專利名稱：折疊翅片的散熱裝置和風(fēng)扇的連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明要求美國(guó)申請(qǐng)No.60/042,498(申請(qǐng)日1997年4月3日)，和No.60/078,210(申請(qǐng)日1998年3月16日)的優(yōu)先權(quán)，上述申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容都作為本申請(qǐng)的參考文獻(xiàn)。
概括地說(shuō)，本發(fā)明涉及冷卻裝置，具體的說(shuō)，涉及集成電路芯片，例如中央處理器(CPU)用的散熱裝置。
電子設(shè)備的冷卻已經(jīng)是限制這種設(shè)備的性能的一個(gè)主要因素。具體的說(shuō)，普通家用電腦中的中央處理器能在不到4平方英寸的面積內(nèi)產(chǎn)生高達(dá)40瓦的熱量。這種芯片的性能在很大程度上取決于它的速度，速度越高，產(chǎn)生的熱量越多。而產(chǎn)生的熱量越多，芯片的工作速度越慢，芯片的壽命越短。
噪音也是電子設(shè)備性能的一個(gè)主要因素。特別是當(dāng)帶有CPU的電子設(shè)備更多地在家里使用時(shí)，更加要求這種設(shè)備是一種安靜的設(shè)備。冷卻集成電路芯片的主要方法是用一個(gè)或多個(gè)扇風(fēng)裝置，例如風(fēng)扇，用于使冷卻空氣流過(guò)芯片區(qū)域或者固定的散熱裝置。所產(chǎn)生的熱量越多，流通的空氣就要越多。安裝的風(fēng)扇的風(fēng)量越大，速度越快，它所產(chǎn)生的噪音也越大。
電腦系統(tǒng)牽涉到的另一個(gè)方面是電子設(shè)備在該系統(tǒng)內(nèi)所占據(jù)的空間的大小。必須面對(duì)的事實(shí)是，作為一種散熱裝置，它的表面積越大，對(duì)于所連接的裝置的冷卻效率就越高。非常希望有一種散熱裝置，它具有很大的表面積，但在電腦中所占據(jù)的空間卻很少，并且用于達(dá)到規(guī)定的冷卻效果的使空氣流通的風(fēng)扇所需要的功率也比較小。
重量也是電腦部件中要考慮的問(wèn)題。擠壓出來(lái)的散熱裝置是一個(gè)鋁制的實(shí)心的重物，在許多家用電腦系統(tǒng)中，具體的說(shuō)，在那些裝有英特爾奔騰Pto tm芯片的電腦中，散熱裝置的重量要超過(guò)四分之一磅。如果這些處理芯片的位置從電路板安裝座改到托架上，它的重量關(guān)系就更大了。例如，英特爾對(duì)于它最近的稱作Klamath的芯片的散熱器重量限制在半磅(250克)之內(nèi)。如果重量過(guò)重，就需要使用螺釘?shù)念~外的安裝力，并且在許多情況下還需要散熱裝置的支承梁。沒(méi)有額外的支承和安裝力，重量很大的散熱裝置就可能在運(yùn)輸過(guò)程中移位。
在普通的家用電腦中，通常都使用產(chǎn)生噪音的組合風(fēng)扇。對(duì)于個(gè)別的芯片還需要一個(gè)散熱裝置。這種散熱裝置中的絕大多數(shù)都是用擠壓的鋁材制成的。鋁擠壓成一種異型型材，在沿著擠壓方向的長(zhǎng)度上有厚的翅片。擠壓的型材在底部有一個(gè)與半導(dǎo)體裝置接觸的扁平的平面。為了進(jìn)一步增大翅片的表面積，制造廠商常常用昂貴的機(jī)械加工方法“橫切”厚翅片，沿著擠壓的型材形成隔離的短柱。每一根短柱至少有四個(gè)側(cè)表面，是橫切以前直條厚翅片的兩倍。但是，這種擠壓的鋁型材受到嚴(yán)格的限制。由于是擠壓加工，所以翅片的高度只能是翅片之間的間隙距離的幾倍，而且翅片的高度受到厚度的限制，因?yàn)樵诔Ｓ玫臄D壓加工方法中擠壓型材底部的厚度至少必須是高度的五分之一。因此，在一定面積上翅片的密度越大，翅片的高度就越小。對(duì)于高度小于二分之一英寸，面積小于4平方英寸這樣一個(gè)體積的帶有橫切口的擠壓型材散熱裝置來(lái)說(shuō)，它所能達(dá)到的最大的總表面積一般不大于25平方英寸。每英寸的翅片量受到厚度和高度的限制。這種對(duì)于擠壓型材上的翅片密度的限制降低了消除熱量的效率。
為了彌補(bǔ)對(duì)于擠壓型材翅片密度的限制，在用于散熱裝置的擠壓型材被擠壓出來(lái)之后，可以經(jīng)過(guò)多次的輔助加工工序。首先，在很多情況下，用機(jī)械加工把散熱裝置的底部加工平坦，以便讓它能與所連接的產(chǎn)生熱量的底部部件緊密接觸。然后，把擠壓出來(lái)的通常為8英尺長(zhǎng)的棒料切成特定的尺寸，對(duì)于一個(gè)普通的半導(dǎo)體，通常是兩英寸。下一步就是橫切工步。然后，常常對(duì)散熱裝置進(jìn)行沖壓，以便加工出安裝孔和定位銷，然后是陽(yáng)極氧化處理和去毛刺。總的說(shuō)來(lái)，制造這種擠壓件是昂貴而工期很長(zhǎng)的加工方法。
美國(guó)專利No.5,329,426(Villani)可作為用于把這種擠壓件直接固定在一個(gè)產(chǎn)生熱量的芯片托架上的方法的例子。用一個(gè)彈簧把這種剛性的散熱裝置夾在一對(duì)支承著芯片托架組件的支柱上。
由于集成電路芯片的速度越來(lái)越快，產(chǎn)生的熱量越來(lái)越多，使用簡(jiǎn)單的擠壓加工的散熱裝置就不行了。制造廠商在這種積壓的散熱裝置上增加了其他使空氣流動(dòng)的裝置。通常是把自身帶有殼體的風(fēng)扇用螺釘固定在上述擠壓件的頂部，以強(qiáng)迫空氣流過(guò)翅片。這種風(fēng)扇一般要在這種擠壓件的總高度上增加大約半英寸的高度。由于在普通的電腦系統(tǒng)中限制了沿著CPU的擴(kuò)散熱量的構(gòu)件的總高度為一英寸左右，所以擠壓件的散熱裝置的翅片的總高度要限制在二分之一英寸之內(nèi)。為了增強(qiáng)對(duì)CPU的冷卻，就必須增大風(fēng)扇的速度，以便時(shí)更多的空氣通過(guò)散熱裝置。通過(guò)一個(gè)表面的空氣越多，熱傳導(dǎo)率就越高，因?yàn)榭諝鈳ё邿崃扛炝?。然而，空氣的流速越高就要降低能量的利用率，因?yàn)榭諝獾牧魉僭龃笠槐恫⒉荒苁贡砻嫔系臒醾鲗?dǎo)率增大一倍。通常，用于家用電腦的CPU散熱裝置的40mm的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速高達(dá)10000RPM。這樣高的速度所造成的噪音要大大超過(guò)30db。降低風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，就能夠降低噪音，但是也降低了散熱裝置的性能。
為了克服擠壓鋁材的某些限制，有些制造廠商把注意力轉(zhuǎn)向了折疊式翅片的鋁材。稱作CPU冷卻器的由TUV S.A.制造的臺(tái)灣產(chǎn)品已經(jīng)在美國(guó)出售。這種CPU冷卻器使用粘結(jié)在一塊方的熱傳到底板的一條邊緣附近的折疊翅片鋁帶。在這塊底板的頂部，有一臺(tái)風(fēng)扇靠在折疊翅片鋁帶的旁邊，把空氣水平地橫向吹過(guò)底板，并通過(guò)折疊的翅片。這種產(chǎn)品使用傳熱膠帶或傳熱的油脂把傳熱的底板粘結(jié)在CPU的頂部。
美國(guó)專利No.5,494,098(Morosas)中描述了一種把風(fēng)扇安裝在折疊翅片鋁帶上方的散熱裝置。用于制造這種散熱裝置的工藝方法涉及許多昂貴的工步，包括用釬焊把折疊翅片固定在一塊實(shí)心的鋁塊上，以及研磨固定翅片的頂部以形成進(jìn)入由翅片形成的通道內(nèi)的開(kāi)口。
本發(fā)明的各種實(shí)施方式都是利用夾緊的方法把折疊翅片固定在一塊傳熱的板上，以制成散熱裝置組件和相關(guān)的風(fēng)扇組件。把一塊薄鋁板或者其他的傳熱材料折疊成波紋形狀，形成一系列交替的凸脊和凹槽。這種折疊的翅片可以直接布置在一塊要冷卻的基板上，或者布置在一塊單獨(dú)的導(dǎo)熱底板上，形成一個(gè)散熱裝置組件。當(dāng)折疊式翅片的散熱裝置的凸脊上需要開(kāi)口時(shí)，制造這種折疊翅片散熱裝置的方法就包括下列步驟形成在隔開(kāi)一定距離上帶有孔的導(dǎo)熱板材；折疊上述導(dǎo)熱板材，形成凸脊和凹槽，并使上述孔處在凸脊的頂部，以及把上述折疊了的導(dǎo)熱板材夾持在一個(gè)導(dǎo)熱表面上。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的散熱裝置包括一塊折疊成至少一組交替的凸脊和凹槽的導(dǎo)熱薄板。一個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)用于使上述折疊的導(dǎo)熱薄板緊壓在一塊導(dǎo)熱板上。由于在折疊的導(dǎo)熱薄板頂部的許多凸脊上帶有開(kāi)口，從而提高了傳熱的效率。上述夾緊機(jī)構(gòu)包括靠壓部分，用于把上述折疊的導(dǎo)熱薄板壓向上述導(dǎo)熱板。上述靠壓部分的位置可以設(shè)置成壓緊折疊的導(dǎo)熱薄板的凸脊或凹槽。上述夾緊機(jī)構(gòu)的夾子包括一塊鎖定在導(dǎo)熱板下面的舌片，以便把折疊的導(dǎo)熱薄板夾住在這塊導(dǎo)熱板上。被夾住的散熱裝置組件還能夾住在一塊要進(jìn)行冷卻的基板上。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置了彈簧夾子，用來(lái)把散熱裝置組件的導(dǎo)熱板壓向要進(jìn)行冷卻的基板。也可以使用其他機(jī)械的夾緊機(jī)構(gòu)把散熱裝置組件連接在基板上。例如，把折疊的翅片夾在導(dǎo)熱板上的舌片可以與夾在基板上的夾子一樣。在舌片上還可以有一個(gè)附加的彎曲部分，以便有助于連接在要冷卻的基板上。
按照本發(fā)明的散熱裝置組件的一個(gè)實(shí)施例，可以用一個(gè)罩蓋把導(dǎo)熱薄板夾在導(dǎo)熱板上。這個(gè)罩蓋有一個(gè)從殼體向下凸出的附件和一個(gè)用于鎖定在上述導(dǎo)熱板邊緣下方的，在該附件上的凸緣(舌片)。在上述罩蓋上還有一個(gè)靠壓構(gòu)件，以便壓向?qū)岜“迳系脑S多凸脊的頂部。此外，在上述靠壓構(gòu)件與導(dǎo)熱薄板的頂部之間可以設(shè)置一塊可壓縮的襯墊，以便保證夾緊壓力能基本上壓在導(dǎo)熱薄板的所有的凸脊上。這種夾子大大加強(qiáng)了導(dǎo)熱薄板與導(dǎo)熱薄板下方的導(dǎo)熱板之間的導(dǎo)熱能力。
按照本發(fā)明的散熱裝置組件的又一個(gè)實(shí)施例，上述夾緊裝置是一個(gè)彈簧機(jī)構(gòu)，它把壓力施加在折疊翅片的凹槽上。許多從彈簧機(jī)構(gòu)上懸掛下來(lái)的舌片可以用力地鎖定連接在底板邊緣的下方，以張緊彈簧，使折疊翅片壓向?qū)岚?。?dāng)上述底板形成一個(gè)單獨(dú)的散熱裝置組件時(shí)，那么這個(gè)組件要固定在進(jìn)行冷卻的基板上，并且上述底板緊靠上述基板。用于本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中的彈簧，可以包括許多平行的聯(lián)桿。每一根聯(lián)桿配合在折疊翅片的一條凹槽中。在本實(shí)施例中，一對(duì)與聯(lián)桿垂直的橫桿連接在聯(lián)桿的相對(duì)兩端上。對(duì)橫桿加壓，就使得舌片移動(dòng)，直到舌片鉤住底板的下方。把裝配好的散熱裝置放置在一塊要冷卻的基板上，再繼續(xù)推壓舌片，直到這些舌片連接在基板上。按照這種散熱裝置的一個(gè)實(shí)施例，在底板上有缺口，它與彈簧上的舌片組合在一起，就能起到把折疊翅片在三個(gè)方向上鎖定在上述底板上的作用。
一種用于制造本發(fā)明的散熱裝置組件的方法包括對(duì)導(dǎo)熱薄板進(jìn)行折疊，以便交替地在頂部形成凸脊，在底部形成凹槽。把一個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)放置在上述折疊好的導(dǎo)熱薄板上。把這塊折疊好的導(dǎo)熱薄板夾緊在一塊導(dǎo)熱板上，迫使折疊好的導(dǎo)熱薄板的底部緊靠上述導(dǎo)熱板，形成一個(gè)夾緊的散熱裝置組件。然后把該散熱裝置組件固定在一塊要進(jìn)行冷卻的底板上，并且使導(dǎo)熱板與上述基板接觸。
使空氣流過(guò)散熱裝置能進(jìn)一步增強(qiáng)熱量的擴(kuò)散?？梢园焉嵫b置組件布置成能把風(fēng)扇安裝在散熱裝置的頂部，并且同時(shí)保持整個(gè)散熱裝置處在要進(jìn)行冷卻的集成電路芯片的平面上。這種使空氣流動(dòng)的裝置可以安裝在散熱裝置組件的一個(gè)罩蓋內(nèi)部。在空間比較富裕的情況下，可以采用本發(fā)明的冷卻風(fēng)扇組件。這種冷卻風(fēng)扇組件有一個(gè)安裝在殼體的開(kāi)口中的使空氣流動(dòng)的裝置，例如風(fēng)扇。上述殼體安裝在散熱裝置上，使得上述使空氣流動(dòng)的裝置讓空氣流向散熱裝置。上述殼體包括一塊隔板，該隔板阻擋了一部分從空氣流動(dòng)裝置延伸過(guò)來(lái)的空氣流道。上述隔板在由折疊翅片所形成的全部空氣通道上延伸?？諝鈬@著上述隔板流入通道內(nèi)，然后在隔板后面流出空氣通道。上述殼體還可以有一個(gè)蓋住散熱裝置上空氣流出空氣通道處的風(fēng)罩。這個(gè)風(fēng)罩的位置有助于流出來(lái)的空氣重新流回上述使空氣流動(dòng)的裝置中。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是用于制造折疊翅片散熱裝置的方法。在導(dǎo)熱薄板上設(shè)置了有規(guī)律地隔開(kāi)距離的若干孔。這塊薄板折疊起來(lái)，形成交替的頂部凸脊和底部凹槽，上述孔在底部形成了穿過(guò)有許多凸脊的頂部的開(kāi)口。這些孔的尺寸和形狀有利地在使空氣流動(dòng)的裝置下方形成各種形狀的凹陷區(qū)域，例如矩形的，碗形的或者V形的凹槽。上述在風(fēng)扇下方的凹陷區(qū)域能改善空氣流過(guò)散熱裝置的效率。在折疊薄板之前要分好度，以便使薄板上的孔對(duì)準(zhǔn)將要形成的凸脊部分。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將在下面結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述中變得更加明顯。


圖1是折疊翅片的立體圖；圖2是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例制成的一塊導(dǎo)熱薄板的立體圖；圖3是用于制造圖2中的實(shí)施例的導(dǎo)熱薄板在折疊之前的平面圖；圖4是折疊好的導(dǎo)熱薄板另一個(gè)實(shí)施例的立體圖；圖5是本發(fā)明的常用散熱裝置的一個(gè)實(shí)施例的立體圖；圖6是圖5中的常用散熱裝置的斷面圖，為了簡(jiǎn)化圖面，把風(fēng)扇移開(kāi)了；圖7是圖5中的散熱裝置的分解立體圖；圖8是圖7中的罩蓋22的底視圖9是圖5中的散熱裝置的平面圖；圖10是本發(fā)明的散熱裝置另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)斷面圖；圖11是用于圖10中的散熱裝置的長(zhǎng)形彈簧的立體圖；圖12是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的散熱裝置組件的立體圖；圖13是用于圖12中的散熱裝置組件的彈簧的立體圖；圖14是用于圖12中的散熱裝置的底板的平面圖；圖15是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的冷卻風(fēng)扇組件的立體圖；圖16是圖12中的散熱裝置組件與圖15中的冷卻風(fēng)扇組件組合在一起的立體圖。
圖1中所示的折疊翅片曾經(jīng)在現(xiàn)有技術(shù)的散熱裝置上使用過(guò)。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常，上述折疊翅片是采用諸如釬焊之類的方法焊接在在一個(gè)扁平的導(dǎo)熱表面上的。折疊翅片是一塊用導(dǎo)熱材料，例如鋁制成的波紋形薄板。普通的機(jī)械就可以用來(lái)把一塊鋁的薄板制成具有交替的凸脊12和凹槽14的波紋形的折疊翅片。本發(fā)明的目的是改進(jìn)在散熱裝置中使用折疊翅片時(shí)的熱效率和降低它的成本。
按照本發(fā)明的第一實(shí)施例，如圖2所示，在折疊翅片10的凸脊12的頂面上有開(kāi)口16。折疊翅片散熱裝置中的凹槽的實(shí)心的底面提供了一個(gè)從要冷卻的表面上把熱量傳導(dǎo)出去的表面區(qū)域，而凸脊上的開(kāi)口16則能讓空氣沿垂直方向流動(dòng)，把所有靠近敞口凸脊兩側(cè)壁上的熱量散發(fā)掉。空氣總是能夠向上或向下流動(dòng)，通過(guò)凹槽區(qū)域，而開(kāi)口16則讓空氣垂直地流動(dòng)，流入各凹槽之間的空檔中。
當(dāng)在折疊翅片上使用使空氣流動(dòng)的裝置，例如放置在折疊翅片頂部的風(fēng)扇時(shí)，如果在風(fēng)扇下方留出一個(gè)凹陷區(qū)域18，就能夠增強(qiáng)空氣的流通。上述凹陷區(qū)域是由比凸脊12的全高短一些的壁所形成的。按照一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，如圖2所示，上述凹陷區(qū)域18的形狀是一個(gè)扁平的矩形通道。按照另一個(gè)實(shí)施例，也可以形成一個(gè)碗形的區(qū)域。這種碗形區(qū)域在設(shè)置在折疊翅片頂部的風(fēng)扇下方留下一個(gè)碗形的空腔。
現(xiàn)在請(qǐng)看圖3，帶有凹陷區(qū)域18和在凸脊上有開(kāi)口16的折疊翅片的制造過(guò)程，可以在折疊導(dǎo)熱薄板110之前形成通孔以進(jìn)行簡(jiǎn)化。本發(fā)明的一種優(yōu)選的制造方法包括第一步，提供導(dǎo)熱薄板110，通常是厚度為0.012英寸的鋁板。為了形成帶有開(kāi)口16的折疊翅片，在薄板上沖出間隔有規(guī)律的窄縫116。這些窄縫116的寬度也可以擴(kuò)大到以后的壁上，以便形成凹陷區(qū)域18。這些窄槽不延伸到凹槽的底部，所以凹槽的底部能保持與下方的扁平表面的傳熱接觸。如果要形成碗形的區(qū)域，則可以在窄縫的附近切割出不同半徑的半圓形，把開(kāi)口擴(kuò)大到整塊導(dǎo)熱薄板上。
沖出孔的導(dǎo)熱薄板110送去進(jìn)行折疊工序。導(dǎo)熱薄板上的間隔有規(guī)律的開(kāi)口的分度要很精確，這樣，在折疊工序中窄縫116才能與凸脊12的頂部對(duì)準(zhǔn)。在這一系列工序中，定位是一項(xiàng)很困難的工序，因?yàn)槿魏我粋€(gè)在薄板上的切口離開(kāi)原先切出的切口太遠(yuǎn)或者太近，其誤差都會(huì)疊加在一起。例如，在普通的薄板加工中，可以接受的誤差是0.005英寸。在本實(shí)施例中，上述窄縫的寬度是0.3英寸，一塊翅片側(cè)壁的全高是0.45英寸，而每一個(gè)凸脊和凹槽的寬度是0.076英寸。在本實(shí)施例中，每一英寸上翅片側(cè)壁的數(shù)量是12塊。常用實(shí)施例中的折疊翅片的尺寸是2英寸乘2英寸。把這些固定的誤差結(jié)果疊加起來(lái)，只要有38個(gè)凸脊每個(gè)偏移0.005英寸，整個(gè)組件就會(huì)報(bào)廢，因?yàn)檎p將位于翅片的側(cè)壁上，而不是處于凸脊的頂部。在本實(shí)施例中，38個(gè)凸脊大約是三個(gè)零件。分度的另一個(gè)巨大的困難是它的速度。高速折疊機(jī)每分鐘可以折疊300個(gè)折縫。在本實(shí)施例中，被加工的材料實(shí)際上只停頓一個(gè)很短的時(shí)間。在這樣短的停頓時(shí)間內(nèi)，沖床必須把孔沖出來(lái)，并且在折疊機(jī)把材料向前拉動(dòng)之前，沖頭必須退出沖好的孔。而象鋁這樣的薄的導(dǎo)電材料對(duì)于拉伸十分敏感，更進(jìn)一步使問(wèn)題復(fù)雜化了。解決的辦法是把沖孔機(jī)設(shè)計(jì)在折疊機(jī)內(nèi)，以使沖孔盡量靠近折疊的地點(diǎn)。在本實(shí)施例中，沖孔離開(kāi)折疊機(jī)上游只有6英寸。在現(xiàn)有的優(yōu)選實(shí)施例中，沖切窄縫是在離開(kāi)把扁平的薄板折疊成有交替的凹槽和凸脊的波紋形的機(jī)械之前6英寸處進(jìn)行的。
現(xiàn)在，請(qǐng)看圖4，圖中表示了本發(fā)明中使用的另一種折疊翅片散熱薄板的實(shí)施例。在折疊好的翅片上已經(jīng)形成了開(kāi)口16。此外，。在整個(gè)折疊翅片的頂部還形成了一對(duì)凹陷區(qū)域18。圖4中的凹陷區(qū)域18是V形的凹槽。這種V形的凹槽可以在折疊之前在導(dǎo)熱薄板上沖切出菱形的切口來(lái)形成。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，采用這種凹陷區(qū)域18與所有的側(cè)壁都伸到折疊翅片頂部的實(shí)施例相比，能增強(qiáng)空氣相對(duì)于折疊翅片的流通。
為了使一塊折疊好的導(dǎo)熱薄板能起散熱裝置的作用，需要在折疊的薄板與要冷卻的表面之間的傳熱接觸?，F(xiàn)在，請(qǐng)看圖5-9，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，使用了夾緊方法把導(dǎo)熱薄板的凹槽壓一塊導(dǎo)熱底板38上。按照一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，上述底板38是用厚度為千分之幾英寸的鋁板32制成的。底板38放置成直接與一塊要冷卻的基板40，例如一塊集成電路芯片接觸。也可以使用本發(fā)明的沒(méi)有底板的被夾緊的折疊翅片，此時(shí)，折疊翅片直接夾持在要冷卻的基板上。使用高效的，能使折疊翅片與平板或基板之間保持壓力的夾緊機(jī)構(gòu)，要比采用釬焊法把折疊翅片固定在平板上更加便宜。
在上述罩蓋22上可以包含夾緊機(jī)構(gòu)。罩蓋22有一個(gè)頂部連接構(gòu)件26或基本上蓋住所有導(dǎo)熱的波紋形薄板的凸脊頂部的表面，以便把所有的凸脊向下壓緊。各個(gè)凸脊和凹槽之間的任何不平整都會(huì)使壓力只施加在某些凹槽上，而在其他凹槽上卻沒(méi)有受到壓力。在凸脊的頂部采用一塊可壓縮的襯墊，以便使壓力基本上分布在所有的凸脊上，這樣，就能在凹槽與下面的基板之間產(chǎn)生良好的面接觸。這種襯墊可以用聚乙烯薄膜制成。
上述夾緊機(jī)構(gòu)的底部連接部分可以在從罩蓋22的頂部向下延伸的懸掛件28上形成。在本實(shí)施例中，罩蓋的懸掛件28從罩蓋的四個(gè)角部向下延伸。每一個(gè)角部懸掛件上都有向內(nèi)延伸的凸緣或舌鉤32。各凸緣32都有一條鉤住底板38下面的邊緣42。頂部連接構(gòu)件26與凸緣32之間在松開(kāi)后的距離要足夠的小，以便使折疊的導(dǎo)熱薄板與底板38能夠緊緊地夾持在它們中間。上述凸緣32的下面通常是傾斜的，所以在裝配的時(shí)候底板38就很容易在折疊薄板的下面卡進(jìn)罩蓋中去。把底板向著斜面44向上推壓，迫使懸掛件向外移動(dòng)，直到底板越過(guò)各凸緣的的頂部邊緣。此時(shí)，懸掛件28就卡住在底板上了。這樣，懸掛件28就起了掛鉤件的作用。由于把折疊薄板和底板都夾在頂部連接件與凸緣126之間了，所以所施加的壓力就有助于改善折疊薄板與底板之間的熱接觸。所述的罩蓋22是用塑料制成的，例如防燃的PCABS。此外，所述的罩蓋是一個(gè)整體模制的塑料部件，它包含了頂部連接構(gòu)件26和懸掛件28。上述罩蓋具有足夠的彈性，能讓?xiě)覓旒蛲鈴澢匀菁{底板38，并使凸緣32達(dá)到底板的下面。
一般的CPU芯片是用常用的方式夾在一塊底板上的。通常，要使用一個(gè)ZIF插座47。有效的散熱裝置放在CPU芯片的上方。殼體上的彈簧卡子24上有一個(gè)U形卡子46，它在一個(gè)鉤形表面48的下方鎖定在CPU底板上。上述彈簧卡子24是有彈性的，所以能把它們拉到與CPU底板的鉤形表面26相嚙合。一當(dāng)鎖定之后，彈簧24就向下拉住罩蓋22。這樣，彈簧24起了一個(gè)附加夾緊件的作用，它不斷地對(duì)罩蓋施加向下的壓力，然后又把壓力傳遞給波紋形的導(dǎo)熱薄板和底板38。具體的說(shuō)，上述底板38與要進(jìn)行冷卻的基板40保持緊密的熱接觸，在本例中，就是與CPU芯片保持緊密接觸。按照本實(shí)施例，彈簧卡子24有兩個(gè)相對(duì)的端部，每一個(gè)端部都垂直地支承在罩蓋22的圓筒形的套管50里。罩蓋22上設(shè)有四個(gè)垂直的圓筒形套管50，以固定上述彈簧卡子24?？ㄗ?4有一個(gè)彎曲部分52，用于把卡子保持在套管50中，并把向下的力傳遞給罩蓋22。U形卡子46向下延伸，與CPU插座47上的鉤子48嚙合。
按照本發(fā)明的又一個(gè)方面，一臺(tái)風(fēng)扇30裝在罩蓋22的里面，在波紋形導(dǎo)熱薄板10的上方。罩蓋22有一個(gè)開(kāi)口36，風(fēng)扇30能通過(guò)這個(gè)開(kāi)口使空氣流通。罩蓋22上可以設(shè)置錐形的支柱52，用于緊密配合在風(fēng)扇組件上的對(duì)準(zhǔn)它的孔54中，以便把風(fēng)扇30安裝在罩蓋22上。風(fēng)扇30設(shè)計(jì)成能迫使空氣在翅片之間或翅片與導(dǎo)熱薄板的壁之間流動(dòng)。因此，這種散熱裝置稱為主動(dòng)散熱裝置。該散熱裝置包括折疊的導(dǎo)熱薄板10。雖然可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的如圖1所示的簡(jiǎn)單的折疊翅片，但是，由于設(shè)置了開(kāi)口16，并且還設(shè)置了一個(gè)凹陷區(qū)域18，所以散熱的效率提高了。
電力可以用電池或通過(guò)把電腦系統(tǒng)內(nèi)部的電源與風(fēng)扇連接起來(lái)的的導(dǎo)線31提供給風(fēng)扇30。在罩蓋壁上的凹槽56可以用來(lái)容納導(dǎo)線31。上述導(dǎo)線31也可以連接到插頭連接器60上，以便與電腦系統(tǒng)的電源連接。風(fēng)扇使空氣運(yùn)動(dòng)的方向可以是向下通過(guò)折疊的導(dǎo)熱薄板，也可以向上抽吸空氣，通過(guò)折疊的導(dǎo)熱薄板。由于在折疊薄板10的凸脊的頂部設(shè)置了開(kāi)口16，大大提高了空氣垂直流動(dòng)的效率。按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，帶有開(kāi)口16和凹陷區(qū)域18的折疊薄板能夠在只占據(jù)4平方英寸面積的CPU中提供66平方英寸的冷卻表面積，其中凸脊的高度只有二分之一英寸。
如有需要，可以在折疊翅片的頂部加上一個(gè)襯墊34，以便把夾子的壓力均勻地分布在所有的凸脊12上。襯墊34插在折疊薄板與罩蓋內(nèi)的頂部連接件之間。襯墊34和折疊的導(dǎo)熱薄板的凸脊12組合起來(lái)的高度超過(guò)了底板38與上述連接件之間的凈空。因此，一當(dāng)?shù)装蹇ㄈ胝稚w內(nèi)之后，向下的壓力將繼續(xù)通過(guò)襯墊施加在折疊薄板的凸脊上。除了頂部有開(kāi)口以便空氣垂直流動(dòng)之外，罩蓋還在靠近凹槽和凸脊端部的側(cè)面設(shè)置了開(kāi)口。側(cè)面的開(kāi)口能讓空氣水平地流入和流出折疊的導(dǎo)熱薄板。
本發(fā)明的實(shí)施方式也可以用將罩蓋22卡在CPU上或裝有CPU的殼體上，把波紋形薄板直接壓在CPU上。這時(shí)，上述懸掛件的尺寸需要設(shè)計(jì)成正好適合于把波紋形薄板壓緊在CPU上?；蛘?，可以在CPU與折疊的導(dǎo)熱薄板之間壓緊導(dǎo)熱的底板38。
為了增大罩蓋22的彈性，按照本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，如圖10和11所示，上述連接件可以做成彈簧128，以便將它向下壓在折疊薄板凸脊12的頂部。彈簧128將壓住凸脊或襯墊。彈簧128有一條長(zhǎng)邊132，這條長(zhǎng)邊基本上跨越折疊薄板10上所有凸脊12的頂部。使用的形式是一塊金屬薄板制成的彈簧。在一個(gè)實(shí)施例中，有兩個(gè)插入塑料模制的罩蓋頂部下面的套管134中的彈簧。每一個(gè)彈簧上有兩個(gè)從制造該彈簧的鋼板上沖切而成的錨固延伸部分136。這兩個(gè)沖切出來(lái)的元件用于把彈簧固定在殼體的套管134上。上述彈簧是一塊彎曲的板。板的厚度和彎曲度是這樣設(shè)計(jì)的，它能把適當(dāng)?shù)膲毫κ┘釉谡郫B薄板凸脊的頂部，以便在凹槽14的底面與和它接觸的底板或基板之間，在折疊薄板的底部獲得所需要的接觸。
現(xiàn)在請(qǐng)看圖12，圖中表示了本發(fā)明實(shí)施例的又一個(gè)散熱裝置組件101。該實(shí)施例不是夾住折疊翅片的凸脊，而是夾住它的凹槽。散熱裝置組件101是用盤(pán)旋的翅片或折疊的翅片10制成的。這種折疊翅片10是把導(dǎo)熱的薄板折疊成一系列交替的凸脊12和凹槽14。折疊翅片10能提供大量的，空氣能從其上帶走熱量的表面積。一種優(yōu)選的折疊翅片是用厚度為0.245mm的鋁板制成的。形成凸脊12和凹槽14的翅片的高度決定于使用情況。翅片的高度越高，表面積就越大，對(duì)于一定的空氣流量來(lái)說(shuō)，所能散發(fā)的熱量就越多。如上所述，在折疊翅片的凸脊上可以沖切各種尺寸的孔，以便為空氣流過(guò)散熱裝置提供附加的通道。
上述折疊翅片10放置在一塊導(dǎo)熱底板138上。按照一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，為了改善導(dǎo)熱性能，可在底板138上涂覆一層導(dǎo)熱的油脂，以便改善與折疊翅片10的凹槽14的熱接觸。按照一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，上述底板138是一塊平坦的剛性的鋁板。底板138的長(zhǎng)度十分接近要放置在上面的折疊翅片的長(zhǎng)度。底板的寬度在兩側(cè)都超過(guò)折疊翅片，以便容納用于把折疊翅片10固定在底板138上的彈簧夾子121。沿著底板138的一條邊緣上有一對(duì)缺口123。沿著另一條相對(duì)的邊緣，在沿著底板的邊緣上有一對(duì)長(zhǎng)得多的缺口125。上述彈簧夾子121上有底腳或舌片131，用于在底板邊緣的下方與上述缺口嚙合。
上述彈簧架子121有一排彈性的聯(lián)桿140，用于把凹槽14壓在底板138上。在本實(shí)施例中，每一根聯(lián)桿都有一個(gè)連接部分，用來(lái)使它與折疊翅片10的凹槽14接觸。在本實(shí)施例中，上述連接部分是扁平的中部142。該優(yōu)選實(shí)施例為折疊翅片的每一個(gè)凹槽設(shè)置了一根彈性聯(lián)桿。對(duì)于散熱要求不高的情況，彈性聯(lián)桿的數(shù)量可以少一些。在各彈性聯(lián)桿的扁平的中部142的相對(duì)的兩端，各有一個(gè)傾斜的腿部144。傾斜的腿部從扁平的中部向上延伸，連接在橫桿146上。有兩根平行的橫桿，各在彈簧夾子121相對(duì)的一側(cè)。每一根橫桿146都與所有的彈性聯(lián)桿連接。當(dāng)彈簧夾子121用它的舌片131連接在底板138上時(shí)，它就把壓力通過(guò)扁平的中部142施加在折疊翅片的凹槽14上，使它與下面的底板138具有良好的熱接觸。
請(qǐng)參閱圖13，該圖中更詳細(xì)地表示了彈簧夾子121。舌片131從彈簧夾子121上懸垂下來(lái)。具體的說(shuō)，舌片131是從橫桿146上懸垂下來(lái)的。在本實(shí)施例的彈簧夾子121中，舌片有四塊。一塊舌片上有可以用作嚙合在一塊板的邊緣下部的，由凸出部分或元件所形成的任何夾緊機(jī)構(gòu)。本發(fā)明也可以用另一種替代的夾緊機(jī)構(gòu)，它能夠以另一種不同于鉤住邊緣下方的方式，例如鉤在底板上的其他夾子接受構(gòu)件和相應(yīng)的開(kāi)口上的方式，嚙合在底板上。一根立桿148把舌片131連接在橫桿146上。立桿148比較窄，所以它能夠在要冷卻的底板或基板相應(yīng)的窄縫中或缺口中移動(dòng)。本實(shí)施例的圖13中的舌片是帶有臺(tái)階的。第一個(gè)臺(tái)階152比立桿148稍寬，從立桿的相對(duì)兩側(cè)向外延伸。第一臺(tái)階152比窄縫寬，因此緊靠在底板靠近窄縫的一條邊上。一個(gè)第二臺(tái)階154從各第一臺(tái)階向下延伸，能在比較寬的窄縫或缺口區(qū)域的范圍內(nèi)與底板邊緣的下面嚙合。較寬的窄縫或缺口的尺寸是這樣確定的，即，它能讓第一臺(tái)階152嵌在里面，但是不能讓第二臺(tái)階154嵌入其中。舌片131還在遠(yuǎn)離橫桿146的端部有一個(gè)彎曲部分156。這個(gè)彎曲部分156向內(nèi)彎曲，使得四個(gè)彎曲部分156能夠用來(lái)卡在要冷卻的基板上。雖然在本實(shí)施例中表示的是彎曲部分，但是也可以用能抓住基板的任何凸出部分來(lái)代替這些彎曲部分。本優(yōu)選實(shí)施例的彈簧夾子121可以方便地用一塊有彈性的不銹鋼板制成一個(gè)整體的零件。
請(qǐng)參閱圖14，圖中表示了一塊優(yōu)選的底板138。這塊底板138上有容納夾子的開(kāi)口，該開(kāi)口的位置能接受諸如彈簧架子121上的舌片那樣的夾緊機(jī)構(gòu)。上述容納夾子的開(kāi)口是本實(shí)施例中在上面描述過(guò)的缺口區(qū)域。每一個(gè)缺口包括一個(gè)寬縫和一個(gè)窄縫。寬縫中能嵌入立桿148或第一臺(tái)階152，但不能嵌入第二臺(tái)階154。窄縫的寬度只夠嵌入立桿148。在沿著底板138的一條邊上，短缺口123上各有一個(gè)寬縫部分162，再往里是窄縫部分164。在沿著底板的另一條邊緣上，長(zhǎng)缺口125各有一個(gè)寬縫166和一個(gè)窄縫168。窄縫168比底板另一側(cè)的窄縫164長(zhǎng)很多。在裝配散熱裝置組件時(shí)，長(zhǎng)的窄縫168可容納要插入其中并能在其中滑動(dòng)的，在彈簧夾子121一側(cè)的立桿148。這樣，在彈簧夾子121相對(duì)的另一側(cè)的舌片131就能夠在底板邊緣的外部下降到底板以下。把舌片131移動(dòng)到對(duì)準(zhǔn)窄縫123的位置，并推動(dòng)橫桿146，以迫使舌片131向底板移動(dòng)，直到寬的第二臺(tái)階154在寬縫162下方與底板的邊緣嚙合。在底板138的另一邊，要把舌片131向外推，使它們的立桿148穿過(guò)窄縫168，直到上述第一臺(tái)階152落入寬縫166中，而第二臺(tái)階154嚙合在底板138的下面。這樣，全部四塊舌片就都嚙合在底板下面，把折疊翅片壓靠在底板上。全部舌片的第二臺(tái)階154都嚙合在底板一條邊的下面，而其第一臺(tái)階152則靠壓在靠近窄縫的底板邊緣上。這樣，相對(duì)的舌片都受到力量要離開(kāi)彈簧夾子121的松開(kāi)位置。這樣就形成了能夠運(yùn)輸?shù)纳嵫b置組件。這個(gè)散熱裝置組建已經(jīng)準(zhǔn)備好，可以放置成對(duì)著一塊扁平的要冷卻的基板了。
圖12-16中的散熱裝置組件特別適合用于和英特爾公司制造的奔騰II微處理器芯片一起運(yùn)行。奔騰II上有一塊傳熱板，散熱裝置可以安裝在它上面。這塊傳熱板上有許多橢圓形的窄縫。把四塊舌片131嚙合在寬縫中之后，它們就定好了位置，于是散熱裝置101就可以放置在奔騰II的傳熱板上，而這些舌片都落入這塊傳熱板的窄縫中。當(dāng)散熱裝置在傳熱板上就位之后，只要簡(jiǎn)單地向下推兩根橫桿146，就能把散熱裝置安裝在傳熱板上了。在裝配之前的狀態(tài)下，全部四塊舌片131都處在寬縫中。在短缺口123中，舌片被夾在寬縫162中。在長(zhǎng)缺口125中，舌片被夾在寬縫166中。因此，對(duì)于所有的舌片131來(lái)說(shuō)，在底板上的寬縫與窄縫之間的臺(tái)階阻止了舌片互相被壓得更加靠近。于是，在把兩根橫桿146向下壓到底板上去的簡(jiǎn)單的過(guò)程中，舌片131就被推到底板下方，進(jìn)入傳熱板的窄縫中。當(dāng)?shù)谝慌_(tái)階152被推倒底板138的下方時(shí)，兩根立桿148能在窄縫內(nèi)相對(duì)地自由移動(dòng)。這些舌片都由于彎曲部分156靠壓在傳熱板窄縫的邊壁上而保持隔開(kāi)。舌片都被向下推到彎曲部分156與傳熱板上的窄縫的邊緣下方相配合為止。然后，彈簧的彈力迫使這些舌片向著它們的相對(duì)的舌片回彈。因此，舌片的彎曲部分156卡住在傳熱板上，并把散熱裝置組件牢牢地固定在傳熱板上。這樣，橫桿簡(jiǎn)單的向下移動(dòng)就使得舌片131向下移動(dòng)，結(jié)果，舌片131就能鉤住奔騰II的傳熱板的下面。此外，隨著被彎曲部分156向下壓的舌片伸到傳熱板的下面，彈簧卡子121上的張力就將對(duì)折疊翅片的凹槽施加壓在底板138上的很大的壓力。按照本實(shí)施例，彈簧卡子121和底板138的尺寸是這樣確定的，即，當(dāng)舌片固定在奔騰II的傳熱板上時(shí)，底板138與傳熱板之間的壓力大約是30lb。底板138與傳熱板之間的熱接觸可以借助于在底板138的下表面涂覆一層導(dǎo)熱油脂而進(jìn)一步增強(qiáng)。在本實(shí)施例中，使用的是非硅基油脂，具體的說(shuō)是AOS非硅基的HTC-15。這里所描述的散熱裝置組件能夠很好地把折疊翅片夾住在一塊底板上，并且能用把橫桿146向散熱裝置組件的底板推動(dòng)的同一個(gè)動(dòng)作，把散熱裝置組件固定在要冷卻的基板上。上述彈簧卡子121既完成了把折疊翅片夾在底板上的任務(wù)，也起了把散熱裝置組件夾在要冷卻的基板上的作用。
雖然上述散熱裝置組件101對(duì)于它的這樣大小的尺寸來(lái)說(shuō)散熱的效率很高，但，象奔騰II那樣的微處理器所產(chǎn)生的巨大的熱量仍然需要有空氣流動(dòng)通過(guò)折疊翅片，以獲得足夠的冷卻。上述氣流可以由一臺(tái)設(shè)置在電腦機(jī)架中的風(fēng)扇提供，或者，也可以由一臺(tái)用于微處理器的風(fēng)扇提供。圖15和16中表示了本發(fā)明的實(shí)施例中的一臺(tái)帶有蓋子組件的附加微處理器風(fēng)扇。該冷卻風(fēng)扇組件200有一個(gè)殼體210。一個(gè)扇風(fēng)裝置，通常是一臺(tái)風(fēng)扇220，安裝在上述殼體210的頂上。風(fēng)扇220容納在殼體的一個(gè)開(kāi)口214中。風(fēng)扇220把風(fēng)吹入由殼體210形成的腔室內(nèi)。風(fēng)扇220把風(fēng)垂直地引向底板138。上述腔室的邊界是右側(cè)壁216，左側(cè)壁217和前側(cè)壁218。這種冷卻組件200安裝在母板上的塑料散熱裝置支承板230上，以形成完整的空氣腔室。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一塊擋板240從前側(cè)壁延伸到腔室內(nèi)部，阻擋從風(fēng)扇220吹來(lái)的氣流。上述擋板從左側(cè)壁延伸到右側(cè)壁。在該優(yōu)選實(shí)施例中，上述擋板240大約延伸到腔室的一半處。因此，一部分風(fēng)扇220的氣流直接被擋板240擋住了。于是，帶有擋板的殼體便引導(dǎo)風(fēng)扇吹過(guò)來(lái)的空氣繞過(guò)擋板，流入由折疊翅片所形成的通道內(nèi)。由于采用了擋板240把空氣重新引導(dǎo)到上述通道內(nèi)，從而提高了冷卻效率。這種擋板240對(duì)于在上面其他實(shí)施例中描述過(guò)的缺少開(kāi)口16的實(shí)心折疊翅片特別有用。上述擋板240還把流入通道內(nèi)的氣流隔在擋板后面，防止它被風(fēng)扇吹過(guò)來(lái)的氣流所擾亂或干擾。這樣，就改善了空氣通過(guò)通道的運(yùn)動(dòng)。上述冷卻風(fēng)扇組件200同樣也可以用于其他帶有許多平行通道的散熱裝置。和現(xiàn)有技術(shù)一樣，這種通道可以用擠壓成的金屬散熱裝置來(lái)形成。
空氣在流過(guò)散熱裝置的通道之后，流到前側(cè)壁218附近的擋板240后面。設(shè)置一塊從前側(cè)壁延伸出來(lái)，并且凸出在擋板240之外的蓋板250，使得從散熱裝置中流出來(lái)的空氣偏轉(zhuǎn)方向，也是很有用的。蓋板250的目的是阻止空氣通過(guò)風(fēng)扇220回流到散熱裝置內(nèi)部。如有需要，蓋板可以用樞軸安裝在殼體210上，這樣，就能調(diào)節(jié)它偏轉(zhuǎn)的角度。殼體210上裝有底腳260，它可以卡在一個(gè)處理器的保持機(jī)構(gòu)上。上述殼體210可以用塑料制成，本實(shí)施例中的風(fēng)扇是3300rpm的Hypro軸承的風(fēng)扇。
應(yīng)該理解，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以對(duì)以上所描述的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行各種變化和改進(jìn)。例如，導(dǎo)熱薄板制成的基本上平行的壁可以用普通的公知制造方法來(lái)制造。同樣，可以使用各種常用的夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)保持對(duì)于折疊導(dǎo)熱薄板的凸脊或凹槽的向下的壓力。折疊導(dǎo)熱薄板可以有若干組互相獨(dú)立的凹槽和凸脊，而不是在整塊薄板上都是間隔均等的凹槽和凸脊。底板上可以打孔，而不是實(shí)心的板。彈簧架子上彈性的聯(lián)桿和舌片的形狀可以變化，但仍保有上面說(shuō)過(guò)的夾緊和連接功能。舌片和缺口的位置也可以改變，以適合要冷卻的基板上的各種不同的邊緣或窄縫的位置。但這些變化都沒(méi)有脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍，因此，都被本申請(qǐng)中的權(quán)利要求書(shū)所覆蓋。
權(quán)利要求
1.一種散熱裝置，它包括一塊折疊成至少一組交替的凸脊和凹槽的導(dǎo)熱薄板，上述導(dǎo)熱薄板有一個(gè)由至少一條上述凹槽形成的底部；一塊導(dǎo)熱板；以及一個(gè)用于迫使上述導(dǎo)熱薄板的底部靠在上述導(dǎo)熱板上的夾緊機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，上述導(dǎo)熱薄板具有通過(guò)上述薄板頂部上的許多凸脊的開(kāi)口。
3.如權(quán)利要求2所述的散熱裝置，其特征在于，它還包括一臺(tái)位于上述導(dǎo)熱薄板頂部上方，用于使空氣從凸脊之間和從上述薄板的開(kāi)口向上流動(dòng)的使空氣流動(dòng)的裝置。
4.如權(quán)利要求2所述的散熱裝置，其特征在于，它還包括一臺(tái)位于上述導(dǎo)熱薄板頂部上方，用于使空氣從凸脊之間向下流動(dòng)，并流過(guò)上述薄板的開(kāi)口的使空氣流動(dòng)的裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的散熱裝置，其特征在于，上述夾緊機(jī)構(gòu)包括一個(gè)具有容納一臺(tái)使空氣流動(dòng)的裝置的開(kāi)口的罩蓋。
6.如權(quán)利要求5所述的散熱裝置，其特征在于，它還包括一塊放置在上述罩蓋和上述導(dǎo)熱薄板的許多凸脊之間的襯墊。
7.如權(quán)利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，上述夾緊機(jī)構(gòu)包括一個(gè)用于向下壓在上述凸脊上的頂部連接件。
8.如權(quán)利要求7所述的散熱裝置，其特征在于，上述夾緊機(jī)構(gòu)還包括一個(gè)懸掛件，該懸掛件的一端連接在上述連接件上，而另一端用于鉤住上述導(dǎo)熱板。
9.如權(quán)利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，上述夾緊機(jī)構(gòu)包括許多彈性的聯(lián)桿，每一根聯(lián)桿都與上述凹槽中的一個(gè)凹槽接觸，向下壓在這些凹槽上。
10.如權(quán)利要求9所述的散熱裝置，其特征在于，上述夾緊機(jī)構(gòu)還包括一塊鎖定在上述導(dǎo)熱薄板的邊緣上的舌片。
11.一種主動(dòng)散熱裝置，它包括一塊折疊成至少一組交替的凸脊和凹槽的導(dǎo)熱薄板，上述導(dǎo)熱薄板有一個(gè)由許多凹槽形成的底部，和一個(gè)由至少一條凸脊形成的頂部；用于支承上述導(dǎo)熱薄板，并和它的底部接觸的導(dǎo)熱裝置；以及用于把上述導(dǎo)熱薄板夾緊在上述導(dǎo)熱板上的裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的散熱裝置，其特征在于，它還包括一臺(tái)安裝在上述導(dǎo)熱薄板頂部，用于使空氣流過(guò)至少一組交替的凸脊和凹槽的空氣流動(dòng)裝置。
13.如權(quán)利要求11所述的散熱裝置，其特征在于，上述用于夾緊的裝置包括一個(gè)蓋住上述導(dǎo)熱薄板頂部的罩蓋，和一個(gè)從上述罩蓋上凸出來(lái)，用于鎖定在上述導(dǎo)熱板一條邊緣下面的懸掛件。
14.如權(quán)利要求11所述的散熱裝置，其特征在于，上述用于夾緊的裝置包括許多構(gòu)件，每一個(gè)構(gòu)件與上述凹槽中的一條凹槽接觸，用于向下壓在上述凹槽上，并且還包括至少一塊與上述構(gòu)件連接的舌片，用于鉤住在上述導(dǎo)熱板一條邊緣下面。
15.一種散熱裝置，它包括一塊折疊成至少一組交替的凸脊和凹槽的導(dǎo)熱薄板，上述導(dǎo)熱薄板有一個(gè)由至少一條上述凹槽形成的底部；一塊導(dǎo)熱板；以及一個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)，它包括用于迫使上述折疊的導(dǎo)熱薄板靠在上述導(dǎo)熱板上的連接部分，一塊用于鎖定在上述導(dǎo)熱板一條邊緣的下面的舌片，以及用于把導(dǎo)熱板夾緊在一塊要冷卻的基板上的裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的散熱裝置，其特征在于，上述連接部分壓在上述導(dǎo)熱薄板頂部的許多凸脊上，并且上述舌片在一個(gè)連接在上述連接部分的懸掛件上。
17.如權(quán)利要求16所述的散熱裝置，其特征在于，上述用于夾緊的裝置包括許多彈簧卡子，每一個(gè)卡子都有一個(gè)用于鉤住的環(huán)。
18.如權(quán)利要求15所述的散熱裝置，其特征在于，上述連接部分包括許多構(gòu)件，每個(gè)構(gòu)件都與上述凹槽中的一條凹槽接觸，以便向下壓在該凹槽上。
19.如權(quán)利要求18所述的散熱裝置，其特征在于，上述連接部分和舌片是一個(gè)彈簧的兩個(gè)部分。
20.如權(quán)利要求19所述的散熱裝置，其特征在于，上述用于夾緊的裝置包括一個(gè)彈簧上的舌片的彎曲部分，它與要冷卻的基板嚙合，以便把上述導(dǎo)熱板壓進(jìn)在基板上并夾持住。
21.一種裝配散熱裝置的方法，它包括折疊一塊導(dǎo)熱薄板，交替地形成在其頂部的凸脊和在其底部的凹槽；把一個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)放置在上述折疊好的導(dǎo)熱薄板上；把上述折疊好的導(dǎo)熱薄板夾緊在一塊導(dǎo)熱板上，迫使上述折疊好的導(dǎo)熱薄板的底部壓在上述導(dǎo)熱板上，形成一個(gè)夾緊的散熱裝置組件；以及把上述夾緊的散熱裝置組件安裝在一塊要冷卻的基板上，并且使導(dǎo)熱板與基板接觸。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，上述放置步驟包括把一個(gè)頂部連接構(gòu)件放置在上述許多凸脊上。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，上述夾緊步驟包括把一個(gè)聯(lián)結(jié)在頂部連接構(gòu)件上的懸掛件鎖定在導(dǎo)熱板一條邊緣的下面。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，上述夾緊機(jī)構(gòu)有許多聯(lián)桿，并且上述放置步驟包括把這許多聯(lián)桿放在上述凹槽上。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，上述這許多聯(lián)桿是一個(gè)彈簧的一部分，并且上述夾緊步驟包括對(duì)上述彈簧施加壓力，以便把一塊從彈簧上懸垂下來(lái)的舌片鉤住上述導(dǎo)熱板的下面。
26.一種裝配散熱裝置的方法，它包括折疊一塊導(dǎo)熱薄板，交替地形成在其頂部的凸脊和在其底部的凹槽；把一個(gè)彈性的夾緊構(gòu)件放置在上述折疊好的導(dǎo)熱薄板上；迫使一塊從上述彈性?shī)A緊構(gòu)件懸垂下來(lái)的舌片嚙合在一塊導(dǎo)熱板的一條邊緣的下面，使上述折疊好的導(dǎo)熱薄板的底部壓緊上述導(dǎo)熱板，并形成一個(gè)夾緊的散熱裝置組件；以及把上述夾緊的散熱裝置組件安裝在一塊要冷卻的基板上，并且使導(dǎo)熱板與基板接觸。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，上述彈性的夾緊構(gòu)件有一個(gè)頂部連接件，而上述放置步驟包括把上述頂部連接件放置在上述許多凸脊上。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，上述彈性?shī)A緊構(gòu)件有許多聯(lián)桿，而上述放置步驟包括把這許多聯(lián)桿放置在上述凹槽上。
29.一種主動(dòng)散熱裝置，它包括一塊折疊成至少一組交替的凸脊和凹槽的導(dǎo)熱薄板，上述導(dǎo)熱薄板有一個(gè)由許多凹槽形成的底部，和一個(gè)由至少一條凸脊形成的頂部；一臺(tái)安裝在上述導(dǎo)熱薄板頂部的使空氣流動(dòng)的裝置；一塊安裝成與上述導(dǎo)熱薄板的底部傳熱接觸的導(dǎo)熱板；以及一個(gè)用于壓住上述導(dǎo)熱薄板的頂部和壓住上述導(dǎo)熱板的夾子，以改善上述許多凹槽與上述導(dǎo)熱板之間的傳熱接觸。
30.如權(quán)利要求29所述的主動(dòng)散熱裝置，其特征在于，上述夾子包括一個(gè)罩蓋，這個(gè)罩蓋延伸到蓋住上述導(dǎo)熱薄板的頂部，并且有一個(gè)與上述使空氣流動(dòng)的裝置通氣的開(kāi)口。
31.如權(quán)利要求30所述的主動(dòng)散熱裝置，其特征在于，上述夾子還包括一個(gè)從上述罩蓋凸出來(lái)的懸掛件，和一個(gè)在上述懸掛件上用于鎖定在上述導(dǎo)熱板一條邊緣的下面的凸緣。
32.如權(quán)利要求31所述的主動(dòng)散熱裝置，其特征在于，上述罩蓋包括一個(gè)在上述罩蓋內(nèi)的頂部連接件，用于在上述許多凸脊上壓住上述導(dǎo)熱薄板的頂部。
33.如權(quán)利要求32所述的主動(dòng)散熱裝置，其特征在于，它還包括一塊在上述頂部連接件與上述導(dǎo)熱薄板頂部之間的襯墊，以便使上述夾子能對(duì)全部上述凸脊施加壓力。
34.如權(quán)利要求32所述的主動(dòng)散熱裝置，其特征在于，上述頂部連接件包括一塊薄板，這塊薄板設(shè)計(jì)成一個(gè)彈簧，它的一條邊橫跨上述全部凸脊。
35.如權(quán)利要求29所述的主動(dòng)散熱裝置，其特征在于，它還包括在這許多凸脊上形成的開(kāi)口。
36.如權(quán)利要求35所述的主動(dòng)散熱裝置，其特征在于，上述導(dǎo)熱薄板在上述使空氣流動(dòng)的裝置下方形成了一個(gè)凹陷區(qū)域，并且在這些凸脊上的開(kāi)口位于由折疊的薄板所形成的，比形成凸脊的壁短的壁之間。
37.如權(quán)利要求29所述的主動(dòng)散熱裝置，其特征在于，它還包括一個(gè)用于把導(dǎo)熱板壓在要冷卻的基板上的夾緊構(gòu)件。
38.一種主動(dòng)散熱裝置，它包括一塊波紋形的導(dǎo)熱薄板，它有一個(gè)由該薄板中的波紋所形成的頂部；一塊在上述波紋形薄板下面的導(dǎo)熱板；一個(gè)整體的罩蓋，它包括一個(gè)放置在上述波紋形導(dǎo)熱薄板頂部的頂部連接件，和一個(gè)鎖定在上述導(dǎo)熱板下面的鎖定構(gòu)件，以便把上述波紋形薄板夾緊在上述導(dǎo)熱板上；以及一臺(tái)安裝在上述罩蓋中，放置在上述一系列導(dǎo)熱的波紋形上，用于使空氣流過(guò)這些波紋形的使空氣流動(dòng)的裝置。
39.如權(quán)利要求38所述的主動(dòng)散熱裝置，其特征在于，它還包括許多安裝在上述罩蓋上，用于把上述散熱裝置夾緊在一塊要冷卻的基板上，并且在上述導(dǎo)熱板與基板之間施加壓力的夾子。
40.如權(quán)利要求38所述的主動(dòng)散熱裝置，其特征在于，上述鎖定構(gòu)件包括一個(gè)用于鎖定在上述導(dǎo)熱板的一條邊緣上的懸掛件和一個(gè)在上述懸掛件上的凸緣。
41.如權(quán)利要求38所述的主動(dòng)散熱裝置，其特征在于，上述波紋形導(dǎo)熱薄板包括若干穿過(guò)上述薄板頂部的開(kāi)口。
42.如權(quán)利要求41所述的主動(dòng)散熱裝置，其特征在于，上述波紋形導(dǎo)熱薄板包括一個(gè)在上述使空氣流動(dòng)的裝置下方的區(qū)域，在該區(qū)域中的波紋具有比薄板頂部低的側(cè)壁。
43.一種主動(dòng)散熱裝置，它包括一塊折疊成至少一組交替的凸脊和凹槽的導(dǎo)熱薄板，上述導(dǎo)熱薄板有一個(gè)由許多凹槽形成的底部，和一個(gè)由至少一條凸脊形成的頂部；一臺(tái)安裝在上述導(dǎo)熱薄板頂部的使空氣流動(dòng)的裝置；一塊安裝成與上述導(dǎo)熱薄板的底部傳熱接觸的導(dǎo)熱板；一個(gè)用于把許多凹槽壓在上述導(dǎo)熱板上的夾緊件；以及許多安裝在上述罩蓋上，用于把上述散熱裝置夾緊在一塊要冷卻的基板上，并把上述導(dǎo)熱板壓向上述薄板的夾子。
44.如權(quán)利要求43所述的散熱裝置，其特征在于，上述導(dǎo)熱薄板具有許多穿過(guò)上述薄板頂部許多凸脊的開(kāi)口。
45.如權(quán)利要求44所述的散熱裝置，其特征在于，上述使空氣流動(dòng)的裝置使得空氣在凸脊之間和通過(guò)上述薄板中的開(kāi)口向下流動(dòng)。
46.如權(quán)利要求43所述的散熱裝置，其特征在于，上述上述夾緊件包括一個(gè)帶有能容納上述使空氣流動(dòng)的裝置的開(kāi)口的罩蓋。
47.如權(quán)利要求46所述的散熱裝置，其特征在于，上述罩蓋包括一個(gè)用于向下壓在上述凸脊上的頂部連接件，和許多懸掛件，每一個(gè)懸掛件都連接在上述頂部連接件的一端，并且具有用于鉤住上述導(dǎo)熱板的另一端。
48.一種制造折疊翅片散熱裝置的方法，它包括提供一塊帶有有規(guī)律地隔開(kāi)距離的孔的導(dǎo)熱薄板；折疊這塊導(dǎo)熱薄板，交替地形成在其頂部的凸脊和在其底部的凹槽，其中，上述這些孔形成了穿過(guò)許多凸脊的頂部的開(kāi)口；以及把上述折疊好的導(dǎo)熱薄板夾緊在一個(gè)導(dǎo)熱表面上。
49.如權(quán)利要求48所述的方法，其特征在于，上述導(dǎo)熱薄板上的孔的位置在相鄰的凹槽之間，并且不延伸到其他任何相鄰的凹槽上。
50.如權(quán)利要求48所述的方法，其特征在于，上述在導(dǎo)熱薄板上的孔在尺寸上是這樣設(shè)計(jì)的，即，在折疊薄板時(shí)，這些孔處在凸脊上，形成凹陷區(qū)域。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，它還包括在上述折疊步驟之前的分度步驟，以使這些孔不致在任何凹槽的底部形成開(kāi)口。
52.如權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，它還包括把折疊好的導(dǎo)熱薄板插入一個(gè)罩蓋內(nèi)的步驟，和把一塊導(dǎo)熱板卡緊在上述罩蓋內(nèi)，并且緊靠上述折疊的導(dǎo)熱薄板的底部。
53.一種裝配散熱裝置的方法，它包括提供一塊折疊成至少有一組交替的凸脊和凹槽的導(dǎo)熱薄板；把上述折疊薄板放置在一塊導(dǎo)熱板的頂上；把一塊具有許多平行的聯(lián)桿的彈簧放在上述折疊薄板上，使得每一塊薄板都嵌入一個(gè)凹槽內(nèi)；以及對(duì)上述彈簧施加壓力，使一塊從上述彈簧上懸垂下來(lái)的舌片鉤住導(dǎo)熱板的下面，以形成一個(gè)散熱裝置組件，其中，上述折疊薄板借助于用上述聯(lián)桿將凹槽壓在上述導(dǎo)熱板上而夾緊在導(dǎo)熱板上。
54.如權(quán)利要求53所述的方法，其特征在于，它還包括把上述散熱裝置組建放置在一塊要冷卻的基板上，以及對(duì)上述彈簧施加壓力，以便讓舌片鉤住基板，把上述導(dǎo)熱板夾緊在基板上。
55.一種裝配散熱裝置的方法，它包括把一塊有許多交替的凸脊和凹槽的折疊翅片放置在一塊帶有容納夾緊件的開(kāi)口的導(dǎo)熱板頂上；把一塊具有許多彈性聯(lián)桿的彈簧和一個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)放置在上述折疊翅片的上方，使得這許多彈性的聯(lián)桿嵌入上述折疊翅片的凹槽中；以及對(duì)上述彈簧的頂部施加壓力，把夾緊機(jī)構(gòu)推入夾緊件的容納開(kāi)口中使得上述夾緊機(jī)構(gòu)與導(dǎo)熱板連接，把上述折疊翅片壓緊在上述導(dǎo)熱板上。
56.如權(quán)利要求55所述的方法，其特征在于，上述夾緊件的容納開(kāi)口是在上述導(dǎo)熱板的一條邊緣上的缺口。
57.如權(quán)利要求55所述的方法，其特征在于，上述夾緊機(jī)構(gòu)是許多帶臺(tái)階的舌片，每一塊舌片用一根立桿與上述彈簧連接。
58.一種折疊翅片散熱裝置，它包括一塊有許多交替的凸脊和凹槽的折疊翅片；一塊導(dǎo)熱底板；以及一塊有許多彈性聯(lián)桿和一個(gè)與上述底板連接用的連接機(jī)構(gòu)的彈簧，上述每一根彈性聯(lián)桿壓在上述折疊翅片的一條凹槽中。
59.如權(quán)利要求58所述的折疊翅片散熱裝置，其特征在于，上述連接機(jī)構(gòu)包括一塊鎖定在上述導(dǎo)熱板一條邊緣下面的舌片。
60.如權(quán)利要求59所述的折疊翅片散熱裝置，其特征在于，上述舌片用一根立桿和一個(gè)臺(tái)階連接在彈簧上，并且上述底板具有至少一個(gè)沿著一條邊緣的缺口，該缺口的寬縫部分的寬度足以容納上述臺(tái)階，而其窄縫部分的寬度足以容納上述立桿，但不能容納上述臺(tái)階。
61.如權(quán)利要求58所述的折疊翅片散熱裝置，其特征在于，每一根彈性聯(lián)桿包括一個(gè)與上述折疊翅片的凹槽接觸的扁平的中部，以及在上述中部?jī)啥说膬A斜的腿部，每一個(gè)傾斜的腿部都從中部向上延伸到一根與所有的彈性聯(lián)桿連接的橫桿。
62.如權(quán)利要求58所述的折疊翅片散熱裝置，其特征在于，它還包括一臺(tái)安裝在上述折疊翅片上方，把空氣向下吹入凹槽內(nèi)的使空氣流動(dòng)的裝置，一個(gè)圍繞著上述折疊翅片的腔室，和一塊在上述使空氣流動(dòng)的裝置與折疊翅片之間，并且蓋住上述許多翅片和凹槽上方擋板，以便把從上述使空氣流動(dòng)的裝置中流出來(lái)的空氣吹入折疊翅片中未被上述擋板擋住的翅片，并沿著上述折疊翅片的凸脊和凹槽流向上述擋板的后方。
63.一種主動(dòng)散熱裝置，它包括一個(gè)導(dǎo)熱的散熱裝置組件，他有一個(gè)用于與產(chǎn)生熱量的裝置接觸的平坦的表面，和一系列平行的用于引導(dǎo)氣流沿著上述組件流動(dòng)的通道；一個(gè)在上述散熱裝置組件的平行的通道周?chē)纬梢粋€(gè)腔室的殼體；一個(gè)安裝在上述殼體的開(kāi)口中，并為空氣在上述散熱裝置組建中的流動(dòng)導(dǎo)向的使空氣流動(dòng)的裝置；一塊在上述使空氣流動(dòng)的裝置與散熱裝置組件之間的擋板，這塊擋板蓋住上述一系列通道的上方，因此，從上述使空氣流動(dòng)的裝置中流出來(lái)的空氣被導(dǎo)入未被上述擋板擋住的散熱裝置組件中，并沿著上述散熱裝置組件的通道流向上述擋板的后方。
64.如權(quán)利要求63所述的散熱裝置，其特征在于，上述使空氣流動(dòng)的裝置使空氣向垂直于上述散熱裝置組件的平坦表面的方向流動(dòng)。
65.如權(quán)利要求63所述的主動(dòng)散熱裝置，其特征在于，它還包括一塊蓋在上述一系列通道上方，以阻礙使空氣流動(dòng)的裝置中從這一系列通道中流出去的空氣流回上述散熱裝置組件內(nèi)部的蓋板。
66.一種電子設(shè)備的冷卻風(fēng)扇組件，它包括一個(gè)殼體，它有一個(gè)帶開(kāi)口的頂部，一塊左側(cè)壁，一塊右側(cè)壁，和一塊從上述頂部和左、右側(cè)壁延伸出來(lái)的前側(cè)壁，用于形成一個(gè)腔室；一個(gè)安裝在上述殼體上，用于使空氣通過(guò)上述開(kāi)口的使空氣流動(dòng)的裝置；以及一塊從上述殼體的前側(cè)壁延伸出來(lái)，并且從左側(cè)壁跨越到右側(cè)壁的擋板，上述擋板朝向上述使空氣流動(dòng)的裝置的空氣流通路徑的一部分，以便擋住上述腔室的一部分。
67.如權(quán)利要求66所述的冷卻風(fēng)扇組件，其特征在于，它還包括一塊從上述殼體的前側(cè)壁延伸出來(lái)，并且凸出在上述擋板以外的蓋板，以便使上述擋板后面流過(guò)了的空氣偏離上述使空氣流動(dòng)的裝置。
68.如權(quán)利要求67所述的冷卻風(fēng)扇組件，其特征在于，上述蓋板用樞軸安裝在上述殼體上。
全文摘要
一種夾緊在需要冷卻的電路元件上,特別是CPU上的折疊翅片散熱裝置。它的凸脊設(shè)計(jì)成特別有利于空氣的流動(dòng)。還適合采用一臺(tái)風(fēng)扇來(lái)迫使空氣流動(dòng)。
文檔編號(hào)H01L23/467GK1264496SQ98801221
公開(kāi)日2000年8月23日 申請(qǐng)日期1998年4月3日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月3日
發(fā)明者格雷戈里·T·懷勒, 彼得·B·法維尼, 布萊恩·W·沃特林, 比克·查帕蓋斯 申請(qǐng)人:無(wú)噪音系統(tǒng)公司