专利名称：无焊散热片定位器及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将散热片固定到电子基础结构的方法和设备。
背景技术：
散热片常用来冷却电子设备如计算机系统中的发热部件。例如，处理器如中央处 理单元(“CPU”)生成大量热，并且必须可靠地加以冷却以保持工作并防止损坏CPU。在本 领域中已知用于将散热片固定到电路板的各种方法和设备。冷却如CPU的发热部件的重要 性使得希望以保证散热片与待冷却的发热部件之间有效接合的方式可靠地固定散热片。计 算机系统制造的经济性使得希望一种固定散热片的经济方式。
发明内容
本发明的一个实施例提供一种散热片定位器。该散热片定位器包括定位器本体， 该定位器本体具有用于接收散热片夹子的钩子。成对柔性保持尖头在共同方向上从定位器 本体延伸，并且在端部上具有倒钩。制动件与定位器本体集成并且具有在钩子与柔性保持 尖头的倒钩之间的接合部分。弹簧与定位器本体集成，并且具有间隔在倒钩与制动件之间 的自由端。本发明的另一实施例提供一种用于将散热片固定到电路板的定位系统。在电路板 上提供与发热电路板元件相邻的成对隔开的开口。定位器包括定位器本体；耦合到定位 器本体的钩子；以及在共同方向上从定位器本体延伸的成对柔性保持尖头。柔性保持尖头 被间隔用于插入到电路板上的开口中。在各尖头的端部设置的倒钩被配置用于在尖头插入 到电路板上的开口中时将定位器本体保持于电路板上。弹簧与定位器本体集成，并且具有 自由端，该自由端与倒钩间隔的距离比电路板的厚度更小。制动件与定位器本体集成，用于 限制超出尖头在弹簧的自由端与电路板的初始接触以外的插入量。提供散热片夹子用于在 散热片与发热电路板元件直接热接触的情况下将散热片可释放地固定到定位器的钩子。
图1是用于将散热片可释放地固定到与电路板上的处理器接合的电路板的散热 片定位系统的透视图。图2是图1的散热片定位系统的定位器之一的透视图。图2A是定位器的示意侧视图，该定位器具有用于接收散热器夹子的、“敞开”钩子。图2B是定位器的示意侧视图，该定位器具有包括用于接收散热器夹子的闭合环 或者卸扣(shackle)的钩子。图3A是定位器在固定到电路板之前的侧视图。图3B是固定到电路板的定位器的侧视图。
具体实施例方式本发明的一个实施例提供一种具有柔性保持尖头以及用于实现定位器稳定度的 更硬稳定尖头的定位器，这些柔性保持尖头在端部上具有用于将定位器可释放地固定到电 路板的倒钩。可以通过将保持尖头和稳定尖头滑动到电路板上的对应开口中(响应于此， 柔性尖头上的倒钩将定位器锁定于电路板上)，将定位器固定到电路板。定位器还包括与电 路板接合以限制定位器移动或者“活动”的一个或者多个弹簧。弹簧还进行弯曲以适应不 同厚度的电路板。提供制动件以限制保持尖头和稳定尖头在电路板的开口中的插入，并且 由此防止过度压缩弹簧。定位器还包括从电路板延伸开去、用于与散热片夹子耦合的钩子。 定位器可以容易地连接到电路板而无需将定位器焊接到电路板。在一些实施例中，定位器 固定到电路板而无需使用单独扣件或者工具。本发明的另一实施例提供一种用于将散热片可释放地固定到与处理器有效接合 的电路板的定位系统。定位系统包括散热片夹子和成对定位器。定位器优选地在处理器或 者其它发热设备的相对侧上可固定到电路板。散热片夹子的端部可释放地固定到定位器上 的钩子。通过将散热片夹子的端部固定到相邻定位器，散热片夹子可释放地对与处理器直 接热接触的散热片进行固定。图1是在10处大体上表示的散热片定位系统的透视图，该系统用于将散热片20 可释放地固定到电路板30，该电路板30与电路板30上的发热处理器(“CPU”)32接合。散 热片定位系统10包括可释放地固定到电路板30的衬底上的定位器40和与散热片接合并 且具有两个钩形端部34A、34B的散热片夹子34，这些钩形端部可释放地耦合到定位器40。散热片20包括相对于散热片20的整体尺度(例如LxWxH)具有大量热传导表面 积的多个鳍状物22。散热片20通过将热从CPU32传导开来冷却CPU 32。空气通常通过由 风扇(未示出)生成的强迫对流在鳍状物22之上和之间同时流动，以冷却鳍状物22。作为 结果，热经由散热片20从CPU 32连续地传送到环境空气以冷却CPU32。定位系统10以在散热片20与CPU 32之间提供有效接合的方式将散热片20固定 到电路板30，以帮助保证CPU 32与用于冷却CPU32的散热片20之间的适当热传导。本领 域技术人员将理解这里可以构造替代实施例，其中定位到电路板或者电子设备的其它基础 结构的散热片可以类似地冷却除了 CPU之外的发热部件。在图1的实施例中示出了两个定位器40和一个散热片夹子34，尽管另一实施例 可以根据比如散热片20的尺寸、质量和形状这样的因素使用附加定位器40和散热片夹子 34。散热片夹子34可以由杆或者线形成，该杆或者线由弹性材料如弹簧钢制成。散热片夹 子34在这一实施例中在相邻鳍状物22之间的位置与散热片20接合。通常用手可以将散 热片夹子34的端部可释放地耦合到相应定位器40。通过将端部34A、34B定位到(通常用 手)每个相应定位器40的孔41中，来将散热片夹子34可释放地耦合到定位器40。举例而 言，示出了散热片夹子的第一端部34A可释放地耦合到第一定位器40(在图1中的左侧示 出)，而示出了散热片夹子34的第二端部34B尚未固定到第二定位器40 (在图1中的右侧 示出)。散热片夹子34的形状使得散热片夹子34到定位器的固定将散热片20朝向电路 板30且对着CPU 32推进。散热片夹子34的弹性向散热片夹子34赋予了将散热片20对 着CPU32偏置的这一与弹簧相似的特性。可选地，将散热片夹子34固定到定位器40可以 使得散热片夹子34置于张力中以将散热片20对着CPU 32推进。
图2是可以在图1的散热片定位系统10中使用的定位器40的透视图。定位器40 包括定位器本体42，该本体具有在44处大体上表示的用于将散热片夹子34可拆卸地固定 到定位器40的“闭合”钩子。这一实施例的闭合钩子44包括经过定位器本体42的用于接 收散热片夹子34的一端部(见图1中与将散热片夹子34固定到定位器40有关的上文细 节)的孔41。在图2A和图2B中示意地图示了用于将散热片夹子34可释放地固定到定位器本体42的可选的钩子。图2A是定位器40A的示意侧视图，该定位器40A具有耦合到定位器 本体42A的“敞开”钩子44A。散热片夹子34的端部可以通过在钩子44A下钩住散热片夹 子34的端部来可拆卸地固定到定位器40A。图2B是具有钩子的定位器40B的示意侧视图， 该钩子包括耦合到定位器本体42B的闭合环或者卸扣44B。散热片夹子34可以通过将散热 片夹子34的端部钩住环或者卸扣44B来可拆卸地固定到定位器40B。图2、图2A和图2B 中所示钩子为钩子的非限制例子，并且可以在本发明的范围内构思其它钩子。再次参照图2，成对柔性保持尖头46在离开钩子44的共同方向(这里标记为方向 “D”)上从定位器本体42延伸。柔性保持尖头46在倒钩47中端接于与钩子44最远的端部 (即“倒钩端部”)。倒钩47朝向相对方向，具有称为“抓钩部分”48的平坦部分，其从柔性保 持尖头46向外并且彼此向背地延伸，但是在另一实施例中可以代之以朝向彼此向内面向。成对稳定尖头49在方向“D”上从定位器本体42延伸，各稳定尖头与柔性保持尖 头46中的相应柔性保持尖头紧密邻近。稳定尖头49更宽并且因此比柔性保持尖头46明 显更硬。各稳定尖头49可选地比相邻保持尖头46宽至少百分之五十。制动件50与定位器本体42集成。制动件50的接合部分51定位(沿着方向“D”) 于钩子44与倒钩47之间。成对相对弹簧54与定位器本体42集成。各弹簧54具有间隔 在倒钩47与制动件50的接合部分51之间的自由端55。定位器40可以是包括定位器本体42、集成式弹簧54、柔性保持尖头46、稳定尖头 49和钩子44这些特征的单一结构。换而言之，这些可以是定位器40的由于比如通过冲压 操作、切割操作、折叠操作或者其组合由单件金属片形成定位器40而产生的物理上不可分 特征。定位器40沿折叠线45折叠，从而保持尖头46在折叠线45的一侧上而保持尖头49 在折叠线45的另一侧上。定位器40的这一折叠构造允许保持尖头46与稳定尖头49独立 地弯曲。图3A和图3B图示了将定位器40固定到电路板30的序列。图3A是定位器40在 将定位器40固定到电路板30之前的侧视图。成对柔性保持尖头46和成对稳定尖头49与 对应成对间隔开的开口 34对准，以便使得保持尖头46和稳定尖头49后续插入到开口 34 中。在开口 34的外边缘35与倒钩47之间有明显阻碍，从而响应于倒钩47在箭头所示插入 方向上插入到开口 34中，开口 34的外边缘35将起初造成柔性保持尖头46向内弯曲，从而 电路板30中的开口 34将接收柔性保持尖头46。明显更宽的稳定尖头49与开口 34对准， 从而使得稳定尖头49将直接滑动到开口 34中而无需弯曲稳定尖头49。通过在图3A中的 箭头所示插入方向上推动定位器40从而定位器40成为固定到电路板30。图3B是定位器40在固定到电路板30时的侧视图。柔性保持尖头46已经插入到 开口 34中足够远以至于移动倒钩47超出电路板30的相对表面35，从而柔性保持尖头46 如图所示返回或者“弹回”到松弛位置，或者在另一实施例中至少到比当倒钩47在开口 34内时更少弯曲的位置。倒钩47将定位器40保持于电路板30上并且由于倒钩47的抓钩部 分48接合于电路板30的相对表面35而阻止定位器40从电路板30移开。
在图3B中，稳定尖头49也定位于开口 34内。稳定尖头49宽到足以基本上填充 开口 34的宽度、即具有相对很少空隙或者不能在稳定尖头49与开口 34之间“活动”。在这 一实施例中，具有如下宽度的稳定尖头49可以视为“基本上跨越”或者“基本上填充”它被 插入于其中的开口 34，该宽度为该开口 34的宽度的至少百分之九十。稳定尖头49与柔性 保持尖头46相比的额外宽度使稳定尖头49比柔性保持尖头46明显更强和/或更具刚性。 稳定尖头49的增加的刚性和在更宽的稳定尖头49与开口 34之间的紧密配合使定位器40 在固定到电路板30时相对于电路板30而言的横向或者旋转移动最小化，并且增加定位器 40的稳定度。因此，具有倒钩端部的柔性保持尖头46为定位器40提供保持，而更宽更具刚 性的稳定尖头49及其与开口 34的大体对准增强保持的定位器40的稳定度。集成式弹簧54 (仅一个弹簧54在图3A和图3B中可见)允许定位器40稳固地固 定到电路板30的厚度范围。各集成式弹簧54的自由端55被定位成在定位器40在从图3A 到图3B图示的组装序列中固定到电路板30时柔性地接触电路板30。特别地，自由端55与 倒钩47间隔比电路板的厚度“t”更小的距离。在这一序列中在柔性保持尖头46和刚性稳 定尖头49被移动到开口 34中时，各集成式弹簧54的自由端55在倒钩47已经从开口 34完 全显露之前(即在抓钩部分48移动到电路板30的相对表面35以外之前)接触电路板30 的上表面35。因此，各集成式弹簧54的自由端55在定位器40固定到电路板30时与上表 面35接合。在各集成式弹簧54与电路板30之间的接触防止明显竖直活动(相对于图3B 中所示定向)。此外，各集成式弹簧54的弯曲范围将适应电路板30的不同厚度“t”。如果 定位器将固定到的电路板的厚度“t”增加，则各集成式弹簧54将进一步弯曲对应的量。制 动件50限制尖头46、49在超出各集成式弹簧54的自由端55与电路板30的初始接触以外 的插入，以防止过度压缩集成式弹簧54。特别地，制动件50的接合部分51将在过度压缩集 成式弹簧54之前与电路板30的表面33接合。虽然定位器40可以在电路板30的使用寿命期间内保持固定到电路板30，但是如 果希望则仍有可能从电路板30释放定位器40。为了从电路板30释放定位器40，可以比如 通过通常使用工具向倒钩47施加向内的力来向内推进柔性保持尖头46以向内弯曲柔性保 持尖头46而从电路板30提起定位器40。这里使用的术语仅用于描述具体实施例而不用于限制本发明。如这里使用的那 样，除非上下文另有指明，单数形式“一个/ 一种”和“该/所述”旨在于也包括复数形式。 还将理解术语“包括”在使用于本说明书中时指定存在声明的特征、数字、步骤、操作、单元、 部件和/或组合、但是并不排除存在或者添加一个或者多个其它特征、数字、步骤、操作、要 素、部件和/或其组合。术语“优选地”、“优选的”、“优选”、“可选地”、“可以”和类似字眼用 来表明提及的项目、条件或者步骤是本发明的可选(非必需)特征。所附权利要求中的所有装置或者步骤加功能单元的对应结构、材料、动作和等效 物包括用于与具体要求保护的其它要求保护的单元组合实现功能的任何结构、材料或者动 作。已经出于示例和描述的目的而呈现本发明的描述，但是本意并非穷举本发明或者使本 发明限于公开形式的本发明。本领域普通技术人员将清楚并不脱离本发明范围和精神实质 的许多修改和变化。选择和描述实施例以便最好地说明本发明的原理和实际应用并且使本领域普通技术人员理解本发明以实现具有如与构思的具体用途相适合的各种修改的各种实施例。
权利要求
一种散热片定位器，包括定位器本体，具有用于接收散热片夹子的钩子；成对柔性保持尖头，在共同方向上从所述定位器本体延伸并且在端部上具有倒钩；制动件，与所述定位器本体集成并且具有在所述钩子与所述柔性保持尖头的所述钩子之间的接合部分；以及弹簧，与所述定位器本体集成并且具有间隔在所述倒钩与所述制动件之间的自由端。
2.根据权利要求1所述的散热片定位器，还包括与所述柔性保持尖头相邻的、从所述 定位器本体延伸的成对稳定尖头，各稳定尖头具有比所述相邻柔性保持尖头更大的宽度。
3.根据权利要求2所述的散热片定位器，其中所述稳定尖头比所述柔性保持尖头更硬。
4.根据权利要求2所述的散热片定位器，其中各稳定尖头比所述相邻保持尖头宽至少 百分之五十。
5.根据权利要求1所述的散热片定位器，其中所述钩子包括用于接收所述散热片夹子 的端部的、经过所述定位器本体的孔。
6.根据权利要求1所述的散热片定位器，其中所述钩子包括用于接收所述散热片夹子 的端部的、从所述定位器本体突出的敞开钩子。
7.根据权利要求1所述的散热片定位器，其中所述钩子包括用于接收所述散热片夹子 的端部的、与所述定位器本体耦合的环或者卸扣。
8.根据权利要求1所述的散热片定位器，其中所述尖头的所述倒钩彼此面向相反。
9.根据权利要求1所述的散热片定位器，还包括单一结构，所述单一结构包括所述定 位器本体、弹簧、保持尖头和钩子。
10.根据权利要求9所述的散热片定位器，其中所述单一结构包括成形片金属。
11. 一种用于将散热片固定到电路板的定位系统，包括 电路板，具有与发热电路板元件相邻的成对隔开的开口 ；定位器，包括定位器本体；与所述定位器本体耦合的钩子；成对柔性保持尖头，在共 同方向上从所述定位器本体延伸并且被间隔用于插入到所述电路板上的所述开口中；倒 钩，设置于各尖头的端部并且被配置用于在所述尖头插入到所述电路板上的所述开口中时 将所述定位器本体保持于所述电路板上；弹簧，与所述定位器本体集成并且具有与所述倒 钩间隔的距离比所述电路板的厚度更小的自由端；以及制动件，与所述定位器本体集成，用 于限制所述尖头在超出所述弹簧的所述自由端与所述电路板的初始接触以外的插入量；以 及散热片夹子，配置用于在所述散热片与所述发热电路板元件直接热接触的情况下将所 述散热片可释放地固定到所述定位器的所述钩子。
12.根据权利要求11所述的定位系统，还包括成对稳定尖头，与所述柔性保持尖头相 邻、从所述定位器本体延伸，并且被定位成无弯曲地插入到所述电路板上的所述开口中，各 稳定尖头具有比所述相邻柔性保持尖头的宽度更大的宽度。
13.根据权利要求12所述的定位系统，其中所述稳定尖头还比所述柔性保持尖头更硬。
14.根据权利要求12所述的定位系统，其中各稳定尖头比所述相邻柔性保持尖头宽至少百分之五十。
15.根据权利要求12所述的定位系统，其中各稳定尖头跨越所述相应开口的基本上全 部宽度。
16.根据权利要求11所述的定位系统，其中所述钩子包括用于接收所述散热片夹子的 端部的、经过所述定位器本体的孔。
17.根据权利要求11所述的定位系统，其中所述钩子包括用于接收所述散热片夹子的 端部的、从所述定位器本体突出的敞开钩子。
18.根据权利要求11所述的定位系统，其中所述钩子包括用于接收所述散热片夹子的 端部的、与所述定位器本体耦合的环或者卸扣。
19.根据权利要求11所述的定位系统，还包括单一机构，所述单一机构包括所述定位 器本体、弹簧、保持尖头和钩子。
20.根据权利要求19所述的定位系统，其中所述单一机构包括成形片金属。
全文摘要
散热片可释放地固定到与发热部件接合的电子系统的基础结构。实施例提供定位器，包括定位器本体；耦合到定位器本体的钩子；成对柔性保持尖头，在共同方向上从定位器本体延伸并且被间隔用于插入到电路板上的开口中；可选成对稳定尖头，与所述柔性保持尖头相邻、从定位器本体延伸，并具有大于相邻柔性保持尖头的宽度；倒钩，设置于各尖头的端部并被配置用于在尖头插入到电路板上的开口中时将定位器本体保持于电路板上；弹簧，与定位器本体集成并且具有与倒钩间隔的距离比电路板的厚度更小的自由端；以及制动件，与定位器本体集成，用于限制尖头在超过弹簧的自由端与电路板的初始接触以外的插入量。散热片夹子将散热片可释放地固定到定位器的钩子。
文档编号H01L23/40GK101801167SQ20101000152
公开日2010年8月11日 申请日期2010年1月6日 优先权日2009年1月7日
发明者P·A·沃尔姆斯贝彻, T·C·萨斯 申请人:国际商业机器公司