专利名称：带有安装板的集热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用来冷却安装在印刷电路板上的电子器件的散热器，特别是涉及一种与CPU直接热接触的表面安装的集热器板。
2、背景技术目前的收集板具有适于安装到印刷电路板上、与CPU直接热接触并散热，并且同所连接的导热管制成一体。这需要在实施多个机械切削步骤并在一个部件上进行电镀。
参照图1A和图1B，CPU12安装在PCB(印刷电路板)10上，该PCB1设有螺栓14以安装包括安装板25的集热器20，该安装板25带有接头22和以接纳螺栓14的孔23。集热器20还设有平行凸脊24，该凸脊限定接纳导热管16的中心导槽26，导热管16与具有冷却片的散热器18相连。散热器18中装有部分液体，该液体在收集器20和散热器18之间进行蒸发和冷凝的循环。导热管可以通过按压装入导槽中，或者通过导热粘接进行焊接或者固定，上面再焊接或粘结盖板28以改进热传导。导热管16如图所示具有封闭的末端，可作为常用的冷却回路的一部分。
附图2A和2C示出了根据现有技术生产一体的集热器20和安装板20的必要步骤。图2A示出了为经过切削和挤压并具有一对凸脊边缘24和接纳盖板的嵌边27的金属块21，其凸脊24从平板25中竖立并位于中心导槽26的两侧。金属块是被切削还是被挤压取决于其材料；铜不如铝易被挤压。材料的选择取决于所需的特性，比如成本、重量、导热性、冲压性以及可焊接性。图2A所示的金属块被铣削从而扩大凸脊24两端的底板25(参见图2B)。该底板25再被铣削以形成接片23并在其上钻出孔(参见图2C)。
附图3A所示为根据现有技术生产一体的销钉型散热器的第一步，其中底板32具有直立的肋板33。图3B所示为第二步，其中肋板被切削或切割成销钉34。如图3C所示，底板被切削形成接片36，同时在接片上钻出孔38。
发明内容
依据本发明，将连接/调整部件(或结构)与导热部件(或结构)相分离，通过取消多个加工步骤来降低制作成本。依据本发明的集热器包括两部分，一个收集CPU或类似装置热量的块体，以及一个围绕该块体周围并定位的模制或压制的框架，该框架上设有诸如凸台的安装部件(或结构)，例如用于螺钉、螺栓、铆钉、按钉等等的凸台。
本发明基于这样的事实，热量的收集和散热功能与安装和定位功能相互独立，其中该功能可以由分开的元件来承担，该元件集约生产比单件生产更便宜，单件生产通常需要多个加工步骤。本发明还允许采用具有相同安装板的任意数量的热量收集器结构。
金属集热器可以是一个挤压件，其经电镀的(如果需要)一个单件，并切成一定长度。这更适于导热管型集热器或翅片型散热器。如图所示的销钉翼型散热器在挤压后还需几个加工步骤。注意这里采用的术语“集热器”指从诸如芯片等热源“收集”热量的元件，同时排除热量或者通过导管类似部件将热量传递至远处的散热器。这里采用术语“散热器”是指不仅收集热量而且具有散热功能的元件。从而散热器是收集器中一种。
安装框架可以由塑料模制，这样可以省略所有的切削和钻孔。塑料可以由充填用于屏蔽的EMI材料的金属进行模制。塑料具有较大的热阻，从而组装后可将导热管焊接到散热器上。
安装框架还可以冲压和由金属成型形成，这样不但可以省略切削和钻孔而且有助于散热。类似的部件可以使用弹性钢并结合有用于散热器固定到印刷电路板上的弹簧。其中这两个元件都是金属的，可以采用很多方法，如焊接、模煅、桩砧、铜焊、粘接、电焊以及点焊来连接部件。
本发明的其他目的和特征将从结合附图的下面描述中显而易见。然而，可以理解的是，附图仅仅是示出的目的而不是对发明的限定，对于限定应该参照附加的权利要求。还应更进一步理解的是，附图没有必要绘制的很精确，除非特殊说明，附图仅仅是对这里描述结构和过程的概念性描述。
图1A是现有技术中的导热管型集热器组件和印刷电路板的分解透视图；图1B是现有技术中的安装到印刷电路板上的集热器组件的透视图；图2A-2C所示为现有技术中的用于导热管的集热器的制作步骤；
图3A-3C所示为现有技术中的带有安装接片的销钉型集热器的制作步骤；图4A是根据本发明的两部件集热器的分解透视图；图4B是根据本发明的组装两部件集热器的透视图；图5是具有多个容纳导热管导槽的集热器的透视图；图6是具有一个连接到多个散热器的一个集热器的系统的透视图；图7A是根据本发明的两部分销钉型集热器的分解透视图；图7B是图6A中的组装后两部分销钉型集热器的透视图；图8A是根据本发明的两部分销钉型集热器的第二实施例的分解透视图；图8B是图7A中组装后两部分销钉型散热器的透视图；图9是组装后两部分销钉型散热器的第三个实施例的透视图；图10是组装后两部分销钉型散热器的第四个实施例的透视图；以及图11是组装后两部分销钉型散热器的第五个实施例的透视图。
具体实施例方式
参照图4A和4B，安装框架40由例如铝的金属板冲压或成型，并包括具有孔43的安装接片42、一个中心孔44以及形成为在包含安装接片42平面上面延伸的保持接片45。集热器50的外形形成为用于封闭容纳于安装框架40的中心孔44内，并具有侧凸缘53支靠保持接片45。平行的凸脊51限定接纳导热管的槽52，收集器50最好为挤压的铜以便于焊接到铜导热管上。要注意将固定板40焊接到收集器50上不是必要的，但两部分是焊接兼容时是可能的，进而提高散热。
图5所示为具有多个槽26的集热器，该槽用于把多个导热管连接到多个散热器的需要高效热传递的应用场合中。相反地，如图6所示，分散的具有单个导槽的集热器可以通过分离的导热管16连接到单个散热器18上。
图7A和7B所示为安装板40，该安装板40与图4A和4B所示的安装板大致上相同，同时可以是模制塑料或冲压或成形金属。这里销钉翼型散热器56具有凸缘57，该凸缘通过安装板的接片42来保持。如美国专利4884331所描述的那样，散热器56可以通过挤压以形成平行翼片，再横向切割形成翼片50。
图8A和8B示出了与图7A和7B相似的实施例，其中保持接片45具有嵌入在销钉组58之间的梳形弹性齿46。其中两部分由金属制成，这样没有焊料的设计可改善热接触，由此一个或两个部件是铝的。
图9所示的实施例中，安装板40由向上伸出的保持接片47形成，其中接片47与集热器用铆钉经过孔(不可见)并楔入销钉58之间而固定。
图10所示的实施例中，向上伸出的接片48与在销钉58外部排上形成的止动件59接合，从而将散热器50通过卡合固定在安装板40上。
图11示出了具有凸缘57的销钉型散热器56(图6A)，该凸缘保持在冲压保持板40的下面，其中保持板40没有接片。这里散热器的底部与安装板40并不平齐，这样安装板40在装到印刷电路板上时与之间隔开。
要注意的是，其他所述的具有接片45的实施例可以设计成这样，，散热器底部凹陷在安装板上，从而安装板可以同印刷电路板平齐地安装，同时从印刷电路板上竖立的CPU与散热器底部平齐。
这样，上面已经示出和描述并指出用在优选实施例中发明的基本的新颖特性，可以理解，只要不脱离本发明的精神实质，本领域技术人员对本发明的形式和细节可作各种删减、替换和变化。例如，可以将这些元件和/或方法步骤组合起来以获得实质上没有脱离本发明的相同技术效果，其中这些组合用大致相同方式实现大致相同的功能。更进一步，可以看出，结合发明任何公开形式或实施例示出和/或描述的结构和/或元件和/或方法，可作为设计选择的一般主题在任何其他公开或描述或建议形式或实施例中体现。因此，本发明仅由附带的权利要求的范围进行限定。
权利要求
1.一种集热器组件，它包括集热器，该集热器配装在需要冷却的元件上，所述集热器具有两个相对的侧凸缘；和与所述集热器分开形成并配装到其上的安装框架，所述安装框架具有中心孔和保持装置，其中该孔接纳所述集热器，而保持装置支靠所述凸缘以相对于所述安装框架对所述集热器进行定位。
2.如权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述安装框架是大致的平板。
3.如权利要求2所述的集热器，其特征在于，所述保持装置包括在平板的平面上面延伸的保持接片。
4.如权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述安装框架被冲压或由金属成型形成。
5.如权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述安装框架由塑料模制而成。
6.如权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述集热器形成有接纳导热管的导槽。
7.如权利要求6所述的集热器，其特征在于，所述集热器形成有一对在所述导槽两侧的平行凸脊，所述凸缘形成所述凸脊两侧。
8.如权利要求6所述的集热器，其特征在于，所述集热器形成有多个平行的所述导槽，用来接纳相应的多个导热管。
9.如权利要求6所述的集热器，其特征在于，所述集热器为挤压件。
10.如权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述安装框架为冲压或金属成型形成。
11.如权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述安装框架由塑料模制而成。
12.如权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述集热器是销钉翼型吸热器，该吸热器具有多列平行于所述凸缘的销钉。
13.如权利要求12所述的集热器，其特征在于，所述保持装置包括保持接片，该接片具有在与所述凸缘邻接的成列销钉之间延伸的梳形齿。
14.如权利要求12所述的集热器，其特征在于，所述保持装置包括接片，该接片向上形成，并支靠在与所述凸缘邻接的相应成列的销钉上。
15.如权利要求14所述的集热器，其特征在于，紧挨着所述凸缘的所述成排的销钉具有形成有止动件的远端，该止动件锁定在所述向上形成的接片的远端。
16.如权利要求14所述的集热器，其特征在于，所述向上形成的接片具有相应的孔，所述集热器还包括穿过所述孔并位于各对销钉之间的铆钉。
17.一种散热系统，它包括多个集热器组件，该组件配装到需要冷却的元件上；散热单元；多个导管，该导管用于从所述集热器传递热量到所述散热单元。
18.如权利要求17所述的散热系统，其特征在于，所述导管装有冷却介质。
19.如权利要求18所述的散热系统，其特征在于，所述导管为导热管。
20.如权利要求17所述的散热系统，其特征在于，所述集热器每个具有两个相对的侧凸缘，每个所述集热器组件还包括安装框架，该框架与所述集热器分开形成并配装到其上，所述安装框架具有中心孔和保持装置，该孔接纳所述集热器，保持装置支靠所述凸缘以将所述集热器相对于所述安装框架定位。
全文摘要
一种集热器(50)，其由至少一个挤压步骤制成，进而减少机械加工步骤，并以组装到分离形成的安装框架(40)上，该框架可以冲压或成型或模制而成。集热器具有凸缘(53)以支撑框架上的保持接片(45)，并可以通过焊料、粘结剂或机械部件固定。集热器可接纳散热器(18)，或者可以散热器形成。安装框架可以固定到印刷电路板上或有中央处理单元的类似部件，该部件与集热器接触以使单元降温。
文档编号H01L23/367GK1751218SQ02819954
公开日2006年3月22日 申请日期2002年10月10日 优先权日2001年10月10日
发明者D·W·盖卢斯, D·L·克莱门斯 申请人:阿维德耐热合金有限责任公司