專利名稱：控制臺的底部散熱片附件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及控制臺領域，尤其涉及支持用于冷卻控制臺處理器的散熱片領域。
背景技術：
現代計算機處理器，也稱為中央處理單元(“CPU”)，易于在操作時產生大量熱量。大部分這種熱量是由組成CPU的晶體管的電耗引起的。盡管已在進行減少CPU熱輸出的嘗試，但一般而言這些嘗試是不成功的。不成功是因為CPU上晶體管的數量從1974年Intel8080上約6000個晶體管已增加到現代CPU上5千萬個晶體管。晶體管數量(以及它們工作的速度)的增加已提供了性能上的重大提高。當前的CPU比初始型號快1萬倍。然而，性能上的這種提高是以熱輸出的大量增加為代價的。
當晶體管改變狀態(tài)時，會泄漏少量的電，而這種泄漏會產生熱量。晶體管尺寸的減小有一定程度的幫助，但晶體管數量和操作速度上引人注目的增加已經壓倒了所提供的任何減小。因而，一個現代CPU盡管只有指甲般大小，也預期可產生超過50瓦的熱量，并且某些CPU會產生100瓦以上的熱量。對于相對減小尺寸的CPU，這樣的熱產生會變成嚴重的問題。硅基CPU的最大芯片(die)溫度在約90℃范圍內，但是如果在這么高的溫度下操作，可預見處理器具有相對較短的壽命。
因此，給出現代CPU將產生大量熱量的事實，需要某些方法來從CPU中排除熱量從而CPU不會過早出現故障。如眾所周知的，有三種用于傳遞熱的基本機制傳導熱傳遞、對流熱傳遞和輻射熱傳遞。顯然，最好不使用特別昂貴或吵鬧的方法。噪音對用來玩游戲的控制臺而言是特別重要的，因為背景噪音會轉移對游戲的專注度。
一種通用方法是增加CPU上的空氣流動。通過增加風扇的數量，可能產生另外的氣流并更快地從CPU中排除熱量。然而，產生更多的氣流有缺點，即產生了附加的噪音。因而，即使現在包括多個風扇來冷卻CPU是常見的，最好也使用低速風扇。
除了增加CPU上的空氣流動之外，在CPU上安裝散熱片來幫助散熱也成了標準實踐。如眾所周知的，散熱片緊緊地安裝在CPU上，且散熱片將熱量從CPU中導出，而流經散熱片的空氣又通過對流排除熱量。通常CPU附在安裝到印刷電路板(“PCB”)的底板上，而散熱片則安裝在CPU上，從而由CPU產生的熱量進入散熱片并導出。通常散熱片通過安裝在PCB上的框架被安裝在CPU上，且框架/PCB組件在有震動時也能支持散熱片。盡管散熱片最初是用鋁制成的，但是為了改進傳導性，散熱片逐漸用比鋁有更佳導熱性的銅或其它材料來制造。此外，散熱片通常設計成帶有翼，從而通過傳導傳遞給散熱片的熱量可通過翼上的氣流從散熱片上對流掉。
然而為了使散熱片能有效地工作，需要將散熱片緊緊地安裝在CPU上。連接越緊密熱傳遞越好是合情合理的。為了提供緊密的連接，對散熱片而言包括通常用塑料制成的從散熱片中部往下延伸的夾子是常見的。該夾子將散熱片緊固在框架上，并確保散熱片和CPU在壓力負載下保持(即，具有緊密連接)。夾子通常用塑料制成，并可提供適當的力以確保散熱片緊壓在CPU上。然而，這會有將相對較差的導熱體(塑料夾子)置于散熱片最熱部分上的不幸后果。并且即使夾子是金屬制成的，它仍然會阻止在散熱片的一部分表面上使用翼。
此外，將散熱片安裝在由PCB支持的框架上迫使PCB支持散熱片的質量。這會是有問題的，因為如果控制臺跌落，則PCB用作散熱片的彈簧防震器并易于彎曲。這種彎曲會使PCB特別是在使用無鉛焊料時出現故障，因為無鉛焊料雖然更加環(huán)保，但比鉛基焊料更易于斷裂。因而，需要使用一種散熱片安裝系統(tǒng)，它可避免將過大的力施加在PCB上，同時仍能使散熱片緊緊地壓在CPU上。
因而，盡管排除CPU所產生熱量的當前系統(tǒng)在防止CPU和周圍組件因為熱量而過早出現故障上是有效的，但是仍然需要對該工藝進行其它改進。

發(fā)明內容
在一實施例中，CPU安裝在PCB上。CPU略微覆蓋安裝于PCB上的周圍電路。提供了安裝于PCB上的散熱片。該散熱片包括多個插入PCB的緊固件。一彈簧件附加在多個緊固件上。這些緊固件再通過第二套緊固件固定在外殼上。該外殼被配置成用作法拉第籠，且外殼支持散熱片。彈簧件被配置成將力施加在PCB的下面。該彈簧件包括絕緣材料制成的止推板，它可位于彈簧件和PCB之間，并壓在PCB底部以便施加迫使CPU和散熱片以需要方式壓合在一起的壓縮載荷。


本發(fā)明作為示例示出且并不限于各附圖，附圖中相同標號表示相同元件，且其中圖1示出包括散熱片和相應外殼的PCB的一個實施例的立體分解圖。
圖2示出圖1所示PCB的立體局部示圖。
圖3示出一PCB的立體分解圖。
圖4示出圖1所示散熱片的一部分的立體示圖。
圖5示出圖3所示止推板的立體示圖。
圖6示出圖3所示彈簧件的立體示圖。
圖7示出圖1所示外殼的立體示圖。
圖8示出圖1所示散熱片之一沿線8-8所取截面圖。
圖9示出一PCB實施例中所用冷卻系統(tǒng)實施例的立體分解圖。
具體實施例方式
用作個人娛樂系統(tǒng)的控制臺具有眾多要求。它們必須能夠提供重要的處理和圖形呈現功能以播放最新一代的游戲，因而控制臺需要功能強大的處理器。
此外，控制臺必須還能夠承受因疏忽跌落導致的可能的物理機械損傷。例如，通常電纜用于連接控制器和控制臺，且通常該電纜很長以便例如在控制臺和控制器之間提供更大自由度的移動和放置。然而，因為人、狗、貓或其它寵物可途經該電纜，問題就出現了。此外，寵物會啃咬并拖動電纜。此外，人們會不時地未經仔細考慮就用力拖動電纜，使它從例如主控制臺上脫離，或者嘗試使某動作在游戲中發(fā)生。在每種情形中，都有控制臺和控制器之一或兩者被途經、拖動、或以其它方式猛拉電纜的危險。這可使控制臺(通常是沉重、易碎、和/或昂貴的)從其位置掉到地板上并摔壞。
而且，需要控制臺僅產生低噪音，從而操作控制臺的噪音不會干擾所提供的娛樂。此外，需要控制臺僅占用有限空間，從而不會弄亂娛樂區(qū)域。因而控制臺具有通常超越典型計算機要求的許多要求。
現在參看圖1，示出一控制臺實施例的部分分解圖。外殼20用以下詳述的方式來配置，以支持印刷電路板(“PCB”)40。在示例性實施例中，外殼20是以眾所周知方式配置的法拉第籠，以使電磁波的通過最小化。
通常，眾多組件可安裝在PCB40上，包括中央處理單元(“CPU”)、圖形處理單元(“GPU”)、以及計算機設計領域中眾所周知的許多其它組件。應注意，GPU基本上是專用于處理圖形的CPU，因此術語GPU用來幫助區(qū)分不同的CPU。因而，應注意，盡管控制臺具有未在通用計算機中發(fā)現的特定要求，但是控制臺是一種技術發(fā)展水平計算機，因而與諸如可用于家庭計算用途的通用計算機可共享一些組件。因此，在組裝時，PCB40類似于通用計算機中可見的母板。
安裝在PCB40上的是散熱片60和散熱片80。一般而言，散熱片是根據散熱片的散熱要求和傳熱屬性來確定尺寸的?？梢岳斫猓崞?0的尺寸大于散熱片80的尺寸。因而，當散熱片80并不小時，散熱片60就相當大了，并且重量可達290克。如所述，不使用框架來支持散熱片60或散熱片80。此外如所述，不需要塑料夾子來將散熱片60或散熱片80安裝到PCB中。因而，不像典型的散熱片，散熱片60和散熱片80并非必需框架，也并非必須塑料夾子來將散熱片60或散熱片80固定在框架或PCB40上。可以理解，這有以下優(yōu)點允許散熱片上的空氣流動改善，同時最小化散熱片上的任何絕緣，這些絕緣否則可限制和減小散熱片從下面組件中散熱的能力。
盡管只是部分可見的，外殼20的底板21包括成形其中的眾多凹口和通道。盡管一些成形部分具有如下所述的其它用途，底板21的形狀的一個優(yōu)點是外殼20的剛度和強度的增大。
現在參看圖2，提供了PCB40的部分示圖。散熱片60包括可插入四個散熱片支架64(三個可見)的底部62。散熱片支架64被配置成以下述方式安裝到PCB40上并支持散熱片60。散熱片60還包括多個散熱片翼66。眾所周知，取決于在散熱片上需要排除的熱量和氣體流量等，散熱片可有各種配置。通常散熱片翼從產生熱量的區(qū)域伸出。散熱片60還包括導熱管68。導熱管68可以是真空密封的并包括水，以有助于以已知方式傳遞熱量。如所述，散熱片60被配置成為產生至少85瓦熱量的CPU提供適當的熱傳遞。
散熱片80也以類似于散熱片60的方式被安裝到PCB40上，但是散熱片80并不使用支架來支持該散熱片。散熱片80包括底板82和從底板82伸出的多個翼84。可以理解，散熱片80被配置成與散熱片60相比從下層組件中排除較少的熱量，例如散熱片80適合排除約40瓦的熱量。
如所述，PCB40和散熱片之間有多個電磁干擾(“EMI”)墊圈100。EMI墊圈100是可拆式的。在一示例性實施例中，PCB40將包括與EMI墊圈100緊密配合的外露銅，從而EMI墊圈100可有助于使CPU和安裝在PCB40上的其它組件接地到外殼20。因而，所述實施例的一個可能優(yōu)點是可減少EMI干擾。
然后參看圖3，示出散熱片和PCB40的組裝件的分解圖。在PCB40中提供多個通道，這些通道由限定PCB40中通道的通孔41構成。在一示例性實施例中，一些外露銅被配置在通孔41周圍以幫助EMI接地。如圖所示，四個EMI墊圈100支持散熱片60，且四個EMI墊圈100支持散熱片80。盡管使用四個安裝點具有如下所述的一定優(yōu)點，使用其它數量的安裝點也是可能的。
為了支持散熱片，在每個散熱片上安裝了四個螺栓。因而，散熱片60安裝在CPU140之上，而散熱片80則安裝在GPU160之上。CPU140和GPU160被配置為裸片，且GPU160為母子配置。螺栓120從EMI墊圈100中伸出，穿過由通孔41限定的通道，并與PCB40下的彈簧件180接合，以使CPU140緊貼散熱片60。類似地，GPU160緊貼散熱片80?？稍谏崞虲PU140以及GPU160之間放置一種已知的熱化合物，以確保處理器和散熱片之間有效的熱能傳遞。
應注意，CPU和GPU可組合成單個CPU?；蛘?，多個CPU可包括在單個芯片中，其中具有配置成冷卻該芯片中所有CPU的單個散熱片。而且，包括多個CPU(其中的一個或多個專用于圖形)并僅在其中一個CPU上安裝散熱片也是可能的。根據本說明書，許多其它選擇對本領域技術人員是顯而易見的。
如上所述，在限度內，將CPU或GPU壓向相應散熱片的力越大，熱傳輸率越好。因而，需要具有使兩個組件接合在一起的相當大的力。為了提供該力，彈簧件180往上頂壓塑料止推板170。止推板170壓向PCB40底部，從而例如將外露芯片上的CPU140壓向散熱片60。在一示例性實施例中，在PCB40下提供一個沒有組件的空隙區(qū)域，從而止推板170可壓向PCB40底部而不損壞可能安裝在PCB40底部的組件。例如，當所安裝的彈簧件180可在PCB40底部施加20磅的力時，將使CPU140芯片保持與散熱片60緊密接合。類似地，安裝在散熱片80下面的彈簧件180可通過提供相似級別的力而使GPU160芯片保持與散熱片80緊密接合。自然，也可按需提供其它級別的力。
參看圖4，示出從散熱片60的底部62伸出的支架64的立體視圖。螺栓120安裝在支架64中，雖然可用多種材料時，但該螺栓可由鍍錫冷軋鋼制成。螺栓120可包括螺紋，并可通過相應螺紋的連接安裝在支架64上?；蛘撸菟?20可被配置成無螺紋以便通過壓配合安裝，從而螺栓120和支架64之間界面的摩擦力將螺栓120安裝到位。如圖所示，螺栓120包括肩部122和相關聯的凹槽124。凹槽124和肩部122被配置成以下述方式與彈簧件180配合。
因而，散熱片60通過四個從散熱片底部伸出的支架64安裝。使用支架提供若干優(yōu)點。一個優(yōu)點是支架比具有較寬底部的散熱片更輕，并更便于安裝。因而，盡管散熱片60的質量大于散熱片80的質量，但除了支架64以外散熱片60具有較小的臺面面積。此外，如果提供一定高度導熱管68將更為有效，因為導熱管68在確保接近散熱片60底部的熱量朝散熱片上部傳遞從而使得翼在傳熱時更為有效是有用的。支架64向外伸出還有助于提供穩(wěn)定性，從而容許更高的外殼。與使用三個支架相比，使用四個支架更增強了該安裝系統(tǒng)的穩(wěn)定性。支架64還允許統(tǒng)一尺寸的彈簧件，因為不同尺寸的散熱片可配備有不同尺寸的支架，從而可使用相同的彈簧件而降低制造成本。因而，如果適當的支架安裝在假設不太大的底部上，則不同尺寸的散熱片可通過相同的緊固系統(tǒng)來安裝。
需排除較少熱量以使GPU160保持所需溫度的散熱片80可較短較寬，因為通過底部和翼的正常熱傳遞足以冷卻GPU160。此外，散熱片80可由諸如鋁的較便宜材料制成，而散熱片60則可能需要諸如銅的較昂貴但傳導性較佳的材料。如圖所示，散熱片80的臺面面積足夠大從而不需要支架。使用較短散熱片的一個可能優(yōu)點是能夠在散熱片上安裝的其它組件。
通常需要在散熱片上安裝風扇，用來排除來自CPU特別是產生超過50瓦熱量的現代CPU的熱量。換言之，通常需要足夠強勁的對流。該要求部分地基于由未安裝在CPU上的風扇所提供氣流不能夠有效使用的事實。該要求也部分地基于散熱片通過降低散熱片效果的框架或塑料夾子來安裝的事實。盡管本發(fā)明一實施例不要求將風扇直接安裝在散熱片60上，但因為作為輻射熱傳遞，通常一般不足以冷卻相當尺寸的散熱片，還需要一些氣流通過散熱片。因而，通過使空氣流過散熱片并流出控制臺來提供強勁對流從而提供充分的散熱是有益的。甚至需要提供塑料制成的風扇遮板，以使空氣在被一個或多個風扇吹出控制臺之前流經散熱片。因而遮板的使用允許氣流的更有效使用，并對給定氣流可提供顯著增加的冷卻。對于風扇，需要使用兩個或多個風扇，因為增加風扇數量可允許使用通常比高速風扇安靜得多的低速風扇。
參看圖5，示出止推板170的立體視圖。止推板170包括安裝在止推板底部174上的延伸部分172。在操作中，該延伸部分172的安裝表面178壓向PCB40的下面，如圖3所示。止推板170可由諸如LEXAN的塑料制成，并且在一示例性實施例中包括虛線示出的凸起176，它與彈簧件180中的相應部分緊密配合。凸起176的形狀和大小并不重要，但在止推板170上提供某些類型的凸起是有利的，從而止推板170可適當定位在彈簧件180上。在一示例性實施例中，凸起176將把止推板緊固在所需位置上。因而，如果凸起176的形狀像圓柱形，則使用兩個凸起176有利于確保止推板170的方向相對于彈簧件180保持固定。
將組件置于PCB40下面是有利的。當然，使用安裝在PCB40底部的加強板或某些其它支持結構通常將使放置這種組件不可能。然而，如果提供配合延伸部分172形狀的余隙空間，則止推板170可在PCB40的底部施加力的同時仍然提供空間使得組件可在余隙區(qū)域外安裝。在一實施例中，止推板延伸部分172伸出止推板底部約2毫米，從而提供安裝組件的一些空間。當然，如果整體包裝還允許附加空間，則止推板172可進一步伸出，以提供2毫米以上的空間。盡管也可能提供較少空間，但在小于2毫米的空間內安裝一些組件是困難的。
現在參看圖6，示出彈簧件180。彈簧件180可由四分之三硬質不銹鋼制成，其厚度為2毫米。當然，彈簧件的材料屬性和厚度可取決于安裝要求而變化。然而，如果只有諸如4毫米的相對較小空間可用，則以上配置是有效的。如圖所示，彈簧件包括四個伸出并卷成包括槽口185的叉子184的彈簧臂182。叉子184和槽口185被配置成與螺栓120的凹槽124和肩部122嚙合。
因而，當安裝在散熱片上的螺栓120從PCB40伸出時，叉子184和槽口185被安裝到相應螺栓120上。為確保適當的配合，一種安裝方法是在兩個螺栓120上安裝彈簧件180的兩個臂182。但是，另兩個臂因為叉子184和槽口185缺乏足夠的余隙來簡便地安裝在剩下的兩個螺栓120上而不能安裝。然而，通過在臂182上的點188a上施加一個力，臂182將在接近第二撓曲點187處彎曲。該彎曲將使叉子184往外往下轉動到接近點188b，并使叉子184和槽口185能安裝到螺栓120的肩部122和凹槽124上。在組裝的另一方法中，全部四個臂在點188a處用壓力同時壓入。
因而，一般而言，彈簧件180包括多個臂徑向延伸的中央區(qū)域，這些臂被配置成配合從散熱片伸出并穿過PCB的螺栓。如圖所示，這些臂呈90°地分開，因而每個臂被配置成提供等量的彈力，且由每一個提供的彈力不會過度集中。同時彈簧件180避免使用不必要的大量臂，以免使將這些組件裝入PCB時更為困難。盡管因為彈簧的對稱性具有四個臂是有利的，大于或小于4的某些其它數量也是可以的。減少臂的數量具有需要使用較強臂來提供相同級別力的缺點。
再參看圖6，在彈簧件180的中央區(qū)域提供了加強梁189。加強梁189被配置成提供對彈簧件180的加強。然而，止推板170的凸起176可配置成裝配到凹口189，使止推板170的位置可控。對準孔190還可用來在止推板170上提供了相應結構時確保止推板170的正確取向?；蛘?，通孔191和192可在彈簧件180中限定將與止推板170中多個凸起176配合的通道，從而防止止推板170在安裝時移動。對本領域技術人員而言，有確保止推板170與彈簧件180對準的許多其它方法。
止推板170可安裝在彈簧件180上，從而延伸部分172的方向在彈簧件安裝到螺栓期間受到控制。當然，如果在PCB40底部提供了適當余隙來接收止推板延伸部分172，則安裝止推板170而不用對齊也是可能的。在另一實施例中，止推板170簡單安裝在彈簧件180上，且彈簧件180的方向在安裝到螺栓上期間受到控制，使止推板170延伸部分172的方向匹配PCB40下面提供的余隙區(qū)域。
一旦彈簧件180安裝到了四個相應螺栓120上，一個相當大的力就把CPU140往上按壓到散熱片60的底部62。在一實施例中，該力在約20磅(約90牛頓)的范圍內。這有助于確保散熱片60緊密貼合在CPU140上，以便提供CPU140的有效散熱。在一示例性實施例中，冷卻系統(tǒng)將被配置成使CPU140的接合處溫度低于85攝氏度。
類似地，GPU160將用約20磅的力壓向散熱片80的底部82。在一示例性實施例中，GPU160的接合處溫度將被保持為低于105攝氏度。
當然，所需的熱傳遞和最高接合處溫度要求將取決于用來制造處理器的材料以及處理器的性能和速度等而變化。如果其它條件相同，則較慢的處理器將產生較少的熱量，但也具有較低的處理能力。然而，為了提供具有例如強大人工智能和具有吸引力圖形的沉迷性游戲，通常需要使用功能強大的處理器。因此，提供功能強大的處理器并提供適當的使處理器工作的熱傳遞系統(tǒng)是有利的。
如上所述，散熱片可通過三個螺栓120而不是四個螺栓120安裝。在該實施例中，彈簧件包括三個臂，可能需要將彈簧件180的厚度增大為大于2毫米，從而提供必要的壓力使CPU和散熱片能緊密壓合。或者，對彈簧件180可使用較強材料。還可預期其它可能變化，諸如將其它強化特性添加到彈簧件180中。假設有足夠包裝空間，可嘗試多種變化直到獲得以所需成本提供所需力的實施例。盡管使用兩個螺栓也是可能的，但這種設計仍然需要其它的不太希望用的穩(wěn)定結構。當然，將螺栓120的數量增加到四個以上也是可能的，但是如果空間是一考慮因素的話將組件安裝到有五個或以上通道的PCB上會是困難的。
然后參看圖7，示出外殼20。外殼20可由鋼制成，并包括具有對應于彈簧件180的凹槽22的底板21。當彈簧件180安裝到螺栓120上之后，包括散熱片和彈簧件的PCB40就可以安裝到外殼20中了。如圖所示，彈簧件180包括四個臂182。因而凹槽22包括對應于彈簧件180的四個臂182的四個臂凹槽23。在每個臂凹槽23的末端上，外殼20中包括限定穿過外殼20的通孔24。如果螺栓120和臂182的數量改變，則外殼20可相應更改。
因而，當安裝PCB40時，從散熱片示出并穿過PCB40的螺栓120與通孔24構成的通道對準。彈簧件180的通孔186也可通過通孔24與外殼20中構成的通道對準。因此，緊固件可從外殼20下面插入螺栓120，以便將螺栓120和所附散熱片緊固在外殼20上。此外，彈簧件180的四個臂182的遠端與外殼20接合。彈簧件180和外殼20之間的接觸提供散熱片和安裝在PCB40上的組件(諸如CPU140和GPU160)的有利EMI接地。
然后參看圖8，提供組裝到外殼20的PCB40的一實施例沿圖1線8-8的橫截面圖。GPU160安裝在裝于PCB40頂部或第一側的底板165上，這是典型的處理器在PCB上的安裝。散熱片80的底部82緊緊地壓在GPU160上，以確保有效的熱傳遞。螺栓120被示為安裝在散熱片80的底部82的雙側螺栓。示為可拆式的EMI墊圈100被壓在螺栓120和PCB40之間。因而，EMI墊圈100位于散熱片80和PCB40之間。
螺栓120穿過PCB40中的通道并從PCB的第二側或底部伸出。彈簧件180安裝在螺栓120上，而止推板170安裝在彈簧件180上。因而，彈簧件180產生的向上力使止推板170的延伸部分172壓向PCB的第二側。對PCB第二側的擠壓因此使GPU160和散熱片80緊壓在一起，使GPU160和散熱片80之間的有效熱傳遞能夠進行。
螺栓120包括被配置成接受螺紋緊固件的螺紋內徑。因而，多個緊固件200從外殼20底部通過由外殼20中通孔24限定的通道安裝，這些緊固件與螺栓120的螺紋內徑配合，且在這些過程中緊固件200將螺栓120、相關聯散熱片和彈簧件緊固在外殼20上。因而，如圖所示，散熱片80受外殼20而非PCB40的支持。在一實施例中，提供八個緊固件200加在八個螺栓120上。
當然，螺栓120的設計取決于外殼20如何附在螺栓120上而不同。因而，如果螺栓120要點焊在外殼20上，則螺栓120可以是實心的且沒有螺紋內徑，并可配置成與外殼20直接接合。然而，這有不允許拆裝或重新組合的缺點。當然，還將螺栓120和彈簧件180安裝在外殼20上而不提供EMI接地也是可以的，但這種設計不太有利。
如上所述，彈簧件180被安裝到外殼20上，因而彈簧件180是接地的。因此，通常需要使用是電絕緣件的止推板170，以避免在不應當接地的位置上使PCB40接地。當然，如果PCB40的設計被修改成在止推板170與PCB40配合處需要或允許EMI接地，則止推板170可由導電材料制成，或者彈簧件180可被配置成不使用止推板170而直接與PCB40配合。
如圖所示，彈簧件180和外殼20之間存在間隙，因而施加在PCB40底部的力由彈簧件180提供。這具有以下優(yōu)點允許散熱片80與外殼20通過螺栓和緊固件連接的相對固定裝配，同時向PCB40的底部提供受控力以確保散熱片80的GPU160和底部82之間的緊密配合。因而，在震動輸入期間，外殼20可彎曲以吸收部分震動，而彈簧件180可提供間接的震動吸收能力。因而，GPU160由外殼20和彈簧件180兩者提供的彈力支持，因此受一定保護而免遭震動。此外，圖8所示的安裝系統(tǒng)使PCB40保持平坦，這有助于防止PCB40的不良彎曲。
可以理解，外殼20可安裝在一殼體(未示出)內，而該殼體是控制臺的外部。當控制臺受震動時，或者如果控制臺落下，則散熱片60和散熱片80的沖量可使外殼20的底部21歪斜。因而，圖8所示安裝系統(tǒng)使散熱片的質量由外殼20的相對較強的底部21而非PCB40來支持。這有利于在控制臺突然掉落時提供支持。因而，PCB40與不希望的沖擊和力相隔離。因此，當控制臺落下時，散熱片60將基于外殼20的底部21的歪斜而移動。這種靈活性避免在諸如突發(fā)掉落的突然震動期間產生不希望的應力集中，從而使控制臺更為堅固。此外，該設計有助于減弱否則會施加在PCB上的震動，這對如果在PCB上使用無鉛焊料時特別有用。
盡管控制臺不因終端用戶所施加的力而破裂是重要的，但制造商還需要使控制臺堅固得可應付在運送期間施加其上的力量。圖8所示的經改進安裝系統(tǒng)的一個可能優(yōu)點是它可能減少在運送期間保護控制臺所需的包裝量。這可具有這樣的優(yōu)點，即增加可安裝于集裝箱內的控制臺數量，這取決于所售控制臺的數量而提供相當可觀的成本節(jié)約。
此外，對零售商店而言給予特定品牌一定空間是普遍的。較小的包裝將使更多的控制臺能裝入給定空間內，從而有助于確保零售商因為更多的控制臺可裝在所提供空間內而不會缺貨。或者，較小的包裝尺寸可使得為附件和游戲提供更大空間成為可能。因而，當散熱片安裝到外殼20上而不是PCB40上時，可實現許多優(yōu)點。
應注意，盡管圖8所示實施例通過螺栓120、EMI墊圈100和彈簧件180提供了有利的EMI接地，但是仍然需要提供附加的EMI接地。例如，可沿PCB40周邊提供外露銅，使該周邊接地到外殼20。如圖7所示，外殼20的底部21是凹陷的，以允許組件安裝在PCB40下面。因而，對PCB40而言沿其大部分周邊得到支持以及在諸如安裝有螺栓120的其它位置上得到支持是可能的。這有利于允許與外殼20的充分EMI接地，同時使PCB40的第二側上的安裝空間最大化。
參看圖9，散熱片60和散熱片80都由風扇系統(tǒng)210冷卻。由風扇系統(tǒng)210產生的氣流通過遮板220來引導。在一實施例中，風扇系統(tǒng)210將空氣導入遮板220，并使之流經散熱片60和散熱片80。因而，在該過程中空氣通過各個空氣通道進入控制臺，并經過各個組件。空氣會被組件加熱一些，但仍然比散熱片冷。然后暖空氣被導經散熱片，而遮板220導致的收縮使氣流速度增大，因而有益于熱傳輸率。在離開散熱片60和散熱片80之后空氣是熱的，因而風扇系統(tǒng)210將熱空氣引出控制臺是有益的。在該方法中，使用單個風扇系統(tǒng)210來冷卻控制臺中所有其它組件，同時仍然冷卻散熱片是可能的。
本發(fā)明根據其優(yōu)選和示例性實施例來描述。參閱本說明書，本領域技術人員可在所附權利要求范圍和精神內實現許多其它實施例、修改和變化。
權利要求
1.一種將散熱片安裝到位于PCB第一側的CPU上的系統(tǒng)，包括所述PCB上的多個孔，所述孔限定穿過PCB的通道；安裝在所述散熱片上的多個螺栓，所述多個螺栓通過在PCB中限定的通道伸出PCB；彈簧件，安裝在PCB第二側上的多個螺栓的每一個上；安裝在所述彈簧件上的止推板，所述止推板被配置成按壓所述PCB的第二側，從而所述彈簧件在止推板上施加使止推板壓向PCB第二側的一個力，從而使CPU緊緊壓向所述散熱片。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，還包括外殼，其中所述多個螺栓附加在所述外殼上，使所述外殼支持所述散熱片。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述止推板包括止推板底部和止推板延伸部分，所述止推板延伸部分提供止推板底部和PCB之間的余隙，從而在操作中組件可被安裝到PCB的接近止推板底部的第二側。
4.如權利要求1所述的系統(tǒng)，還包括安裝在PCB的多個通孔上的多個EMI墊圈，所述多個EMI墊圈位于PCB和散熱片之間，其中所述多個螺栓穿過多個EMI墊圈。
5.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述散熱片包括一底部和多個從所述底部伸出的臂，且所述多個螺栓安裝在從所述散熱片底部伸出的多個臂上。
6.如權利要求2所述的系統(tǒng)，還包括安裝在PCB多個孔上的多個EMI墊圈，所述EMI墊圈位于散熱片和PCB之間，從而所述螺栓從EMI墊圈的中央穿過。
7.如權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述外殼包括多個限定穿過外殼的通道，且多個螺栓包括螺紋內徑，所述系統(tǒng)還包括多個緊固件，所述多個緊固件穿過外殼中構成的通道以安裝到所述螺紋內徑上，并將所述多個螺栓連在外殼上。
8.如權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述止推板包括止推板底部和止推板延伸部分，所述止推板延伸部分提供止推板底部和PCB之間的余隙，從而在操作中組件可被安裝到PCB的第二側而不受止推板的損壞。
9.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，有四個安裝在所述散熱片上的螺栓，其中所述彈簧件包括從中央區(qū)域徑向延伸的四個臂，所述四個臂被配置成安裝到四個螺栓上，所述四個臂的每一個包括在所述臂遠端的通孔，每個通孔與每個螺栓對準。
10.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述散熱片包括底部和從所述底部伸出的多個臂，其中所述多個螺栓安裝到從所述散熱片底部伸出的多個臂上，且其中所述EMI墊圈是可拆式的。
11.一種將具有多個螺栓的散熱片安裝到裝于PCB第一側的CPU上的方法，包括以下步驟將所述多個螺栓插入PCB中的多個通孔，所述通孔限定PCB中的通道；將彈簧件安裝到穿過PCB的多個螺栓上，從而所述彈簧件將把CPU緊緊壓向所述散熱片的力施加在PCB的第二側上；將所述多個螺栓附在外殼上，使得所述外殼支持所述散熱片。
12.如權利要求11所述的方法，還包括在所述彈簧件上設置止推板的步驟，其中所述彈簧件將所述止推板壓向PCB。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，將所述多個螺栓附在法拉第籠的步驟包括以下步驟使所述多個螺栓與所述外殼中的多個通孔對準；以及用多個螺栓緊固件將所述多個螺栓附在外殼上，所述螺紋緊固件被配置成與所述多個螺栓的螺紋內徑配合。
14.如權利要求13所述的方法，還包括在所述PCB和散熱片之間提供EMI墊圈，以向PCB提供EMI接地的步驟。
15.一種用于提供家庭娛樂的控制臺，包括外殼；PCB，包括被配置為構成穿過PCB的通道的多個通孔，所述PCB具有第一側和第二側；安裝在所述PCB第一側的處理器；安裝在所述PCB第一側的散熱片，所述散熱片被配置成與所述處理器接合；止推板，被配置成壓向所述PCB上與處理器相反的第二側；多個螺栓，所述螺栓安裝到所述散熱片上并穿過在所述PCB中構成的通道，所述多個螺栓連接于所述外殼上；以及安裝在接近PCB第二側的多個螺栓上的彈簧件，所述彈簧件被配置成在止推板上施加力；從而所述外殼支持螺栓和相關聯散熱片，且所述彈簧件在止推板上施加力使得所述處理器和所述散熱片緊密接合。
16.如權利要求15所述的控制臺，還包括多個用于提供EMI接地的EMI墊圈，所述EMI墊圈位于散熱片和PCB之間。
17.如權利要求16所述的控制臺，還包括多個緊固件，所述緊固件被配置成將所述多個螺栓連接于所述外殼。
18.如權利要求17所述的控制臺，其特征在于，所述散熱片由銅制成并包括導熱管。
19.如權利要求15所述的控制臺，其特征在于，所述散熱片得到冷卻，而風扇未安裝在所述散熱片上。
20.如權利要求19所述的控制臺，還包括用于產生氣流的風扇系統(tǒng)，以及用于控制所述氣流的遮板。
全文摘要
提供了一種將散熱片安裝到控制臺中處理器上的系統(tǒng)。該處理器安裝在PCB的第一側，而散熱片也安裝在PCB的第一側以便與處理器接合。多個螺栓被安裝在散熱片上，并從PCB中的通道中伸出。彈簧件安裝在PCB第二側的螺栓上。止推板安裝在彈簧件上，從而彈簧件可將止推板按壓在PCB的第二側上。因而彈簧件提供有助于確保散熱片和處理器緊密接觸的力。螺栓可通過緊固件連接在外殼上，因此由外殼而非PCB來支持散熱片。
文檔編號G06F1/20GK1797278SQ20051012874
公開日2006年7月5日 申請日期2005年11月30日 優(yōu)先權日2004年12月30日
發(fā)明者J·M·倫茨 申請人:微軟公司