本發(fā)明涉及一種電路卡組件，確切地說(shuō)，涉及從電路卡組件移除與這些組件相關(guān)聯(lián)或耦合的熱能。

背景技術(shù)：

電路卡組件用于現(xiàn)有電子系統(tǒng)中的各種用途。所述電路卡組件可包括微型處理器(或者其他集成電路)，或者無(wú)源部件，例如，電阻器、電容器或電感器。這些電路卡組件通常布置在機(jī)箱中。電路卡組件工作期間，設(shè)置在這些卡上的電氣部件會(huì)生熱。即便所述部件未在熱量作用下受損，電路卡的操作也可能由于熱量的存在而效率低下。如果不去除該熱量，則可能損壞電路卡組件或者電路卡附近的其他裝置。

電流卡組件通過(guò)各種類(lèi)型的鎖定布置固定在機(jī)箱中的適當(dāng)位置。一種所述鎖定布置是附接到電路卡組件邊緣的楔形鎖定件。所述楔形鎖定件將電路卡組件固定在機(jī)箱中，并且是裝配在機(jī)箱中的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。所述楔形鎖定件提供了從電路板向機(jī)箱去除熱量的通路。

所述散熱器的構(gòu)造可能會(huì)限制從系統(tǒng)各部分中溢散的熱流。由于楔形鎖定件和電路卡組件本身的尺寸約束和其他因素，通常會(huì)大幅減小熱流通路的尺寸。這種類(lèi)型的尺寸調(diào)整會(huì)減少系統(tǒng)中的傳熱，因而降低電路卡組件的性能或者損壞部件。

目前已做出各種嘗試來(lái)增大熱流區(qū)域的尺寸，但是通常涉及對(duì)楔形件組件的標(biāo)準(zhǔn)布局進(jìn)行重新布置。此外，還已做出各種嘗試來(lái)提供與散熱器相連的熱插件，以幫助去除熱量。但是，由于電路板部件的尺寸各異，因此通常導(dǎo)致熱插件的不匹配，進(jìn)而導(dǎo)致效率降低。此外，由于現(xiàn)有設(shè)計(jì)中的空間有限，因此這些插件通常采用熱構(gòu)造。因此，由于無(wú)法有效地傳熱，可能無(wú)法使用高性能電路板。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明包括在楔形鎖定件設(shè)計(jì)中加入具有低電阻熱分流器或通路的散熱器。所述散熱器尺寸設(shè)計(jì)成能機(jī)械地避免與將熱分流器連接到熱界面相關(guān)聯(lián)的公差問(wèn)題(tolerance issues)，而不影響熱性能。通過(guò)將所述楔形鎖定件配置成與熱分流器的一部分接觸，所述熱分流器又在所述楔形鎖定結(jié)構(gòu)維持與機(jī)箱固體接觸的同時(shí)，抵著散熱器施加力。因此，可增加熱消散，從而能夠根據(jù)使用較高功率的電路板。此外，由于所述楔形鎖定件僅與熱插件接觸，因此，它不受熱插件與散熱器之間的公差問(wèn)題的影響。

在許多這些實(shí)施例中，提供一種電路卡組件，所述電路卡組件包括散熱器、鎖定機(jī)構(gòu)以及設(shè)置在所述散熱器中的熱插件。所述散熱器熱連接到電路板，并且具有上表面和下表面以及縱向通道，所述縱向通道沿上表面向下延伸。

所述鎖定機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述散熱器的縱向通道內(nèi)，并且包括多個(gè)固體楔形件，所述多個(gè)固體楔形件以可移動(dòng)方式布置在所述縱向通道內(nèi)。所述固體楔形件以無(wú)開(kāi)口或通道貫通其中的方式形成。所述固體楔形件在所述通道內(nèi)的縱向移動(dòng)有效地將所述電路卡組件固定到外部支架。

所述熱插件設(shè)置在所述散熱器內(nèi)，并且包括細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件。所述熱插件配置成與所述鎖定機(jī)構(gòu)的至少一個(gè)所述固體楔形件的一部分接觸，以幫助從所述電路板去除第一熱能量。接合所述鎖定機(jī)構(gòu)之后，熱插件與固體楔形件接合，并且進(jìn)一步與所述散熱器熱接合，以提供熱通路。

在其他方面中，所述熱插件可以包括可旋轉(zhuǎn)部分，所述可旋轉(zhuǎn)部分配置成以可旋轉(zhuǎn)方式從所述熱插件突出，以與所述熱插件接觸。因此，所述熱插件可提供與所述電路板的精確熱連接。所述可旋轉(zhuǎn)部分可包括若干目視指示器，所述目視指示器與從所述熱插件突出的量相對(duì)應(yīng)，以進(jìn)一步幫助確定所需突出的正確量，從而與所述電路板建立熱連接。

在其他方面中，熱管或其他構(gòu)件可連接到熱插件。所述熱管配置成被動(dòng)地消散來(lái)自所述電路板的熱能。在其他方面中，所述熱插件可包括第一材料和第二材料，所述第一材料可沿第一方向從所述電路板去除第一熱能量，并且所述第二材料可以沿第二方向從所述電路板去除第一熱能量。在一些形式中，所述第一材料可以是鋁和銅中的一個(gè)，并且所述第二材料可以是石墨。在其他實(shí)例中，可以使用其他材料或熱溶液。

在其他方面中，可以提供桿，所述桿縱向延伸穿過(guò)所述散熱器并且形成等溫截面。所述桿可以由與散熱器不同的材料構(gòu)成。“等溫截面”(isothermal section)是指溫度穿過(guò)所述桿的距離并且圍繞散熱器均勻地分布，這樣能夠從所述電路板組件更高效地去除熱能。

在一些方面中，形成熱通路，所述熱通路從所述電路板穿過(guò)所述散熱器延伸到散熱器的下表面而形成。在這些方面中，所述熱通路有效地從所述電路板去除第二熱能量。

在一些方面中，所述多個(gè)楔形件中的每個(gè)楔形件的底面通常是平的。在其他方面中，所述鎖定設(shè)備進(jìn)一步包括螺釘設(shè)備，所述螺釘設(shè)備配置成一旦受到驅(qū)動(dòng)，將移動(dòng)多個(gè)楔形件。

在其他方面中，提供第二熱插件，所述第二熱插件設(shè)置在散熱器內(nèi)。所述第二熱插件與所述固體楔形件中的一個(gè)不同楔形件的一部分接觸，以幫助從所述電路板去除熱能。在一些形式中，所述熱插件跨所述散熱器的寬度延伸。因此，在這些形式中，熱插件與在第二鎖定機(jī)構(gòu)的相反側(cè)，與所述鎖定機(jī)構(gòu)的至少一個(gè)固體楔形件的一部分接觸。

在其他這些實(shí)施例中，所述電路卡組件包括散熱器、鎖定機(jī)構(gòu)、熱插件、第一熱通路、第二熱通路和第三熱通路。所述散熱器具有第一部分和第二部分。所述第一部分熱連接到所述電路板，并且所述第一部分和第二部分一體成形并且經(jīng)由一體式頸部相連。所述散熱器包括上表面和下表面。所述散熱器進(jìn)一步包括縱向通道，所述縱向通道沿所述散熱器的上表面向下延伸。

所述鎖定機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述散熱器的縱向通道內(nèi)，并且包括多個(gè)固體楔形件，所述多個(gè)固體楔形件以可移動(dòng)方式布置在所述縱向通道內(nèi)。所述固體楔形件以無(wú)開(kāi)口貫通其中的方式形成。所述多個(gè)固體楔形件在所述通道內(nèi)的縱向移動(dòng)有效地將所述電路卡組件固定到外部支架。

所述熱插件設(shè)置在所述散熱器內(nèi)，并且延伸穿過(guò)其第一部分和第二部分。所述熱插件包括細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件，并且配置成與至少一個(gè)固體楔形件的一部分接觸，以幫助將所述電路卡組件固定到所述外部支架。

形成第一熱通路，所述第一熱通路從所述電路板穿過(guò)所述散熱器的所述第一部分，穿過(guò)所述頸部，穿過(guò)所述散熱器的所述第二部分延伸到所述散熱器的下表面，所述下表面與外部支架接觸。所述第一熱通路有效地從所述電路板去除第一熱能量。

形成第二熱通路，所述第二熱通路從所述電路板穿過(guò)所述散熱器的所述第一部分，穿過(guò)所述散熱器的第二部分，然后穿過(guò)所述多個(gè)固體楔形件中的至少一些楔形件延伸到所述支架。所述第二熱通路有效地從所述電路板去除第二熱能量，所述第二熱能量是大約在小于與所述第二熱通路相關(guān)的第一熱量的數(shù)量級(jí)的泄漏量。

形成第三熱通路，所述第三熱通路從所述電路板延伸穿過(guò)所述熱插件，然后穿過(guò)與熱插件接觸的固體楔形件。所述第三熱通路有效地從所述電路板去除第三熱能量。

附圖說(shuō)明

為了對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更完全的理解，應(yīng)當(dāng)參考以下具體實(shí)施方式以及附圖，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的電路卡組件的透視圖。

圖2包括透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的圖1中的電路卡組件。

圖3包括截面圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的圖1到圖2中的電路卡組件。

圖4包括透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的圖1到圖3中的電路卡組件的透視圖。

圖5包括截面圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的圖1到圖4中的電路卡組件。

圖6包括透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的圖1到圖5中的電路卡組件。

圖7包括正視圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的圖1到圖6中的電路卡組件。

圖8包括透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的電路卡組件，所述電路卡組件具有桿。

圖9包括透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的圖8中的電路卡組件。

圖10包括截面圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)例的圖8到圖9中的電路卡組件。

圖11包括透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的圖8到圖10中的電路卡組件。

圖12包括截面圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的圖8到圖11中的電路卡組件。

圖13包括透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的圖8到圖12中的電路卡組件。

圖14包括正視圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的圖8到圖13中的電路卡組件。

圖15包括正視圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的電路卡組件。

圖16包括右側(cè)透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的圖15中的電路卡組件。

圖17包括截面圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的圖15到圖16中的電路卡組件。

圖18包括下部透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的圖15到17中的電路卡組件。

圖19包括透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的圖15到圖18中的電路卡組件。

圖20包括下部透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的替代熱插件。

圖21包括上部透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的替代熱插件。

圖22包括下部透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的圖21中的替代熱插件。

圖23包括下部透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的替代熱插件。

圖24包括正視圖，示出根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的組裝在機(jī)箱中的一組電路卡組件。

技術(shù)人員將會(huì)了解，附圖中的元件出于簡(jiǎn)單和清楚的目的示出。將進(jìn)一步了解，某些動(dòng)作和/或步驟可以特定發(fā)生次序來(lái)描述或描繪，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，實(shí)際上不要求這種特定順序。還將理解，本說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)和表達(dá)具有符合此類(lèi)術(shù)語(yǔ)和表達(dá)關(guān)于它們各自對(duì)應(yīng)的查詢(xún)和研究領(lǐng)域的含義的普通含義，除非本說(shuō)明書(shū)另外闡明特定含義。

具體實(shí)施方式

本說(shuō)明書(shū)中所述的方法提供一種改進(jìn)的電路卡組件，所述電路卡組件具有與熱插件相組合的鎖定布置(例如，鎖定楔形件方法)，以增大熱消散。這樣可提高熱消散效率，同時(shí)保持傳統(tǒng)的尺寸約束。

在其他方面中，將鎖定機(jī)構(gòu)固定到機(jī)箱之后，電路卡與熱插件之間的公差減小。熱插件與散熱器之間的熱連接增大，形成額外的熱通路，所述熱通路穿過(guò)熱插件延伸到用在所述鎖定機(jī)構(gòu)中的楔形件，從而進(jìn)一步減少系統(tǒng)的總熱阻。

通過(guò)維持現(xiàn)有的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，所述方法可以實(shí)施于現(xiàn)有構(gòu)造中，而無(wú)需改變電路卡組件機(jī)箱。因此，不會(huì)擾亂當(dāng)前系統(tǒng)的總體布局。此外，當(dāng)所述電路在低溫下操作時(shí)，可提高微型處理器(和/或其他電氣部件)的速度。此優(yōu)勢(shì)可用于在高溫下運(yùn)行時(shí)，將電路板上關(guān)鍵裝置的溫度維持在其結(jié)溫限制(junction temperature limit)下，或者在維持在結(jié)溫下時(shí)提高處理器的速度。

為提供本發(fā)明的具體實(shí)例，制造大約3mm或以上的頸部，以用于鎖定楔形電路卡組件設(shè)備中的熱通路。在一個(gè)實(shí)例中并且在連接到所述組件的電路板包括微型處理器時(shí)，本發(fā)明將微型處理器的溫度降低約2.5攝氏度。所制造的較大頸部還使得能夠?qū)⑸嵫b置(例如，銅桿、熱管、熱地平面和石墨桿)結(jié)合到組件中。熱組件提供供熱量消散的額外熱通路。這些額外的散熱裝置沿所述組件的整個(gè)寬度散熱，并且進(jìn)一步降低所附接的電路卡(以及設(shè)置在所述卡上的部件)的溫度。

現(xiàn)在參見(jiàn)圖1到圖7，其中描述了電路卡組件110的一個(gè)實(shí)例。電路卡組件110包括散熱器120、電路板130、鎖定機(jī)構(gòu)140、第一熱通路160、第二熱通路165和熱插件190。散熱器120具有第一部分124和第二部分125。第一部分124連接到電路板130。第一部分124和第二部分125一體成形在一起，并且經(jīng)由一體式頸部126相連。

散熱器120由鋁或具有類(lèi)似熱性質(zhì)的其他金屬構(gòu)成。在一個(gè)實(shí)例中，電路卡組件110的一體式頸部126的尺寸增大到大約3.47mmx1.85mm，從而增大從電路板130排出熱能的熱通路。

散熱器120包括上表面121和下表面122。散熱器120進(jìn)一步包括縱向通道123，所述縱向通道沿散熱器120的上表面121向下延伸。例如，縱向通道123的尺寸是大約120mm長(zhǎng)x4mm深。應(yīng)了解，縱向通道123可以替代性地設(shè)置在下表面122上，并且沿此下表面122向上延伸，并且可以采用其他尺寸。

電路板130是任何類(lèi)型的電路板，并且具有各種不同的部件。例如，各種電阻器、集成電路、電容器等設(shè)置在電路板130上。這些部件產(chǎn)生熱量，所述熱量將根據(jù)本發(fā)明消散。電路板130包括電路板外部連接器(出于簡(jiǎn)明性考慮，未圖示)，以向電路板130提供電流并且進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。所述電路板外部連接器可以是若干常用連接器中的一種，例如，Vita 46和48標(biāo)準(zhǔn)連接器(VPX)、反模塊歐洲標(biāo)準(zhǔn)卡(Versa Module Eurocard，VME)連接器或者Compact PCi(CPCi)連接器。所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以使用若干不同的連接向電路板130或從所述電路板傳輸電力和數(shù)據(jù)。

鎖定機(jī)構(gòu)140設(shè)置在散熱器120的縱向通道123中，并且包括第一固體楔形件141、第二固體楔形件142、第三固體楔形件143、第四固體楔形件144和第五固體楔形件145，這些固體楔形件均以可移動(dòng)方式布置在縱向通道123內(nèi)。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在其他實(shí)例中，可以存在多于五個(gè)或少于五個(gè)的固體楔形件。第一固體楔形件141、第二固體楔形件142、第三固體楔形件143、第四固體楔形件144和第五固體楔形件145以無(wú)開(kāi)口貫通其中的形式(例如，楔形件為實(shí)心的)成形，并且所述多個(gè)固體楔形件在所述通道中的縱向移動(dòng)有效地將電路卡組件110固定到外部支架180。在一些實(shí)例中，所述多個(gè)楔形件中的每個(gè)楔形件具有大體呈T形的截面。在其他實(shí)例中，所述多個(gè)楔形件中的每個(gè)楔形件具有大體呈J形的截面。也可使用其他截面形狀。在一些方面中，所述多個(gè)楔形件中的每個(gè)楔形件的底面通常是平的。楔形件由鋁或具有類(lèi)似熱性質(zhì)的其他金屬構(gòu)成。在一個(gè)實(shí)例中，楔形件的尺寸是大約21mm高x4.8mm寬x4.75mm深，也可以采用其他尺寸。

除了第一固體楔形件141的前表面以及第五固體楔形件145的最靠后表面之外，楔形件的相鄰表面與圖3中的截面圖中所示的垂直線呈大約45度角。具體來(lái)說(shuō)，在第一固體楔形件141、第三固體楔形件143和第五固體楔形件145中，與垂直線呈大約45度角致使楔形件具有大約45度的銳角。在第二固體楔形件142和第四固體楔形件144中，與垂直線呈大約45度角致使楔形件具有大約135度的鈍角。

外部支架180大體呈“C”或“U”形，并且可以由金屬構(gòu)成。外部支架180的突出表面配置成平面表面。外部支架180與機(jī)箱一體成型或者通過(guò)傳統(tǒng)方法附接到機(jī)箱，包括，例如，螺栓連接、螺釘連接、膠粘或其他方法。

在一些方面中，鎖定機(jī)構(gòu)140包括制動(dòng)器146(例如，由不銹鋼構(gòu)成的螺栓或螺釘)，所述制動(dòng)器插入散熱器120中，以停止所述多個(gè)楔形件沿縱向通道123的移動(dòng)。制動(dòng)器146的頭部從散熱器120突出并且保持與第五固體楔形件145接觸，以限制第五固體楔形件145的移動(dòng)，從而限制鎖定結(jié)構(gòu)的移動(dòng)(如下詳述)。也可以使用其他鎖定機(jī)構(gòu)。

在其他方面中，鎖定機(jī)構(gòu)140進(jìn)一步包括螺釘設(shè)備150，所述螺釘設(shè)備配置成一旦受到驅(qū)動(dòng)，將使所述多個(gè)楔形件移動(dòng)。螺釘設(shè)備150包括螺釘設(shè)備板151、螺釘152以及帶螺紋的螺釘通道153。螺釘設(shè)備板151包括用于穿過(guò)其中插入螺釘152的孔洞，并且所述孔洞進(jìn)一步插入帶螺紋的螺釘通道153中。因此，螺釘設(shè)備板151設(shè)置在螺釘152的頭部與散熱器120之間。螺釘設(shè)備板151的后表面與第一固體楔形件141的前表面接觸。螺釘設(shè)備板151和螺釘152由不銹鋼構(gòu)成。帶螺紋的螺釘通道153向散熱器120內(nèi)部延伸大約20mm的距離。也可以使用其他鎖定機(jī)構(gòu)。

熱插件190設(shè)置在散熱器120內(nèi)，并且包括細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件。在一些實(shí)例中，熱插件190跨散熱器120的整個(gè)寬度延伸。在其他實(shí)例中，熱插件190跨散熱器120的整個(gè)寬度中的一部分延伸。熱插件190與電路板130熱連通，以從其中排出熱能。熱插件190與至少一個(gè)固體楔形件熱連通，以形成所述熱通路。熱插件190可以設(shè)置成在沿楔形件的任意位置，與任意數(shù)量的楔形件熱連通。

在其他方面中，為將電路卡組件110鎖定到外部支架180，用戶將螺釘152旋轉(zhuǎn)到帶螺紋的螺釘通道153中，所述帶螺紋的螺釘通道使螺釘設(shè)備板151沿縱向通道123的方向，抵著第一固體楔形件141施加力。響應(yīng)于所述力，第一固體楔形件141在縱向通道123中移動(dòng)并且壓向第二固體楔形件142，第二固體楔形件142在縱向通道123中移動(dòng)并且壓向第三固體楔形件143，以此類(lèi)推，直到第五固體楔形件145壓向制動(dòng)器146。

由于制動(dòng)器146限制楔形件在縱向通道中的進(jìn)一步移動(dòng)，因此在將螺釘152擰緊到帶螺紋的螺釘通道153中之后，第五固體楔形件145抵著第四固體楔形件144的后表面施加力。由于第四固體楔形件144的后表面與垂直線呈大約45度角并且形成大約135度的鈍角，因此由第五固體楔形件145施加的力會(huì)向第四固體楔形件144上施加力，使其沿垂直于縱向通道123的方向上升。

隨著螺釘152的進(jìn)一步擰緊，第四固體楔形件144繼續(xù)沿垂直于縱向通道123的方向上升，直到第四固體楔形件144的最上方表面與外部支架180的內(nèi)表面接觸并且抵靠所述內(nèi)表面。由外部支架180施加的對(duì)抗力使第一固體楔形件141向第三固體楔形件143移動(dòng)。由于螺釘152的這種旋轉(zhuǎn)，第一固體楔形件141、第三固體楔形件143與第五固體楔形件145之間的距離縮小。由于第二固體楔形件142的前表面和后表面與垂直線呈大約45度角并且形成大約135度的鈍角，并且第一固體楔形件141的后表面以及第三固體楔形件143的前表面與第二固體楔形件142的表面形成補(bǔ)角，因此，由第一固體楔形件141和第三固體楔形件143施加的力使第二固體楔形件142沿垂直于縱向通道123的方向上升。

當(dāng)?shù)谒墓腆w楔形件144以及后續(xù)的第二固體楔形件142沿垂直于縱向通道123的方向上升時(shí)，這些楔形件的最上方表面與外部支架180的內(nèi)表面接觸并且抵靠所述內(nèi)表面。進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)螺釘152，從而進(jìn)一步提升第二固體楔形件142之后，外部支架180向楔形件施加相反的固持力，將電路卡組件110固定到外部支架180，所述外部支架固定到機(jī)箱。因此，電路卡組件110夾持在外部支架180中，位于散熱器120的下表面122與第二固體楔形件142和第四固體楔形件144之間。

第一熱通路160從電路板130穿過(guò)散熱器120的第一部分124，穿過(guò)散熱器120的一體式頸部126，穿過(guò)散熱器120的第二部分125，延伸到散熱器120的下表面122而形成。第一熱通路160有效地從電路板130去除第一熱能量。這是因?yàn)樯崞?20的下表面122與外部支架180接觸，因而形成能夠?qū)崮芘懦龅酵獠恐Ъ?80的熱界面。

散熱器120的一體式頸部126的尺寸足以避免散熱器120的第一部分124與第二部分125之間形成顯著熱阻。例如，頸部的尺寸可介于大約2mm與6mm之間，以實(shí)現(xiàn)此功能。

第二熱通路165從電路板130穿過(guò)散熱器120的第一部分124，穿過(guò)散熱器120的一體式頸部126，穿過(guò)散熱器120的第二部分125，然后穿過(guò)第一固體楔形件141、第二固體楔形件142、第三固體楔形件143、第四固體楔形件144和第五固體楔形件145中的至少一些固體楔形件，延伸到外部支架180而形成。第二熱通路165有效地從電路板130去除第二熱能量，第二熱能量大于泄漏量。這是因?yàn)樾ㄐ渭纳媳砻媾c外部支架180接觸，形成能夠排出熱能的熱界面。

應(yīng)了解，術(shù)語(yǔ)“熱界面”用于描述部件表面之間的任何協(xié)作，這些部件在彼此直接或緊密接觸時(shí)，能量在彼此之間傳遞熱能。這可能涉及糊劑、貼片、膠帶、薄膜、焊接或其他現(xiàn)有方法的額外使用。

現(xiàn)在參見(jiàn)圖8到圖14，其中描述了電路卡組件810的另一個(gè)實(shí)例。電路卡組件810包括散熱器820、鎖定機(jī)構(gòu)840、第一熱通路860、第二熱通路865和熱插件890。散熱器820具有第一部分824和第二部分825。第一部分824連接到電路板830，并且第一部分824和第二部分825一體成形并且經(jīng)由一體式頸部826相連。

散熱器820由鋁或具有類(lèi)似熱性質(zhì)的其他金屬構(gòu)成。一體式頸部826增大到大約3.47mmx1.85mm，從而增大從電路板830排出熱能的熱通路。

散熱器820包括上表面821和下表面822。散熱器820進(jìn)一步包括縱向通道823，所述縱向通道沿散熱器821的上表面820向下延伸。例如，縱向通道823的尺寸是大約120mm長(zhǎng)x4mm深。也可以采用其他尺寸。

電路板830是任何類(lèi)型的電路板，并且具有各種不同的部件。例如，各種電阻器、集成電路、電容器等設(shè)置在電路板830上。這些部件產(chǎn)生熱量，所述熱量將根據(jù)本發(fā)明消散。電路板830包括電路板外部連接器(出于簡(jiǎn)明性考慮，未圖示)，以向電路板830提供電流并且進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。所述電路板外部連接器可以是若干常用連接器中的一種連接器，例如，VPX、VME或CPCi連接器。所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以使用若干不同的連接向電路板830或從所述電路板傳輸電力和數(shù)據(jù)。

鎖定機(jī)構(gòu)840設(shè)置在散熱器的縱向通道823中，并且包括第一固體楔形件841、第二固體楔形件842、第三固體楔形件843、第四固體楔形件844和第五固體楔形件845中的多個(gè)固體楔形件，這些固體楔形件均以可移動(dòng)方式布置在縱向通道823內(nèi)。所述楔形件以無(wú)開(kāi)口貫通其中的形式成形(例如，它們均為實(shí)心)，并且所述多個(gè)固體楔形件在所述通道內(nèi)的縱向移動(dòng)有效地將電路卡組件810固定到外部支架880中。在一些實(shí)例中，所述楔形件具有大體呈J形的截面。在其他實(shí)例中，所述多個(gè)楔形件中的每個(gè)楔形件具有大體呈J形的截面。也可使用其他截面形狀。在一些方面中，所述多個(gè)楔形件中的每個(gè)楔形件的底面通常是平的。楔形件由鋁或具有類(lèi)似熱性質(zhì)的其他金屬構(gòu)成。在一個(gè)實(shí)例中，楔形件的尺寸是大約21mm高x4.8mm寬x4.75mm深。也可以采用其他尺寸。

除了第一固體楔形件841的前表面以及第五固體楔形件845的最靠后表面之外，楔形件的相鄰表面與圖10中的截面圖中所示的垂直線呈大約45度角。具體來(lái)說(shuō)，在第一固體楔形件841、第三固體楔形件843和第五固體楔形件845中，與垂直線呈大約45度角致使楔形件具有大約45度的銳角。在第二固體楔形件842和第四固體楔形件844中，與垂直線呈大約45度角致使楔形件具有大約135度的鈍角。

外部支架880大體呈“C”或“U”形，并且可以由金屬構(gòu)成。外部支架880的突出表面配置成平面表面。外部支架880與機(jī)箱一體成型或者通過(guò)傳統(tǒng)方法附接到機(jī)箱，包括，例如，螺栓連接、螺釘連接、膠粘或其他方法。

在一些方面中，鎖定機(jī)構(gòu)840包括制動(dòng)器846，所述制動(dòng)器是由不銹鋼構(gòu)成的螺栓或螺釘，所述制動(dòng)器插入散熱器820中，以停止所述多個(gè)楔形件沿縱向通道823的移動(dòng)。制動(dòng)器846的頭部從散熱器820突出并且保持與第五固體楔形件845接觸，以限制第五固體楔形件845的移動(dòng)，從而限制鎖定結(jié)構(gòu)的移動(dòng)。

在其他方面中，鎖定機(jī)構(gòu)840進(jìn)一步包括螺釘設(shè)備850，所述螺釘設(shè)備配置成一旦受到驅(qū)動(dòng)，將使所述多個(gè)楔形件移動(dòng)。螺釘設(shè)備850包括螺釘設(shè)備板851、螺釘852以及帶螺紋的螺釘通道853。螺釘設(shè)備板851包括用于穿過(guò)其中插入螺釘852的孔洞，并且所述孔洞進(jìn)一步插入帶螺紋的螺釘通道853中。因此，螺釘設(shè)備板851設(shè)置在螺釘852的頭部與散熱器820之間。螺釘設(shè)備板851的后表面與第一固體楔形件841的前表面接觸。螺釘設(shè)備板851和螺釘852由不銹鋼構(gòu)成。帶螺紋的螺釘通道853向散熱器820內(nèi)部延伸大約20mm的距離。

熱插件890設(shè)置在散熱器820內(nèi)，并且包括細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件。在一些實(shí)例中，熱插件890跨散熱器820的整個(gè)寬度延伸。在其他實(shí)例中，熱插件890跨散熱器820的整個(gè)寬度中的一部分延伸。熱插件890與電路板830熱連通，以從其中排出熱能。熱插件890與至少一個(gè)固體楔形件熱連通，以形成所述熱通路。熱插件890可以設(shè)置成在沿楔形件的任意位置，與任意數(shù)量的楔形件熱連通。

在其他方面中，為將電路卡組件810鎖定到外部支架880，用戶將螺釘852旋轉(zhuǎn)到帶螺紋的螺釘通道853中，所述帶螺紋的螺釘通道使螺釘設(shè)備板851沿縱向通道823的方向，抵著第一固體楔形件841施加力。響應(yīng)于所述力，第一固體楔形件841在縱向通道823中移動(dòng)并且壓向第二固體楔形件842，第二固體楔形件843在縱向通道823中移動(dòng)并且壓向第三固體楔形件843，以此類(lèi)推，直到第五固體楔形件845壓向制動(dòng)器846。

由于制動(dòng)器846限制楔形件在縱向通道中的進(jìn)一步移動(dòng)，因此在將螺釘852擰緊到帶螺紋的螺釘通道853中之后，第五固體楔形件845抵著第四固體楔形件844的后表面施加力。由于第四固體楔形件844的后表面與垂直線呈大約45度角并且形成大約135度的鈍角，因此由第五固體楔形件845施加的力會(huì)向第四固體楔形件844上施加力，使其沿垂直于縱向通道823的方向上升。

隨著螺釘852的進(jìn)一步擰緊，第四固體楔形件844繼續(xù)沿垂直于縱向通道823的方向上升，直到第四固體楔形件844的最上方表面與外部支架880的內(nèi)表面接觸并且抵靠所述內(nèi)表面。由外部支架880施加的對(duì)抗力使第一固體楔形件141向第三固體楔形件843移動(dòng)。由于螺釘852的這種旋轉(zhuǎn)，第一固體楔形件841、第三固體楔形件843與第五固體楔形件845之間的距離縮小。由于第二固體楔形件842的前表面和后表面與垂直線呈大約45度角并且形成大約135度的鈍角，并且第一固體楔形件841的后表面以及第三固體楔形件843的前表面與第二固體楔形件842的表面形成補(bǔ)角，因此，由第一固體楔形件841和第三固體楔形件843施加的力使第二固體楔形件842沿垂直于縱向通道823的方向上升。

當(dāng)?shù)谒墓腆w楔形件844以及后續(xù)的第二固體楔形件842沿垂直于縱向通道823的方向上升時(shí)，這些楔形件的最上方表面與外部支架880的內(nèi)表面接觸并且抵靠所述內(nèi)表面。進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)螺釘852，從而進(jìn)一步提升第二固體楔形件842之后，外部支架880向楔形件施加相反的固持力，將電路卡組件810固定到外部支架880，所述外部支架固定到機(jī)箱。因此，電路卡組件810夾持在外部支架880中，位于散熱器820的下表面822與第二固體楔形件842和第四固體楔形件844之間。

由與散熱器820不同的材料構(gòu)成的桿870縱向延伸穿過(guò)散熱器820，并且形成散熱器820中的等溫部分。在一些實(shí)例中，桿870呈圓柱形，并且具有約4mm的直徑。在一些實(shí)例中，桿870設(shè)置在鎖定機(jī)構(gòu)840下方大約2mm處。在一些實(shí)例中，桿870由銅構(gòu)成。在一些方面中，使用桿870形成散熱器820中等溫部分。等溫部分是指圍繞散熱器820中的桿870的溫度跨桿870的整個(gè)長(zhǎng)度均勻地分布，從而從電路板830更高效地排出熱能。

第一熱通路860從電路板830穿過(guò)散熱器820的第一部分824，穿過(guò)散熱器820的一體式頸部826，穿過(guò)散熱器820的第二部分825，延伸到散熱器820的下表面822而形成。第一熱通路860有效地從電路板830去除第一熱能量。這是因?yàn)樯崞?20的下表面822與外部支架880接觸，因而形成能夠?qū)崮芘懦龅酵獠恐Ъ?80的熱界面。

散熱器820的一體式頸部826的尺寸足以避免散熱器820的第一部分824與第二部分825之間形成顯著熱阻。例如，頸部的尺寸可介于大約2mm與6mm之間。

第二熱通路865從電路板830穿過(guò)散熱器820的第一部分824，穿過(guò)散熱器820的一體式頸部826，穿過(guò)散熱器820的第二部分825，然后穿過(guò)第一固體楔形件841、第二固體楔形件842、第三固體楔形件843、第四固體楔形件844和第五固體楔形件845中的至少一些固體楔形件，延伸到外部支架880而形成。第二熱通路865有效地從電路板830去除第二熱能量，所述第二熱能量大于泄漏量。

圖15到圖23提供了一些替代系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中用途與前述系統(tǒng)和設(shè)備大體相同的特征和/或原件將采用與上述所用數(shù)字的最后兩位相同的數(shù)字表示(例如，散熱器120、1520)。因此，一些特征將不再詳述。

圖15到圖19描述了電路卡組件1500的一個(gè)實(shí)例。電路卡組件1500包括：電路板1530，具有上表面1521的散熱器1520、下表面1522和縱向通道1523，所述縱向通道沿上表面1521向下延伸；鎖定機(jī)構(gòu)1540，所述鎖定機(jī)構(gòu)包括固體楔形件1541和螺釘1550以及熱插件1590。

散熱器1520可由鋁或具有類(lèi)似熱性質(zhì)的其他金屬構(gòu)成。鎖定機(jī)構(gòu)1540設(shè)置在散熱器1520的縱向通道1523中，并且包括任意數(shù)量的固體楔形件1541。在一個(gè)實(shí)例中，電路卡組件1500中使用五個(gè)固體楔形件1541。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在其他實(shí)例中，可以存在多于五個(gè)或少于五個(gè)的固體楔形件。固體楔形件1541以無(wú)開(kāi)口貫通其中的方式形成。所述多個(gè)固體楔形件1541在縱向通道1523內(nèi)的縱向移動(dòng)有效地將電路卡組件1500固定到外部支架。

電路板1530是任何類(lèi)型的電路板，并且具有各種不同的部件。例如，各種電阻器、集成電路、電容器和其他部件設(shè)置在電路板1530上。這些部件產(chǎn)生熱量，所述熱量將根據(jù)本發(fā)明消散。電路板1530包括電路板外部連接器(出于簡(jiǎn)明，未示出)，以向電路板1530提供電流并且進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。所述電路板外部連接器可以是若干常用連接器中的一種連接器，例如，Vita 46和48標(biāo)準(zhǔn)連接器(VPX)、反模塊歐洲標(biāo)準(zhǔn)卡(Versa Module Eurocard，VME)連接器或者Compact PCi(CPCi)連接器。所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以使用若干不同的連接向電路板1530或從所述電路板傳輸電力和數(shù)據(jù)。

熱插件1590設(shè)置在散熱器1520內(nèi)，并且包括細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件。在一些實(shí)例中，熱插件1590跨散熱器1520的整個(gè)寬度延伸。在其他實(shí)例中，熱插件1590跨散熱器1520的整個(gè)寬度中的一部分延伸。熱插件1590與電路板1530熱連通，以從其中排出熱能。熱插件1590與至少一個(gè)固體楔形件1541熱連通，以形成所述熱通路。熱插件1590可以設(shè)置成在沿楔形件1541的任意位置，與任意數(shù)量的楔形件1541熱連通。

楔形件由鋁或具有類(lèi)似熱性質(zhì)的其他金屬構(gòu)成。在一些方面中，每個(gè)楔形件的底面是與熱插件1590接觸的大體平坦表面。因此，熱插件1590與至少一個(gè)固體楔形件1541物理連通，以幫助形成電路板1530、熱插件1590與楔形件1541之間的強(qiáng)力熱通路。

螺釘1550配置成一旦受到驅(qū)動(dòng)，將使楔形件1541移動(dòng)。如上所述，螺釘1550與楔形件1541之間的板幫助使楔形件1541移動(dòng)。也可以使用其他鎖定機(jī)構(gòu)。

在操作中，為將電路卡組件1500鎖定到外部支架，用戶旋轉(zhuǎn)螺釘1550，從而使所述板沿縱向通道1523的方向，抵著第一楔形件1541施加力。響應(yīng)于所述力，第一楔形件1541沿縱向通道1523移動(dòng)并且壓向第二楔形件1541，從而使其向上移動(dòng)并且進(jìn)入縱向通道1523中，從而使第二楔形件1541向下移動(dòng)并且進(jìn)入縱向通道1523中，以此類(lèi)推，直到楔形件1541壓向縱向通道1523的相反側(cè)上的表面，所述縱向通道配置成約束其移動(dòng)。

隨著螺釘1550擰緊，楔形件1541沿縱向通道1523向上或向下移動(dòng)，具體取決于其構(gòu)造。與熱插件1590接觸的楔形件1541向下推動(dòng)，以進(jìn)一步與熱插件接觸。由于此向下的力，熱插件1590還抵著散熱器1520和電路板1530向下推動(dòng)，直到形成固體熱連接。應(yīng)了解，在一些實(shí)例中，熱插件1590可以與電路板1530直接物理接觸，并且替代地，常用導(dǎo)熱體可以設(shè)置在熱插件1590與電路板1530之間。可能存在其他實(shí)例。通過(guò)如此配置，楔形件1541單獨(dú)與熱插件1590接觸，因此不受熱插件1590與散熱器1520之間的任何公差問(wèn)題的影響，從而實(shí)現(xiàn)兩者之間的強(qiáng)力熱連接。熱插件1590可以從電路板1530向楔形件1541和相連機(jī)箱排出第一熱能量。

在一些實(shí)例中且如圖19中所示，在電路卡組件1500內(nèi)形成不同熱通路。在這些實(shí)例中，第一熱通路1560從電路板1530穿過(guò)散熱器1520的第一部分，穿過(guò)一體式頸部，穿過(guò)第二部分，然后穿過(guò)散熱器1520的下表面而形成。第一熱通路1560從電路板1530去除第一熱能量。第二熱通路1565從電路板1530穿過(guò)散熱器1520的第一部分，穿過(guò)所述散熱器的第二部分，然后穿過(guò)任意數(shù)量的楔形件1541延伸到所述外部支架而形成。所述第二熱通路1565有效地從電路板1530去除第二熱能量，所述第二熱能量大于泄漏值。第三熱通路1570從電路板1530穿過(guò)熱插件1590延伸而形成。在一些實(shí)例中，熱通路可止于熱插件1590，并且在其他實(shí)例中，第三熱通路1524可以繼續(xù)穿過(guò)與熱插件1590接觸的楔形件1541。

散熱器1520的一體式頸部尺寸足以避免散熱器1520的第一部分與第二部分之間形成顯著熱阻。例如，頸部的尺寸可介于大約2mm與6mm之間，以實(shí)現(xiàn)此功能。

圖20描述了替代熱插件1690。熱插件1690包括可旋轉(zhuǎn)部分1692以及圍繞可旋轉(zhuǎn)部分1692的目視指示器1694。應(yīng)了解，熱插件1690以與熱插件1690類(lèi)似的方式運(yùn)作，因此不再進(jìn)一步詳述其構(gòu)造或操作。

熱插件1690的可旋轉(zhuǎn)部分1692配置成以可旋轉(zhuǎn)方式從熱插件1690突出，以與電路板接觸。因此，可旋轉(zhuǎn)部分1692可以帶螺紋，所述螺紋與散熱器中所含的螺紋相對(duì)應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)此運(yùn)動(dòng)。

為操作可旋轉(zhuǎn)部分1692，用戶可以利用任意方法，例如僅手動(dòng)扭轉(zhuǎn)所述可旋轉(zhuǎn)部分。在其他實(shí)例中，用戶可利用螺絲刀或其他旋轉(zhuǎn)工具來(lái)向下扭轉(zhuǎn)所述可旋轉(zhuǎn)部分。另外還提供了其他實(shí)例。

在一些形式中，目視指示器1694可用于幫助確定所需的突出量。例如，將散熱器置于電路板上之后，用戶可測(cè)量電路板與熱插件之間的距離。由于目視指示器1694與所限定的突出量相對(duì)應(yīng)，因此用戶將準(zhǔn)確地了解需要多少旋轉(zhuǎn)以限制或消除熱插件1690與電路板之間的間隙。因此，熱插件1690與電路板之間的公差將減小，從而實(shí)現(xiàn)從電路板排熱的更好的熱連接。

圖21和圖22描述了替代熱插件1790。熱插件1790包括連接到熱插件1790的熱管1796。熱管1796可以配置成被動(dòng)地消散來(lái)自電路板的熱能，從而形成更高效散熱的設(shè)備。盡管本說(shuō)明書(shū)中描述了所述熱管1796的一個(gè)非限定實(shí)例，但是應(yīng)了解，可以使用所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員所知的任何配置。

熱管1796大體呈管狀，并且通過(guò)利用蒸發(fā)潛熱、冷凝潛熱和毛細(xì)管作用，以高效的方式無(wú)源地傳熱。熱管1796包括低壓空腔，所述低壓空腔可在壓力差的作用下抽吸真空。因此，包含在熱管中的水可在較低沸點(diǎn)溫度下沸騰。電路板通電時(shí)，將產(chǎn)生熱量，從而導(dǎo)致熱管1796內(nèi)的水蒸發(fā)。由于腔中的壓力差，蒸汽將從熱源移除到腔的最末端。此時(shí)，蒸汽將冷凝，并且芯吸結(jié)構(gòu)(wicking structure)將通過(guò)毛細(xì)作用將水送回到熱源。在一些形式中，熱管可替代性地為大體平坦的或者立方形的蒸汽腔。

參見(jiàn)圖23，其中描述了替代熱插件1890。在這些形式中，熱插件可以由若干不同材料構(gòu)成，以幫助散熱。例如，第一部分1898可以由第一材料構(gòu)成，所述第一材料配置成沿特定方向更高效地排熱，并且第二部分1899可以由第二材料構(gòu)成，所述第二材料可以配置成沿第二特定方向更高效地排熱。由于熱插件1890通常由多層構(gòu)成，因此熱能將沿平面方向消散。因此，通過(guò)沿特定方向利用具有高導(dǎo)熱性的材料，將向熱插件1890的最外端邊緣散熱。此外，由于傳統(tǒng)材料的重量，具有相似導(dǎo)熱性的較輕材料可提供較輕系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。應(yīng)了解，可利用任意數(shù)量的構(gòu)造和/或形狀的不同材料。

在一個(gè)實(shí)例中，第二材料可包括上文描述的可旋轉(zhuǎn)部分。因此，通過(guò)將這些材料組合在熱插件1890中，可高效地散熱。例如，第一材料可以是鋁、銅或其他金屬或其組合，并且例如，第二材料可以是石墨或具有類(lèi)似散熱性能的類(lèi)似材料。

在一些形式中，熱插件1890可延伸到散熱器的邊緣，并且一體形成以包括支撐鎖定機(jī)構(gòu)的縱向通道。在一些形式中，熱插件1890可包括熱管、蒸汽腔或者所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員使用的其他蒸汽空間。

圖24描述了使用圖1-7、圖8-14和/或圖15-23中的組件的電路卡機(jī)箱的一個(gè)實(shí)例。機(jī)箱1985包括多個(gè)電路卡組件1910。電路卡組件1910包括電路板1930和電路板外部連接器(出于簡(jiǎn)明性考慮，未圖示)，并且通過(guò)支架1980連接到機(jī)箱1985。電路卡組件1910通過(guò)上述鎖定機(jī)構(gòu)(例如，本說(shuō)明書(shū)中參見(jiàn)圖1-7所描述的鎖定機(jī)構(gòu)140)限制在支架1980中。電路卡組件1910滑動(dòng)到支架1980中，鎖定機(jī)構(gòu)在此旋轉(zhuǎn)，從而向電路卡組件1910施加夾持限制力。

通過(guò)將電路卡組件1910插入支架1980和機(jī)箱1985中，熱能從電路卡組件1910排除到支架1980，并且最終到機(jī)箱1985。此無(wú)源式冷卻使電路卡組件1910能夠以更高效的方式運(yùn)行。

在一個(gè)實(shí)例中，將電路板上的熱裝置的運(yùn)行溫度降低若干攝氏度。運(yùn)行溫度的降低使電路板能夠在較高速度下使用，并減小對(duì)避免臨界溫度的關(guān)注。

所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將了解的是，可在各種方面進(jìn)行對(duì)前述實(shí)施例的修改。其他變型明顯也將可行，并且在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。在所附權(quán)利要求中具體闡述本發(fā)明。本發(fā)明的精神和范圍包括所屬領(lǐng)域中熟悉本發(fā)明教示的普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)得出的對(duì)本說(shuō)明書(shū)中所述實(shí)施例的修改和替代。