用于表面安装的电子器件组件的散热片安装装置制造方法及图纸

一种用于热偶合散热片到表面安装的生热电子器件组件（１６）的安装装置（１０）。安装装置（１０）主要包括一个生热器件组件、一个安装附件（１８）、和一个散热片。安装附件和生热器件组件（１６）表面安装到一个ＰＣＢ或其它基片上，以与基片上的热垫（１４）相互进行热交换。安装附件（１８）便于有效地消散来自表面安装的生热电子器件组件（１６）的热量，同时又允许散热片进行制造后的安装和更换。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于把散热片热偶合到表面安装的生热器件的组件的安装装置。更加具体地说，本专利技术涉及一种可拆卸地固定与生热器件组件热交换的散热片的安装附件，其中，生热器件组件和安装附件都是表面安装到一个印刷电路板或其它基片上的。
技术介绍
许多电子器件和电子系统，例如，晶体管、集成电路、功率控制器、开关、微处理器、和类似物，在工作期间都要生热。某些电子器件的性能受到它们排除内部产生的热量的能力的限制。必须从器件排走热量，以避免器件总体或局部热性能变坏或失效。在某些器件中，产生的热量可由外壳、封装，管座，或引线充分耗散掉。另外一些器件则需要附加的装置(如散热片)排走和消散过多的热能。出于本专利技术的需要，散热片是金属或类似材料的任何主体，它可与电子系统或其它生热部件进行热交换，以便传送器件内部产生的热量并且通过传导、对流、和/或辐射迅速把热量消耗到周围环境。为此，散热片一般由具有高热传导系数的材料(如铝、铜、及其合金)制成。散热片可由金属板材挤压、加工、模压、切割、或成型而成。电子器件的一般的散热片是通过从生热器件传导带走热量并把这个热量消散进周围空气中而起作用的。因此，一般通过加入叶片或散热刺把散热片成型为具有最大表面面积。表面面积的增加加大了从散热片向周围大气的热消散。为使散热片有效操作，必须将其固定到生热器件上，或者按其它方式使其与生热器件有良好的热交换。已经使用了各种各样的装置固定散热片以与生热器件组件进行热交换。一种已知的做法是，用导热的环氧树脂、热增强型粘接剂、焊剂、等等直接把散热片粘接到、或按其它方式粘接固定到生热器件组件的预定表面。还可以用安装在散热片上的弹性金属夹，或用可促使散热片和电子器件组件相互接触的螺丝、螺栓、夹子、或其它连接装置利用机械的方法将散热片固定到电子器件组件上。此外，还可以通过一个传热器件、热管、或任何其它从热源向散热片传送热量的装置，把散热片远距离地定位并热偶合到生热器件。近来，技术的发展允许电子器件在增加功率和速度的同时减小尺寸。性能提高的电子器件的这种微型化的结果是在较小的空间中产生更多的热量，同时电子器件组件的散热的物理结构更小了，并且固定用于散热的散热片的表面面积更小了。可使用传热器来增加传热的表面面积。这样一种传热器用于在比该器件或器件组件大的物理结构上消散电子器件产生的热量，从而使电子器件可在增大的表面面积上散热，或者提供较大的表面面积来固定与电子器件组件进行热交换的较大的散热片。此外，复杂的现代电子热控制越来越热衷于在印刷电路板(PCB)上或其它基片上的表面安装的电子器件。使用表面安装的PCB是人们所期望的，因为和需要在电路板上把器件插入孔内以便随后进行焊接操作的老的装配工艺相比，制造并填充PCB工艺所需的成本较少，并且所消耗的时间较少。表面安装PCB允许更多地使用自动装配技术。具体来说，在一个自动化的制造过程中，表面安装的电子器件一般来说都是自动地在PCB上拾取、放置、然后再焊接到PCB上的。表面安装技术除了要减小装配成本外，还允许在板上使用的电子器件组件有甚致更大程度的微型化。这些较小的组件进一步减小了器件消散它自身的热量的能力，因而更加需要单独的散热片。然而，较小的组件还使直接固定散热片到电子器件组件上的工作变得越来越困难。已经提出几种消散来自这些表面安装的电子器件组件的热量的方法。一种普通的作法是使用PCB的接地平面或其它类似的导热区作为传热和散热的主要散热片。虽然这足以消散所生的热量，但一般来说都要求有较大的板空间，因而加大了PCB的尺寸，或者限制了填充PCB的可利用空间，这两者都是不期望的不利的影响因素。使用较大的器件组件是使用PCB的一部分作为散热片的一个替换方案，从而可以提供较大的表面面积直接从器件组件消散热量。此外，这样一种较大的组件通常可为直接向组件安装一个分开的散热片提供一个改进的装置。然而，使用这种较大的器件组件并且使用分开的散热片通常还是需要相当大的板空间。这也和电子器件微型化的总趋势背道而驰。另一个缺点是，在一个自动化制造过程中，在一般情况下，分开的散热片必须在已经焊接了PCB的绝大部分之后再固定到器件组件上去。该制造过程增加了一个附加的步骤，因而增加了装配时间和成本。此外，还建议把两种想法组合起来，其中把表面安装的电子器件组件热连接到位于PCB上的一个较小的热平面、热垫、或热台上。然后把散热片焊接到热垫上，与生热器件进行间接地热交换。这一替换方案减小了所用的PCB空间的大小，并且不再需要散热片在PCB上的焊后处理。在1994年11月15日颁布给K.Kent和J.Glomski的题目为“用于可表面安装的功率器件的散热装置“的美国专利5365399中示出了这种技术的一个实例。该方法的一个缺点是基于以下事实在典型的表面安装焊料制造过程期间，必须限制散热片的尺寸，从而在制造期间可能把散热片加热产生焊料回流。因为限制了散热片的尺寸和质量，所以也限制了散热量。此外，焊接散热片至PCB上意味着不可能轻易地从PCB上拆除散热片。因此不可能把散热片更换成不同尺寸的散热片。因为根据情况有可能利用不同尺寸的散热片，所以改换散热片的能力是人们所期望的。例如，如木果生热器件产生的热量比预期的要大，或者散热片散热比预期的要小，则可能需要较大的散热片。相反，如果器件产生的热量没有预期的那么多，或者散热片的散热比预期的要多，则可以使用较小的散热片，从而可进一步减小电子器件的尺寸。此外，可能需要不同尺寸的散热片对PCB所在的不同环境进行补尝。例如，温度高并且通风差的环境可能需要较大的散热片。虽然‘399专利企图增加散热片的延长部分来产生各种尺寸的散热片，但它没有提供解决这个问题的有效办法。‘399专利公开了在散热片主体中的多个槽，其中允许插入弹簧夹散热片延长部分。然而，所公开的弹簧夹延长部分和散热片的热连接相当差，这限制了该散热片延长部分的有效性。此外，必须在散热片延长部分中插入弹簧装置以便把该延长部分固定到散热片上。这就限制了作为散热片的延长部分可能采用的形状、尺寸、和材料。专利技术的概述按本专利技术，提供一种具有安装附件的新颖散热片安装装置，所说安装附件用于可拆卸地固定散热片到一个PCB或其它基片上，所说PCB或其它基片可与生热器件组件进行良好的热交换。在焊接制造装配过程中，生热器件组件和安装附件表面安装到基片上，而散热片是在PCB制造后安装和更换的。对安装附件进行设计，使其具有较小的质量，因此在制造期间容易加热和焊接到PCB上，同时又允许随后固定各种形状、尺寸、和材料的散热片。本专利技术的散热片安装装置包括一个基片；一个由基片支撑的热垫；一个表面安装在基片上并热偶合到热垫上的生热器件组件；一个表面安装到与热垫热交换的基片上的散热片安装附件，它具有一个由至少一个支撑件支撑在基片上的主体，所说支撑件从主体大致向下延伸，其中支撑件包括从主体延伸的一个支柱，一个从支柱大致垂直延伸的底脚，和大致从底脚向上延伸的弹簧夹；和一个具有至少一个延长部分的散热片，通过滑动延长部分进入支撑件来偏转支撑件的支柱和弹簧夹，使散热片延长部分夹持在支柱和弹簧夹之间，从而使所说散热片热偶合到所说安装附件上。此外，散热片延长部分可包含大致构成U形结构的支柱、底脚、和弹簧夹，而且支撑件可包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种散热片安装装置，包括：一个基片；一个由所说基片支撑的热垫；一个表面安装到所说基片并热偶合到所说热垫的生热器件组件；一个安装到所说基片并与所说热垫热交换的散热片安装附件，它具有一个主体，该主体由从所说主体大致向下延伸的至少 一个支撑件支撑在所说基片上，所说支撑件包括一个从所说主体伸出的支柱，一个从所说支柱垂直延伸的底脚，和一个从所说底脚大致向上延伸的弹簧夹；和一个具有至少一个延长部分的散热片，通过滑动所说延长部分使其进入支撑件中来偏置所说支撑件的支柱和所说 弹簧夹，使散热片延长部分夹持在所说支柱和所说弹簧夹之间，从而使所说散热片热偶合到所说安装附件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DL克勒门斯，GK库兹明，
申请(专利权)人：热合金有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]