用于计算机模块的冷却组件的制作方法

1.本发明涉及一种用于计算机模块的冷却组件。


背景技术：

2.由计算机模块产生的废热是任何计算中不可避免的副产品。为了使计算机模块正常工作，其温度必须保持在允许的工作温度限制内。因此，借助冷却装置从计算机模块移除多余的热量是很重要的。这种冷却装置借助与计算机模块热接触的散热器将热量从计算机模块中发散。为了确保适当的热接触，冷却装置必须牢固地安装在计算机模块中。
3.冷却装置通常借助具有两个阳螺纹的多个螺母柱安装到计算机模块，例如pcb。每个螺母柱被引导穿过pcb中的孔而进入到具有阴螺纹的背板。然后，冷却装置放置在螺母柱的暴露的阳螺纹上，放置到计算机模块的热源上。拇指螺母与暴露的阳螺纹接合，从而将冷却装置紧固至计算机模块。通常，热源是通过插座接口安装在计算机模块上的某些种类的处理器，诸如cpu或gpu。
4.然而，这种已知的安装类型有几个缺点。特别是，其很难实现一致的和可控的安装力的大小。每个插座接口具有规定的最大安装力，且为了使冷却装置有效地运行，人们期望达到这个值。然而，超过最大安装力可能导致永久性损坏或功能中断。拇指螺母施加的安装力在很大程度上取决于螺母拧紧的程度。由于拧紧螺母通常是由终端用户完成的，因此制造商通常无法控制安装力。具有多个螺纹可能导致部件过度拧紧、拧紧不足或交叉旋入螺纹，导致部件锁定在一起。在螺纹部分上实施了硬止动件以防止过度拧紧的情况下，当螺纹达到其限制，这些部件往往会被锁定在一起，使冷却装置的拆卸变得不稳定。这可能导致pcb和/或冷却装置的损坏，并且使重复组装/拆解困难。为用手或工具接触安装部件提供空间妥协于冷却装置的尺寸和形式。环绕冷却装置的其他部件也会阻碍拇指螺母或螺母柱的安装/移除，并且因此阻碍冷却装置。此外，在pcb表面上旋转的诸如拇指螺母和螺母柱等的部件可能导致电线路的损坏。此外，上述安装部件有损于冷却装置的视觉外观。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种包括这样的装置的冷却组件，即，这些装置能够以可控和一致的安装力将冷却装置安装到计算机模块，这些装置既快速又易于使用。
6.上述目的是通过独立权利要求的主题内容实现的。有利的实施例在从属权利要求和下文描述中限定。
7.一种用于计算机模块的冷却组件包括冷却装置，该冷却装置构造成与计算机模块的热源热接触，并从所述热源散热，以及安装装置，该安装装置用于将冷却装置安装在计算机模块上。该安装装置包括至少一个杆形紧固元件，该紧固元件具有阳螺纹和止动件。该紧固元件是不可旋转的，并且可沿其轴线相对于冷却装置移动。当冷却装置安装在计算机模块上时，紧固元件被引导穿过冷却装置中的第一孔和计算机模块中的第二孔。止动件防止紧固元件滑动穿过第一孔和第二孔。安装装置还包括至少一个弹性元件，该弹性元件沿紧
固元件的轴线布置，并且构造成当冷却装置安装在计算机模块上时，弹性元件按压或拉动止动件远离计算机模块。此外，安装装置包括可与紧固元件的阳螺纹接合的至少一个螺母。当冷却装置安装在计算机模块上时，止动件和螺母布置在计算机模块的相对两侧上。
8.冷却装置借助紧固元件和螺母紧固至计算机模块。止动件或螺母都不能移动穿过第一孔和第二孔。因此，当螺母拧紧时，止动件和螺母从相反的位置将安装力施加到冷却装置和计算机模块上。由此，冷却装置和计算机模块压在一起。为了控制施加在冷却装置和计算机模块上的安装力的大小，安装装置设置有弹性元件。弹性元件预紧，使得紧固元件按压或拉动穿过第一孔和第二孔并且远离计算机模块。因此，螺母被拉向计算机模块。由于弹性元件施加的力是一致的，即通常与其长度变化成正比，所以螺母也以一致的力被拉向计算机模块。这导致即使在重复组装/拆解的情况下，安装力也是一致的。只使用包括紧固装置的阳螺纹和螺母的阴螺纹的单一螺纹，这意味着安装装置不会意外地锁定在一起。由于紧固元件不能相对于冷却装置旋转，因此无需对紧固元件施加扭矩就可以轻松地拧紧螺母。这意味着，仅用一只手就可以轻松地施加螺母，而无需额外的工具。这在狭小的空间，诸如计算机的内部，是快速且特别有用的。因此，该安装装置提供了这样的装置，即，这些装置以可控和一致的安装力将冷却装置固定至计算机模块，既快速又易于使用。此外，由于弹性元件是预紧的，所以紧固元件不能完全缩回冷却装置内部。因此，紧固元件总是充分地延伸，以与计算机模块相对侧上的螺母接合。
9.计算机模块尤其可以是pcb。热源可以是处理器，诸如cpu或gpu、存储元件，诸如ram元件，或计算机模块的任何其他发热元件。
10.在优选的实施例中，当冷却装置安装在计算机模块上时，冷却装置和螺母布置在计算机模块的相对两侧上。在该实施例中，螺母没有被冷却装置阻碍并且因此容易触及。
11.在另一优选的实施例中，紧固元件和弹性元件的止动件完全接收在冷却装置的主体中。由于紧固元件和弹性元件不需要被触及，它们可以隐藏在冷却装置内部。这允许冷却装置的元件，例如热管，可以在不考虑触及紧固元件的情况下来布置。因此，可以使冷却装置更加高效。此外，隐藏紧固元件和弹性元件可使某些消费级冷却组件具有期望的美观外观。
12.在另一优选的实施例中，该安装装置进一步包括背板。该背板具有至少一个孔。当冷却装置安装在计算机模块上时，紧固元件也被引导穿过背板的孔。当冷却装置安装在计算机模块上时，背板和冷却装置布置在计算机模块的相对两侧上。背板可以防止计算机模块由于安装设备的安装力的缘故而过度偏移。此外，背板还为冷却组件提供了附加的稳定性。
13.在另一优选的实施例中，当冷却装置安装在计算机模块上时，背板布置在螺母和计算机模块之间。在这个实施例中，背板附加地起到了垫圈板的作用，防止螺母和计算机模块之间的直接接触。由此，可以用更大的力拧紧螺母使得安装更牢固而不会损坏计算机模块。
14.在另一优选的实施例中，弹性元件布置在紧固元件的止动件和第一孔之间。弹性元件预紧抵靠止动件和冷却装置。在这种嵌入方式中，计算机模块布置在冷却装置和螺母之间。紧固元件由弹性元件按远离冷却装置中的第一孔，从而将螺纹连接到阳螺纹上的螺母拉向计算机模块。这将冷却装置和计算机模块压在一起。由于作用在计算机模块上的安
装力是由弹性元件直接施加的，所以安装力可以精确控制。
15.在替代的实施例中，弹性元件布置在紧固元件的止动件和背板的孔之间。弹性元件预紧抵靠止动件和背板。在这种嵌入方式中，冷却装置和螺母布置在计算机模块的同一侧上。由弹性元件施加的安装力作用在背板上，防止弹性元件和计算机模块之间直接接触。由此，可以使用较硬的弹性元件，其施加更多的力导致更牢固的安装，而不会损坏计算机模块。
16.在另一优选的实施例中，安装装置包括第二止动件。紧固元件沿其轴线的移动受到第一止动件和第二止动件的限制。这将紧固元件固定到冷却装置，由于需要安装在潜在的狭窄空间内的部件更少的缘故，因此使用起来更加方便。第二止动件也可用于使弹性元件处于压缩或伸展状态，使得其预紧。弹性元件预紧从而减少螺母的必要接合，以实现冷却装置的合适安装力。
17.在另一优选的实施例中，安装装置还包括螺纹连接到紧固元件上的距离件。当冷却装置安装在计算机模块上时，距离件和螺母布置在计算机模块的相对两侧上。特别是，距离件不包括阴螺纹。距离件防止弹性元件过度压缩或拉伸，从而防止安装装置过度拧紧。此外，距离件的作用类似垫圈板，防止对计算机模块损坏。在替代性实施例中，距离件可以由紧固元件本身形成，例如，作为附加的止动件。
18.在另一优选的实施例中，安装装置进一步包括沿紧固元件的轴线布置的垫圈板。当冷却装置安装在计算机模块上时，垫圈板布置在螺母和计算机模块之间。垫圈板防止螺母与计算机模块或背板之间的直接接触。因此，可以用更大的力拧紧螺母使安装更牢固，而不会相应地损坏计算机模块或背板。
19.在另一优选的实施例中，紧固元件具有与冷却装置的部分接合的部段，从而防止紧固元件旋转。特别是，紧固元件的截面不是圆形的，而是例如矩形的或压平的。该(冷却装置的)部分可以是冷却装置的第一孔。特别是，第一孔的截面可以形成与该部段的截面类似，例如也是矩形或压平的。
20.优选的是，紧固元件是螺钉或螺栓。螺钉和螺栓便利地可获得各种尺寸和形状，因此不需要附加的加工工具。这使得整个冷却组件的制造有成本效益。
21.在优选的实施例中，该螺母是拇指螺母。拇指螺母包括围绕它们的周缘的滚花表面，与表面光滑的螺母相比允许更好地抓持拇指螺母。这意味着，该螺母可以容易地用手拧紧而不需要任何工具。由此，冷却组件更容易安装。此外，拇指螺母不能用工具接合，限制了可以施加至拇指螺母的扭矩。
22.特别是，弹性元件是螺旋弹簧或板簧。螺旋弹簧和板簧是简单且容易获得的弹性元件并且具有合适的特性。替代地，弹性元件也可以是由如橡胶等弹性体或任何其他合适材料制成的弹簧。
23.在优选的实施例中，安装装置包括至少两个、三个或四个紧固元件。安装装置进一步包括弹性元件和用于每个紧固元件的螺母。在这个实施例中，冷却装置在两个或多个点位处安装在计算机模块上，由此提高了冷却组件的整体稳定性。
附图说明
24.下面，将参照附图描述具体的实施例，其中：
25.图1是在未安装状态下的计算机模块的冷却组件的立体剖面图；
26.图2是在未安装状态下的冷却组件的正视剖面图；
27.图3是在安装状态下的冷却组件的立体剖视图；
28.图4是在安装状态下的冷却组件的正视剖面图；
29.图5是冷却装置的安装装置和基部板在拆解状态下的立体图；
30.图6是冷却装置的安装装置和基部板在拆解状态下的正视图；
31.图7是冷却装置的安装装置和基部板在组装状态下的立体图；
32.图8是冷却装置的安装装置和基部板在拆解状态下的正视图。
具体实施方式
33.图1是计算机模块102的冷却组件100在未安装状态下的立体剖视图。冷却组件100包括布置在计算机模块102顶部的冷却装置104和用于将冷却装置104安装到计算机模块102的安装装置106。
34.冷却装置104示例性地形成为液体冷却装置，并且包括布置在基部板110上的主体108。当冷却组件100处于安装状态时，基部板110与计算机模块102(参照图2)的热源202热接触，热源例如诸如cpu或gpu之类的处理器。冷却装置104的主体108包括与基部板110热接触的散热器布置112。由于冷却装置104是液体冷却装置104，所以散热器布置112也被称为冷板。主体108进一步包括入口端口114a和出口端口114b，它们相应地允许液体冷却剂进入和离开主体108。液体冷却剂被导引围绕散热器布置112流动，从而去除多余的热量。
35.安装装置106包括四组杆形的紧固元件116、弹性元件118和螺母120，其中只有两组在图1中示出。安装装置106还包括布置在计算机模块102下方，即与冷却装置104相对的背板122。
36.紧固元件116被引导穿过冷却装置104的基部板110中的第一孔124。每个紧固元件116的顶部部分在第一孔124上方部分地接收在冷却装置104的主体108中的盲孔126中。盲孔126引导紧固元件116，使其只能沿紧固元件116的轴线a移动。每个紧固元件116包括这样的第一止动件128，即，第一止动件128布置在紧固元件116的顶部上并且接收在盲孔126中。第一止动件128防止紧固元件116滑动穿过第一孔124。由此，紧固元件116不会从盲孔126掉出。
37.示例性地示出为螺旋弹簧的弹性元件118在第一孔124和第一止动件128之间在盲孔126内部沿着紧固元件116的轴线a布置。弹性元件118抵靠冷却装置104的基部板110和第一止动件128进行预紧，使得第一止动件128按压远离基部板110。由此，紧固元件116拉动穿过第一孔124并且远离基部板110。紧固元件116的第二止动件130布置在第一孔124的下方，即与弹性元件118和第一止动件128相对。第二止动件130，类似第一止动件128，防止紧固元件116滑动穿过第一孔124，由此限制紧固元件116沿其轴线a的运动。此外，第二止动件130防止弹性元件118过于延伸，由此保持其处于压缩状态，即预紧的。
38.替代地，弹性元件118可以是板簧，该板簧朝向或远离基部板110变形。在另一替代性的实施例中，弹性元件118可以布置成拉伸远离冷却装置104并朝向计算机模块102。
39.每个紧固元件116在与第一止动件128相对的端部处包括阳螺纹132。当冷却装置104安装至计算机模块102时，阳螺纹132按此顺序被引导穿过：计算机模块102中的第二孔
134，以及背板122中的第三孔136。每个紧固元件116进一步包括布置在阳螺纹132顶部的距离件138。距离件138防止紧固元件116滑动穿过第二孔134和第三孔136。螺母120可以与阳螺纹132接合并拧紧，从而将冷却装置104紧固到计算机模块102。图1中所示的螺母120示例性地形成为具有滚花表面的拇指螺母。以下将参照图3和图4更详细地解释安装工艺。
40.背板122包括具有四个向上弯折的臂142的板体140。图1中只示出了若干臂142中的两个。臂部142包括四个第三孔136，当冷却装置104安装在计算机模块102上，阳螺纹132被引导穿过该孔。臂部142向上弯折，从而防止板体140接触计算机模块102，并且因此防止对计算机模块102的损坏。
41.图2是冷却组件100在未安装状态下的正视剖面图。从图2中可以看出，冷却装置104包括布置在基部板110下方的接触板200。当冷却装置104安装在计算机模块102上时，接触板200确保热源202和冷却装置104之间的热接触。图2还示出背板122的臂部142向上弯折。
42.图3是冷却组件100在安装状态下的立体剖视图。在安装状态下，冷却装置104通过紧固元件116和螺母120紧固至计算机模块102。
43.螺母120与阳螺纹132接合，并且拧紧抵靠紧固元件116的距离件138。这从底部将背板122压抵计算机模块102。由此，紧固元件116牢固地固定至计算机模块102。这意味着，紧固元件116的第一止动件128不能相对于计算机模块102移动。由于弹性元件118预紧抵靠第一止动件128和冷却装置104的基部板110，因此基部板110，以及因此冷却装置104由弹性元件118朝向计算机模块102推下。由于弹性元件118施加的力是可预测的和一致的，将冷却装置104压到计算机模块102上的力也是可预测的和一致的。由弹性元件118施加的力与弹性元件118的长度变化大致成正比，弹性元件118示例性地形成为螺旋弹簧。这意味着安装力是由冷却组件100在安装状态下第一止动件128和基部板110之间的距离预先确定的。安装力也由距离件138的厚度确定。
44.图4是冷却组件100在安装状态下的正视剖面图。在安装状态下，接触板200与计算机模块102的热源202热接触。接触板200压抵热源202的顶部，如以上参考图3所描述的。由于将接触板200压在热源202上的安装力是一致的，可以确保最佳的热接触。从图4中可以看出，弹性元件118布置成当冷却组件100处于其安装状态时，弹性元件118不会压缩到其实体长度。这可以防止冷却组件100过度拧紧。由于紧固元件116相对于冷却装置104的移动很小，因此不太可能不均匀地施加压力。
45.图5是冷却装置104的安装装置106和基部板110在拆解状态下的立体图。图5还包括两个细节视图500、502，相应是紧固元件116之一和基部板110的第一孔124之一。
46.紧固元件116示例性地形成为螺钉或螺栓。从图5中可以看出，紧固元件116沿其柄部具有压平的部段504，即该部段504处每个紧固元件116的截面不是圆形，而是在两个相对侧处压平的圆。压平部段504被第一细节视图500中所示的周向凹部506中断。当安装装置106处于组装状态时(参见图7和8)，第二止动件130夹入到周向凹部506中，从而将其紧固到紧固元件116。当安装装置106处于其组装状态时，周向凹部506沿紧固元件116的轴线的位置确定了弹性元件118预紧的量。
47.第一孔124示出在第二细节视图502中。从第二细节视图502可以看出，第一孔124的截面与紧固元件116的压平部段504的截面匹配，即在相对侧处压平的圆形。这意味着，当
安装装置106处于组装状态时，即当紧固装置被引导穿过第一孔124时，压平部段504与第一孔124的截面接合，并防止紧固装置在第一孔124中旋转。
48.在本实施例中，距离件138形成为具有通孔的圆形元件，该通孔没有螺纹形成到紧固元件116上的阴螺纹。优选地，距离件138是由弹性材料制成的。这可以防止对计算机模块102的损坏，因为当冷却组件100处于其安装状态时，距离件138拧紧抵靠计算机模块102。距离件138是由刚性材料制成的。距离件138是平坦的和钝的，使得施加到螺母120的过大的力将仅压缩计算机模块102，避免划伤或刺破表面。
49.图6是冷却装置104的安装装置106和基部板110在拆解状态下的正视图。从图6可以看出，每个紧固元件116的第一止动件128和周向凹部506之间的距离d比弹性元件118的长度l略短。弹性元件118由基部板110的厚度b进一步压缩(参见图8)。这确保了当安装装置106处于其组装状态时，弹性元件118预紧。
50.图7是冷却装置104的安装装置106和基部板110在组装状态下的立体图。在组装状态下，紧固元件116被引导穿过它们相应的第一孔124。弹性元件118被压紧并预紧抵靠第一止动件128和冷却装置104的基部板110。距离件138螺旋连接到紧固元件116的阳螺纹132上。
51.图8是安装装置106和冷却装置104的基部板110在组装状态下的正视图。从图8中可以看出，第二止动件130夹入到周向凹部506中，由此防止紧固元件116由于被压缩的弹性元件118所施加的力而滑动穿过基部板110的第一孔124。距离件138被螺纹连接到紧固元件116的阳螺纹132的顶部。
52.在图1至图8中，相同或类似作用的元件用相同的附图标记表示。
53.附图标记列表
54.100 冷却组件
55.102 计算机模块
56.104 冷却装置
57.106 安装装置
58.108 主体
59.110 基部板
60.112 散热器
61.114a,114b 端口
62.116 紧固元件
63.118 弹性元件
64.120 螺母
65.122 背板
66.124 孔
67.126 盲孔
68.128,130 止动件
69.132 阳螺纹
70.134,138 孔
71.140 板体
72.142 臂
73.200 接触板
74.202 热源
75.500,502 细节视图
76.504 截面
77.506 凹部
78.a 轴线
79.b 厚度
80.d 距离
81.l 长度