專利名稱:用于冷卻產(chǎn)熱部件的裝置和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從部件除去過多的熱量，更具體地，涉及通過將熱量傳導(dǎo)到具有多余冷卻能力的區(qū)域除去電路板部件的過多熱量。
背景技術(shù)：
在具有有限空間要求的計(jì)算機(jī)中，部件的冷卻是設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵部分。部件冷卻需要與其它的設(shè)計(jì)限制條件，例如空間要求和連通性要求相平衡。結(jié)果，熱敏感部件，例如硬盤驅(qū)動(dòng)器和處理器，可以使得對(duì)部件冷卻折衷而被定位。熱敏感部件可以是，但不僅限于，任何通過除去過多的熱量可以受益的部件，其中所除去的熱量多于通過典型的對(duì)流或強(qiáng)制通風(fēng)冷卻所能夠除去的熱量。
冷卻不充分的熱敏感部件的運(yùn)行效率會(huì)降低。冷卻不充分的熱敏感部件還會(huì)過早地失效。過早的部件失效和低效工作會(huì)降低計(jì)算機(jī)的可靠性和市場(chǎng)銷售，從而導(dǎo)致計(jì)算機(jī)銷售商的利潤下降。
使用強(qiáng)制通風(fēng)或?qū)α鬟M(jìn)行冷卻的典型方法可能不能充分冷卻熱敏感部件。由于空間限制或成本原因，使用定向通道或葉片的強(qiáng)制通風(fēng)冷卻可能不會(huì)有效。由于長期能量成本、可靠性降低、噪音考慮等，通過更大風(fēng)扇或附加風(fēng)扇增強(qiáng)冷卻可能也不是有效的解決辦法。
由于空間限制，給熱敏感部件添加熱沉(heat sink)也是不可能的。如果熱敏感部件位于冷卻能力不足以使添加熱沉起效的位置，則給熱敏感部件添加熱沉也不會(huì)有效。
上述關(guān)于冷卻熱敏感部件的問題在具有極端空間限制的計(jì)算機(jī)或其它電子設(shè)備中，例如機(jī)架安裝葉式服務(wù)器(rack-mounted bladeservers)、膝上電腦等，更加嚴(yán)重。此外，計(jì)算機(jī)，例如膝上電腦，使用低能量的限制使得通過增大風(fēng)扇尺寸或添加風(fēng)扇來解決冷卻問題成為一種不吸引人的解決方法。
解決產(chǎn)熱部件冷卻問題的另一種方法是使用熱導(dǎo)管(heat pipe)。熱導(dǎo)管是一種將熱量從一個(gè)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)點(diǎn)的簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)備。典型的熱導(dǎo)管包括密封的熱室，其容納一種可蒸發(fā)的流體。當(dāng)產(chǎn)熱部件加熱熱導(dǎo)管時(shí)，流體蒸發(fā)，從流體的表面釋放熱量。蒸發(fā)的流體移動(dòng)到分開的區(qū)域，在該處熱量被傳遞給冷卻設(shè)備，例如熱沉。氣體冷卻、凝結(jié)，重力將冷凝的蒸氣拖回到熱源。
已經(jīng)證實(shí)，熱導(dǎo)管是一種非常有效的冷卻電路板上產(chǎn)熱部件的方法。熱導(dǎo)管對(duì)于中央處理單元(CPU)和圖形處理單元(GPU)特別有效。影響熱導(dǎo)管效率的一個(gè)因素是向與產(chǎn)熱部件接合的熱量轉(zhuǎn)移頭(heattransfer tip)提供足夠的下向力(downward force)的能力。為了有效地轉(zhuǎn)移熱量，熱量轉(zhuǎn)移頭必須保持與產(chǎn)熱部件接觸。下向力可保證充分的接觸。
一般地，下向力是由多個(gè)緊固機(jī)構(gòu)提供的，例如耦連熱導(dǎo)管與電路板的螺釘。然而，緊固機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生問題并使熱量轉(zhuǎn)移頭不能完全與產(chǎn)熱部件接合。通常，一個(gè)緊固機(jī)構(gòu)用比另一個(gè)更大的扭矩加以固定會(huì)導(dǎo)致熱量轉(zhuǎn)移頭不能與產(chǎn)熱部件保持平行關(guān)系，而是產(chǎn)生空隙。因?yàn)闅怏w是熱的不良導(dǎo)體，所以該空隙會(huì)大大降低熱導(dǎo)管的效率。
從前述的討論應(yīng)當(dāng)顯見，需要一種裝置和方法，用于將熱量從產(chǎn)熱部件傳導(dǎo)到計(jì)算機(jī)內(nèi)具有多余冷卻能力的區(qū)域。有利地，這種裝置和系統(tǒng)可以使熱量轉(zhuǎn)移頭與產(chǎn)熱部件保持充分的接觸。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是響應(yīng)本技術(shù)的當(dāng)前狀況，特別是響應(yīng)本技術(shù)中通過當(dāng)前可以獲得的冷卻系統(tǒng)尚沒有完全解決的問題和需要而提出的。因此，本發(fā)明的提出是為了提供一種用于冷卻產(chǎn)熱電子部件的裝置和系統(tǒng)，其克服了許多或者所有的本技術(shù)中的上述缺點(diǎn)。
用于冷卻產(chǎn)熱電子部件的裝置具有安裝板，其與電路板的頂表面剛性連接，該安裝板位于產(chǎn)熱電路板部件的上面，和熱沉，其具有第一和第二端，該熱沉配置成與該安裝板接合，從而在產(chǎn)熱電路板部件上提供下向力。
在一個(gè)實(shí)施例中，該裝置還包括至少一個(gè)波紋管設(shè)備，其將熱量轉(zhuǎn)移頭與熱沉的第一端耦連，該波紋管設(shè)備配置成將下向力從安裝板傳遞到產(chǎn)熱部件的頂表面，并保持該熱量轉(zhuǎn)移頭順從于產(chǎn)熱部件的頂表面的平面。
該裝置還包括熱導(dǎo)管，其具有熱室，該熱室具有一種可蒸發(fā)流體，并配置成將熱量從產(chǎn)熱電路板部件轉(zhuǎn)移走。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，該裝置包括圓柱體(cylinder)和第二波紋管設(shè)備，其中該圓柱體被配置成可滑動(dòng)地與熱導(dǎo)管的內(nèi)表面接合，并保持恒定的熱室體積，該第二波紋管設(shè)備與熱沉的第二端耦連，并配置成可以伸縮，以便使熱室保持恒定的熱室體積。
在一個(gè)實(shí)施例中，該裝置包括多個(gè)從熱沉向外延伸并且被配置成增大熱沉表面積的熱翼片。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，該裝置還包括芯結(jié)構(gòu)，其與熱沉的內(nèi)表面耦連并配置成輸送流體。波紋管和熱量轉(zhuǎn)移頭可以主要由導(dǎo)熱金屬形成，例如但不僅限于，鋁、銅、鋁-銅合金、銀、金、鎢和鈹。而且，該裝置可以包括多個(gè)波紋管設(shè)備，每一個(gè)波紋管設(shè)備將熱量轉(zhuǎn)移頭與熱沉耦連，該熱沉配置成冷卻多個(gè)產(chǎn)熱電路板部件。
本發(fā)明的系統(tǒng)還可用于冷卻產(chǎn)熱電子部件。特別地，在一個(gè)實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括電路板、多個(gè)產(chǎn)熱電路板部件和該裝置。
在整個(gè)說明書中，提到的特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)或類似的語言并不暗示本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)的所有特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)存在于或者只存在于本發(fā)明的任何一個(gè)單一的實(shí)施例中。相反，應(yīng)當(dāng)理解，特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)等語言意味著，聯(lián)系實(shí)施例說明的具體特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)或特征包含在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說明書中，對(duì)于特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和相似語言的討論可以是，但并不僅限于，參考同一實(shí)施例。
而且，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明所述的特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和特征可以按照任何合適的方式加以組合。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到，在沒有某一特殊實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特殊特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)的情況下，也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。另外，在某些實(shí)施例中可以實(shí)現(xiàn)額外的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，它們可能不是存在于本發(fā)明的所有實(shí)施例中。
通過下文的描述和附加權(quán)利要求
書，或者通過在實(shí)踐下文所提出的本發(fā)明的過程中，將能夠更加明顯地理解本發(fā)明的這些特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
為了使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)更容易理解，通過參考在附圖中圖解的具體實(shí)施例對(duì)上面做過簡(jiǎn)要說明的本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。應(yīng)當(dāng)理解，這些附圖只是描繪本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為對(duì)本發(fā)明的方面構(gòu)成限制，通過使用這些附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加明確而詳細(xì)的說明和解釋，其中圖1a是圖解具有根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的部件的典型電路板的示意性框圖的側(cè)視圖；圖1b是圖解具有根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的部件的典型電路板的示意性框圖的頂視圖；圖2a是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于冷卻產(chǎn)熱部件的系統(tǒng)的剖面圖；圖2b是圖解根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的向一個(gè)部件施加不均勻下向力的一個(gè)實(shí)例的側(cè)視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于冷卻部件的系統(tǒng)的剖面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的用于冷卻部件的系統(tǒng)的一個(gè)可選擇實(shí)施例的剖面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的用于冷卻多個(gè)部件的系統(tǒng)的剖面圖。
具體實(shí)施方式在整個(gè)說明書中，“一個(gè)實(shí)施例”、“某一實(shí)施例”或類似語言表示，聯(lián)系該實(shí)施例說明的特殊特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)或特征包含在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說明書中，所出現(xiàn)的短語“一個(gè)實(shí)施例”、“某一實(shí)施例”或類似語言可以，但不必須，都參考同一個(gè)實(shí)施例。
而且，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明所述的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)或特征可以按照任何合適的方式加以組合。在下面的說明中，提供了大量特殊的細(xì)節(jié)，例如編程實(shí)例、軟件模塊、用戶選擇、網(wǎng)絡(luò)處理、數(shù)據(jù)庫查詢、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、硬件模塊、硬件電路、硬件芯片等，從而能夠完全理解本發(fā)明的實(shí)施例。然而，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到，在沒有一個(gè)或多個(gè)特殊細(xì)節(jié)的情況下，或者通過其它的方法、部件、材料等，也能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。另外，在其他情況下，沒有顯示或者詳細(xì)說明眾所周知的結(jié)構(gòu)、材料或操作，以避免模糊本發(fā)明的各個(gè)方面。
圖1a是具有部件的典型電路板102的側(cè)視圖。圖1b是具有部件的電路板102的頂視圖。電路板102可以是服務(wù)器、膝上電腦、工作站或其它電子設(shè)備的一部分。電路板102包括一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)熱部件104。在一個(gè)實(shí)施例中，產(chǎn)熱部件104是硬盤。在另一個(gè)實(shí)施例中，產(chǎn)熱部件104是處理器。在另外的實(shí)施例中，產(chǎn)熱部件104是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“RAM”)芯片。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到其它的產(chǎn)熱部件，其中除去多余的熱量是有利的。
電路板102包括其它的部件106。部件106可以是電阻器、電容器、集成電路、處理器、存儲(chǔ)器等等。部件106位于電路板102上，借助氣流108或空氣循環(huán)加以冷卻。氣流108可以用風(fēng)扇、對(duì)流冷卻或其它典型計(jì)算機(jī)冷卻方法的強(qiáng)制空氣冷卻而引起。部件106相對(duì)于產(chǎn)熱部件104定位使得產(chǎn)熱部件104具有比用于部件106的氣流108或冷卻更小的氣流110或冷卻能力。
在一個(gè)實(shí)施例中，電路板102是具有有限空間要求的葉式服務(wù)器的一部分。在這種葉式服務(wù)器中，由于空間限制和布局需要，對(duì)產(chǎn)熱部件104的冷卻比對(duì)其它部件106的冷卻更加困難。增加對(duì)產(chǎn)熱部件104的冷卻對(duì)于提高熱敏感部件的性能、延長壽命或提高可靠性而言是所希望的。由于空間限制、能量限制或噪音限制，通過增大產(chǎn)熱部件104的氣流110來增強(qiáng)冷卻可能比較困難。例如，增大用于冷卻的風(fēng)扇的尺寸會(huì)使能量成本超過期望的或要求的限制，或者可能使噪音水平增大到超過可以接收的界限。在另一個(gè)實(shí)例中，空間限制可能阻礙使用葉片或輸送管向產(chǎn)熱部件104輸送更多的氣流108。在其它的實(shí)施例中，電路板102是膝上電腦、服務(wù)器、工作站、臺(tái)式電腦、數(shù)字化視頻光盤(“DVD”)播放器或其它電子設(shè)備的一部分。
圖2a是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于冷卻產(chǎn)熱部件104的系統(tǒng)200的剖面圖。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)200包括電路板102和至少一個(gè)產(chǎn)熱電路板部件(下文稱作“部件”)104。在圖示實(shí)施例中，部件104包括坐落在插座202內(nèi)的中央處理單元(CPU)。當(dāng)前，處理器被配置成具有各種不同的插座構(gòu)型。插座構(gòu)型一般由CPU設(shè)計(jì)加以確定。然而，不管插座202的構(gòu)型如何，冷卻設(shè)備通常與CPU耦連。
適合用于冷卻該部件104的冷卻設(shè)備的實(shí)例包括熱沉(heatsink)、具有風(fēng)扇的熱沉、熱導(dǎo)管、水冷系統(tǒng)、氟里昂冷卻系統(tǒng)等。在圖示實(shí)施例中，系統(tǒng)200用熱導(dǎo)管204冷卻。熱導(dǎo)管204一般包括與熱導(dǎo)管204的第一端耦連的熱量轉(zhuǎn)移頭206。該熱量轉(zhuǎn)移頭206配置成將熱量從部件104轉(zhuǎn)移走。
安裝板208保持熱導(dǎo)管204相對(duì)于部件104的位置。熱導(dǎo)管204可以和安裝板208固定耦連，或者選擇地，熱導(dǎo)管204可以可拆卸地與安裝板208耦連。緊固設(shè)備210將安裝板208固定在多個(gè)支座(standoff)212上，該支座進(jìn)一步與電路板102或母板相連。類似地，電路板102可以和殼罩(case)214相連。
通過緊固在電路板102上的安裝板208向部件的頂表面施加下向力。不幸的是，緊固設(shè)備210可能用不同大小的扭矩扣緊或加固，結(jié)果導(dǎo)致向部件104施加不均勻的力。
圖2b是顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的向部件104施加了不均勻下向力的一個(gè)實(shí)例的側(cè)視圖。如圖所示，由于前面討論的由安裝板208施加的不均勻力，使得熱量轉(zhuǎn)移頭206沒有完全與部件104的頂表面接合。在部件104和熱量轉(zhuǎn)移頭206之間可能出現(xiàn)空隙214，從而大大降低熱導(dǎo)管204的效率?？諝馐菬岬牟涣紝?dǎo)體，因此部件104與熱量轉(zhuǎn)移頭206之間的空隙214是不希望的。
圖3是圖解根據(jù)本發(fā)明的用于冷卻部件104的系統(tǒng)300的剖面圖的示意性框圖。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)300被配置成向熱量轉(zhuǎn)移頭206提供下向力，從而確保完全順應(yīng)的熱量轉(zhuǎn)移頭206與部件104接口。如這里所用的，術(shù)語“下向力”是指朝向電路板102的力。
在一個(gè)實(shí)施例中，術(shù)語“順應(yīng)”是指第一平面與第二平面基本上共面。例如，熱量轉(zhuǎn)移頭206的底表面或面對(duì)部件的表面與部件104的頂表面相順應(yīng)，當(dāng)這兩個(gè)表面共面時(shí)。熱量轉(zhuǎn)移頭206與部件104之間順應(yīng)的一個(gè)好處是，當(dāng)向熱量轉(zhuǎn)移頭206施加下向力時(shí)，不會(huì)在熱量轉(zhuǎn)移頭206和部件104之間產(chǎn)生空隙。
在進(jìn)一步的實(shí)施例中，系統(tǒng)300包括熱導(dǎo)管302，其配置成提供下向力。熱導(dǎo)管302可以包括柔性的波紋管設(shè)備304，其配置成將下向力從熱導(dǎo)管302和安裝板210轉(zhuǎn)移到熱量轉(zhuǎn)移頭206。波紋管設(shè)備(下文稱作“波紋管”)304被配置成活節(jié)結(jié)合(articulate)，以便使熱量轉(zhuǎn)移頭206與部件104保持順應(yīng)的接口。如這里所用的，術(shù)語“波紋管”是指柔性的手風(fēng)琴狀設(shè)備，其允許沿著水平和垂直方向運(yùn)動(dòng)。波紋管304可以按照與彈簧相似的方式發(fā)揮作用，因此可以配置成具有在部件104上施加選擇的下向力的預(yù)定的“剛度(spring rate)”。
如上面參考圖2b說明的，施加給緊固設(shè)備210的不均勻扭矩會(huì)導(dǎo)致熱導(dǎo)管302與部件104配置關(guān)系不垂直。波紋管304允許在熱量轉(zhuǎn)移頭206與部件104保持順應(yīng)或共面的情況下，熱量轉(zhuǎn)移頭302不與部件104垂直。在一個(gè)實(shí)施例中，波紋管用薄的柔性金屬形成，柔性金屬被選擇為能夠在部件104上提供足夠的力。在一個(gè)實(shí)施例中，足夠的力大約為20PSI在進(jìn)一步的實(shí)施例中，熱導(dǎo)管302包括熱室306，其位于容器308內(nèi)。熱室306是由外部容器308形成的整體而密封的單元。該熱室306也可以用可滑動(dòng)的芯309形成，其可以容納可蒸發(fā)流體。在一個(gè)實(shí)施例中，熱室306配置成具有恒定的體積。
為了保持恒定的體積，芯309與容器308可滑動(dòng)地耦合。在一個(gè)實(shí)施例中，芯209包括毛細(xì)成芯材料，其配置成輸送流體。芯可以用一種燒結(jié)多孔材料形成，如鋼、鋁、鎳、銅和陶瓷。此外，芯可以用燒結(jié)粉、有槽管、篩眼或布形成。芯被配置成產(chǎn)生毛細(xì)壓力，以將流體從流體被冷凝的區(qū)域輸送回流體蒸發(fā)的區(qū)域。芯309與熱量轉(zhuǎn)移頭206在底表面311接觸。
頂表面311可以焊接在熱量轉(zhuǎn)移頭206上以便使離開熱量轉(zhuǎn)移頭206的熱流最大化。圖示的實(shí)施例圖解了熱量轉(zhuǎn)移頭206和底表面311之間的小空隙，這只是出于例證的目的。如上所述，熱量轉(zhuǎn)移頭206和底表面311可以機(jī)械地緊固在一起，由此不產(chǎn)生空隙。
為了在波紋管304收縮時(shí)，使熱室306保持恒定的體積，可以將第二波紋管310與容器308的第二端耦連。波紋管304和310響應(yīng)安裝板208施加的下向力而伸縮。波紋管304和310可以焊接在容器308上。在一個(gè)實(shí)例中，當(dāng)緊固設(shè)備210向下扭轉(zhuǎn)時(shí)，熱導(dǎo)管302壓縮第一波紋管304并在部件104上施加該下向力。同時(shí)，熱室306隨后向上推帽件312，并伸長第二波紋管304。
如本領(lǐng)域眾所周知的，在確定熱室306內(nèi)所用的可蒸發(fā)流體量時(shí)，熱室306的體積是關(guān)鍵的。部件104的工作溫度連同體積的仔細(xì)平衡必須被計(jì)算以確保熱導(dǎo)管的效率。在安裝板208和熱導(dǎo)管壓縮波紋管304以便提供必需的下向力的同時(shí)，系統(tǒng)300有利地使熱室306保持恒定的體積。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的用于冷卻部件104的系統(tǒng)400的一個(gè)可選擇實(shí)施例的側(cè)視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)400包括具有單波紋管304構(gòu)型的熱導(dǎo)管402。熱導(dǎo)管402可以配置成具有整體容器404，其與上文參考圖3示出的不同，沒有上波紋管。熱導(dǎo)管402可以包括恒定體積的熱室306，其與熱量轉(zhuǎn)移頭206機(jī)械耦連，并且配置成可滑動(dòng)地與容器404的內(nèi)表面接合。
在一個(gè)實(shí)施例中，熱室306選擇具有的體積略小于容器404的體積，從而當(dāng)安裝板208固定在電路板102上，隨后容器404壓縮波紋管304時(shí)，芯的頭406剛好與容器404的頂內(nèi)表面接觸。選擇地，芯309可以用可壓縮的材料形成，以便當(dāng)安裝板208固定于電路板102上時(shí)，能夠順應(yīng)容器404的收縮體積。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的用于冷卻多個(gè)部件104的系統(tǒng)500的剖面圖。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)500被配置成冷卻多個(gè)部件104，例如雙處理器計(jì)算系統(tǒng)中的多個(gè)處理器。選擇地，多個(gè)部件104可以包括不同的部件，例如處理器和芯片集北橋(north bridge)。而且，部件104可以被配置成具有不同的高度。如所示出的，系統(tǒng)500示出了多個(gè)相似的部件，然而，例如，處理器和圖形處理單元有可能具有相對(duì)于電路板102不同的高度。
多部件熱導(dǎo)管502的波紋管304被配置成通過以壓縮風(fēng)琴或彈簧相似的方式，與不同高度的部件104接合。熱導(dǎo)管502還可以配置成具有恒定體積的熱室504，其中所選的體積能夠保持可蒸發(fā)流體的穩(wěn)態(tài)冷凝/蒸發(fā)反應(yīng)。選擇地，熱室504可以具有可變的體積。
在一個(gè)實(shí)施例中，熱導(dǎo)管502包括多個(gè)冷卻翼片506。冷卻翼片506可以用導(dǎo)熱金屬，例如鋁或銅形成。冷卻翼片506與熱導(dǎo)管502耦連。用于耦連冷卻翼片506的方法的實(shí)例包括定位焊接、軟焊和形成具有集成冷卻翼片506的熱導(dǎo)管502。冷卻翼片506配置成用于增大熱導(dǎo)管502的表面積，以便增大將熱量散發(fā)到氣氛中的面積。冷卻翼片506還可以分別和圖3和4的熱導(dǎo)管302、403耦連。冷卻翼片506對(duì)于冷卻產(chǎn)熱部件領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是熟知的，因此這里不再進(jìn)行進(jìn)一步的討論。
在不背離本發(fā)明精神和主要特征的前提下，本發(fā)明可以用其它特殊的形式加以實(shí)現(xiàn)。所述的實(shí)施例應(yīng)當(dāng)看作都只是舉例說明，而沒有限制意義。因此，本發(fā)明的范圍由附加權(quán)利要求
確定，而不是前面的說明。在與權(quán)利要求
等同的意義和范圍內(nèi)進(jìn)行的所有改變都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種冷卻產(chǎn)熱部件的裝置，該裝置包括安裝板，其與電路板的頂表面剛性連接，該安裝板位于產(chǎn)熱電路板部件的上方；熱沉，其具有第一和第二端，該熱沉配置成與該安裝板通過界面連接，以便在該產(chǎn)熱電路板部件上提供下向力；和至少一個(gè)波紋管設(shè)備，其將熱量轉(zhuǎn)移頭和熱沉的第一端耦連，該波紋管設(shè)備配置成將下向力從安裝板傳遞到產(chǎn)熱部件的頂表面，并保持熱量轉(zhuǎn)移頭與產(chǎn)熱部件的頂表面的平面順應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其中該熱沉包括熱導(dǎo)管，其配置有熱室，該熱室具有可蒸發(fā)液體并配置成將熱量從產(chǎn)熱電路板部件轉(zhuǎn)移走。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的裝置，其中該熱室進(jìn)一步包括圓柱體，其配置成與熱導(dǎo)管的內(nèi)表面滑動(dòng)接合，并維持恒定的熱室體積。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，進(jìn)一步包括第二波紋管設(shè)備，其與熱沉的第二端耦連，并配置成可伸縮以便使熱室保持恒定的熱室體積。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，進(jìn)一步包括多個(gè)熱翼片，其從熱沉向外延伸，并配置成增大熱沉的表面積，以便從熱沉散發(fā)熱量。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，進(jìn)一步包括芯結(jié)構(gòu)，其與熱沉的內(nèi)表面耦連，并配置成輸送流體。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其中該波紋管和該熱量轉(zhuǎn)移頭主要由導(dǎo)熱金屬形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7的裝置，其中導(dǎo)熱金屬選自鋁、銅、鋁-銅合金、銀、金、鎢和鈹。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，進(jìn)一步包括多個(gè)波紋管設(shè)備，每一個(gè)波紋管設(shè)備將熱量轉(zhuǎn)移頭與熱沉耦連，該熱沉配置成用于冷卻多個(gè)產(chǎn)熱電路板部件。
10.一種冷卻產(chǎn)熱部件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電路板；多個(gè)產(chǎn)熱電路板部件；安裝板，其與電路板的頂表面剛性連接，該安裝板位于產(chǎn)熱電路板部件的上方；熱沉，其具有第一和第二端，該熱沉被配置成與該安裝板通過界面連接，以便在該產(chǎn)熱電路板部件上提供下向力；和至少一個(gè)波紋管設(shè)備，其將熱量轉(zhuǎn)移頭和熱沉的第一端耦連，該波紋管設(shè)備被配置成將下向力從安裝板傳遞到產(chǎn)熱部件的頂表面，并保持熱量轉(zhuǎn)移頭與產(chǎn)熱部件的頂表面的平面順應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10的系統(tǒng)，其中該熱沉包括熱導(dǎo)管，其配置有熱室，該熱室具有可蒸發(fā)液體，并配置成將熱量從產(chǎn)熱電路板部件轉(zhuǎn)移走。
12.根據(jù)權(quán)利要求
10的系統(tǒng)，其中該熱室進(jìn)一步包括圓柱體，其配置成與熱導(dǎo)管的內(nèi)表面滑動(dòng)接合，并維持恒定的熱室體積。
13.根據(jù)權(quán)利要求
10的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第二波紋管設(shè)備，其與熱沉的第二端耦連，并配置成可伸縮以便使熱室保持恒定的熱室體積。
14.根據(jù)權(quán)利要求
10的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多個(gè)熱翼片，其從熱沉向外延伸，并配置成增大熱沉的表面積，以便從熱沉散發(fā)熱量。
15.根據(jù)權(quán)利要求
10的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括芯結(jié)構(gòu)，其與熱沉的內(nèi)表面耦連，并配置成輸送流體。
16.根據(jù)權(quán)利要求
10的系統(tǒng)，其中該波紋管和該熱量轉(zhuǎn)移頭主要由導(dǎo)熱金屬形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求
16的系統(tǒng)，其中導(dǎo)熱金屬選自鋁、銅、鋁-銅合金、銀、金、鎢和鈹。
18.根據(jù)權(quán)利要求
10的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多個(gè)波紋管設(shè)備，每一個(gè)波紋管設(shè)備將熱量轉(zhuǎn)移頭與熱沉耦連，該熱沉配置成用于冷卻多個(gè)產(chǎn)熱電路板部件。
19.一種冷卻產(chǎn)熱部件的裝置，該裝置包括安裝板，其與電路板的頂表面剛性連接，該安裝板位于產(chǎn)熱電路板部件的上方；熱沉，其具有第一和第二端，該熱沉被配置成與該安裝板通過界面連接，以便在該產(chǎn)熱電路板部件上提供下向力；第一波紋管設(shè)備，其將熱量轉(zhuǎn)移頭與熱沉的第一端耦連，該波紋管設(shè)備配置成將下向力從安裝板傳遞到產(chǎn)熱部件的頂表面，并保持熱量轉(zhuǎn)移頭與產(chǎn)熱部件的頂表面的平面順應(yīng)；和第二波紋管設(shè)備，其與熱沉的第二端耦連，并配置成可以伸縮以便使熱室保持恒定的熱室體積。
20.一種冷卻產(chǎn)熱部件的裝置，該裝置包括安裝板，其與電路板的頂表面剛性連接，該安裝板位于產(chǎn)熱電路板部件的上方；熱沉，其具有第一和第二端，該熱沉被配置成與該安裝板通過界面連接，以便在該產(chǎn)熱電路板部件上提供下向力；和多個(gè)波紋管設(shè)備，每一個(gè)波紋管設(shè)備將熱量轉(zhuǎn)移頭和熱沉耦連，該波紋管設(shè)備配置成將下向力從安裝板傳遞到產(chǎn)熱部件的頂表面，并保持熱量轉(zhuǎn)移頭與產(chǎn)熱部件的頂表面的平面順應(yīng)；以及其中該熱沉配置成冷卻多個(gè)產(chǎn)熱電路板部件。
專利摘要
公開的裝置和系統(tǒng)用于冷卻產(chǎn)熱部件。該裝置可以包括安裝板，其與電路板的頂表面剛性連接，該安裝板位于產(chǎn)熱電路板部件的上方，和熱沉，其具有第一和第二端。該熱沉配置成與該安裝板通過界面連接，以便在該產(chǎn)熱電路板部件上提供下向力。該裝置還包括至少一個(gè)波紋管設(shè)備，其將熱量轉(zhuǎn)移頭和熱沉的第一端耦連，其中該波紋管設(shè)備配置成將下向力從安裝板傳遞到產(chǎn)熱部件的頂表面，并使熱量轉(zhuǎn)移頭與產(chǎn)熱部件的頂表面保持順應(yīng)。該系統(tǒng)包括電路板、多個(gè)產(chǎn)熱電路板部件和上述的裝置。
文檔編號(hào)H05K7/20GK1991680SQ200610136299
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年10月17日
發(fā)明者迪恩·弗雷德里克·赫林, 保羅·安德魯·沃姆斯比徹, 威諾德·卡瑪斯 申請(qǐng)人:國際商業(yè)機(jī)器公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan