TW202508402A - 電子組件 - Google Patents

Abstract

本揭露為一種電子組件，其包括散熱器且在散熱器切割形成有一槽道。 在散熱器與電子裝置之間設置有一熱界面材料。一可壓縮填充物被設置在槽道中以圍繞並限制熱界面材料。

Description

電子組件

本揭露有關於電子裝置的冷卻。

諸如中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)和專用積體電路(ASIC)之類的電子裝置產生大量熱量，故需冷卻以利正常操作。冷卻電子裝置的一種方法是將散熱器連接到電子裝置。 散熱器用作一熱交換器，其用於空氣冷卻時將電子裝置產生的熱量發散至環境空間，或用於浸沒冷卻时將熱量發散至冷卻劑。 一熱界面材料設置在電子裝置和散熱器之間以利於從電子裝置到散熱器的熱傳遞。 熱界面材料例如導熱墊、導熱膠、導熱填料、石墨片、相變材料、液態金屬等。熱界面材料黏貼或鋪蓋在散熱器的一平坦表面上且進一步附設到電子裝置上。

當熱界面材料被壓縮在散熱器和電子裝置之間時，特別是當熱界面材料處於液相時，熱界面材料可能溢出。 因此，熱界面材料可能會洩漏並沾汙附近的元件，損壞積體電路（IC）插座，導致電氣短路或其他永久性損傷等。

在浸沒式冷卻系統中，相容性問題限制了的熱界面材料的選擇。 例如，使用烴油作為冷卻劑進行浸沒式冷卻時不能使用導熱膏，在一段時間後烴油會沖刷導熱膏並降低其熱傳能力。 此外，被洗掉的導熱膏會改變烴油的性能。

通常，對於熱界面材料並沒有設計特定限制機制。 在熱界面材料具有導電性且在高溫下呈液態的案例中，例如液態金屬，會將海綿或墊圈直接粘合到散熱器的平坦表面以圍繞熱界面材料。 海綿和膠水不耐油，因此限制了它們在浸沒式冷卻系統中的應用。 海綿和膠水也不能提供堅固的結構，且仍可能導致熱界面材料洩漏。 膠帶和泡棉也可用於限制熱界面材料，但在防止熱界面材料洩漏方面與海綿和膠水有類似的問題。

在一實施例中，電子組件包括散熱器、電子裝置、熱界面材料和可壓縮填充物。散熱器具有在其表面上切割形成有一第一槽道。熱界面材料設置在散熱器和電子裝置之間、依附至散熱器的表面和電子裝置的表面、並且設置在可壓縮填充物的周界之內。可壓縮填充物設置於第一個槽道內，以完全包圍並限制熱界面材料。

在另一個實施例中，電子組件包括散熱器、電子裝置、熱界面材料和可壓縮填料。散熱器具有在其底面上切割形成有一連續槽道。熱界面材料配置於散熱器與電子裝置之間，其中熱界面材料直接接觸散熱器的底面且直接接觸電子裝置的頂面。可壓縮填充物以無黏著劑方式固定在連續槽道中，並完全包圍熱界面材料。

本揭露所屬技術領域具有通常智識者詳閱本揭露包含專利範圍並結合後附之圖式應能全面地理解本揭露之技術特徵。

本揭露的實施例能將熱界面材料限制在特定區域內，以防止洩漏、防止熱界面材料劣化，並使熱界面材料的選擇更廣泛。

本揭露例示了諸多具體細節，例如組件、元件、結構和方法，以利透徹理解本揭露的實施例。 然而，本領技術領域中具有通常知識者將能夠理解，省略一個或多個具體細節仍可實施本揭露。 在其他情況下，眾所周知的細節並未示出或描述以避免模糊本揭露之方向。

如圖1所示為本揭露一實施例的散熱器100其一底部之正視圖。其底部用作散熱器100的底座。底部具有相對平坦且光滑的一底面104，而且在底面104上切割形成連續的一槽道101。一熱界面材料103佈設在底面104上，槽道101形成完全圍繞熱界面材料103的封閉周界。槽道101可以是溝槽、狹槽或相對於底面104的平面形成深度的其他結構，其用以保持及約束一可壓縮填充物(如圖3所示之一可壓縮填充物152)。槽道101和熱界面材料103之間為一溢流區域102，當在散熱器100和一電子裝置(如圖3所示之一電子裝置150)之間受壓縮時，熱界面材料103溢出到溢流區域102。

圖2所示為本揭露一實施例的電子組件120之剖視圖。如圖2所示之例，為了便於說明，其所示之散熱器100具有多個鰭片156。可以理解的是，散熱器100也可以是水冷板或其他散熱結構。

如圖2示，前述散熱器100附設至一電子裝置150(例如CPU、GPU、ASIC等)。電子裝置150安裝在一基板151的一表面155上，在一個實施例中基板151是印刷電路板(PCB)。基板151例如可以是伺服器電腦的主機板。如圖2所示之例，熱界面材料103被直接佈設到其底面104並且位於槽道101的周界之內。電子裝置150的一頂面153面向熱界面材料103，電子裝置150的底面154面向基板151。

圖3所示為本揭露一實施例的電子組件120之剖視圖。如圖3所示為附設到電子裝置150的散熱器100。一可壓縮填充物152插入槽道101中，且當散熱器100附設至電子裝置150時，可壓縮填充物152與熱界面材料103一起被壓縮到電子裝置150的頂面153(如圖2所示)。當抵壓電子裝置150時，可壓縮填充物152和熱界面材料103直接接觸電子裝置150的頂面153。當熱界面材料103抵壓電子裝置150時，其溢出到溢流區域102(如圖1所示)。

如圖3所示之例，槽道101不延伸到電子裝置150的周邊之外。 更具體而言，在圖3所示之例中，槽道101可以與電子裝置150的周緣對齊或稍微位於電子裝置150的周緣之內。電子裝置150產生的熱量經由熱界面材料103傳遞至散熱器100。

可壓縮填充物152完全包圍熱界面材料103。 可壓縮填充物152牢固地保持並被約束在槽道101中，且其構成了連續、堅固的一結構，該結構將熱界面材料103限制在可壓縮填充物152的周緣內並防止外部流體到達熱界面材料103 。從而防止熱界面材料103洩漏到可壓縮填充物152的周界之外，且在浸沒式冷卻應用中可防止熱界面材料103受到冷卻劑污染。

可壓縮填充物152可包括適用於特定冷卻應用的橡膠或其他可壓縮材料。例如，可壓縮填充物152可以是橡膠海綿。可壓縮填充物152沿槽道101的形狀/輪廓接續。可壓縮填充物152可以汗涉配合插設在槽道101中而無需膠水或其他黏著劑。針對特定冷卻應用，不使用黏著劑可容許熱界面材料適用更廣泛的選擇。

圖4所示為本揭露一實施例的電子組件120之剖視圖。在圖的例子中。如圖4所示之例，一散熱器200與前述電子組件120的散熱器100相同，其差異在於在槽道101的周界之內增加了連續的一溢流槽道201。溢流槽道201具有與槽道101相同的形狀和結構，其差異在於溢流槽道201的深度比槽道101的深度淺。溢流槽道201與槽道101分離配置。具有相同標號的電子組件220和120在其他方面的具有相同的元件。

圖5所示為本揭露一實施例的電子組件220之剖視圖。圖5示出了附設到電子裝置150之後的散熱器200。如前所述，當散熱器200附設到電子裝置150時，可壓縮填充物152被插入槽道101中並且與熱界面材料103一起被壓縮而抵壓於電子裝置150的頂面153(如圖4所示)。 當熱界面材料103抵壓電子裝置150時，熱界面材料103溢出到溢流槽道201中。應注意的是，熱界面材料103其位於溢流槽道201中的部分不接觸槽道101中的可壓縮填充物152。

當熱界面材料103被壓縮時其被施加剪應力，其可能導致熱界面材料103在角落處較在中心區域更厚。溢流槽道201接收溢出的熱界面材料103，而容許熱界面材料103均勻地佈設在電子裝置150上。

圖6所示為本揭露一實施例的電子組件220之剖視圖。如圖6所示之例，一散熱器300與前述電子組件220的散熱器200大致相同，其差異在於連續的一溢流槽道301。溢流槽道301與前述散熱器200的溢流槽道201大致相同，其差異在於溢流槽道301直接緊鄰於槽道101之外。如同前述散熱器200的溢流槽道201，散熱器300的溢流槽道301位於槽道101的周邊內，並且具有比槽道101的深度淺的深度。具有相同標號的電子組件320和220在其他方面的具有相同的元件。

圖7所示為本揭露一實施例的電子組件320之剖視圖。圖7所示為附設到電子裝置150之後的散熱器300。如前所述，當散熱器300附接到電子裝置150時，可壓縮填充物152被插入槽道101中並且與熱界面材料103一起被壓縮抵壓電子裝置150的頂面153(如圖6所示)。當熱界面材料103抵壓電子裝置150時，熱界面材料103溢出到溢流槽道301中。相較於前述散熱器200的溢流槽道201，熱界面材料103其位於溢流槽道301中的部分直接接觸槽道101中的可壓縮填充物152。

圖8所示為本揭露一實施例的電子組件420之剖視圖。如圖8所示之例，一散熱器400與前述電子組件120的散熱器100大致相同，其差異在於連續的一槽道401。槽道401大致如同前述散熱器100的槽道101，其不同之處在於，當散熱器400附設到電子裝置150時，槽道401位於電子裝置150的周緣之外，其導致槽道401中的一可壓縮填充物402(如圖9所示)位於電子裝置150的周緣之外。 具有相同標號的電子組件120和420在其他方面的具有相同的元件。

圖9所示為本揭露一實施例的電子組件420之剖視圖。圖9所示為附設到電子裝置150之後的散熱器400。當散熱器400附設至電子裝置150時，可壓縮填充物402被插入槽道401中並與熱界面材料103一起被壓向基板151。熱界面材料103被壓縮抵壓電子裝置150的頂面153(如圖8所示)，而可壓縮填充物402被壓縮抵壓基板151的表面155。如同前述電子組件120的可壓縮填充物152，可壓縮填充物402可以包括橡膠或其他合適的可壓縮材料。例如，可壓縮填充物402可以是橡膠海綿。

可壓縮填充物402沿槽道401的形狀/輪廓接續。可壓縮填充物402完全包圍電子裝置150和熱界面材料103。藉由將槽道401配置在電子裝置150的周緣之外，可使槽道401較前述電子組件120的散熱器100的槽道101更淺，並且可壓縮填充物402設置在電子裝置150的側面而不是頂部。此配置提高了傳熱性能，並稍微擴大了熱界面材料103在電子裝置150上的覆蓋面積。

熱界面材料103可以包括液態金屬、導熱膏或其他適合特定冷卻應用的熱界面材料。可以理解的是，本揭露的實施例使熱界面材料容許更廣泛的選擇。例如，本揭露的實施例容許使用導熱膏作為浸沒式冷卻系統中的熱界面材料，因為實施例的槽道(101、401)中的可壓縮填充物(152、402)能夠防止導熱膏的洩漏並防止導熱容和冷卻液接觸。

本文所揭露的電子組件可以浸沒在浸沒式冷卻系統的冷卻劑中。可以理解的是，雖然本揭露的實施例特別有利於浸沒式冷卻系統，但是該些實施例同樣有利於空氣冷卻系統或其他冷卻系統。

以上具體實施例僅是對本揭露的解釋，其並非用以限制本揭露，本揭露所屬技術領域具有通常知識者在閱讀完本說明書後可以根據需要對本實施例做出顯而易知的修改均同理皆包含於本揭露之範圍內。

100:散熱器 101:槽道 102:溢流區域 103:熱界面材料 104:底面 120:電子組件 150:電子裝置 151:基板 152:可壓縮填充物 153:頂面 154:底面 155:表面 156:鰭片 200:散熱器 201:溢流槽道 220:電子組件 300:散熱器 301:溢流槽道 320:電子組件 400:散熱器 401:槽道 402:可壓縮填充物 420:電子組件

參閱詳細說明及專利範圍並結合後附之圖式可更全面地理解本揭露之技術內容。 附圖並非按比例繪製。

圖1所示為本揭露一實施例之中的散熱器的底側視圖。

圖2及圖3所示為本揭露一實施例的電子組件之剖視圖。

圖4及圖5所示為本揭露另一實施例的電子組件之剖視圖。

圖6及圖7所示為本揭露又另一實施例電子組件之剖視圖。

圖8及圖9所示為本揭露又另一實施例的電子組件之剖視圖。

100:散熱器

101:槽道

102:溢流區域

103:熱界面材料

104:底面

Claims (16)

1. 一種電子組件，包括： 一散熱器，在該散熱器的一表面切割形成有一第一槽道； 一電子裝置； 一熱界面材料，配置於該散熱器與該電子裝置之間，該熱界面材料依附於該散熱器的該表面及該電子裝置的一表面；以及 一可壓縮填充物，置配置在該第一槽道中，該可壓縮填充物完全包圍該熱界面材料並將該熱界面材料限制在該可壓縮填充物構成的周界之內。
2. 如請求項1所述的電子組件，其中該散熱器更包括： 一第二槽道，切割形成在該散熱器的該表面， 其中該第二槽道位於該第一槽道的周界之內並容納該熱界面材料的一溢出部分。
3. 如請求項1所述的電子組件，其中該可壓縮填充物與接觸該電子裝置的該表面。
4. 如請求項1所述的電子組件，更包括： 一基板， 其中該電子裝置附設在該基板的一表面上。
5. 如請求項4所述的電子組件，其中該可壓縮填充物接觸該基板的該表面。
6. 如請求項1所述的電子組件，其中該可壓縮填充物配置於該電子裝置的一周緣之外。
7. 如請求項1所述的電子組件，其中該電子裝置是一中央處理器（CPU）、一圖形處理器（GPU）或一特定應用積體電路（ASIC）。
8. 如請求項1所述的電子組件，其中該可壓縮填充物以無黏著劑方式固定在該第一槽道中。
9. 如請求項1所述的電子組件，其中該可壓縮填充物以干涉配合固定在該第一槽道中。
10. 如請求項1所述的電子組件，其中該熱界面材料包括導熱膏或液態金屬。
11. 一種電子組件，包括： 一散熱器，在該散熱器的一底面切割形成有一連續槽道； 一電子裝置； 一熱界面材料，配置於該散熱器與該電子裝置之間，其中該熱界面材料直接接觸該散熱器的該底面且直接接觸該電子裝置的一頂面；以及 一可壓縮填充物，該可壓縮填充物以無黏著劑方式固定在該連續槽道中，並完全包圍該熱界面材料。
12. 如請求項11所述的電子組件，更包括： 一溢流槽道，切割形成在該散熱器的該底面，其中該溢流槽道容納該熱界面材料的一溢出部分。
13. 如請求項11所述的電子組件，其中該連續槽道延伸至該電子裝置的一周緣之外。
14. 如請求項11所述的電子組件，其中該可壓縮填充物直接接觸該電子裝置的該頂面。
15. 如請求項11所述的電子組件，更包括： 一印刷電路板（PCB），其中該電子裝置附設在該印刷電路板的一表面上。
16. 如請求項15所述的電子組件，其中該可壓縮填充物直接接觸該印刷電路板的該表面。

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