專利名稱：無焊散熱片定位器及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將散熱片固定到電子基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
散熱片常用來冷卻電子設(shè)備如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的發(fā)熱部件。例如，處理器如中央處 理單元(“CPU”)生成大量熱，并且必須可靠地加以冷卻以保持工作并防止損壞CPU。在本 領(lǐng)域中已知用于將散熱片固定到電路板的各種方法和設(shè)備。冷卻如CPU的發(fā)熱部件的重要 性使得希望以保證散熱片與待冷卻的發(fā)熱部件之間有效接合的方式可靠地固定散熱片。計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)制造的經(jīng)濟(jì)性使得希望一種固定散熱片的經(jīng)濟(jì)方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種散熱片定位器。該散熱片定位器包括定位器本體， 該定位器本體具有用于接收散熱片夾子的鉤子。成對(duì)柔性保持尖頭在共同方向上從定位器 本體延伸，并且在端部上具有倒鉤。制動(dòng)件與定位器本體集成并且具有在鉤子與柔性保持 尖頭的倒鉤之間的接合部分。彈簧與定位器本體集成，并且具有間隔在倒鉤與制動(dòng)件之間 的自由端。本發(fā)明的另一實(shí)施例提供一種用于將散熱片固定到電路板的定位系統(tǒng)。在電路板 上提供與發(fā)熱電路板元件相鄰的成對(duì)隔開的開口。定位器包括定位器本體；耦合到定位 器本體的鉤子；以及在共同方向上從定位器本體延伸的成對(duì)柔性保持尖頭。柔性保持尖頭 被間隔用于插入到電路板上的開口中。在各尖頭的端部設(shè)置的倒鉤被配置用于在尖頭插入 到電路板上的開口中時(shí)將定位器本體保持于電路板上。彈簧與定位器本體集成，并且具有 自由端，該自由端與倒鉤間隔的距離比電路板的厚度更小。制動(dòng)件與定位器本體集成，用于 限制超出尖頭在彈簧的自由端與電路板的初始接觸以外的插入量。提供散熱片夾子用于在 散熱片與發(fā)熱電路板元件直接熱接觸的情況下將散熱片可釋放地固定到定位器的鉤子。


圖1是用于將散熱片可釋放地固定到與電路板上的處理器接合的電路板的散熱 片定位系統(tǒng)的透視圖。圖2是圖1的散熱片定位系統(tǒng)的定位器之一的透視圖。圖2A是定位器的示意側(cè)視圖，該定位器具有用于接收散熱器夾子的、“敞開”鉤子。圖2B是定位器的示意側(cè)視圖，該定位器具有包括用于接收散熱器夾子的閉合環(huán) 或者卸扣(shackle)的鉤子。圖3A是定位器在固定到電路板之前的側(cè)視圖。圖3B是固定到電路板的定位器的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種具有柔性保持尖頭以及用于實(shí)現(xiàn)定位器穩(wěn)定度的 更硬穩(wěn)定尖頭的定位器，這些柔性保持尖頭在端部上具有用于將定位器可釋放地固定到電 路板的倒鉤?？梢酝ㄟ^將保持尖頭和穩(wěn)定尖頭滑動(dòng)到電路板上的對(duì)應(yīng)開口中(響應(yīng)于此， 柔性尖頭上的倒鉤將定位器鎖定于電路板上)，將定位器固定到電路板。定位器還包括與電 路板接合以限制定位器移動(dòng)或者“活動(dòng)”的一個(gè)或者多個(gè)彈簧。彈簧還進(jìn)行彎曲以適應(yīng)不 同厚度的電路板。提供制動(dòng)件以限制保持尖頭和穩(wěn)定尖頭在電路板的開口中的插入，并且 由此防止過度壓縮彈簧。定位器還包括從電路板延伸開去、用于與散熱片夾子耦合的鉤子。 定位器可以容易地連接到電路板而無需將定位器焊接到電路板。在一些實(shí)施例中，定位器 固定到電路板而無需使用單獨(dú)扣件或者工具。本發(fā)明的另一實(shí)施例提供一種用于將散熱片可釋放地固定到與處理器有效接合 的電路板的定位系統(tǒng)。定位系統(tǒng)包括散熱片夾子和成對(duì)定位器。定位器優(yōu)選地在處理器或 者其它發(fā)熱設(shè)備的相對(duì)側(cè)上可固定到電路板。散熱片夾子的端部可釋放地固定到定位器上 的鉤子。通過將散熱片夾子的端部固定到相鄰定位器，散熱片夾子可釋放地對(duì)與處理器直 接熱接觸的散熱片進(jìn)行固定。圖1是在10處大體上表示的散熱片定位系統(tǒng)的透視圖，該系統(tǒng)用于將散熱片20 可釋放地固定到電路板30，該電路板30與電路板30上的發(fā)熱處理器(“CPU”)32接合。散 熱片定位系統(tǒng)10包括可釋放地固定到電路板30的襯底上的定位器40和與散熱片接合并 且具有兩個(gè)鉤形端部34A、34B的散熱片夾子34，這些鉤形端部可釋放地耦合到定位器40。散熱片20包括相對(duì)于散熱片20的整體尺度(例如LxWxH)具有大量熱傳導(dǎo)表面 積的多個(gè)鰭狀物22。散熱片20通過將熱從CPU32傳導(dǎo)開來冷卻CPU 32?？諝馔ǔＭㄟ^由 風(fēng)扇(未示出)生成的強(qiáng)迫對(duì)流在鰭狀物22之上和之間同時(shí)流動(dòng)，以冷卻鰭狀物22。作為 結(jié)果，熱經(jīng)由散熱片20從CPU 32連續(xù)地傳送到環(huán)境空氣以冷卻CPU32。定位系統(tǒng)10以在散熱片20與CPU 32之間提供有效接合的方式將散熱片20固定 到電路板30，以幫助保證CPU 32與用于冷卻CPU32的散熱片20之間的適當(dāng)熱傳導(dǎo)。本領(lǐng) 域技術(shù)人員將理解這里可以構(gòu)造替代實(shí)施例，其中定位到電路板或者電子設(shè)備的其它基礎(chǔ) 結(jié)構(gòu)的散熱片可以類似地冷卻除了 CPU之外的發(fā)熱部件。在圖1的實(shí)施例中示出了兩個(gè)定位器40和一個(gè)散熱片夾子34，盡管另一實(shí)施例 可以根據(jù)比如散熱片20的尺寸、質(zhì)量和形狀這樣的因素使用附加定位器40和散熱片夾子 34。散熱片夾子34可以由桿或者線形成，該桿或者線由彈性材料如彈簧鋼制成。散熱片夾 子34在這一實(shí)施例中在相鄰鰭狀物22之間的位置與散熱片20接合。通常用手可以將散 熱片夾子34的端部可釋放地耦合到相應(yīng)定位器40。通過將端部34A、34B定位到(通常用 手)每個(gè)相應(yīng)定位器40的孔41中，來將散熱片夾子34可釋放地耦合到定位器40。舉例而 言，示出了散熱片夾子的第一端部34A可釋放地耦合到第一定位器40(在圖1中的左側(cè)示 出)，而示出了散熱片夾子34的第二端部34B尚未固定到第二定位器40 (在圖1中的右側(cè) 示出)。散熱片夾子34的形狀使得散熱片夾子34到定位器的固定將散熱片20朝向電路 板30且對(duì)著CPU 32推進(jìn)。散熱片夾子34的彈性向散熱片夾子34賦予了將散熱片20對(duì) 著CPU32偏置的這一與彈簧相似的特性?？蛇x地，將散熱片夾子34固定到定位器40可以 使得散熱片夾子34置于張力中以將散熱片20對(duì)著CPU 32推進(jìn)。
圖2是可以在圖1的散熱片定位系統(tǒng)10中使用的定位器40的透視圖。定位器40 包括定位器本體42，該本體具有在44處大體上表示的用于將散熱片夾子34可拆卸地固定 到定位器40的“閉合”鉤子。這一實(shí)施例的閉合鉤子44包括經(jīng)過定位器本體42的用于接 收散熱片夾子34的一端部(見圖1中與將散熱片夾子34固定到定位器40有關(guān)的上文細(xì) 節(jié))的孔41。在圖2A和圖2B中示意地圖示了用于將散熱片夾子34可釋放地固定到定位器本體42的可選的鉤子。圖2A是定位器40A的示意側(cè)視圖，該定位器40A具有耦合到定位器 本體42A的“敞開”鉤子44A。散熱片夾子34的端部可以通過在鉤子44A下鉤住散熱片夾 子34的端部來可拆卸地固定到定位器40A。圖2B是具有鉤子的定位器40B的示意側(cè)視圖， 該鉤子包括耦合到定位器本體42B的閉合環(huán)或者卸扣44B。散熱片夾子34可以通過將散熱 片夾子34的端部鉤住環(huán)或者卸扣44B來可拆卸地固定到定位器40B。圖2、圖2A和圖2B 中所示鉤子為鉤子的非限制例子，并且可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)構(gòu)思其它鉤子。再次參照?qǐng)D2，成對(duì)柔性保持尖頭46在離開鉤子44的共同方向(這里標(biāo)記為方向 “D”)上從定位器本體42延伸。柔性保持尖頭46在倒鉤47中端接于與鉤子44最遠(yuǎn)的端部 (即“倒鉤端部”)。倒鉤47朝向相對(duì)方向，具有稱為“抓鉤部分”48的平坦部分，其從柔性保 持尖頭46向外并且彼此向背地延伸，但是在另一實(shí)施例中可以代之以朝向彼此向內(nèi)面向。成對(duì)穩(wěn)定尖頭49在方向“D”上從定位器本體42延伸，各穩(wěn)定尖頭與柔性保持尖 頭46中的相應(yīng)柔性保持尖頭緊密鄰近。穩(wěn)定尖頭49更寬并且因此比柔性保持尖頭46明 顯更硬。各穩(wěn)定尖頭49可選地比相鄰保持尖頭46寬至少百分之五十。制動(dòng)件50與定位器本體42集成。制動(dòng)件50的接合部分51定位(沿著方向“D”) 于鉤子44與倒鉤47之間。成對(duì)相對(duì)彈簧54與定位器本體42集成。各彈簧54具有間隔 在倒鉤47與制動(dòng)件50的接合部分51之間的自由端55。定位器40可以是包括定位器本體42、集成式彈簧54、柔性保持尖頭46、穩(wěn)定尖頭 49和鉤子44這些特征的單一結(jié)構(gòu)。換而言之，這些可以是定位器40的由于比如通過沖壓 操作、切割操作、折疊操作或者其組合由單件金屬片形成定位器40而產(chǎn)生的物理上不可分 特征。定位器40沿折疊線45折疊，從而保持尖頭46在折疊線45的一側(cè)上而保持尖頭49 在折疊線45的另一側(cè)上。定位器40的這一折疊構(gòu)造允許保持尖頭46與穩(wěn)定尖頭49獨(dú)立 地彎曲。圖3A和圖3B圖示了將定位器40固定到電路板30的序列。圖3A是定位器40在 將定位器40固定到電路板30之前的側(cè)視圖。成對(duì)柔性保持尖頭46和成對(duì)穩(wěn)定尖頭49與 對(duì)應(yīng)成對(duì)間隔開的開口 34對(duì)準(zhǔn)，以便使得保持尖頭46和穩(wěn)定尖頭49后續(xù)插入到開口 34 中。在開口 34的外邊緣35與倒鉤47之間有明顯阻礙，從而響應(yīng)于倒鉤47在箭頭所示插入 方向上插入到開口 34中，開口 34的外邊緣35將起初造成柔性保持尖頭46向內(nèi)彎曲，從而 電路板30中的開口 34將接收柔性保持尖頭46。明顯更寬的穩(wěn)定尖頭49與開口 34對(duì)準(zhǔn)， 從而使得穩(wěn)定尖頭49將直接滑動(dòng)到開口 34中而無需彎曲穩(wěn)定尖頭49。通過在圖3A中的 箭頭所示插入方向上推動(dòng)定位器40從而定位器40成為固定到電路板30。圖3B是定位器40在固定到電路板30時(shí)的側(cè)視圖。柔性保持尖頭46已經(jīng)插入到 開口 34中足夠遠(yuǎn)以至于移動(dòng)倒鉤47超出電路板30的相對(duì)表面35，從而柔性保持尖頭46 如圖所示返回或者“彈回”到松弛位置，或者在另一實(shí)施例中至少到比當(dāng)?shù)广^47在開口 34內(nèi)時(shí)更少彎曲的位置。倒鉤47將定位器40保持于電路板30上并且由于倒鉤47的抓鉤部 分48接合于電路板30的相對(duì)表面35而阻止定位器40從電路板30移開。
在圖3B中，穩(wěn)定尖頭49也定位于開口 34內(nèi)。穩(wěn)定尖頭49寬到足以基本上填充 開口 34的寬度、即具有相對(duì)很少空隙或者不能在穩(wěn)定尖頭49與開口 34之間“活動(dòng)”。在這 一實(shí)施例中，具有如下寬度的穩(wěn)定尖頭49可以視為“基本上跨越”或者“基本上填充”它被 插入于其中的開口 34，該寬度為該開口 34的寬度的至少百分之九十。穩(wěn)定尖頭49與柔性 保持尖頭46相比的額外寬度使穩(wěn)定尖頭49比柔性保持尖頭46明顯更強(qiáng)和/或更具剛性。 穩(wěn)定尖頭49的增加的剛性和在更寬的穩(wěn)定尖頭49與開口 34之間的緊密配合使定位器40 在固定到電路板30時(shí)相對(duì)于電路板30而言的橫向或者旋轉(zhuǎn)移動(dòng)最小化，并且增加定位器 40的穩(wěn)定度。因此，具有倒鉤端部的柔性保持尖頭46為定位器40提供保持，而更寬更具剛 性的穩(wěn)定尖頭49及其與開口 34的大體對(duì)準(zhǔn)增強(qiáng)保持的定位器40的穩(wěn)定度。集成式彈簧54 (僅一個(gè)彈簧54在圖3A和圖3B中可見)允許定位器40穩(wěn)固地固 定到電路板30的厚度范圍。各集成式彈簧54的自由端55被定位成在定位器40在從圖3A 到圖3B圖示的組裝序列中固定到電路板30時(shí)柔性地接觸電路板30。特別地，自由端55與 倒鉤47間隔比電路板的厚度“t”更小的距離。在這一序列中在柔性保持尖頭46和剛性穩(wěn) 定尖頭49被移動(dòng)到開口 34中時(shí)，各集成式彈簧54的自由端55在倒鉤47已經(jīng)從開口 34完 全顯露之前(即在抓鉤部分48移動(dòng)到電路板30的相對(duì)表面35以外之前)接觸電路板30 的上表面35。因此，各集成式彈簧54的自由端55在定位器40固定到電路板30時(shí)與上表 面35接合。在各集成式彈簧54與電路板30之間的接觸防止明顯豎直活動(dòng)(相對(duì)于圖3B 中所示定向)。此外，各集成式彈簧54的彎曲范圍將適應(yīng)電路板30的不同厚度“t”。如果 定位器將固定到的電路板的厚度“t”增加，則各集成式彈簧54將進(jìn)一步彎曲對(duì)應(yīng)的量。制 動(dòng)件50限制尖頭46、49在超出各集成式彈簧54的自由端55與電路板30的初始接觸以外 的插入，以防止過度壓縮集成式彈簧54。特別地，制動(dòng)件50的接合部分51將在過度壓縮集 成式彈簧54之前與電路板30的表面33接合。雖然定位器40可以在電路板30的使用壽命期間內(nèi)保持固定到電路板30，但是如 果希望則仍有可能從電路板30釋放定位器40。為了從電路板30釋放定位器40，可以比如 通過通常使用工具向倒鉤47施加向內(nèi)的力來向內(nèi)推進(jìn)柔性保持尖頭46以向內(nèi)彎曲柔性保 持尖頭46而從電路板30提起定位器40。這里使用的術(shù)語僅用于描述具體實(shí)施例而不用于限制本發(fā)明。如這里使用的那 樣，除非上下文另有指明，單數(shù)形式“一個(gè)/ 一種”和“該/所述”旨在于也包括復(fù)數(shù)形式。 還將理解術(shù)語“包括”在使用于本說明書中時(shí)指定存在聲明的特征、數(shù)字、步驟、操作、單元、 部件和/或組合、但是并不排除存在或者添加一個(gè)或者多個(gè)其它特征、數(shù)字、步驟、操作、要 素、部件和/或其組合。術(shù)語“優(yōu)選地”、“優(yōu)選的”、“優(yōu)選”、“可選地”、“可以”和類似字眼用 來表明提及的項(xiàng)目、條件或者步驟是本發(fā)明的可選(非必需)特征。所附權(quán)利要求中的所有裝置或者步驟加功能單元的對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)、材料、動(dòng)作和等效 物包括用于與具體要求保護(hù)的其它要求保護(hù)的單元組合實(shí)現(xiàn)功能的任何結(jié)構(gòu)、材料或者動(dòng) 作。已經(jīng)出于示例和描述的目的而呈現(xiàn)本發(fā)明的描述，但是本意并非窮舉本發(fā)明或者使本 發(fā)明限于公開形式的本發(fā)明。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將清楚并不脫離本發(fā)明范圍和精神實(shí)質(zhì) 的許多修改和變化。選擇和描述實(shí)施例以便最好地說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用并且使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解本發(fā)明以實(shí)現(xiàn)具有如與構(gòu)思的具體用途相適合的各種修改的各種實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種散熱片定位器，包括定位器本體，具有用于接收散熱片夾子的鉤子；成對(duì)柔性保持尖頭，在共同方向上從所述定位器本體延伸并且在端部上具有倒鉤；制動(dòng)件，與所述定位器本體集成并且具有在所述鉤子與所述柔性保持尖頭的所述鉤子之間的接合部分；以及彈簧，與所述定位器本體集成并且具有間隔在所述倒鉤與所述制動(dòng)件之間的自由端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱片定位器，還包括與所述柔性保持尖頭相鄰的、從所述 定位器本體延伸的成對(duì)穩(wěn)定尖頭，各穩(wěn)定尖頭具有比所述相鄰柔性保持尖頭更大的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱片定位器，其中所述穩(wěn)定尖頭比所述柔性保持尖頭更硬。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱片定位器，其中各穩(wěn)定尖頭比所述相鄰保持尖頭寬至少 百分之五十。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱片定位器，其中所述鉤子包括用于接收所述散熱片夾子 的端部的、經(jīng)過所述定位器本體的孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱片定位器，其中所述鉤子包括用于接收所述散熱片夾子 的端部的、從所述定位器本體突出的敞開鉤子。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱片定位器，其中所述鉤子包括用于接收所述散熱片夾子 的端部的、與所述定位器本體耦合的環(huán)或者卸扣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱片定位器，其中所述尖頭的所述倒鉤彼此面向相反。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱片定位器，還包括單一結(jié)構(gòu)，所述單一結(jié)構(gòu)包括所述定 位器本體、彈簧、保持尖頭和鉤子。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的散熱片定位器，其中所述單一結(jié)構(gòu)包括成形片金屬。
11. 一種用于將散熱片固定到電路板的定位系統(tǒng)，包括 電路板，具有與發(fā)熱電路板元件相鄰的成對(duì)隔開的開口 ；定位器，包括定位器本體；與所述定位器本體耦合的鉤子；成對(duì)柔性保持尖頭，在共 同方向上從所述定位器本體延伸并且被間隔用于插入到所述電路板上的所述開口中；倒 鉤，設(shè)置于各尖頭的端部并且被配置用于在所述尖頭插入到所述電路板上的所述開口中時(shí) 將所述定位器本體保持于所述電路板上；彈簧，與所述定位器本體集成并且具有與所述倒 鉤間隔的距離比所述電路板的厚度更小的自由端；以及制動(dòng)件，與所述定位器本體集成，用 于限制所述尖頭在超出所述彈簧的所述自由端與所述電路板的初始接觸以外的插入量；以 及散熱片夾子，配置用于在所述散熱片與所述發(fā)熱電路板元件直接熱接觸的情況下將所 述散熱片可釋放地固定到所述定位器的所述鉤子。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定位系統(tǒng)，還包括成對(duì)穩(wěn)定尖頭，與所述柔性保持尖頭相 鄰、從所述定位器本體延伸，并且被定位成無彎曲地插入到所述電路板上的所述開口中，各 穩(wěn)定尖頭具有比所述相鄰柔性保持尖頭的寬度更大的寬度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的定位系統(tǒng)，其中所述穩(wěn)定尖頭還比所述柔性保持尖頭更硬。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的定位系統(tǒng)，其中各穩(wěn)定尖頭比所述相鄰柔性保持尖頭寬至少百分之五十。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的定位系統(tǒng)，其中各穩(wěn)定尖頭跨越所述相應(yīng)開口的基本上全 部寬度。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定位系統(tǒng)，其中所述鉤子包括用于接收所述散熱片夾子的 端部的、經(jīng)過所述定位器本體的孔。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定位系統(tǒng)，其中所述鉤子包括用于接收所述散熱片夾子的 端部的、從所述定位器本體突出的敞開鉤子。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定位系統(tǒng)，其中所述鉤子包括用于接收所述散熱片夾子的 端部的、與所述定位器本體耦合的環(huán)或者卸扣。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定位系統(tǒng)，還包括單一機(jī)構(gòu)，所述單一機(jī)構(gòu)包括所述定位 器本體、彈簧、保持尖頭和鉤子。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的定位系統(tǒng)，其中所述單一機(jī)構(gòu)包括成形片金屬。
全文摘要
散熱片可釋放地固定到與發(fā)熱部件接合的電子系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。實(shí)施例提供定位器，包括定位器本體；耦合到定位器本體的鉤子；成對(duì)柔性保持尖頭，在共同方向上從定位器本體延伸并且被間隔用于插入到電路板上的開口中；可選成對(duì)穩(wěn)定尖頭，與所述柔性保持尖頭相鄰、從定位器本體延伸，并具有大于相鄰柔性保持尖頭的寬度；倒鉤，設(shè)置于各尖頭的端部并被配置用于在尖頭插入到電路板上的開口中時(shí)將定位器本體保持于電路板上；彈簧，與定位器本體集成并且具有與倒鉤間隔的距離比電路板的厚度更小的自由端；以及制動(dòng)件，與定位器本體集成，用于限制尖頭在超過彈簧的自由端與電路板的初始接觸以外的插入量。散熱片夾子將散熱片可釋放地固定到定位器的鉤子。
文檔編號(hào)H01L23/40GK101801167SQ20101000152
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月7日
發(fā)明者P·A·沃爾姆斯貝徹, T·C·薩斯 申請(qǐng)人:國際商業(yè)機(jī)器公司