紧凑型散热模组制造技术

本发明专利技术公开了一种小型Z形的一体化散热模组，其适用于对安装到印刷电路板(214)并在紧凑型计算环境中运行的集成电路(208)进行固定并驱散其产生的多余热量。所述一体化散热模组包括散热组件(202,204,206)，所述散热组件具有减小的占有面积并且设置在所述印刷电路板的第一表面上并与所述集成电路热接触。保持机构(210)设置在所述印刷电路板的第二表面上，并且垫板(218)设置在所述保持机构和所述印刷电路板之间。至少一个紧固件(212)将所述散热组件固定到所述垫板和所述保持机构，其中所述保持机构使得大体上均匀的保持力被施加至整个垫板，由此最小化施加至所述集成电路的扭矩量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术公开了一种小型Z形的一体化散热模组，其适用于对安装到印刷电路板(214)并在紧凑型计算环境中运行的集成电路(208)进行固定并驱散其产生的多余热量。所述一体化散热模组包括散热组件(202,204,206)，所述散热组件具有减小的占有面积并且设置在所述印刷电路板的第一表面上并与所述集成电路热接触。保持机构(210)设置在所述印刷电路板的第二表面上，并且垫板(218)设置在所述保持机构和所述印刷电路板之间。至少一个紧固件(212)将所述散热组件固定到所述垫板和所述保持机构，其中所述保持机构使得大体上均匀的保持力被施加至整个垫板，由此最小化施加至所述集成电路的扭矩量。【专利说明】紧凑型散热模组
本专利技术整体涉及计算机元件的冷却。更具体地讲，介绍了一种用于减小散热模组的尺寸、重量、占有面积和成本的设备。
技术介绍
计算机冷却通过驱散废热而使元件保持在安全工作极限内。在某些情况下，仅中央处理单元(CPU)就需要超过100W的功率，于是必须对其散热。大部分计算机均通过使用以下散热模组中的至少一种来驱散废热:散热片、风扇、水冷却、散热管或相变冷却。常规的台式计算机设计具有相对充足的空间来容纳用于调节集成电路(IC)的工作温度的大型散热片和风扇。这些常规的设计还包括独立压接装置(ILM)，该独立压接装置在被扣紧之后将IC固定到IC插座中。遗憾的是，ILM只能在两个离散点处接触1C，从而导致IC上的负载分布不均匀。散热模组和ILM 二者的组合也要求所附接到的印刷电路板(PCB)上具有多个附接位置。ILM的附接位置在IC的占有面积之外，因为这些附接位置通常旋拧到位于PCB下方的钢制垫板中。散热模组的附接位置甚至位于距离IC更远的位置，因为这些附接位置必须在ILM的占有面积之外。遗憾的是，由于螺丝附接显著地位于IC的占有面积之外，因此对PCB施加了大量的扭矩。IC下方的PCB上未抵消的扭矩会导致PCB弯曲或凸起，并且还可能阻止IC引脚正确就位。这意味着，垫板的强度足以抵消附接点处产生的扭矩是至关重要的。除了相当高之外，这种附接构型还会占用PCB上的大量电路板空间。小型计算机通常使用与其对应的较大的台式计算机相同的处理器。遗憾的是，如上所述，冷却台式机类CPU所需的所有元件都会占用大量的空间。在小型计算机环境中，空间或体积是稀缺的，并且至关重要的是，任何散热系统都必须能够最大化热传递而同时最小化占用的空间。因此，需要提供一种方法来降低小型计算机中CPU冷却元件所占用的空间。
技术实现思路
本文描述了与用于制造和实施一体化散热模组的方法和设备有关的多个实施例。本文公开了一种小型Z形的一体化散热模组(CTM)。CTM被设计成对安装到印刷电路板(PCB)的集成电路(IC)进行固定和冷却。CTM包括多个元件，所述多个元件包括:具有减小的占有面积的散热组件；保持机构；垫板；以及至少一个紧固件。散热组件设置在PCB的第一表面上并与集成电路热接触。保持机构设置在PCB的第二表面上。垫板设置在保持机构和PCB之间。至少一个紧固件用于将散热组件固定到保持机构，其中保持机构使得大体上均匀的保持力被施加至整个垫板，由此最小化施加至IC的扭矩量。在另一个实施例中，描述了一种用于将一体化散热模组(CTM)安装到小型计算机中的方法。通过执行至少以下操作可以实施该方法:容纳多个CTM元件，所述多个CTM元件至少包括垫板、保持机构和散热组件；容纳用于小型计算机的印刷电路板(PCB);将垫板放置在PCB的第一侧面上；将保持机构放置在垫板下面；将散热组件放置在PCB的第二侧面上，与IC热接触；以及将保持机构固定到散热组件。在另一个实施例中，公开了一种用于在组装操作期间将一体化散热模组安装到计算设备中的设备。该设备至少包括用于容纳多个CTM元件(至少包括垫板、保持机构和散热组件)的装置、用于容纳用于小型计算机的印刷电路板(PCB)的装置、用于将垫板放置在PCB第一侧面上的装置、用于将保持机构放置在垫板下面的装置、用于将散热组件放置在PCB第二侧面上与IC热接触的装置以及用于将保持机构固定到散热组件的装置。【专利附图】【附图说明】通过参考下面结合附图进行的描述可以充分理解本专利技术及其优点。图1A示出了常规设计的剖面图。图1B示出了常规设计所施加的力的透视图。图2A根据所描述的实施例示出了一体化散热模组的剖面图。图2B根据所描述的实施例示出了一体化散热模组设计所施加的力的透视图。图3A和3B示出了一体化散热模组的顶部和底部的透视图。图4A和4B示出了小型计算机外壳在设计限制方面的两个实例。图5示出了详细描述将一体化散热模组安装到小型计算机中的制造过程500的流程图。【具体实施方式】本专利技术整体涉及计算机元件的冷却。更具体地讲，介绍了一种设备用于减小散热模组的尺寸、重量、占有面积和成本。以下描述中示出了许多具体细节，以便于充分理解本专利技术。然而，对于本领域的技术人员而言显而易见的是，本专利技术可能在不具有这些具体细节中的一些或全部的情况下实施。在其他情况下，可能未详细地描述一些熟知的工序，以避免对本专利技术造成不必要的混淆。计算机冷却用于通过驱散废热而使元件保持在安全工作极限内。在某些情况下，仅中央处理单元(CPU)就需要超过100W的功率，于是必须对其散热。冷却方法通常包括多种可用散热模组中的至少一种，包括:散热片；风扇；水冷却；散热管；或相变冷却。常规的台式计算机设计提供了充足的空间来容纳用于调节集成电路(IC)的运行温度的大型散热片和风扇。这种常规的设计还包括独立压接装置(ILM)，该独立压接装置在被扣紧之后利用约100磅的力将IC固定到IC插座中。ILM在台式计算机中十分有用，因为其允许最终使用者相对轻松地卸下1C。遗憾的是，为了保留空间用于离散的散热模组和IC之间的接触，ILM将约100磅的力集中到IC上的两个小接触位置上，从而导致IC上的负载分布不均匀。散热模组和ILM 二者的组合还要求印刷电路板(PCB)上具有多个附接位置。ILM的附接位置在IC的占有面积之外，因为这些附接位置只是旋拧到位于PCB下方的垫板中。散热模组的附接位置甚至位于距离IC更远的位置，因为散热模组必须贴合在ILM周围。遗憾的是，由于紧固件显著地位于IC的占有面积之外，因此对PCB施加了大量的扭矩。这意味着，即使是钢制垫板也必须具有相当的厚度，因为其强度必须足以抵消附接点处施加的力所产生的大扭矩。这种附接构型还会占用PCB上的大量空间，并阻止将支撑元件放置在CPU附近。小型计算机在比台式机壳体小得多的外壳中使用台式机类1C，这些IC设计用于台式机壳体。在很多设计中，该外壳不仅更小，而且还集成到显示单元中。外壳尺寸减小并靠近发热的显示单元，使得散热管理比常规台式计算机更具挑战性。不仅在更有限的空间里产生了更多的热量，而且台式机类IC通常必须保持在比对应的移动计算机类IC低得多的温度。由于小型计算机设计中的散热管理如此困难，因此采用散热管来帮助从IC有效地驱散废热。散热管是一种传热机构，其可在较热和较冷的界面之间以非常小的温差传输大量的热，因此非常适合紧凑型计算环境。典型的散热管由高导热率材料(例如铜或铝)制成的密封管道或管子构成。散热管中包含工作流体(或冷却剂)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算设备中的、用于对安装到印刷电路板(PCB)的集成电路(IC)进行固定和冷却的小型Z形的一体化散热模组(CTM)，所述CTM包括：具有减小的占有面积的散热组件，所述散热组件设置在所述PCB的第一表面上并与所述IC热接触；设置在所述PCB的第二表面上的保持机构；设置在所述保持机构和所述PCB之间的垫板；以及至少一个紧固件，所述至少一个紧固件用于将所述散热组件固定到所述垫板和所述保持机构，其中所述保持机构使得大体上均匀的保持力被施加至整个所述垫板，由此最小化施加至所述IC的扭矩量。

【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：B·W·德格纳，G·泰斯，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US