專(zhuān)利名稱(chēng)：電腦cpu散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種電腦CPU(中央處理器)散熱器。
電腦CPU(中央處理器)的耗電量已經(jīng)從386、486的幾瓦發(fā)展到今天40至70瓦(AMD(超微)Athlon4，1.4GHz，60W以上、Intel(英特爾)Pentium4 1.7GHz，60W)，散熱器(cooler)的作用也從可有可無(wú)發(fā)展到現(xiàn)在不可或缺。
AMD的Athlon系列CPU芯片具有極高的性能價(jià)格比，這已成為不用爭(zhēng)的事實(shí)，但是，OEM(初始設(shè)備制造商)和電腦系統(tǒng)制造商確很少用它，其中最主要的原因之一是它發(fā)熱量大，因此，如何改進(jìn)和提高散熱性能變得越來(lái)越重要。
現(xiàn)有CPU散熱器在性能上存在諸多缺陷，為此，本發(fā)明人提出了名為“電腦CPU芯片散熱器”(與本發(fā)明的名稱(chēng)相近)的解決方案，具體內(nèi)容請(qǐng)參閱中國(guó)專(zhuān)利01115525.6(申請(qǐng)?zhí)?。但是，這一專(zhuān)利在扣接問(wèn)題上存在明顯缺陷，不能適應(yīng)散熱器的重心到CPU表面的距離加大，一般在20mm以上的特殊情況。
另一方面，現(xiàn)有技術(shù)在解決扣接問(wèn)題時(shí)，使用了一個(gè)窄條形(絕大多數(shù)情況都是如此)扣具，并從距離CPU表面很近的位置，一般在7mm左右將散熱器固定。這種方法的明顯缺陷是用手指按壓扣具時(shí)，由于手指的尺寸比扣具大許多，必然要遮擋扣具與CPU插槽(Socket)的結(jié)合部位，因此，兩者對(duì)正、連接的難度集中表現(xiàn)在所處空間狹窄，又看不見(jiàn)關(guān)鍵部位，且沒(méi)有任何導(dǎo)引裝置，同時(shí)還要頂住5公斤左右的反彈力干擾。有鑒于此，有的散熱器甚至為安裝提供專(zhuān)用工具。這是其一，其二是尺寸很小(一般為10×10mm左右)的CPU核心(Die)是唯一提供反作用力的地方。當(dāng)受力復(fù)雜時(shí)散熱器會(huì)以該核心為軸產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，并在某一局部形成很大的壓力，而其自身的狀態(tài)又如同“玻璃片”(有人這樣形容)，威脅極大。AMD CPU發(fā)熱量大，按說(shuō)需要更大更重的散熱器，可是它確要求散熱器的重量低于300克，并在CPU的四角加了四個(gè)橡膠彈性墊。這一切表明CPU設(shè)計(jì)者對(duì)散熱器支撐方式極為不放心。
再則，現(xiàn)有技術(shù)用自攻螺釘將風(fēng)扇與散熱片連接在一起。而“自攻”二字意味著要用螺釘在散熱片上攻出螺紋，阻力大，旋進(jìn)時(shí)螺釘軸線方向容易發(fā)生偏差，費(fèi)工、費(fèi)時(shí)。
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明采取的措施是在總體結(jié)構(gòu)上作一些變通——用易于加工成復(fù)雜形狀且成本低的塑料制造導(dǎo)流筒2，并將通常的扣具與導(dǎo)流筒2合并，另外，排風(fēng)扇3的結(jié)構(gòu)也要隨之作相應(yīng)變化，以便在三維空間為散熱芯4提供穩(wěn)固、合理的支撐，同時(shí)還兼顧降低成本等要求。所謂“變通”是指由于導(dǎo)流筒2的筒壁并沒(méi)有直接參與傳導(dǎo)熱量的工作，所以，盡管它距離熱源很近，選材時(shí)仍不必受導(dǎo)熱性能好壞的限制。


圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例的原理圖，可以通過(guò)正面被剖開(kāi)的導(dǎo)流筒2看到里面的散熱芯4。
圖2為圖1的左視圖。
圖3為排風(fēng)扇3安裝前的狀態(tài)。
圖4為導(dǎo)流筒2與散熱芯4接觸狀態(tài)示意圖。
本發(fā)明主要由三個(gè)零件組成一、排風(fēng)扇3。其特征是在外圈為風(fēng)扇葉片提供保護(hù)的部分呈薄壁圓筒狀，并有四個(gè)帶倒刺的薄片向下延伸，支撐電機(jī)的三到四個(gè)細(xì)桿安裝前的狀態(tài)為向下凸起，如圖1、2、3所示。
二、導(dǎo)流筒2。其筒壁由直筒和錐筒兩部分組成，它與CPU插槽6連接的部分很象四個(gè)條狀的桌子腿，其下端頭有凹槽，它與CPU插槽6上的掛鉤配合使用，這個(gè)凹槽底部與掛鉤的外露端面形狀一樣，而凹槽的進(jìn)口處略大一些，以便提供找正作用。這種凹槽被稱(chēng)作“掛爪”?！白雷油取逼渌糠值臋M截面為U字形，開(kāi)口方向背離導(dǎo)流筒2的中心，這一切都是為了增強(qiáng)其在三維空間的抗拉、抗壓、抗扭強(qiáng)度。導(dǎo)流筒2的直筒壁上有凹槽，它與排風(fēng)扇3上倒刺配合使用，如圖1、2所示。
三、散熱芯4。這個(gè)熱傳導(dǎo)器件中心為柱狀實(shí)心，周?chē)鷰в谐史派錉畈贾玫啮捚?，其整體狀態(tài)是向上、向周?chē)鷶U(kuò)散，關(guān)于這個(gè)零件的其他情況請(qǐng)參閱中國(guó)專(zhuān)利01115525.6。
這一實(shí)施例是針對(duì)AMD Socket A插槽的，在它的兩端各有三個(gè)用于安裝的掛鉤。
本發(fā)明的安裝和使用過(guò)程如下在安裝之前上述三個(gè)零件處于分離狀態(tài)。
先把導(dǎo)流筒2的掛爪與圖1CPU插槽6左邊兩個(gè)(處在外側(cè)的)掛鉤扣接上，然后，利用導(dǎo)流筒2薄壁直筒容易變形的特性，將另一側(cè)的兩個(gè)掛爪向外掰，直到越過(guò)掛鉤的外端，向下壓，當(dāng)達(dá)到掛鉤頂端位置時(shí)松手，利用塑料件的回彈作用抓住掛鉤。掛爪與掛鉤的下端頂尖和上端平面都接觸，這樣既可以象一般扣具那樣提供拉力，又可以提供與之相反的推力，適應(yīng)復(fù)雜受力狀況。與掛爪扣接的4個(gè)掛鉤都不在CPU插槽的中心線上，如圖2所示，其連線呈矩形，這是考慮到支撐點(diǎn)應(yīng)該盡量分布于散熱器重心的兩側(cè)，適應(yīng)本發(fā)明重心遠(yuǎn)離CPU表面的特殊情況。從另一個(gè)角度說(shuō)，是避免在CUP表面的中心地帶產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象，即使在跌落試驗(yàn)等復(fù)雜狀態(tài)下。
下一步，把散熱芯4裝入導(dǎo)流筒2，并撐住導(dǎo)流筒2的直筒壁，掛爪因此不能再隨意張開(kāi)。這種分兩步走的方法，解決了安裝時(shí)要盡量容易，固定時(shí)又要盡量牢靠之間的矛盾。散熱芯4底部中心部位與CPU接觸，其接觸部位涂有導(dǎo)熱硅脂，以便傳導(dǎo)熱量。導(dǎo)流筒2的錐筒部分與散熱芯4處于分離狀體，間隙不大。利用導(dǎo)流筒2直筒壁上的凸起支撐散熱芯4，如圖4所示，凸起的位置分別接近直筒的進(jìn)出口兩端。
再則，把排風(fēng)扇3的倒刺與導(dǎo)流筒2的相應(yīng)位置對(duì)正，并順著導(dǎo)流筒2直筒部分的外側(cè)，壓向其連接部位，直到倒刺與導(dǎo)流筒2筒壁上的凹槽連接在一起。而排風(fēng)扇3的中心部位同時(shí)會(huì)受到反方向頂推，并引起排風(fēng)扇3電機(jī)支撐桿、圓筒壁變形，產(chǎn)生彈性壓力，最終作用在散熱芯4上端的中心部位。
上述提供彈性力的另一替代方案是，將排風(fēng)扇3的承力結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，并在它與散熱芯4的接觸部位安裝一個(gè)壓彈簧，或者用類(lèi)似現(xiàn)有扣具的彈簧片(使用彈簧片，排風(fēng)扇3上的受力點(diǎn)可由中心部位移到外圈附近，這意味著細(xì)細(xì)的電機(jī)支撐桿不再承受壓力負(fù)載，在軸向占用的空間也小)。這個(gè)方案的特點(diǎn)是成本略高，占用的空間略大，零件數(shù)量略多，但作用力大而且穩(wěn)定。
上述倒刺連接的另一替代方案是螺紋連接。通過(guò)螺紋的旋轉(zhuǎn)連接，阻力比手壓排風(fēng)扇3要小許多，且外觀流暢，連接牢固，但時(shí)間長(zhǎng)一些。
另外，這里就散熱芯4的加工做一補(bǔ)充說(shuō)明，無(wú)論是其下端的錐形部位還是其它部位的加工，都可以采用將幾十個(gè)零件集中在一起，借助專(zhuān)用工裝一次加工成形，制造成本低，效率高。
其散熱過(guò)程是排風(fēng)扇3旋轉(zhuǎn)，在導(dǎo)流筒2中形成負(fù)壓，吸氣，使未被加熱的氣體首先與CPU 5和散熱器最熱的部分接觸，然后，沿著熱量自然排放方向，借助導(dǎo)流筒2的幫助向上、向周?chē)派崃俊Ｗ詈迷儆贸杀竞艿偷乃芰宪浌?或者硬管)把熱氣引到機(jī)箱外面，所涉及的連接甚至可用不干膠條粘結(jié)解決，很方便。這是因?yàn)榕棚L(fēng)扇3的外形呈圓筒形，再加之作用在管路上的氣動(dòng)、機(jī)械力都很小。
在CPU的四角上用彈性物體來(lái)穩(wěn)定散熱器的姿態(tài)，保護(hù)CPU。如果其彈力大了，由于與按壓散熱器的方向相反，會(huì)給正常的散熱工作帶來(lái)不利干擾；如果其彈力小了，又不起什么作用。這真是左也不是右也不是，非常尷尬。本發(fā)明把散熱器連接點(diǎn)選在呈矩形分布的四個(gè)點(diǎn)上，與前述加彈性墊目的是一樣的，所不同的是本發(fā)明又借助導(dǎo)流筒2的筒形結(jié)構(gòu)，使支撐力從垂直于按壓力方向施加，徹底改變了兩者之間互相對(duì)抗的關(guān)系，并以“硬”支撐的方式大大增強(qiáng)對(duì)CPU保護(hù)。
現(xiàn)在Pentium4用的散熱器都是通過(guò)主板上的4個(gè)孔實(shí)現(xiàn)安裝固定的，而且有關(guān)的結(jié)構(gòu)和安裝過(guò)程復(fù)雜。本發(fā)明可以通過(guò)在直筒壁上伸出4條腿，并在其末端設(shè)置安裝孔的方法來(lái)適應(yīng)Pentium4主板的安裝標(biāo)準(zhǔn)，而其它方面沒(méi)有改變，主要指從垂直于按壓方向?qū)嵤┲巍Ｅc現(xiàn)由技術(shù)相比本發(fā)明仍會(huì)保持結(jié)構(gòu)、安裝過(guò)程簡(jiǎn)單，固定牢靠，散熱效率高，與主板上元器件干擾少的特征。
“散熱”顧名思義就是要使熱量迅速離開(kāi)熱源和它所處的環(huán)境。本發(fā)明力圖在各方面都創(chuàng)造最好的條件，使熱量能夠通過(guò)最短的路徑以最合理的方式離開(kāi)CPU，離開(kāi)主板，離開(kāi)機(jī)箱，簡(jiǎn)言之，放眼全局，對(duì)“散熱”兩字做最通俗、直白的解釋。
以上實(shí)施例是用來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的目的、特征及效果的。對(duì)于熟悉此類(lèi)技術(shù)人員而言，根據(jù)上述說(shuō)明可能對(duì)該具體實(shí)施例做部分變更及修改，而并不脫離出本發(fā)明的權(quán)利要求范圍，這類(lèi)修改均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種由散熱芯4、導(dǎo)流筒2、排風(fēng)扇3等組成的電腦CPU散熱器，其特征在于通過(guò)排風(fēng)扇3向散熱芯4提供彈性壓力，并借助倒刺結(jié)構(gòu)與導(dǎo)流筒2連接在一起，利用導(dǎo)流筒2的特殊結(jié)構(gòu)將導(dǎo)流與扣接兩項(xiàng)工作合并，導(dǎo)流筒2從垂直于按壓散熱芯4的方向上提供支撐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述散熱器，其特征在于所述排風(fēng)扇3通過(guò)向下凸起的電機(jī)支撐桿和外圈變形產(chǎn)生指向散熱芯4的彈性壓力，在外圈為風(fēng)扇葉片提供保護(hù)的部分呈薄壁圓筒狀，并有四個(gè)帶倒刺的薄片向下延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述散熱器，其特征在于所述導(dǎo)流筒2的筒壁由直筒和錐筒兩部分組成，筒壁上有與排風(fēng)扇3上倒刺配合使用的凹槽，導(dǎo)流筒2上起支撐和扣接作用的部分呈長(zhǎng)條狀，并向下延伸，在其端部有凹槽，它與CPU插槽上的掛鉤配合使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述散熱器，其特征在于所述導(dǎo)流筒2的直筒壁上有凸起，并借助它支撐散熱芯4，散熱器的重心始終處于支撐點(diǎn)的中心地帶。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種電腦CPU(中央處理器)散熱器，它由排風(fēng)扇3、導(dǎo)流筒2、散熱芯4等組成。本發(fā)明對(duì)排風(fēng)扇3和導(dǎo)流筒2的結(jié)構(gòu)作了重大改進(jìn)，目的之一從散熱和支撐兩個(gè)角度都增加CPU的安全系數(shù)；之二使安裝過(guò)程既簡(jiǎn)便又牢靠；之三降低成本。
文檔編號(hào)G06F1/20GK1407616SQ01130819
公開(kāi)日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2001年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月24日
發(fā)明者張千山 申請(qǐng)人:張千山