专利名称：热沉和部件支撑组件的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及一种热沉和部件支撑组件。
背景技术：
印刷电路板/印刷线路板上的电子器件的热管理通常以下述三种方式中的一种或多种方式完成(1)通过对热传递表面提供改善的传导路径，该热传递表面的温度比该器件低；(2)通过增强从器件表面到通常是空气的温度较低的周围环境流体的对流(自然地或强制的)；(3)辐射。所有三种方式提供在电子器件中产生的散热性。散热通常通过提供热沉组件进行，热沉组件包括用于各种器件的单个的热沉。因此热沉组件的设计和制造取决于该器件的尺寸和几何形状。结果，经常有许多构成热沉组件的单个部件，并且许多这些部件需要单个安装。而且，这种安装经常需要将部件焊接在一起。焊接通常由手工进行，因此生产热沉组件所需的劳力很大。除了前面所说的之外，需要单个部件的大量焊接的结构也增加了修理活动的难度并增加修理活动的时间。
因此，需要用于安装在电路板上的电子器件的热管理的更有效的设备。
下面参考附图仅以举例的方式描述本发明的优选实施例，其中图1是根据本发明实施例的具有热沉和部件支撑组件的设备的分解的等轴测右前视图；图2是根据本发明实施例的具有热沉和部件支撑组件的设备的分解的等轴测左前视图；和图3是图1和图2所示设备的剖视图。
具体实施例方式
虽然本发明容许有许多不同形式的实施例，但是在附图中示出并且在这里将要详细描述的是具体的实施例，应当理解，本发明公开的内容应看作本发明原理的示例，而不是将本发明限制于所示和所描述的具体实施例。而且，这里所用的术语和词语不是看作限制，而仅仅是描述性的。还应当理解，为了图示的简洁和清楚，在商业上可行的实施例中所用的或必需的通用的和熟知的元件可能不在图中示出，以便对这些不同的实施例进行观察。还有，附图中所示的元件不必按比例绘制。例如，元件的一些尺寸相对于另一些是放大的。而且，在认为适当的情况下，附图标记在附图中重复以表示对应的元件。
一般而言，根据这些不同的实施例，热沉和部件支撑组件包括具有中心部件的核心结构，该中心部件具有第一和第二相对侧(例如分别是，左侧和右侧，以及上侧和下侧)。为了用作散热装置，至少一个散热表面从一个或两个第一相对侧延伸，以能够传输来自与散热表面接合的一个或多个部件(包括在电路板上)的热。该核心结构还包括设置成邻近每个第二相对侧的第一和第二延伸部件，该延伸部件理想地包括散热材料并且也用于热管理。而且，这里总的公开的是气流辅助装置，例如，固定地连接第三相对侧(例如，前侧和后侧)的至少其中之一的风扇。通过循环周围的空气通过该核心结构，气流辅助装置进一步增强来自电路板部件产生的热的热传递。还有，该核心结构，由于固定地连接于左侧和右侧的电路板或面板，以及连接于顶侧和底侧的延伸部件，还包括通过引导或增强环境空气通过该核心结构而气流辅助装置。该核心结构还可包括其他的特征，诸如孔或狭槽，以便使得额外的环境气流通过核心结构。该核心结构典型的特征还在于至少一个轮廓，该轮廓与连接于该核心结构的电路板的轮廓互补。
通过这样构造，本发明提供一体的热沉设备和用于电路部件和电路板的支撑“底座”，电路部件和电路板安装在该支撑底座上。在核心结构的中心部件上包括散热表面促进了散热，而不需要将单个的热沉焊接于电路板和/或该核心结构上。这就为必要的修理和拆卸该器件提供了便利。中心部件轮廓和电路板轮廓的互补特性能够更有效地使用该设备内的空间，以便能够制造更小的设备，该设备具有至少同样的并且通常是更优良的热管理性能。有了在该核心结构上的狭槽和孔；风扇；以及由该元件提供的连接于该风扇的通道，就能够通过引导或促进环境空气流过封闭在组件内的电路部件，进一步增强该组件的散热性能。
应当理解，本发明的上述益处仅仅意味着是示范性的，并且另外的益处对于本领域的技术人员而言是显而易见的。还应当理解，术语“顶”和“底”，“前”和“后”等在这里仅仅用于帮助理解附图，而不是指真正的“上”或“下”，“前”或“后”部分。该组件可以倒置，或放置在侧面上，或在任何其他取向使用在功能上不改变该组件或脱离这里公开的范围。还应当明白，虽然第一和第二延伸部件通常以I形梁结构连接该核心结构的顶侧和底侧，但是在前述附图中，在遵守对安装在电路板上的电路部件提供热沉表面区域和结构支撑的构思的情况下，其他结构，例如“C”形结构也是可能的。
参考附图，具体参考图1和图2，图1和图2示出并且总的指出的包括根据本发明的各实施例的热沉和部件支撑组件的设备100。但是本领域的普通技术人员将会认识并理解，这中说明性的实例的细节不是发明本身的细节，并且这里提出的内容可以应用于各种不同的设置。例如，由于这里描述的内容不取决于热沉和支撑组件设置在其中的该器件的类型，因此它们能够应用于任何这种器件，例如电源或功率放大器。而且，由于这里提出的内容不取决于在本发明中使用的散热表面包含的散热材料的类型，可以采用任何合适的材料。此外，由于这里提出的内容不取决于连接于热沉和支撑组件的电路板、部件和面板，该组件总的来说能够安装在任何这种物件上。因此，利用不同类型设备100、散热材料、电路板、部件和面及其组合的装置都在预期中并且在所述各种内容的范围内。
在图1和图2具体示出的实施例中，设备100包括包含核心结构110的热沉和部件支撑组件。该核心结构110包括中心部件112，该中心部件具有或其特征在于第一相对侧/表面114、116(例如，分别是左侧和右侧)，第二相对侧/表面(例如顶侧和底侧)以及第三相对侧/表面122、124(例如，分别是前侧和后侧)。第一、第二和第三相对侧中的任何一个单独地或者以其任何组合可以包括合适的散热材料，例如，铝、铜、锌等，因而使这些表面能够用作热沉表面，用于耗散来自包含在设备100中的发热部件的热。
该中心部件112包括从右侧114和左侧116的至少其中之一延伸的包含合适的散热材料的至少一个散热表面，例如从右侧114延伸出的散热表面124，和从左侧116延伸出的散热表面126、128。任何散热表面(从中心部件112延伸的)在制造过程中可以单独地或组合地形成在该中心部件112上，或者可以用任何合适的装置，例如螺钉、铆钉等固定地连接于该中心部件112。这些单独的或任意组合的散热表面(例如，124、126、128)中的任何散热表面的特征在于结构特征，例如，鳍片、针、圆锥、板等。散热表面124、126、128示作多个鳍片。鳍片的形状不限于矩形板形状并且可以具有任何希望的形状，包括但不限于正方形、三角形、圆形、其他带圆弧的形状、针状等。鳍片可以不必等间隔地水平或竖直地对齐，但是可以放置成以便与从其延伸的表面是径向的或倾斜的。
散热表面，例如124、126、128可以用于提供来电路部件产生的热的热传递，该电路部件与这些散热表面“接合”。根据本发明的各种实施例，发热的电路部件152与散热表面126、124接合。在第一个例子中，部件152通过设置成邻近散热表面126而与散热表面126接合，理想的是，使得部件152与构成散热表面126的一个或多个鳍片进行热接触，在这个例子中，在靠近构成散热表面126的一个或多个鳍片的侧面116的位置上，通过与形成在或(利用任何合适的装置，例如螺钉、铆钉等)固定地连接于该中心部件112的热接触表面130的物理接触而接合。
在第二个例子中，通过与构成散热表面124的一个或多个鳍片进行热接触，部件152与散热表面124接合，在这个例子中，在与构成散热表面124的一个或多个鳍片相对(例如正后面)的侧面116的位置上，通过与热接触表面130物理接触而接合。图3是在A-A平面通过设备100的剖视图，其示出与发热部件152接合的散热表面124、126，该散热表面124、126用于传输来自部件152的热。
本领域的技术人员应当理解，构造具有从其延伸的散热表面的中心部件简化了该设备100的组装和拆卸。这是因为这种结构不需要将单个部件和/或热沉焊接在核心结构上。但是对比按照现有技术的各种实施例，本发明的热管理结构至少是同样地并且很可能改善了散热结构的热管理。
转到图1和图2，该中心部件的特征还可以分别是其右侧和左侧114和116的“安装”轮廓。该安装轮廓理想地构造成分别是互补轮廓，该互补轮廓的特征在于电路板，例如150、160上的轮廓，该电路板的轮廓通常基于例如安装在其上的电路部件(例如分别是152、154、156和162)的形状和尺寸。这种安装轮廓提供对电路元件的支撑，因而用作底座(chassis)，并且还能够使设备100的组件更加紧凑。
该安装轮廓可以具有围绕所有或部分侧面114、116延伸的结构特征。该互补的轮廓可以具有互补的结构特征，该结构特征具有对应于该核心结构110上的安装轮廓的尺寸和几何形状特征并基本与其接合的结构特征。可能的结构特征和互补的结构特征包括肋、突出部分(例如132)、弯槽(例如134)、唇状物、栅、倒钩、辐条、孔(例如138、140)、狭槽(例如136)等。及其包含至少一个上述特征的组合。还应当指出，孔，例如在安装轮廓中的孔140也可以用作“通孔”，用于电路板上的一个或多个较高的部件，例如分别安装在电路板150和160上的部件154和162。
该结构特征和互补的结构特征可以改变位置，即，槽作为电路板150、160上的互补结构特征，而突出部分用作核心结构110上的结构特征。在一些实施例中，这种接合可以用机械紧固件，例如螺钉、铆钉等增强。选择地，突出部分和槽可以是带螺纹的，使得凸起部分螺纹地接合于槽。
核心结构110还包括第一和第二延伸118、120，该第一和第二延伸118、120形成在或理想地用任何合适的装置，例如螺钉、铆钉等固定地连接于该中心部件112的顶侧和底侧。第一或第二延伸部件，或者其两者可以包括合适的散热材料，例如，和上述相同的材料，因而使得这些表面能够用作散热表面，用于散发包含在设备100中的发热部件发出的热。
第一和第二延伸部件118、120的任何一个或两者还可以包括从其延伸出的至少一个散热表面，该散热表面包含合适的散热材料。在制造过程中这些散热表面的个体或者任意组合可以形成在该延伸部件中，或者用任何合适的装置，例如螺钉、铆钉等固定地连接于该延伸部件。而且，任何这些散热表面的个体或者其任何组合的特征在于结构特征，例如鳍片、针、圆锥、板等。散热表面的形状不限于矩形的板形形状，并且可以具有任何希望的形状，包括但不限于正方形、三角形、圆形、其他带圆弧的形状、针状等。散热表面可以不必等间隔地水平或竖直地对齐，但是可以放置成与从其延伸的表面是径向的或倾斜的。
设备100的热沉和部件支撑组件还包括位于邻近核心结构110的气流辅助装置。如在这个实施例中所示，气流辅助装置包括安装在中心部件112的前表面122上的风扇184。该前表面122可以包括安装该风扇184的柱。合适的紧固件(螺钉、铆钉等)可以插入该风扇184的壳体上的通孔中，并进入该前表面122中的柱，以将风扇184安装在其上。风扇184旋转并通过引起环境空气(假定空气的温度低于热沉组件里面的空气温度)在鳍片124、126、128、散热表面和发热部件152之间并围绕它们以热交换的方式流动，促进空气流动。
包含在设备100中的热沉组件还可以包括用于覆盖中心部件上的至少一个表面的一个或多个面板(例如170、180)。希望的是，设置一对侧面板170、180，用于覆盖分别连接于侧表面114、116的电路板150、160。前表面122也理想地包括用于覆盖该前表面122的全部或部分的前面板。如这个实施例中所示，前面板包括气流部分144，使得风扇184具有对环境空气，即热沉组件外面的空气的通路。可选择地，散热组件还可以包括在面板170、180和电路板150、160之间的一个或多个绝热器(未示出)。
示出两个电路板和两个侧面板。但是本领域的技术人员将会认识到，设备100可以包括更多或更少连接于中心结构110的电路板和/或侧面板。例如，设备100可以包括连接于侧面116的单个电路板和直接连接于另一侧114的侧面板。在这些不同的实施例中，本领域的技术人员很容易明白，与延伸部件118、120组合的连接于侧面114、116的电路板和侧面板还包括气流辅助装置，其中这些元件用作引导空气流过核心结构110的散热表面和发热部件的通道。
该核心结构110还可以包括增强散热的空气连通区。该空气连通区可以是具有多个空气连通孔(未示出)的区域，例如出现在顶部延伸部件118和/或底部延伸部件120上，使得来自核心结构110外面的空气进入该核心结构110中，并且该核心结构110里面空气流到核心结构110的外面。
发热部件152可以安装在包含电子部件的电路板上。为了容易表示，只示出少数几个部件安装在电路板150、160上。但是本领域的技术人员将会认识到，包括另外的发热部件的更多元件可以以典型的方式安装在其上。可能的电子部件包括但不限于晶体管、二极管、CPU插座、各种存储器(插座)、芯片组；各种die up电子部件；各种die down电子部件等，以及包含前述至少一种的组合。
术语“第一”、“第二”等在这里不表示任何等级、质量或重要性，而是用于区别一个元件与另一个元件，并且“一”、“一个”在这里不表示对数量的限制，而是表示至少存在一个所言及的物件。
虽然参考示范性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，可以进行各种变化并且可以用等同物替代元件而不脱离本发明的范围。此外根据本发明的教导，可进行许多修改以适应特定的情况或者材料而不脱离本发明的范围。因此，本发明不限于作为实现本发明构想的最佳方式而公开的具体实施例，而是含盖了处在本发明范围的所有实施例。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.一种热沉和部件支撑组件，包括核心结构，其包括具有第一和第二相对侧的中心部件；从每个第一相对侧延伸出的多个平行的散热鳍片；以及邻近每个第二相对侧设置的第一和第二延伸部件。
2.如权利要求1所述的组件，其中该多个散热鳍片形成在每个第一相对侧上或固定地连接于每个第一相对侧；并且该组件还包括从该第一相对侧的至少其中之一延伸出的至少一个散热表面，所述至少一个散热表面选自鳍片、针、锥体和板。
3.如权利要求1所述的组件，还包括邻近该核心结构设置的气流辅助装置。
4.如权利要求3所述的组件，其中该中心部件还具有第三相对侧；并且该气流辅助装置包括邻近该第三相对侧的其中之一设置的风扇，该第一和第二延伸部件，以及电路板和面板的至少其中之一，其固定地连接于该核心结构的每个第一相对侧。
5.如权利要求1所述的组件，其中；该第一相对侧的至少其中之一的特征在于第一轮廓；该第一轮廓具有狭槽、弯槽、孔和突出部分的至少其中之一，并且该第一轮廓是电路板的第二轮廓的互补轮廓，电气部件安装在该电路板上。
6.如权利要求1所述的组件，其中该核心结构具有I形梁结构。
7.如权利要求1所述的组件，其中该中心部件包括至少一个用于接合发热部件的热接触表面，其中该至少一个热接触表面设置成与第一相对侧之一上的所述多个散热鳍片相对并且邻近于该第一相对侧中的另一个；或该中心部件包括至少一个用于接触发热部件的热接触表面，其中，该至少一个热接触表面设置成邻近于第一相对侧之一上的所述多个散热鳍片。
8.如权利要求1所述的组件，其中该延伸部件的至少其中之一包括从其延伸出的至少一个散热表面；包含散热材料；并且具有狭槽、弯槽、孔和突出部分的至少其中之一9.一种设备，包括核心结构，其包括具有第一和第二相对侧的中心部件；从每个第一相对侧延伸出的多个平行的散热鳍片；以及设置成邻近每个第二相对侧的第一和第二延伸部件；具有安装在其上的部件的至少一个电路板，该电路板设置成邻近该第一相对侧的至少其中之一；以及气流辅助装置，其包括邻近该第三相对侧的其中之一设置的风扇。
10.如权利要求9所述的设备，其中该设备包含在一个器件中，该器件选自电源、功率放大器。
权利要求
1.一种热沉和部件支撑组件，包括核心结构，其包括具有第一和第二相对侧的中心部件；从第一相对侧的至少其中之一延伸出的至少一个散热表面；以及邻近每个第二相对侧设置的第一和第二延伸部件。
2.如权利要求1所述的组件，其中该至少一个散热表面形成在所述的第一相对侧的至少其中之一上或固定地连接于所述的该侧；并且，选自下面一组鳍片、针、锥体和板。
3.如权利要求1所述的组件，还包括邻近该核心结构设置的气流辅助装置。
4.如权利要求3所述的组件，其中该中心部件还具有第三相对侧；并且该气流辅助装置包括邻近该第三相对侧的其中之一设置的风扇，该第一和第二延伸部件，以及固定地连接于该核心结构的电路板和面板的至少其中之一。
5.如权利要求1所述的组件，其中；该第一相对侧的至少其中之一的特征在于第一轮廓；该第一轮廓具有狭槽、弯槽、孔和突出部分的至少其中之一，并且该第一轮廓是电路板的第二轮廓的互补轮廓，电气部件安装在该电路板上。
6.如权利要求1所述的组件，其中该核心结构具有I形梁结构。
7.如权利要求1所述的组件，其中该中心部件包括至少一个用于接合发热部件的热接触表面，该热接触表面设置成与该至少一个散热表面相对并且邻近于该第一相对侧中的另一个；或该中心部件包括至少一个用于接触发热部件的热接触表面，该热接触表面设置成邻近于该至少一个散热表面。
8.如权利要求1所述的组件，其中该延伸部件的至少其中之一包括从其延伸出的至少一个散热表面；包含散热材料；并且具有狭槽、弯槽、孔和突出部分的至少其中之一
9.一种设备，包括核心结构，其包括具有第一和第二相对侧的中心部件；从该第一相对侧的至少其中之一延伸出的至少一个散热表面；以及设置成邻近每个第二相对侧的第一和第二延伸部件；具有安装在其上的部件的至少一个电路板，该电路板设置成邻近该第一相对侧的至少其中之一；以及气流辅助装置，其包括邻近该第三相对侧的其中之一设置的风扇。
10.如权利要求9所述的设备，其中该设备包含在一个器件中，该器件选自电源、功率放大器。
全文摘要
一种包括核心结构(110)的热沉和部件支撑组件。该核心结构(110)包括具有第一(114、116)和第二相对侧的中心部件(112)；至少一个散热表面(124、126、128)从第一相对侧(114、116)的其中之一延伸，以及邻近每个第二相对侧设置的第一和第二延伸部件(18、120)。该组件还可以包括气流辅助装置，例如设置成邻近该核心结构(110)的例如风扇(184)，用于进一步增强散热能力。
文档编号H05K7/20GK101095385SQ200580045530
公开日2007年12月26日 申请日期2005年12月13日 优先权日2004年12月29日
发明者罗伯特·B·维德迈尔, 詹姆斯·W·图罗西, 彼得·P·沃尔特 申请人:摩托罗拉公司