專利名稱：散熱器安裝裝置及安裝方法,以及使用其的服務(wù)器刀片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及散熱器安裝裝置以及安裝方法，具體涉及用于冷卻電子設(shè)備中的CPU及擴(kuò)展CPU的散熱器安裝裝置以及安裝方法。
背景技術(shù)：
諸如刀片式服務(wù)器的電子設(shè)備在服務(wù)器框架內(nèi)安裝有多個服務(wù)器刀片。在各個服務(wù)器刀片中，在一個電路板上安裝有作為計(jì)算機(jī)組件的中央處理器(CPU)、存儲器以及硬盤等。刀片式服務(wù)器配備有需求數(shù)量的電路板。因?yàn)榉?wù)器刀片具有薄且細(xì)長的面(刀片)，故刀片式服務(wù)器可使得電路板的密度較高。此外，通過利用大量的電路板，刀片式服務(wù)器較為可靠。
通常，在服務(wù)器刀片中，在電路板的表面中安裝有CPU及用于冷卻CPU的散熱器。近來，因?yàn)殡S著CPU的熱量升高導(dǎo)致用于冷卻CPU的散熱器的尺寸變的較大，故難以確保散熱器充分的安裝空間。
在JP 58-105556A的公開文件中揭示了一種關(guān)于散熱器安裝的技術(shù)。在該現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)將LSI封裝上固定有散熱器的LSI封裝模組附裝在印刷電路板上時，在印刷電路板中準(zhǔn)備有供散熱器穿過的開口，由此散熱器可在印刷電路板的后表面伸出。
根據(jù)上述設(shè)置，使取決于散熱器高度的印刷電路板的厚度較小，并在印刷電路板堆疊安裝時可獲得較大的安裝密度。
此外，因?yàn)樯崞鞅话惭b在印刷電路板的后表面中，故通過在印刷電路板兩側(cè)均勻流動的新鮮空氣使冷卻效果得以提升。
但是，因?yàn)橛糜诶鋮sLSI的散熱器的尺寸隨LSI的熱量值升高而變大，故即使上述現(xiàn)有技術(shù)也難以確保散熱器充分的安裝空間。
另一方面，在服務(wù)器刀片中，需要共用用于單CPU的電路板及用于雙CPU的電路板、以及在CPU擴(kuò)展的情況下可方便地安裝CPU及用于冷卻CPU的散熱器。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)進(jìn)行了本發(fā)明以解決上述及其他示例性問題，因此本發(fā)明的示例性特征在于提供一種散熱器安裝裝置，其能夠安裝大容量散熱器，為單一CPU使用各個電路板并為雙CPU共用電路板，以在CPU擴(kuò)展的情況下使得對CPU及用于冷卻CPU的散熱器的安裝變?nèi)菀住?br> 為了實(shí)現(xiàn)上述及其他示例性特征，本發(fā)明提供了一種示例性散熱器安裝裝置。該散熱器安裝裝置包括包括開口的第一電路板；安裝在所述第一電路板的主表面上的第一電子裝置；附裝在所述第一電路板的所述主表面上以使得所述開口被覆蓋的第二電路板；從所述第一電路板的后表面一側(cè)通過所述開口安裝在所述第二電路板上的第二電子裝置；安裝在所述第一電路板的所述主表面一側(cè)以使得所述第一電子裝置及所述開口被覆蓋的第一散熱器；以及安裝在所述第一電路板的所述后表面一側(cè)以使得所述第二電子裝置及所述開口被覆蓋的第二散熱器。
此外，為了實(shí)現(xiàn)上述及其他示例性特征，本發(fā)明提供了一種示例性散熱器安裝方法。該散熱器安裝方法包括在第一電路板中形成開口；將第一電子裝置安裝在所述第一電路板的主表面上；將第二電路板附裝在所述第一電路板的所述主表面上以使得覆蓋所述開口；將第一散熱器安裝在所述第一電路板的所述主表面中以使得覆蓋所述第一電子裝置及所述開口；將第二電子裝置從所述第一電路板的后表面一側(cè)通過所述開口安裝在所述第二電路板上；并且將第二散熱器安裝在所述第一電路板的所述后表面一側(cè)以使得覆蓋所述第二電子裝置及所述開口。
根據(jù)上述設(shè)置，本發(fā)明的示例性散熱器安裝裝置可有效地確保散熱器的安裝空間，并可安裝具有大容量的散熱器。
此外，即使在通過CPU的擴(kuò)展來構(gòu)成雙CPU時，也可以共用用于安裝CPU的主電路板。
此外，因?yàn)榭梢栽贑PU擴(kuò)展的情況下安裝擴(kuò)展CPU及用于冷卻擴(kuò)展CPU的散熱器而無需去除CPU及安裝在主電路板中的散熱器，故改進(jìn)了操作性。


結(jié)合附圖，通過以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述及其他特征及優(yōu)點(diǎn)將變的更加清楚，其中圖1是立體圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的散熱器安裝裝置的示意性實(shí)施例；圖2A及圖2B分別是圖1所示服務(wù)器刀片的主表面及后表面的分解立體圖；圖3是用在圖1所示服務(wù)器刀片中的主電路板的立體圖；圖4A及圖4B分別是用在圖1所示服務(wù)器刀片中的子電路板的主表面及后表面的立體圖；圖5A及圖5B分別是用在圖1所示服務(wù)器刀片中的散熱器的主表面及后表面的立體圖；圖6是用在圖1所示服務(wù)器刀片中的框架的立體圖；圖7A及圖7B是說明在單CPU上散熱器的安裝過程的立體圖；圖8A及圖8B分別是單CPU安裝之后主表面及后表面的立體圖；圖9是說明在CPU擴(kuò)展上散熱器的安裝過程的分解立體圖；圖10A、圖10B及圖10C是示出安裝雙CPU的刀片式服務(wù)器的立體圖，圖10A及圖10B分別是示出氣流的立體圖，而圖10C是示出具有安裝間距的服務(wù)器刀片的正視圖；且圖11是正視圖，示出包括多個安裝雙CPU的服務(wù)器刀片的刀片式服務(wù)器。
具體實(shí)施例方式
以下，將參考附圖更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的示例性散熱器安裝裝置。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的散熱器安裝裝置的示例性實(shí)施例的立體圖。在圖1中，散熱器安裝裝置為服務(wù)器刀片。圖2A及圖2B分別是圖1所示服務(wù)器刀片的主表面及后表面的分解立體圖。
參考圖1、圖2A及圖2B，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的服務(wù)器刀片包括框架1、主電路板(第一電路板)2、散熱器(第一散熱器)3、散熱器(第二散熱器)4、CPU(第一CPU)5、擴(kuò)展CPU(第二CPU)8、以及子電路板(第二電路板)17。
框架1包括前面板1a、兩個側(cè)面板1b及1c、以及底板1d。此外，框架1(板1d)包括開口15以及多個用于安裝散熱器3及4的嵌釘14。
主電路板2包括連接器16、面對開口15的開口11、以及使嵌釘14穿過的多個通孔。主電路板2通過螺絲夾鉗(未示出)附裝在框架1的板1d中。CPU 5安裝在主電路板2的主表面上。散熱器3安裝在主電路板2的主表面上，而CPU 5及開口11被散熱器3覆蓋。
這里，除了主電路板2中的CPU 5及擴(kuò)展CPU 8外省略了其他電子組件。此外，主電路板2附裝在框架1的板1d中，其中對后表面或主電路板2的后表面與板1d的主表面之間的空隙進(jìn)行絕熱處理。
子電路板17包括使嵌釘14穿過的多個通孔。通過使用后述的連接器將子電路板17附裝在主電路板2的主表面上，并由子電路板17覆蓋開口11。擴(kuò)展CPU 8從板1d的后表面一側(cè)通過開口11及開口15安裝在子電路板17的后表面上。散熱器4安裝在板1d的后表面一側(cè)中，而擴(kuò)展CPU8及開口15被散熱器4覆蓋。
通過使用附裝在開口11的外周內(nèi)的連接器將主電路板2與子電路板17電連接。通過使用安裝在子電路板17的后表面上的插座將子電路板17與擴(kuò)展CPU 8電連接。
通過上述服務(wù)器刀片，CPU 5及用于冷卻CPU 5的散熱器3被安裝在主電路板2的主表面一側(cè)，而擴(kuò)展CPU 8及用于冷卻擴(kuò)展CPU 8的散熱器4被分別安裝在板1d的后表面一側(cè)中。
以下將對根據(jù)本發(fā)明的服務(wù)器刀片的各個組件進(jìn)行描述。
首先，描述主電路板2的組件。圖3是用在圖1所示服務(wù)器刀片中的主電路板的立體圖。
如圖3所示，主電路板2包括開口11及多個通孔20，而插座6、連接器7及連接器16被附裝在主電路板2的主表面上。開口11具有與框架1的開口15相同的矩形形狀，連接器7附裝在開口11的外周上。在與框架1的嵌釘位置相同的位置處準(zhǔn)備有多個通孔20。在插座6中，安裝有CPU5以與主電路板2連接。連接器7用來與子電路板17連接。連接器16用來連接至其他服務(wù)器刀片或諸如供電電路的外圍電路(在圖3中未示出)。
下面將說明子電路板的組件。圖4A及圖4B分別是用在圖1所示服務(wù)器刀片中的子電路板的主表面及后表面的立體圖。
子電路板17包括多個通孔18，插座9及連接器10安裝在子電路板17的后表面上。子電路板17為具有覆蓋開口11的尺寸的矩形電路板(圖3)。準(zhǔn)備有多個通孔18用于使框架1的嵌釘穿過。插座9被用來連接擴(kuò)展CPU 8。連接器10用來與圖3中的主電路板2的連接器7相連接。插座9與連接器10電連接。因此，擴(kuò)展CPU 8與主電路板2電連接并作為主電路板2的一部分電路。
根據(jù)圖2A，在子電路板17安裝在主電路板2的主表面上之后，可以通過主電路板2的開口11以及框架1的開口15觀察到安裝在子電路板17的后表面上的擴(kuò)展CPU 8。這是因?yàn)閿U(kuò)展CPU 8通過開口11及15安裝至插座9。
下面將說明散熱器3及4的組件。圖5A及圖5B分別是用在圖1所示服務(wù)器刀片中的散熱器的主表面及后表面的立體圖。這里，將安裝在框架1的主表面一側(cè)中的散熱器3作為示例進(jìn)行說明。
散熱器3具有多個鰭片(未示出)、熱界面13及多個螺釘12。如圖5A及圖5B所示，以整體尺寸來表示多個鰭片。熱界面13例如是硅片，即硅被加工為片狀并被用來有效地傳導(dǎo)由CPU 5產(chǎn)生的熱量。多個螺釘12與圖2A中的框架1的嵌釘14配合連接。散熱器3或共用散熱器的材料包括鋁、銅或鋼。
散熱器3具有與圖3中的主電路板2的高度方向的尺寸大致相同的尺寸，以改進(jìn)冷卻CPU 5的效果。
此外，通過調(diào)節(jié)熱界面13的位置以及多個螺絲12來使用散熱器4。
下面將說明框架的組件。圖6是用在圖1所示服務(wù)器刀片中的框架的立體圖。
如圖6所示，框架1包括開口15及多個嵌釘14。開口15具有與圖3中的主電路板2的開口11相同的矩形形狀。使用多個嵌釘14來將散熱器3及散熱器4安裝在板1d的主表面一側(cè)及后表面一側(cè)。如部分放大視圖所示，嵌釘14是貫通母螺釘。
下面將說明服務(wù)器刀片的組裝過程。
首先，說明安裝單CPU情況下的組裝過程。圖7A及圖7B是說明在單CPU上散熱器的安裝過程的立體圖。
如圖7A所示，通過將主電路板2的連接器7與圖4B中的子電路板17的連接器10連接來將子電路板17附裝在主電路板2的主表面中。在安裝單CPU的情況下，在子電路板17中不存在CPU。
此外，如圖7B所示，其中安裝有子電路板17的主電路板2被安裝在框架1中。
然后，將用于冷卻CPU 5的散熱器3布置在主電路板2的主表面上，并通過配合連接散熱器3的螺釘12以及框架1的嵌釘14將散熱器3固定至主電路板2的主表面。
圖8A及圖8B分別是單CPU安裝之后主表面及后表面的立體圖。如圖8A所示，散熱器3安裝在主電路板2的主表面一側(cè)。如圖8B所示，可從板1d的后表面的開口15清楚地觀察到在子電路板17的后表面中準(zhǔn)備的插座9。在單CPU的情況下并未安裝擴(kuò)展CPU 8。此外，在圖8A的箭頭的方向上吹動用于冷卻CPU 5的氣流并冷卻散熱器3。
下面說明CPU擴(kuò)展情況下的組裝過程。圖9是說明在CPU擴(kuò)展上散熱器的安裝過程的分解立體圖。
如圖9所示，擴(kuò)展CPU 8被安裝至附裝在子電路板17的后表面中的插座9。然后，散熱器4安裝在框架1的后表面中，覆蓋擴(kuò)展CPU 8及開口15。因此，在擴(kuò)展CPU的情況下，因?yàn)閺陌?d的后表面通過開口15安裝擴(kuò)展CPU 8及用于冷卻擴(kuò)展CPU 8的散熱器4而沒有去除安裝在主電路板2的主表面中用于冷卻CPU 5的散熱器3，由此使擴(kuò)展工作變的方便。
下面將說明雙CPU安裝情況下的組裝過程。圖10A、圖10B及圖10C是示出安裝雙CPU的刀片式服務(wù)器的立體圖，圖10A及圖10B分別是示出氣流的立體圖，而圖10C是示出具有安裝間距的服務(wù)器刀片的正視圖。
如圖10A及圖10B所示，散熱器3及散熱器4分別安裝在框架1的主表面一側(cè)及后表面一側(cè)，并通過流經(jīng)框架1的各個側(cè)面的氣流來冷卻。此外，如圖10C所示，在單CPU的情況下，由一個槽寬的刀片的寬度來設(shè)定刀片式服務(wù)器的安裝間距。另一方面，在雙CPU的情況下，因?yàn)榘惭b有用于冷卻擴(kuò)展CPU的散熱器4，故需要兩個槽的安裝間距。但是，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，因?yàn)榭梢园惭b大容量的散熱器，故可以在設(shè)備中安裝具有高熱量值的CPU。
下面將說明包括多個雙CPU安裝的服務(wù)器刀片的刀片式服務(wù)器的示例。圖11是正視圖，示出包括多個安裝雙CPU的服務(wù)器刀片的刀片式服務(wù)器。
如圖11所示，刀片式服務(wù)器200以服務(wù)器框架中兩個槽的間距配備有需求數(shù)量的服務(wù)器刀片100。另一方面，在單CPU中，刀片式服務(wù)器200以服務(wù)器框架中一個槽的間距配備有需求數(shù)量的服務(wù)器刀片100。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明的服務(wù)器刀片的工作狀態(tài)。如圖10A及圖10B所示，安裝在板1d(框架1)的主表面?zhèn)鹊腃PU 5被散熱器3覆蓋，而擴(kuò)展CPU 8被安裝在框架1的后表面一側(cè)上的散熱器4覆蓋。盡管CPU 5及擴(kuò)展CPU 8在工作期間生熱，但來自兩個CPU的熱量在整個散熱器3及4中擴(kuò)散。此外，盡管散熱器3及4的表面溫度因來自各個CPU的熱量而升高，但通過流經(jīng)框架1的主表面一側(cè)及后表面一側(cè)的氣流來冷卻散熱器3及4。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性散熱器安裝裝置及使用該安裝裝置的服務(wù)器刀片可有效地確保冷卻安裝在服務(wù)器刀片中的雙CPU所需的CPU 5及8的安裝空間。此外，因?yàn)镃PU 5及擴(kuò)展CPU 8分別安裝在框架1的前后兩側(cè)，例如，安裝在框架1的后表面一側(cè)中的擴(kuò)展CPU 8并未直接接收到由安裝在框架1的主表面一側(cè)的CPU 5加熱的風(fēng)。因此，各個散熱器3及散熱器4均可采用接收新鮮氣流的較大橫截面積。此外，因?yàn)楦鱾€CPU及用于冷卻CPU的散熱器的安裝位置很近，故可以提高各個散熱器的冷卻效率。
此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，主電路板可共用于單CPU或雙CPU。
此外，在CPU擴(kuò)展的情況下不需要去除用于冷卻單CPU的散熱器。上述效果對后者也是奏效的。一旦向CPU供電，則熱界面粘貼至CPU及散熱器兩者以冷卻CPU產(chǎn)生的熱量。即，變的難以去除散熱器。如果已經(jīng)去除了散熱器，則需要去除粘貼至CPU及散熱器兩者的熱界面。因此會劣化操作性。在本發(fā)明中，可以擴(kuò)展CPU及用于冷卻CPU的散熱器而無需去除用于冷卻單CPU的散熱器。
此外，盡管上述實(shí)施例與用于冷卻CPU的散熱器安裝裝置及安裝方法相關(guān)，但本發(fā)明并不限于對CPU的冷卻。本發(fā)明可應(yīng)用于其他生熱電子裝置，例如，高速或大尺寸集成電路及功率放大器等等。
提供對實(shí)施例的上述描述以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制造并使用本發(fā)明。
此外，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動，可以容易地進(jìn)行對這些實(shí)施例的各種改變，且這里所界定的一般原理及具體示例可適用于其他實(shí)施例。因此，本發(fā)明并不限于這里描述的實(shí)施例，而是涵蓋由權(quán)利要求的限制及等同物所界定的最廣的范圍。
此外，需要注意的是，盡管在審查過程中對權(quán)利要求做出修改，發(fā)明人也意在包括要求保護(hù)發(fā)明的全部等同物。本申請基于申請于2006年3月14日的日本專利申請?zhí)朖P 2006-070015(包括說明書、權(quán)利要求書、附圖及摘要)。通過引用其整體將上述日本專利申請文件的內(nèi)容包含在本說明書中。
權(quán)利要求
1.一種散熱器安裝裝置，包括包括開口的第一電路板；安裝在所述第一電路板的主表面上的第一電子裝置；附裝在所述第一電路板的所述主表面上以使得所述開口被覆蓋的第二電路板；從所述第一電路板的后表面一側(cè)通過所述開口安裝在所述第二電路板上的第二電子裝置；安裝在所述第一電路板的所述主表面一側(cè)以使得所述第一電子裝置及所述開口被覆蓋的第一散熱器；以及安裝在所述第一電路板的所述后表面一側(cè)以使得所述第二電子裝置及所述開口被覆蓋的第二散熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其中，所述第一電路板及第二電路板通過使用附裝至所述開口外周的連接器而電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其中，所述第二電路板及第二電子裝置通過使用附裝在所述第二電路板上的插座而電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其中，所述第一散熱器及第二散熱器具有與安裝至電子設(shè)備的所述第一電路板的高度方向的尺寸大致相同的尺寸。
5.一種服務(wù)器刀片，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其中所述服務(wù)器刀片以預(yù)定槽間距容納在刀片式服務(wù)器中。
6.一種服務(wù)器刀片，包括根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱器，其中所述服務(wù)器刀片以預(yù)定槽間距容納在刀片式服務(wù)器中。
7.一種服務(wù)器刀片，包括根據(jù)權(quán)利要求3所述的散熱器，其中所述服務(wù)器刀片以預(yù)定槽間距容納在刀片式服務(wù)器中。
8.一種服務(wù)器刀片，包括根據(jù)權(quán)利要求4所述的散熱器，其中所述服務(wù)器刀片以預(yù)定槽間距容納在刀片式服務(wù)器中。
9.一種散熱器安裝方法，包括在第一電路板中形成開口；將第一電子裝置安裝在所述第一電路板的主表面上；將第二電路板附裝在所述第一電路板的所述主表面上以使得覆蓋所述開口；將第一散熱器安裝在所述第一電路板的所述主表面中以使得覆蓋所述第一電子裝置及所述開口；將第二電子裝置從所述第一電路板的后表面一側(cè)通過所述開口安裝在所述第二電路板上；并且將第二散熱器安裝在所述第一電路板的所述后表面一側(cè)以使得覆蓋所述第二電子裝置及所述開口。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的散熱器安裝裝置可有效地確保散熱器的安裝空間，可安裝具有大容量的散熱器，并且即使在通過擴(kuò)展CPU來構(gòu)成雙中央處理單元(CPU)時也可共用主電路板。主電路板具有開口。CPU安裝在主電路板的主表面上。子電路板安裝在主電路板的主表面上以覆蓋開口。擴(kuò)展CPU從主電路板的后表面一側(cè)通過開口安裝在子電路板上。第一散熱器安裝在主電路板的主表面一側(cè)以覆蓋CPU及開口。第二散熱器安裝在主電路板的后表面一側(cè)以覆蓋擴(kuò)展CPU及開口。
文檔編號H01L21/50GK101038899SQ20071008734
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月14日
發(fā)明者藤岡浩一 申請人:日本電氣株式會社