DE202009000460U1

DE202009000460U1 - Wärmeableitungsanordnung

Info

Publication number: DE202009000460U1
Application number: DE202009000460U
Authority: DE
Original assignee: Malico Inc
Current assignee: Malico Inc
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2019-01-16

Abstract

Wärmeableitanordnung, umfassend eine Wärmeableitung (1) mit einer Grundplatte und einem in einer Unterseite der Grundplatte befindlichen ausgesparten Bereich (11), der mit einem Chipsatz (3) in Eingriff bringbar ist; sowie eine Positionierungsvorrichtung (2) mit einem rechteckigen Rahmen (20), der ein Durchgangsloch aufweist, das sich in seiner Mitte befindet, sowie zwei Seitenplatten (21), die sich von den beiden gegenüberliegenden Seiten des rechteckigen Rahmens (20) nach unten erstrecken, wobei jede Seitenplatte einen Haken (211) besitzt, der sich von einer Platteninnenseite aus erstreckt, so daß er sich mit dem Chipsatz (3) verhakt, wobei des weiteren zwei flexible Stangen (22) vorgesehen sind, die sich von den beiden gegenüber liegenden Seiten des rechteckigen Rahmens (20) aus erstrecken und jede flexible Stange einen Druckteil (221) besitzt, der sich von einem entfernten Stangenende lotrecht nach unten erstreckt, und wobei der rechteckige Rahmen (20) auf der Wärmeableitung (1) gelagert ist und die Druckteile (221) auf den Kopf der Grundplatte...

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein eine Wärmeableitungsanordnung und insbesondere eine Positioniervorrichtung zur Verbindung einer Wärmeableitung mit einem Chipsatz für kompakte elektronische Geräte.
2. Stand der Technik
Ein Chipsatz, beispielsweise ein BGA, QFP und CPU, der in einem Computer Verwendung findet, erzeugt eine Menge Wärme, die von dem Chipsatz entfernt werden muß, um den optimalen Betrieb des Chipsatzes aufrecht zu erhalten. Eine herkömmliche Wärmesenke oder Wärmeableitung ist mit dem Chipsatz verbunden und so gebaut, daß die Wärme von dem Chipsatz schnell entfernt wird, so daß der Chipsatz normal weiter arbeiten kann.
Die meisten herkömmlichen Wärmeableitungen zur Entfernung der Wärme von einem Chipsatz, der bei hoher Geschwindigkeit arbeitet, weisen Rippen und ein Gebläse auf, wobei die Rippen die Wärme absorbieren und das Gebläse die Wärme von den Rippen wegführt.
Eine übliche Weise zur Verwendung der Wärmeableitung für den Chipsatz besteht darin, die Wärmeableitung an den Flansch des Chipsatzes durch Metallklemmen anzuklemmen. Die herkömmlichen Metallklemmen weisen jedoch eine komplizierte Struktur auf und erfordern eine längere Montagezeit. Dazu kommt, daß die Klemme dazu neigt, schnell ihre Ermüdungsgrenze zu erreichen. Darüber hinaus kann der Chipsatz während der Installation der Klemmen beschädigt werden, und die Klemmen können während des Transports mit dem Sockel außer Eingriff kommen. Dazu kommt, daß dann, wenn der Chipsatz direkt mit der Schaltungstafel verlötet ist, für die Klemme kein Raum mehr vorhanden ist, um die Wärmeableitung zu positionieren.
Im allgemeinen befindet sich zwischen dem Chipsatz und der Schaltungstafel ein Spalt von etwa 0,25 mm, der so schmal ist, daß keiner es für möglich hält, den Spalt für die Wärmeableitung zu benutzen. Einige Monteure benutzen Wärmeableitungsbänder, um die Wärmeableitung mit der Schaltungstafel zu verbinden oder die Wärmeableitung direkt durch Schrauben an die Schaltungstafel anzuschließen. Die Bänder werden leicht trocken und können leicht von der Oberfläche des Chipsatzes entfernt werden, während die Schrauben Löcher erfordern, die in die Schaltungstafel eingebohrt werden. Auf der Schaltungstafel ist nur ein beschränkter Platz vorhanden, so daß die Löcher nicht an den gewünschten Stellen gebohrt werden können. Daher bohren die meisten Hersteller für Schaltungstafeln in diese keine Löcher.
Einige Hersteller bieten eine Positionierungsvorrichtung an, die in der Mitte ein Durchgangsloch aufweist und vier Seitenplatten hat, welche sich von den vier Seiten der Vorrichtung aus erstrecken. Jede Seitenplatte weist auf ihrer Innenseite einen Haken auf. Wenn sich die Wärmeableitung von der Unterseite der Vorrichtung durch das Durchgangsloch hindurch erstreckt, sind die Haken mit den beiden Seiten des Chipsatzes verhakt, und die Wärmeableitung ist auf dem Chipsatz fest angeordnet.
Aufgrund von Herstellungsproblemen kommt es jedoch vor, daß die Haken sich nicht mit den Seiten des Chipsatzes verhaken, und daß die Wärmeableitung keinen geraden oder glatten Boden aufweist, so daß sie mit dem Chipsatz nicht richtig in Berührung kommt. Daher kann die Wärme, die von dem Chipsatz ausgeht, nicht in der gewünschten Weise an die Wärmeableitung abgeleitet werden. Es sind nur zwei Seitenplatten vorhanden, die mit den beiden Seiten des Chipsatzes verhaken, und die anderen beiden Seiten der Platten stehen mit zwei Schlitzen in Eingriff, die in der Wärmeableitung ausgebildet sind, um dadurch die Vorrichtung mit der Wärmeableitung gut zu positionieren. Die vier Seitenplatten der Positionierungsvorrichtung haben dieselbe Höhe, so daß von der Wärmeableitung Material entfernt werden muß, um die beiden Nuten auszubilden, durch die sich die Seitenplatten der Seiten erstrecken. Jedoch verringern die Schlitze die Fläche zur Wärmeentfernung von dem Chipsatz.
Eine noch andere herkömmliche Positionierungsvorrichtung für die Wärmeableitung weist einen rechteckigen Rahmen und zwei Seitenplatten auf, die sich von den gegenüberliegenden Seiten des Rahmens aus erstrecken, wobei jede Seiten platte auf einer Seitenplatteninnenseite zwei Haken besitzt. Zwei Positionierungsstangen erstrecken sich von den anderen beiden gegenüberliegenden Seiten des Rahmens. Mehrere flexible Stangen erstrecken sich von den Innenseiten des Rahmens, und jede flexible Stange hat einen Vorsprung am Boden eines entfernten Stangenendes. Mehrere Rippen der Wärmeableitung laufen durch das Durchgangsloch in der Mitte des Rahmens, und Haken auf den beiden Seitenplatten verhaken sich mit den beiden Seiten des Chipsatzes. Die Positionierungsstangen laufen durch die Durchgangslöcher, die in der Wärmeableitung ausgebildet sind, während die Vorsprünge auf den flexiblen Stangen auf der Wärmeableitung sitzen.
Eine andere herkömmliche Positionierungsvorrichtung weist zur Positionierung der Wärmeableitung auf den beiden Seiten zwei Haken auf. Auf den anderen Seiten der Positionierungsvorrichtung befinden sich zwei Anschläge, um die Relativbewegung der Positionierungsvorrichtung und des Chipsatzes zu verhindern. Nichtsdestotrotz, die neuesten elektronischen Erzeugnisse sind noch kompakter gebaut, und die gedruckte Schaltungstafel hat noch kleinere Abmessungen, während auf der kleinen gedruckten Schaltungstafel mehr Teile installiert sind. Gemäß der Regelung JEDC wird zwischen den Chipsätzen ein 3 mm Spalt benötigt, um Interferenz und Überhitzung zu vermeiden. Um diesem Erfordernis Rechnung zu tragen, werden nahe an dem BGA mehr und mehr Teile installiert, so daß die oben erwähnten Anschläge den rechtwinkligen Rahmen nach oben schieben, so daß die Wärmeableitung mit dem Chipsatz nicht in Berührung treten kann und die Wärmeableitung in Bezug auf die Positionierungsvorrichtung verschiebbar ist.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Positionierungsvorrichtung zum Anordnen einer Wärmeableitung für den Chipsatz, und die Positionierungsvorrichtung ist so gebaut, daß sie die Nachteile der oben genannten Positionierungsvorrichtung ausgleicht, die den Rahmen nach oben drückt und bewirkt, daß die Wärmeableitung nicht mit dem Chipsatz in Berührung kommen kann und der Chipsatz in Bezug auf die Positionierungsvorrichtung verschiebbar ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Wärmeableitanordnung zu schaffen, bei der in einer Unterseite der Wärmeableitung ein ausgesparter Bereich ausgebildet ist, in dem ein Chipsatz aufgenommen wird. Die vor liegende Erfindung benötigt keine Anschläge wie bei der herkömmlichen Konstruktion.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Wärmeableitanordnung geschaffen, die eine Wärmeableitung aufweist, welche eine Grundplatte und einen in einer Unterseite der Grundplatte ausgebildeten ausgesparten Bereich besitzt, so daß ein Chipsatz mit dem ausgesparten Bereich in Eingriff tritt. Eine Positionierungsvorrichtung hat einen rechtwinkligen Rahmen, der mit einem Durchgangsloch versehen ist, das in seiner Mitte ausgebildet ist, sowie zwei Seitenplatten, die sich von den beiden gegenüberliegenden Seiten des rechteckigen Rahmens entsprechend aus erstrecken. Jede Seitenplatte hat einen Haken, um den Chipsatz zu stützen. Zwei flexible Stangen erstrecken sich von den beiden gegenüberliegenden Seiten des rechtwinkligen Rahmens aus, und jede flexible Stange ist mit einem Druckteil versehen, der von einem entfernten Stangenende lotrecht abwärts verläuft. Der rechtwinklige Rahmen ist an der Wärmeableitung befestigt, und die Druckteile drücken auf einen Kopf der Grundplatte der Wärmeableitung.
Ein weiteres Kennzeichen der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß Rippen vorgesehen sind, die sich vom Kopf der Grundplatte der Wärmeableitung aus erstrecken, sowie der ausgesparte Bereich, der sich parallel zu den Rippen erstreckt und durch die beiden Seiten der Unterseite der Grundplatte verläuft. Wenn der rechtwinklige Rahmen an der Wärmeableitung befestigt wird, so ergibt sich keine Behinderung.
Ein weiteres Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß zwei Positionierungswände sich unterhalb der beiden Seiten der Grundplatte der Wärmeableitung erstrecken. Die beiden Positionierungswände stehen mit den beiden Seiten des Chipsatzes in Eingriff. Die Positionierungsvorrichtung dient dazu, wie oben erwähnt, die Wärmeableitung mit dem Chipsatz zusammen zu klemmen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung ergibt sich für den auf diesem Gebiet tätigen Fachmann ohne weiteres durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sind:
1 eine auseinander gezogene, perspektivische Darstellung einer Wärmeableitanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht der Wärmeableitanordnung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 eine Querschnittsansicht längs der Linie III-III in 2;
4 eine auseinander gezogene Ansicht der Querschnittsansicht jedes Teils der Wärmeableitanordnung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 eine Querschnittsansicht längs der Linie V-V in 2;
6 eine Querschnittsansicht einer Wärmeableitanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
7 eine Querschnittsansicht einer Wärmeableitanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
In den Zeichnungen und insbesondere den 1 bis 4 ist eine Wärmeableitanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, die eine Wärmeableitung 1 und eine Positionierungsvorrichtung 2 aufweist. Die Positionierungsvorrichtung 2 klemmt die Wärmeableitung 1 und einen Chipsatz 3 zusammen, wobei der Chipsatz 3 mit einem BGA-Flansch auf einer Schaltungstafel 31 verbunden und mit der Schaltungstafel direkt verlötet ist.
Die Wärmeableitung 1 ist eine Aluminium-Wärmeableitung 1 und durch Extrusion hergestellt. Die Wärmeableitung 1 weist eine Grundplatte mit vielen Rippen auf, die sich von einer Oberseite der Grundplatte aus erstrecken, und ein ausgesparter Bereich 11 ist in einer Unterseite der Grundplatte ausgebildet. Die Art der Rippen ist nicht auf die in 1 dargestellte beschränkt. Der ausgesparte Bereich 11 ist so gebaut und geformt, daß er einen Chip 32 auf dem Chipsatz 3 aufnehmen kann. Der ausgesparte Bereich 11 kann sich parallel zu den Rippen 12 erstrecken und durch zwei Seiten der Unterseite der Grundplatte der Wärmeableitung 1 laufen.
Die Positionierungsvorrichtung 2 hat einen rechtwinkligen Rahmen 20, der in seiner Mitte ein Durchgangsloch besitzt. Zwei Seitenplatten 21 erstrecken sich von zwei gegenüberliegenden Seiten des rechteckigen Rahmens 20, und jede Seitenplatte 21 ist mit einem Haken 211 versehen, der von einer Platteninnenseite ausgeht. Zwei flexible Stangen 22 erstrecken sich von den beiden gegenüberliegenden Seiten des rechteckigen Rahmens 20, und jede flexible Stange 22 besitzt einen Druckteil 221, der sich von einem entfernt liegenden Stangenende aus lotrecht abwärts erstreckt.
Wie aus den 2, 3 und 5 hervorgeht, ist die Wärmeableitung 1 direkt an dem Chipsatz 3 angebracht, der mit dem ausgesparten Bereich 11 in Eingriff steht. Der ausgesparte Bereich 11 läuft durch die beiden Seiten der Unterseite der Grundplatte der Wärmeableitung 1, so daß der Chipsatz 3, falls erforderlich, geringfügig justiert werden kann. Der rechtwinklige Rahmen 20 ist auf der Wärmeableitung 1 gelagert, und die Haken 221 auf den beiden Seitenplatten 21 verhaken sich mit den beiden Rändern der Schaltkreistafel 31. Die vier Seiten der Schaltkreistafel 31 werden durch die beiden Seitenplatten 21 und die beiden anderen Seiten des ausgesparten Bereiches 11 gestoppt, so daß der Chipsatz 3 sich in dem ausgesparten Bereich 11 nicht verschieben kann. Die flexiblen Stangen 22 stehen zwischen den Rippen 12 in Eingriff, und die Druckteile 221 drücken auf den Kopf der Grundplatte der Wärmeableitung 1, um dadurch zwischen der Wärmeableitung 1 und dem Chipsatz 3 engen Kontakt zu halten.
6 zeigt eine Wärmeableitanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Wärmeableitung 1 denselben Aufbau hat wie die der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme der Tatsache, daß die Wärmeableitung 1 der zweiten Ausführungsform darüber hinaus zwei Positionierungswände 13 aufweist, die sich von den anderen beiden Seiten der Grundplatte der Wärmeableitung 1 nach unten erstrecken, und wobei ein Abstand zwischen den beiden Positionierungswänden 13 im wesentlichen gleich einer Breite der Schaltungsplatte 31 ist, außer daß die Schaltungsplatte 31 zwischen den beiden Positionierungswänden 13 angeordnet werden kann.
7 zeigt eine Wärmeableitanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei in der Unterseite der Grundplatte der Wärmeableitung 1 kein ausgesparter Bereich vorhanden ist. Statt dessen weist die Wärmeableitung 1 zwei Positionierungswände 13 auf, die sich von den beiden Seiten der Grundplatte der Wärmeableitung 1 abwärts erstrecken, wobei ein Abstand zwischen den beiden Positionierungswänden 13 im wesentlichen gleich einer Breite der Schaltungsplatte 31 ist, so daß die Schaltungsplatte 31 zwischen den beiden Positionierungswänden 13 angeordnet werden kann. Die Positionierungsvorrichtung 2 hat denselben Aufbau wie diejenige der ersten Ausführungsform und klemmt die Wärmeableitung 1 und den Chipsatz 3 zusammen.
Obgleich die vorliegende Erfindung mit Bezug auf ihre bevorzugte Ausführungsform beschrieben worden ist, versteht es sich für den auf diesem Gebiet tätigen Fachmann, daß eine Vielzahl von Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden kann, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.

Claims

Wärmeableitanordnung, umfassend eine Wärmeableitung (1) mit einer Grundplatte und einem in einer Unterseite der Grundplatte befindlichen ausgesparten Bereich (11), der mit einem Chipsatz (3) in Eingriff bringbar ist; sowie eine Positionierungsvorrichtung (2) mit einem rechteckigen Rahmen (20), der ein Durchgangsloch aufweist, das sich in seiner Mitte befindet, sowie zwei Seitenplatten (21), die sich von den beiden gegenüberliegenden Seiten des rechteckigen Rahmens (20) nach unten erstrecken, wobei jede Seitenplatte einen Haken (211) besitzt, der sich von einer Platteninnenseite aus erstreckt, so daß er sich mit dem Chipsatz (3) verhakt, wobei des weiteren zwei flexible Stangen (22) vorgesehen sind, die sich von den beiden gegenüber liegenden Seiten des rechteckigen Rahmens (20) aus erstrecken und jede flexible Stange einen Druckteil (221) besitzt, der sich von einem entfernten Stangenende lotrecht nach unten erstreckt, und wobei der rechteckige Rahmen (20) auf der Wärmeableitung (1) gelagert ist und die Druckteile (221) auf den Kopf der Grundplatte der Wärmeableitung (1) drücken.
Wärmeableitanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeableitung (1) mehrere Rippen (12) aufweist, die sich vom Kopf der Grundplatte aus erstrecken, daß die flexiblen Stangen (22) zwischen den Rippen (12) in Eingriff stehen, und daß der ausgesparte Bereich (11) sich parallel zu den Rippen (12) erstreckt und durch die beiden Seiten der Unterseite der Grundplatte hindurch geht.
Wärmeableitanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeableitung (1) des weiteren zwei Positionierungswände (13) aufweist, die sich von den anderen beiden Seiten der Grundplatte aus entsprechend nach unten erstrecken, um mit den beiden Seiten des Chipsatzes (3) in Berührung zu treten.
Wärmeableitanordnung, umfassend eine Wärmeableitung (1) mit einer Grundplatte, zwei Positionierungswände (13), die sich von den beiden Seiten der Grundplatte aus nach unten erstrecken und mit den beiden Seiten eines Chipsatzes (3) in Berührung bringbar sind; sowie eine Positionierungsvorrichtung (2), die einen rechteckigen Rahmen (20) bildet, der ein in seiner Mitte befindliches Durchgangsloch aufweist, wobei sich zwei Seitenplatten (21) von den beiden gegenüberliegenden Seiten des rechteckigen Rahmens nach unten erstrecken, jede Seitenplatte mit einem Haken (111) versehen ist, der sich von der Platteninnenseite aus erstreckt, um sich mit dem Chipsatz (3) zu verhaken, wobei des weiteren zwei flexible Stangen (22) sich von den beiden gegenüberliegenden Seiten des rechteckigen Rahmen (19) aus erstrecken und jede flexible Stangen einen Druckteil (221) aufweist, der sich von einem entfernten Stangenende aus lotrecht abwärts erstreckt, und wobei der rechteckige Rahmen (19) auf der Wärmeableitung (1) gelagert ist und die Druckteile (221) auf einen Kopf der Grundplatte der Wärmeableitung (1) drücken.