、 存储器、存储设备等。处理器可W是能够执行计算机可执行代码的任何类型的计算机处理 器或微处理器。存储器和存储设备可w是可w用作储存处理器可执行代码的介质的任何适 合的制品。该些制品可W表现为可W对由处理器使用W执行当前公开的技术的处理器可执 行代码进行存储的计算机可读介质（即，任何适合形式的存储器或存储设备）。计算机可读 介质是有形的并且是非暂态的，该仅意味着计算机可读介质不是信号。
[0041] 现在参照图5,在框82处，计算装置可接收与如上所述的可W与紧固件23 -起使 用的一种类型的垫圈24的一个或更多个特性相关的数据。所述特性可W包括与垫圈24相 关联的最大垫圈压缩力和最大垫圈偏转度。该些特性可由垫圈24的制造商提供。所述特 性还包括可W系列地插在紧固件23上的垫圈24的数量。
[0042] 在框84处，计算装置可基于在框82处接收的特性确定所述系列的垫圈24的弹黃 刚度（kj。弹黃刚度（kj可W与当使所述系列交替的垫圈24偏转一英寸时提供的力的 量相对应。在一种实施方式中，所述系列的交替的垫圈的弹黃刚度（kj可根据W下公式1 确定：
[0043]
【主权项】
1. 一种系统，包括： 散热器； 半导体装置； 热界面材料层，所述热界面材料层布置在所述散热器与所述半导体装置之间，其中，热 界面材料构造成有利于使由所述半导体装置产生的热经由所述散热器耗散； 紧固件系统，所述紧固件系统构造成将所述半导体装置关于所述热界面材料层耦接至 所述散热器；以及 所述紧固件系统的一个或更多个垫圈，所述一个或更多个垫圈构造成保持在所述热界 面材料流动之后所述半导体装置与所述散热器之间的耦接力。
2. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述垫圈包括贝氏类型垫圈。
3. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述垫圈包括多个垫圈，其中，所述多个垫圈中 的每个垫圈沿与相邻垫圈相反的方向定位。
4. 根据权利要求3所述的系统，其中，所述多个垫圈中的第一垫圈靠着所述紧固件系 统中的紧固件的头部定位，其中，所述第一垫圈的具有比所述第一垫圈的第二侧的直径更 大的直径的第一侧靠着所述紧固件的所述头部定位；以及 其中，所述多个垫圈中的第二垫圈靠着所述第一垫圈的所述第二侧定位，其中，所述第 二垫圈的具有比所述第二垫圈的第二侧的直径更小的直径的第一侧靠着所述第一垫圈的 所述第二侧定位。
5. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述垫圈的类型和所述垫圈的数量与所述紧固 件系统的紧固件的尺寸、施加于所述紧固件的扭矩的量以及在所述热界面材料流动之后所 述散热器与所述半导体装置之间的预期偏转度的量相互关联。
6. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述垫圈构造成通过提供弹簧力来保持在所述 热界面材料流动之后所述半导体装置与所述散热器之间的所述耦接力，其中，所述弹簧力 构造成限制所述散热器与所述半导体装置之间的轴向力的损失，其中，所述轴向力与施加 至所述紧固件系统的紧固件的扭矩值相对应。
7. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述力对应于当所述紧固件系统的紧固件被施 加与所述半导体装置相关联的扭矩值的扭矩时所述散热器与所述半导体装置之间的轴向 力的百分比。
8. 根据权利要求7所述的系统，其中，所述百分比介于70%与80%之间。
9. 一种非暂态计算机可读介质，包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令配置 成： 接收与一个或更多个垫圈中的第一类型垫圈相关联的第一组特性，所述一个或更多个 垫圈构造成对在设置在散热器与半导体装置之间的热界面材料流动之后所述半导体装置 与所属散热器之间的耦接力进行保持； 基于所述第一组特性和所述散热器与所述半导体装置之间的预期轴向力确定在紧固 件被施加扭矩值的扭矩之后所述一个或更多个垫圈的预期偏转度； 确定在所述散热器与所述半导体装置之间的所述热界面材料流动之后所述散热器与 所述半导体装置之间的预期残余力，其中，所述预期残余力基于所述预期偏转度和在所述 热界面材料流动之后所述热界面材料的预期的厚度变化来确定；以及 确定当所述预期残余力大于一定的值时所述第一类型垫圈将充分地保持在所述热界 面材料流动之后所述散热器与所述半导体装置之间的最小力。
10. 根据权利要求9所述的非暂态计算机可读介质，其中，配置成确定所述预期偏转度 的计算机可执行指令包括下述指令，所述指令配置成： 确定与构造成与紧固件配合的所述一个或更多个垫圈相关联的弹簧刚度，其中，所述 紧固件构造成将所述散热器耦接至所述半导体装置，其中，所述一个或更多个垫圈中的每 个垫圈与所述第一类型垫圈相对应，并且其中，所述弹簧刚度基于所述第一组特性确定；以 及 基于所述弹簧刚度以及所述散热器与所述半导体装置之间的所述预期轴向力确定在 所述紧固件被施加所述扭矩值的扭矩之后所述一个或更多个垫圈的所述预期偏转度。
11. 根据权利要求10所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述预期轴向力与所述扭 矩值相对应。
12. 根据权利要求9所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述第一组特性包括：与所 述第一类型垫圈相关联的最大垫圈压缩力、与所述第一类型垫圈相关联的最大垫圈偏转度 以及所述一个或更多个垫圈的数量。
13. 根据权利要求9所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述预期残余力与在所述热 界面材料流动之后所述散热器与所述半导体装置之间的剩余的力的量相关联。
14. 根据权利要求9所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述一个或更多个垫圈包括 多个垫圈，其中，所述多个垫圈中的每个垫圈沿与相邻垫圈相反的方向定位。
15. 根据权利要求9所述的非暂态计算机可读介质，包括下述指令，所述指令配置成： 当所述预期残余力不大于所述一定的值时接收与第二类型垫圈相关联的第二组特 性； 基于所述第二组特性和所述散热器与所述半导体装置之间的所述预期轴向力确定在 所述紧固件被施加所述扭矩值的扭矩之后所述一个或更多个垫圈的预期偏转度； 确定在所述散热器与所述半导体装置之间的所述热界面材料流动之后所述散热器与 所述半导体装置之间的预期残余力；以及 确定当所述预期残余力大于所述一定的值时所述第二类型垫圈将充分地保持在所述 热界面材料流动之后所述散热器与所述半导体装置之间的最小力。
16. -种工业自动化装置，包括： 散热器半导体组件，所述散热器半导体组件包括： 热界面材料，所述热界面材料构造成布置在半导体装置与散热器之间，其中，所述半导 体装置构造成将交流电压转换成直流电压或者将直流电压转换成可控交流电压； 紧固件，所述紧固件构造成将所述半导体装置耦接至所述散热器；以及 一个或更多个垫圈，所述一个或更多个垫圈构造成被所述紧固件插入，其中，所述垫圈 构造成保持在所述热界面材料流动之后所述半导体装置与所述散热器之间的力。
17. 根据权利要求16所述的工业自动化装置，其中，所述力与施加于所述散热器与所 述半导体装置之间的轴向力的百分比相对应，其中，所述轴向力与在所述热界面材料流动 之前施加于所述紧固件的扭矩值相关联。
18. 根据权利要求17所述的工业自动化装置，其中，所述百分比介于70%与80%之间。
19. 根据权利要求18所述的工业自动化装置，其中，所述垫圈包括多个垫圈，其中，所 述多个垫圈中的每个垫圈沿与相邻垫圈相反的方向定位。
20. 根据权利要求16所述的工业自动化装置，其中，所述垫圈的类型和所述垫圈的数 量基于所述紧固件的尺寸、施加于所述紧固件的扭矩的量以及在所述热界面材料流动之后 所述散热器与所述半导体装置之间的的预期偏转度的量确定。
【专利摘要】本发明提供了一种系统，该系统包括散热器、半导体装置以及布置在散热器与半导体装置之间的热界面材料(TIM)层。TIM可有利于使由半导体装置产生的热经由散热器耗散。该系统还包括紧固件系统，该紧固件系统将半导体装置关于TIM层耦接至散热器。该系统还包括紧固件系统的一个或更多个垫圈，所述一个或更多个垫圈保持在TIM流动之后半导体装置与散热器之间的耦接力。
【IPC分类】H01L23-40
【公开号】CN104766846
【申请号】CN201410855747
【发明人】保罗·杰罗姆·格罗斯克罗伊茨, 周睿, 凯利·詹姆斯·布龙克, 杰里迈亚·约翰·科皮尼斯
【申请人】洛克威尔自动控制技术股份有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2014年12月31日
【公告号】EP2891808A2, US20150194367