热垫上时过量的材料可以伸展的自由空间，在导热垫中切割槽。这里示出了被布置为形成为十字的四个矩形槽，但是存在也可以使用的可能的许本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于耗散来自至少一个电子部件的热的散热器，热经由位于至少一个电子部件和散热器之间的至少一个导热垫被耗散，其特征在于散热器在散热器与导热垫相接触的区域中具有至少一个空腔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·王，
申请(专利权)人：诺基亚通信公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI