專(zhuān)利名稱(chēng)：散熱片穩(wěn)定片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種散熱配件，特別是涉及一種應(yīng)用在有使用散熱器(Heatsink)散熱，且具有液晶顯示器的電腦或伺服器等相關(guān)領(lǐng)域的散熱配件。
請(qǐng)參閱

圖1，其為現(xiàn)有的一種散熱器與待散熱的電路小片相對(duì)位置示意圖。一般而言，在散熱器104底部與電路小片(die)100接觸的地方設(shè)置有散熱片(thermal pad)102，以作為將電路小片100的熱量傳至散熱器104的介質(zhì)。此外，現(xiàn)有的散熱器104重心通常偏右，這是因?yàn)樯崞?04右半部的散熱鰭片104b的數(shù)量通常左半部的散熱鰭片104a要多。而且，值得注意的是，由于空間有限的關(guān)系，上述散熱器104的左半部的散熱鰭片104a無(wú)法向左拓展。其原因之一在于，散熱器104的左邊往往設(shè)置有電源供應(yīng)器(powersupply)。也因此，為了增加散熱效果，通常只能將散熱器104的右半部的散熱鰭片104b設(shè)計(jì)得愈來(lái)愈多，因而使重心右移情形將更為嚴(yán)重。因此，若利用扣環(huán)(clip)將該散熱器104往插座(socket)往下扣壓時(shí)，會(huì)在散熱器104重心的左側(cè)產(chǎn)生一個(gè)力矩(moment)(因?yàn)榭埸c(diǎn)并非落在重心的緣故)。這個(gè)力距常使得上述散熱片102無(wú)法密切接觸電路小片100，因而使得電路小片100的熱量無(wú)法順利傳導(dǎo)至散熱片102。
請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，當(dāng)發(fā)生上述因力距而產(chǎn)生的偏差情形時(shí)，散熱片102只有左半部和電路小片100發(fā)生接觸。此時(shí)，同樣的熱量只能通過(guò)這較小的接觸面積進(jìn)行傳遞。換言之，此時(shí)該接觸面積上的熱密度很高(如果是通過(guò)整個(gè)散熱片102傳熱的話，熱密度就較低)。舉例來(lái)說(shuō)，假定正在傳遞的熱量是約31.5W或約29.5W，這些熱量若是不能帶走，則電路小片100的溫度將持續(xù)升高，而超過(guò)了中央處理器(cpu)廠商所能容忍的生產(chǎn)規(guī)格(specification)。請(qǐng)參考下列公式W=KAΔTΔX]]>其中K為熱傳導(dǎo)系數(shù)；A為接觸面積；而ΔT則為溫升；ΔX為散熱器厚度。
根據(jù)該公式，當(dāng)接觸面積A變小的時(shí)候，由于電路小片100的熱傳導(dǎo)系數(shù)K與ΔX是固定的，故同樣的熱量W將導(dǎo)致溫度上升ΔT很多。若以上述因力距導(dǎo)致的偏差為例，假設(shè)該力距造成接觸面積只有原來(lái)的一半時(shí)，可能造成溫升(ΔT)過(guò)大，而超過(guò)了cpu廠商的生產(chǎn)規(guī)格。
事實(shí)上，一般的散熱器廠商多會(huì)以cpu廠商的溫度標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)作為散熱器的品質(zhì)依據(jù)?？墒侨绻?yàn)樯崞佑|不良而導(dǎo)致散熱器無(wú)法達(dá)到品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的話，是很得不償失的。
本發(fā)明的目的在于解決散熱器與電路小片之間熱量傳遞的問(wèn)題。由于散熱器必須與電路小片緊密結(jié)合才能有效散熱，因此本發(fā)明在散熱器周?chē)由弦回缱中偷腜ORON，使散熱器安裝更能有效貼合電路小片，而將熱量帶走。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即提供一散熱片穩(wěn)定片，至少包括一PORON薄片，配置在一散熱器底部的散熱片的外圍，用以在將該散熱器配置在一基片上時(shí)，使該散熱片得以密切接觸該基片上的一電路小片；以及一背膠，涂布在該P(yáng)ORON薄片上，用以使該P(yáng)ORON薄片由該背膠貼附在該散熱器底部的散熱片外圍。
本發(fā)明還提供一種散熱總成，至少包括一冂字型PORON薄片；以及一散熱器，該散熱器底部貼有該冂字型PORON薄片。
根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例，本發(fā)明的穩(wěn)定片可使用耐熱極佳的PORON以及背膠，但必須特別注意PORON塊高度最好略小于電路小片的高度，才能使散熱器有效接觸。事實(shí)上，使用PORON薄片之后，電路小片溫度不但降低，而且顯得穩(wěn)定。
就另一角度而言，本發(fā)明也可說(shuō)提供了一種散熱總成(assembly)。該散熱總成包括一冂字型PORON薄片以及一散熱器，其中散熱器底部貼有該冂字型PORON薄片。
下面結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1為現(xiàn)有的一種散熱器與待散熱的電路小片相對(duì)位置示意圖；圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例，其是一種散熱器(heatsink)與穩(wěn)定片的立體示意圖；圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例，其是一種穩(wěn)定片、散熱器、電路小片的相對(duì)位置剖視圖；圖4為穩(wěn)定片太厚時(shí)，使電路小片與散熱器接觸不良的情形示意圖5為穩(wěn)定片厚度約與電路小片厚度相等時(shí)，電路小片與散熱器的相對(duì)位置示意圖；圖6為本發(fā)明較佳實(shí)施例，其為一種冂字型PORON薄片的俯視尺寸示意圖。
請(qǐng)參閱圖2，其所繪示為根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例，一種散熱器(heatsink)與穩(wěn)定片的立體示意圖。一般而言，在散熱器204底部與電路小片(die)接觸的地方設(shè)置有散熱片(thermal pad)202。這是因?yàn)楣腆w分子無(wú)法完全填補(bǔ)固體(例如散熱器204)與固體(電路小片)之間的空隙。事實(shí)上，散熱片(thermalpad)202就是用來(lái)填補(bǔ)這類(lèi)空隙，以作為傳導(dǎo)熱量的介質(zhì)，使得其間的熱量傳遞從點(diǎn)到點(diǎn)的模式轉(zhuǎn)為從面到面的模式。此外，為了使該散熱片202能與電路小片緊密貼合，通常在散熱器外還設(shè)計(jì)有一扣環(huán)(clip)(未繪示)，用以將散熱器204扣緊在電路小片所在的插座(socket)上。然而，應(yīng)注意的是，由于散熱器204的重心通常偏右，這是因?yàn)樯崞?04右半部的散熱鰭片204b的數(shù)量通常左半部的散熱鰭片204a來(lái)得多。因此，若利用扣環(huán)(clip)將該散熱器204往插座(socket)往下扣壓時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)力距(moment)(因?yàn)榭埸c(diǎn)并非落在重心的緣故)。這個(gè)力距常使得上述散熱片202無(wú)法密切接觸電路小片，因而使得電路小片的熱量無(wú)法完全傳導(dǎo)至散熱片202。
緣此，本發(fā)明在散熱片202周?chē)N上一個(gè)冂字型穩(wěn)定片208，可使散熱片204穩(wěn)定(stably)扣合在電路小片上。該冂字型薄片208制作方法例如是做出一個(gè)冂字型PORON薄片，然后在該冂字型PORON薄片涂布背膠(paste)，用以供冂字型PORON薄片與散熱器作貼附。其中，所謂的PORON可以是得自美國(guó)E.Woodstock，Conn的Rogers公司編號(hào)(part number)4716的材料。更仔細(xì)地說(shuō)，上述穩(wěn)定片可補(bǔ)償因力距所造成的誤差。例如，當(dāng)散熱器204左半部因力距而承受較大的下壓力量時(shí)，穩(wěn)定片208的左半部208a就可以對(duì)該下壓力量提供緩沖的效果。
請(qǐng)參閱圖3，其所繪示為根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例，一種穩(wěn)定片308、散熱器304和電路小片300的相對(duì)位置剖視圖。其中，為方便敘述起見(jiàn)，散熱器底部的散熱片并未繪示。由圖中可知，散熱器304與基片(chip)301周?chē)g的間距已經(jīng)被穩(wěn)定片308所縮小，這也就是穩(wěn)定片308能提供緩沖效果的原因之一。此外，就另一角度而言，當(dāng)將散熱器304配置在電路小片300上時(shí)，原本就有可能產(chǎn)生一些偏斜，更何況在線上進(jìn)行組裝的時(shí)候，難免也會(huì)造成類(lèi)似的偏斜錯(cuò)誤。因此，本發(fā)明的穩(wěn)定片308也可以提供一種防斜(呆)的功能，使得上述錯(cuò)誤得以被彌補(bǔ)。
然而，本發(fā)明穩(wěn)定片的厚度也不能太厚，因?yàn)樘竦姆€(wěn)定片會(huì)使散熱片無(wú)法接觸到電路小片。請(qǐng)參閱圖4，其所繪示為穩(wěn)定片408太厚時(shí)，使電路小片300與散熱器304接觸不良的情形示意圖。此外，請(qǐng)參閱圖5，其所繪示為穩(wěn)定片508厚度約與電路小片300厚度相等時(shí)，電路小片300與散熱器304的相對(duì)位置示意圖。雖然此時(shí)外觀看來(lái)似乎很穩(wěn)定，但實(shí)際上根據(jù)我們實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)散熱器304下壓的力量必須把扣環(huán)所造成的力量310考慮進(jìn)去，這會(huì)使得此時(shí)的穩(wěn)定片508厚度仍顯得太厚。應(yīng)注意的是，由于我們的主要目的是在使散熱片得以穩(wěn)定接觸電路小片300，因此既然扣環(huán)也是下壓接觸的力量來(lái)源之一，故在考慮該因素之后，我們得知較佳的穩(wěn)定片508厚度實(shí)質(zhì)上(substantially)是略小于電路小片的厚度。
至于穩(wěn)定片選用PORON為材質(zhì)的原因之一，也在于其可被切得很薄。一般而言，穩(wěn)定片的厚度要略小于電路小片的高度，但也不能薄到不能與基片周?chē)兴佑|。此外，穩(wěn)定片的材料，最好是一種很軟且在受力后可輕易回復(fù)的特定PORON。若將手指壓在這種PORON上之后，在起初可看到指紋線路，但隨即回復(fù)原狀。
請(qǐng)參閱圖6，其所繪示為根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例，一種冂字型PORON薄片的俯視尺寸示意圖。該冂字型薄片左右兩側(cè)長(zhǎng)度608a、608b的長(zhǎng)度可以是約49.29毫米至約49.31毫米，寬度則約9.99至10.01毫米。至于冂字型薄片上面橫條608c的長(zhǎng)度約為48.69毫米至48.71毫米。
此外，我們也會(huì)經(jīng)對(duì)本發(fā)明的穩(wěn)定片做過(guò)攝氏100度耐熱測(cè)試，發(fā)現(xiàn)其可靠度并沒(méi)有問(wèn)題(一般而言，散熱器與電路小片之間的溫度只會(huì)高到攝氏約60至80度)。
為使本發(fā)明的效果更能為熟悉該項(xiàng)技術(shù)者所了解，其所提供本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下，其中表1所列的為待測(cè)硬件的配備，表2則為測(cè)試的結(jié)果。在該測(cè)試中所使用的溫度測(cè)量設(shè)備為T(mén)-type熱電耦計(jì)(thermocouple)，記錄設(shè)備則為YOKOGAWA/HR2300/Hybrid記錄器(Recorder)。
表1待測(cè)硬體的配備
表2測(cè)試的結(jié)果
根據(jù)測(cè)試結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)散熱器上沒(méi)有使用PORON薄片時(shí)，電路小片的溫度變化很大。但在使用PORON薄片之后，電路小片溫度不但降低，而且顯得穩(wěn)定。
本發(fā)明至少具有下列特點(diǎn)1.本發(fā)明可使散熱片與電路小片接觸良好。
2.本發(fā)明可增加散熱器熱傳效率。于此，應(yīng)注意的是，固然熱量的傳遞方式可包括傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射，不過(guò)，如果電路小片與散熱器之間的傳導(dǎo)效果不好的話，對(duì)流效果再好通常也無(wú)法達(dá)到散熱的目的。換句話說(shuō)，通常要能使電路小片的熱量通過(guò)傳導(dǎo)的方式帶至散熱器上。當(dāng)熱量傳至散熱器之后，再使用散熱器上的風(fēng)扇去造成對(duì)流效果，才能順利帶走這些熱量。至于通過(guò)輻射所帶走的熱量并不多，于此就省略不談。
3.本發(fā)明可使散熱器與基片(chip)扣合效果增加，因?yàn)镻ORON具有彈性的緣故，使得扣環(huán)(clip)在將散熱器扣合之后不太會(huì)晃動(dòng)。
4.本發(fā)明可預(yù)防電路小片因與散熱器接觸不良而使熱密度提高。
雖然以上結(jié)合較佳實(shí)施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一散熱片穩(wěn)定片，至少包括一PORON薄片，配置在一散熱器底部的散熱片的外圍，用以在將該散熱器配置在一基片上時(shí)，使該散熱片得以密切接觸該基片上的一電路小片；以及一背膠，涂布在該P(yáng)ORON薄片上，用以使該P(yáng)ORON薄片由該背膠貼附在該散熱器底部的散熱片外圍。
2.如權(quán)利要求1所述的散熱片穩(wěn)定片，其中該P(yáng)ORON薄片為一冂字型薄片。
3.如權(quán)利要求1所述的散熱片穩(wěn)定片，其中該P(yáng)ORON薄片的厚度略小于該電路小片的厚度。
4.如權(quán)利要求1所述的散熱片穩(wěn)定片，其中該P(yáng)ORON薄片在被手指壓過(guò)之后會(huì)出現(xiàn)指紋線路，然后可隨即回復(fù)原狀。
5.一種散熱總成，至少包括一冂字型PORON薄片；以及一散熱器，該散熱器底部貼有該冂字型PORON薄片。
6.如權(quán)利要求5所述的散熱總成，其中該散熱器的左半部與右半部各具有多個(gè)散熱鰭片。
7.如權(quán)利要求6所述的散熱總成，其中該散熱器左半部的散熱鰭片數(shù)量少于該右半部散熱鰭片的數(shù)量。
8.如權(quán)利要求5所述的散熱總成，還包括一散熱片，配置在該散熱器的底部，由此通過(guò)該散熱片傳遞來(lái)自一插座上的電路小片的熱量。
9.如權(quán)利要求8所述的散熱總成，其中該冂字型PORON薄片位于該散熱片的外圍，由此在將該散熱器放置在該電路小片上，使該散熱片穩(wěn)定對(duì)準(zhǔn)該電路小片時(shí)，并使該散熱片密切接觸該電路小片。
10.如權(quán)利要求5所述的散熱總成，其中該冂字型PORON薄片的厚度略小于該電路小片的厚度。
11.如權(quán)利要求5所述的散熱總成，其中該冂字型PORON薄片在被手指壓過(guò)之后會(huì)出現(xiàn)指紋線路，然而可隨即回復(fù)原狀。
12.如權(quán)利要求5所述的散熱總成，其中該冂字型PORON薄片左右長(zhǎng)條的俯視長(zhǎng)度約為49.29毫米至約49.31毫米。
13.如權(quán)利要求5所述的散熱總成，其中該冂字型PORON薄片左右長(zhǎng)條的俯視長(zhǎng)度寬度約為9.99至10.01毫米。
14.如權(quán)利要求5所述的散熱總成，其中該冂字型PORON薄片上面橫條的長(zhǎng)度約為48.69毫米至48.71毫米。
全文摘要
一種散熱片穩(wěn)定片,其在散熱器底部周?chē)由弦回缱中偷腜ORON薄片,以使散熱器(heatsink)底部的散熱片(thermal pad)在安裝時(shí)更能有效貼合電路小片(die),而將熱量帶走。
文檔編號(hào)H01L23/34GK1387257SQ0111779
公開(kāi)日2002年12月25日 申請(qǐng)日期2001年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月17日
發(fā)明者王志忠, 黃國(guó)明, 詹弘州, 侯明駒 申請(qǐng)人:廣達(dá)電腦股份有限公司