(57)【要約】  【課題】ヒートシンク本体及び電子機器で使用するプラグを提供する。  【解決手段】プラグは、第１プラグ部材及び第２プラグ部材を含む。第１プラグ部材は、内部にソケットを画定する。第２プラグ部材は、第２プラグ部材の底面が電子機器の上面に対して略平行位置に保持されるようにソケット内で移動可能である。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートシンクアセンブリの組立方法であって、
内部にヒートシンクキャビティを画定するヒートシンク本体を設けるステップと、
熱プラグの少なくとも一部分を前記ヒートシンクキャビティ内に配置するステップであって、前記熱プラグは、第１プラグ部材及び第２プラグ部材を含んでおり、前記第１プラグ部材は内部にソケットを画定し、前記第２プラグ部材は前記ソケット内で移動可能であるステップと、
前記熱プラグに対してプリント回路基板を配置するステップであって、前記プリント回路基板は電子機器を含んでおり、前記第２プラグ部材は、前記熱プラグの表面が前記電子機器の表面と略平行になるように移動可能であるステップとを含む、方法。
【請求項２】
熱プラグの少なくとも一部分を配置するステップは、前記第１プラグ部材の表面が前記第２プラグ部材の表面と隣接するように前記第１及び第２プラグ部材を指向するステップであって、前記第１プラグ部材の前記表面は略凹状であり、前記第２プラグ部材の前記表面は略凸状であるステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記熱プラグと前記ヒートシンク本体との間に付勢部材を設けるステップを更に含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ヒートシンク本体、前記第１プラグ部材、前記第２プラグ部材、及び前記電子機器の少なくとも２つの間に熱界面材料を提供するステップを更に含む、いずれかの先行する請求項に記載の方法。
【請求項５】
前記ヒートシンク本体、前記第１プラグ部材、前記第２プラグ部材、及び前記電子機器の少なくとも１つに接着材料を結合させるステップであって、前記接着材料は、前記熱界面材料の配置を容易にするステップを更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
接着材料を結合させるステップは、前記接着材料を格子パターンで塗布するステップを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ヒートシンク本体及び電子機器で使用するプラグであって、
内部にソケットを画定する第１プラグ部材と、
ソケット内で移動可能である第２プラグ部材であって、前記第２プラグ部材の底面が前記電子機器の上面に対して略平行位置に保持されるようになっている前記第２プラグ部材とを備える、プラグ。
【請求項８】
前記第１プラグ部材は底面を有し、前記第２プラグ部材は、前記第１プラグ部材の前記底面と実質的に相補的である上面を有しており、前記第１プラグ部材及び前記第２プラグ部材は、前記第１プラグ部材の前記底面が前記第２プラグ部材の前記上面と隣接するように指向される、請求項７に記載のプラグ。
【請求項９】
前記第１プラグ部材の前記底面は略凹状であり、前記第２プラグ部材の前記上面は略凸状である、請求項８に記載のプラグ。
【請求項１０】
前記第１プラグ部材は第１直径を有し、前記第２プラグ部材は、前記第１直径と実質的に等しい第２直径を有する、請求項７〜９のいずれかに記載のプラグ。
【請求項１１】
前記ヒートシンク本体と前記第１プラグ部材との間に設けられた付勢部材であって、前記第１プラグ部材は、前記付勢部材を収容するように寸法決めされたキャビティを画定する前記付勢部材を更に備える、請求項７〜１０のいずれかに記載のプラグ。
【請求項１２】
前記第１プラグ部材及び前記第２プラグ部材の少なくとも１つに結合された接着材料であって、格子パターンで塗布される前記接着材料を更に含む、請求項７〜１１のいずれかに記載のプラグ。
【請求項１３】
電子機器に結合されたプリント回路基板で使用するヒートシンクアセンブリであって、
内部にヒートシンクキャビティを画定するヒートシンク本体と、
ヒートシンクキャビティ内に配置された熱プラグであって、第１プラグ部材及び第２プラグ部材を備えており、前記第１プラグ部材は内部にソケットを画定し、前記第２プラグ部材は、前記第２プラグ部材の底面が前記電子機器の上面に対して略平行位置に保持されるように前記ソケット内で移動可能である前記熱プラグとを備える、ヒートシンクアセンブリ。
【請求項１４】
前記第１プラグ部材は底面を有し、前記第２プラグ部材は、前記第１プラグ部材の前記底面と実質的に相補的である上面を有しており、前記第１プラグ部材及び前記第２プラグ部材は、前記第１プラグ部材の前記底面が前記第２プラグ部材の前記上面と隣接するように指向される、請求項１３に記載のヒートシンクアセンブリ。
【請求項１５】
前記第１プラグ部材の前記底面は略凹状であり、前記第２プラグ部材の前記上面は略凸状である、請求項１４に記載のヒートシンクアセンブリ。
【請求項１６】
前記第１プラグ部材は第１直径を有し、前記第２プラグ部材は、前記第１直径と実質的に等しい第２直径を有する、請求項１３〜１５のいずれかに記載のヒートシンクアセンブリ。
【請求項１７】
前記ヒートシンク本体と前記第１プラグ部材との間に設けられた付勢部材であって、前記第１プラグ部材は、前記付勢部材を収容するように寸法決めされたキャビティを画定する前記付勢部材を更に備える、請求項１３〜１６のいずれかに記載のヒートシンクアセンブリ。
【請求項１８】
前記ヒートシンク本体、前記第１プラグ部材、前記第２プラグ部材、及び前記電子機器の少なくとも２つの間に提供された熱界面材料を更に含む、請求項１３〜１７のいずれかに記載のヒートシンクアセンブリ。
【請求項１９】
前記ヒートシンク本体、前記第１プラグ部材、前記第２プラグ部材、及び前記電子機器の少なくとも１つに結合された接着材料であって、前記熱界面材料の配置を容易にする前記接着材料を更に含む、請求項１８に記載のヒートシンクアセンブリ。
【請求項２０】
前記接着材料は格子パターンで塗布される、請求項１９に記載のヒートシンクアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、対象物の冷却に関し、より詳細には、熱プラグ及びヒートシンクを用いた電子構成部品の冷却に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも一部の公知のヒートシンクは、対象物からの熱を吸収及び／又は分散する。更に、少なくとも一部の公知のヒートシンクは、冷蔵、熱機関、及び冷却電子機器を含む様々な用途において使用される。電子機器の最近の技術開発では、信頼性が高く効率的なヒートシンクを開発するために相当な努力がなされている。
【０００３】
一部の公知のヒートシンクは、電子機器からヒートシンクへの熱の伝達を促進する熱プラグを含んでいる。一部の公知のプラグの熱抵抗を低下させるために、プラグの表面が電子機器の表面と平行に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第３９２７７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
少なくとも一部の公知のプラグの表面が電子機器の表面と非平行配置で配置されると、そのような公知のプラグが電子機器の最高点のみに接触して、熱抵抗の増加が生じ、少なくとも一部の例では、電子機器の過熱が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様では、ヒートシンクアセンブリの組立方法が提供される。内部にヒートシンクキャビティを画定するヒートシンク本体が設けられる。熱プラグの少なくとも一部分は、ヒートシンクキャビティ内に配置される。熱プラグは、第１プラグ部材及び第２プラグ部材を含む。第１プラグ部材は内部にソケットを画定し、第２プラグ部材はソケット内で移動可能である。熱プラグに対して、プリント回路基板が配置される。プリント回路基板は、電子機器を含む。第２プラグ部材は、熱プラグの表面が電子機器の表面と略平行になるように移動可能である。
【０００７】
別の態様では、ヒートシンク本体及び電子機器で使用するプラグが提供される。プラグは、第１プラグ部材及び第２プラグ部材を含む。第１プラグ部材は、内部にソケットを画定する。第２プラグ部材は、第２プラグ部材の底面が電子機器の上面に対して略平行位置に保持されるようにソケット内で移動可能である。
【０００８】
更に別の態様では、電子機器に結合されたプリント回路基板で使用するヒートシンクアセンブリが提供される。ヒートシンクアセンブリは、ヒートシンク本体と、熱プラグとを含む。ヒートシンク本体は、内部にヒートシンクキャビティを画定する。熱プラグは、ヒートシンクキャビティ内に配置される。熱プラグは、第１プラグ部材及び第２プラグ部材を含む。第１プラグ部材は内部にソケットを画定し、第２プラグ部材は、第２プラグ部材の底面が電子機器の上面に対して略平行位置に保持されるようにソケット内で移動可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１プラグ部材及び第２プラグ部材を含む熱プラグを含んでいる例示的なヒートシンクアセンブリの断面側面図である。
【図２】図１に示す第１プラグ部材の概略上面図である。
【図３】図１に示す第１プラグ部材の概略断面側面図である。
【図４】図１に示す第２プラグ部材の概略上面図である。
【図５】図１に示す第２プラグ部材の概略断面側面図である。
【図６】図１に示す熱プラグで使用することができる例示的なマスクの斜視図である。
【図７】図１に示すヒートシンクアセンブリの例示的な組立方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書に記載した方法及び装置は、略平坦である底面を有する熱プラグを用いた電子構成部品の冷却に関する。熱プラグは、電子構成部品の表面が熱プラグの底面と接触するように電子構成部品上に配置される。熱プラグは、熱プラグの底面を電子構成部品の表面と略平行に配置することを容易にするように構成される。
【００１１】
図１は、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ１０２、プリント回路基板（ＰＣＢ）１０４、ヒートシンク本体１０６、及び熱プラグ１０８を含んでいる例示的なヒートシンクアセンブリ１００の断面側面図である。
【００１２】
例示的実施形態において、ＢＧＡパッケージ１０２は、上面１１２及び底面１１４を有する少なくとも１つの基板１１０を含む。例示的実施形態において、電子機器１１６は基板上面１１２に取り付けられ、複数の半田ボール１１８は基板底面１１４上に配置される。本明細書中で使用する場合、「電子機器」という用語は、本明細書に記載したような熱プラグを用いて冷却される対象物を意味する。電子機器の例としては、半導体チップ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、グラフィック処理装置、集積回路、及び／又は任意のその他の適切な発熱装置が挙げられるが、これに限定されるものではない。例示的実施形態において、電子機器１１６は、略平坦である上面１２０を有する。
【００１３】
例示的実施形態において、ＰＣＢ１０４は、上面１２４及び底面１２６を有する層１２２を含む。例示的実施形態において、層１２２は誘電材料から製造される。より詳細には、例示的実施形態において、層１２２はポリイミドから製造される。層１２２は、熱伝導性プラスチック材料を含むが、これに限定されるものではない任意の適切な材料から製造することができることを理解されたい。一実施形態では、銅板が層底面１２６と結合されて合致している。
【００１４】
更に、例示的実施形態において、ＰＣＢ１０４は、層上面１２４に結合された複数の導体パッド１３０を含む。例示的実施形態において、複数の導体パッド１３０は複数の半田ボール１１８に対応する。例示的実施形態において、半田ボール１１８は導体パッド１３０に取り付けられる。より詳細には、各々の半田ボール１１８を対応する導体パッド１３０に取り付けることによって、ＢＧＡパッケージ１０２をＰＣＢ１０４に結合する。
【００１５】
例示的実施形態において、ヒートシンク本体１０６は、第１面１３２と、少なくとも部分的にキャビティ１３６を画定する側壁１３４とを有する。例示的実施形態において、ヒートシンク本体１０６は、高い電気伝導率及び／又は高い熱伝導率を有する材料から製造される。より詳細には、例示的実施形態において、ヒートシンク本体１０６は、アルミニウム、銅、アルミニウム合金、アルミニウム複合材、銅合金、銅複合材、及び／又は黒鉛から製造される。
【００１６】
例示的実施形態において、熱プラグ１０８は、電子機器１１６からヒートシンク本体１０６への熱の伝達を促進する。例示的実施形態において、熱プラグ１０８は、雌型本体（又は、広い意味では、第１プラグ部材１３８）と雄型熱分散部材（又は、広い意味では、第２プラグ部材１４０）とを含む。例示的実施形態において、第１プラグ部材１３８及び第２プラグ部材１４０は、高い電気伝導率及び／又は高い熱伝導率を有する材料から製造される。より詳細には、例示的実施形態において、第１プラグ部材１３８及び第２プラグ部材１４０は、アルミニウム、銅、及び／又は銀から製造される。
【００１７】
例示的実施形態において、第１プラグ部材１３８の少なくとも一部分及び／又は第２プラグ部材１４０の少なくとも一部分は、卑金属の環境保護のために無電解プロセスを用いてめっきされる。より詳細には、例示的実施形態において、第１プラグ部材１３８の少なくとも一部分及び／又は第２プラグ部材１４０の少なくとも一部分は、無電解ニッケルプレート仕上げが施される。代替実施形態において、第１プラグ部材１３８の少なくとも一部分及び／又は第２プラグ部材１４０の少なくとも一部分は、第１プラグ部材１３８と第２プラグ部材１４０との接触抵抗を低減するためにインジウムでめっきされる。
【００１８】
図２は第１プラグ部材１３８の概略上面図であり、図３は第１プラグ部材１３８の概略断面側面図である。例示的実施形態において、第１プラグ部材１３８は略円筒状であり、上面１４２、底面１４４、及び側壁１４６を有する。
【００１９】
例示的実施形態において、上面１４２及び側壁１４６は、ヒートシンク本体１０６（図１に示す）と実質的に整合するように構成される。より詳細には、上面１４０及び側壁１４６は、それぞれ、表面１３２及び側壁１３４（両方とも図１に示す）と実質的に整合して、第１プラグ部材１３８とヒートシンク本体１０６との間の強力な熱接触の維持を容易にする。例示的実施形態において、上面１４２及び側壁１４６の少なくとも一部分は、それぞれ、表面１３２及び側壁１３４と実質的に相補的である。更に、例示的実施形態において、第１プラグ部材１３８は、ヒートシンク本体１０６の製造不一致に対する許容度を有するように構成される。
【００２０】
例示的実施形態において、上面１４２は、下記に詳述されている、付勢部材（図２及び図３には図示せず）を内部に収容するように構成されたキャビティ１４８を画定する。例示的実施形態において、キャビティ１４８は実質的に上面１４２に中心があり、約１５．０ミリメートル（ｍｍ）の直径及び約０．５０ｍｍの深さを有する。更に、例示的実施形態において、底面１４４は、内部に第２プラグ部材１４０（図１に示す）を収容するように構成されたソケット１５０を画定する。例示的実施形態において、ソケット１５０は底面１４４の少なくとも一部分にわたって延在する。
【００２１】
図４は第２プラグ部材１４０の概略上面図であり、図５は第２プラグ部材１４０の概略断面側面図である。例示的実施形態において、第２プラグ部材１４０は略円筒状であり、上面１５２及び底面１５４を有する。
【００２２】
例示的実施形態において、第２プラグ部材上面１５２は、第１プラグ部材１３８（図１に示す）と実質的に整合するように構成される。より詳細には、上面１５２は底面１４４（図１に示す）と実質的に整合して、第２プラグ部材１４０と第１プラグ部材１３８との間の強力な熱接触の維持を容易にする。例示的実施形態において、上面１４４の少なくとも一部分は上面１５２と実質的に相補的である。より詳細には、例示的実施形態において、底面１４４は略凹面であり、上面１５２は略凸面である。或いは、底面１４４が略凸面であってもよく、上面１５２が略凹面であってもよい。
【００２３】
例示的実施形態において、底面１４４の凹形状及び上面１５２の凸形状の各々は、約５０．０ｍｍ未満の直径を有する。より詳細には、例示的実施形態において、底面１４４の凹形状及び上面１５２の凸形状の各々は、約１０．０ｍｍ〜約３５．０ｍｍの直径を有する。更に詳細には、例示的実施形態において、底面１４４の凹形状及び上面１５２の凸形状の各々は、約２０．０ｍｍ〜２５．０ｍｍの直径を有する。
【００２４】
図２〜５に示すように、第１プラグ部材１３８は第１直径１５６を有し、第２プラグ部材１５８は第２直径１５８を有する。詳細には、例示的実施形態において、第１直径１５６及び第２直径１５８は、各々約１５．０ｍｍ〜約５０．０ｍｍである。より詳細には、例示的実施形態において、第１直径１５６及び第２直径１５８は、各々約２０．０ｍｍ〜３０．０ｍｍである。更に詳細には、例示的実施形態において、第１直径１５６及び第２直径１５８は、各々約２５．０ｍｍである。或いは、第２直径１５８は、第２プラグ部材１４０の相対熱拡散能力を増大させるために第１直径１５６より大きくしてもよい。
【００２５】
図１に戻って参照すると、電子機器上面１２０は、第２プラグ部材１４０と実質的に整合するように構成される。より詳細には、上面１２０は底面１５４と実質的に整合して、電子機器１１６と第２プラグ部材１４０との間の強力な熱接触の維持を容易にする。例示的実施形態において、上面１２０の少なくとも一部分は底面１５４と実質的に相補的である。より詳細には、例示的実施形態において、上面１２０及び底面１５４は実質的に平坦である。更に、例示的実施形態において、第２プラグ部材１４０は、電子機器１１６のあらゆる製造欠陥を許容するように構成される。
【００２６】
図１〜５を参照すると、例示的実施形態において、第２プラグ部材１４０はソケット１５０内で移動可能である。より詳細には、例示的実施形態において、第２プラグ部材上面１５２がソケット１５０内で第１プラグ部材底面１４４に沿って複数の方向に回転可能であることによって、第２プラグ部材底面１５４が電子機器上面１２０と実質的に整合することが可能になる。
【００２７】
例示的実施形態において、付勢部材１６０は、熱プラグ１５０とヒートシンク本体１０６との間に配置される。より詳細には、例示的実施形態において、付勢部材１６０は、第１プラグ部材上面１４２によって画定されたキャビティ１４８内に配置される。
【００２８】
付勢部材１６０は、電子機器１１６、熱プラグ１５０、及び／又はヒートシンク本体１０６間の熱抵抗の低下を促進する。例示的実施形態において、付勢部材１６０は、電子機器１１６及び／又はヒートシンク本体１０６と強力に熱接触する熱プラグ１０８の配置を容易にする。より詳細には、付勢部材１６０は、電子機器１１６、熱プラグ１５０、及び／又はヒートシンク本体１０６間の熱抵抗を低下させるために、熱プラグ１０８に力を付加して熱プラグ１０８と電子機器１１６との間の隙間の低減を促進する。更に、例示的実施形態において、付勢部材１６０は、熱プラグ１０８が電子機器１１６の上面１２０にわたって実質的に均一な圧力を付加することを可能にする。例示的実施形態において、付勢部材１６０は、通常使用中、振動及び衝撃下、並びに温度サイクリング中、熱プラグ１０８に対して一定力を保持する。例示的実施形態において、付勢部材１６０はスプリングである。或いは、付勢部材１６０は、エラストマーゴム材料及び／又はシリコン材料であってもよい。
【００２９】
例示的実施形態において、付勢部材１６０は、約５０．０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）以下の圧力の支持を容易にする。より詳細には、例示的実施形態において、付勢部材１６０は、約４０．０ｐｓｉ以下の圧力の支持を容易にする。更に詳細には、例示的実施形態において、付勢部材１６０は、約３０．０ｐｓｉ以下の圧力の支持を容易にする。例示的実施形態において、付勢部材１６０は、ヒートシンクアセンブリ１００が、ヒートシンク本体１０６、付勢部材１６０、第１プラグ部材１３８、第２プラグ部材１４０、及び／又は電子機器１１６間にかけられた様々な圧力を許容することを可能にすることによって、電子機器１１６の表面１２０にわたって不均一な圧力がかかる可能性を削減する。
【００３０】
代替実施形態において、第１プラグ部材側壁１４６は、第１プラグ部材１３８の外周の周囲に延在するねじ山（図示せず）を有する。更に、代替実施形態において、ヒートシンク本体側壁１３４は、第１プラグ部材１３８のねじ山と係合するように構成された対応するねじ山（図示せず）を有する。代替実施形態において、熱界面材料（ＴＩＭ）をねじ山に塗布して、接触面積を増大させ、ひいては熱抵抗を低下させることができる。代替実施形態において、第１プラグ部材１３８は、トルクドライバ（図示せず）を用いてヒートシンク本体１０６にねじ込まれる。
【００３１】
例示的実施形態において、熱界面材料（ＴＩＭ）１６２が２つの材料表面間に提供されて、２つの材料表面間の熱抵抗の低下を促進する。より詳細には、例示的実施形態において、ＴＩＭ１６２が２つの材料表面間に塗布されて、２つの材料表面間の隙間を低減し、２つの材料表面間の熱抵抗を低下させる。例示的実施形態において、材料表面としては、ヒートシンク本体１０６、付勢部材１６０、第１プラグ部材１３８、第２プラグ部材１４０、及び電子機器１１６の任意の組み合わせが含まれる。より詳細には、例示的実施形態において、材料表面としては、ヒートシンク本体第１表面１３２、ヒートシンク本体側壁１３４、第１プラグ部材上面１４２、第１プラグ部材底面１４４、第１プラグ部材側壁１４６、第２プラグ部材上面１５２、第２プラグ部材底面１５４、及び電子機器上面１２０の任意の組み合わせが含まれる。
【００３２】
例示的実施形態において、ＴＩＭ１６２は、フィルム、シート、及び／又はホイル形状、或いは容易に広がるグリース形状である。例示的実施形態において、ＴＩＭ１６２は、窒化硼素及び／又は窒化アルミニウム等の充填剤を含む。ＴＩＭの公知の実施形態の１つは、インジウム社（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）が開発したヒートスプリング（ＨｅａｔＳｐｒｉｎｇ）（登録商標）である。
【００３３】
例示的実施形態において、２つの材料表面間のＴＩＭ１６２の配置を容易にするために、接着材料の層（図示せず）が設けられる。より詳細には、例示的実施形態において、ヒートシンク本体１０６、付勢部材１６０、第１プラグ部材１３８、第２プラグ部材１４０、及び電子機器１１６の少なくとも１つに、接着材料の薄層が塗布される。更に詳細には、例示的実施形態において、ヒートシンク本体第１表面１３２、ヒートシンク本体側壁１３４、第１プラグ部材上面１４２、第１プラグ部材底面１４４、第１プラグ部材側壁１４６、第２プラグ部材上面１５２、第２プラグ部材底面１５４、及び電子機器上面１２０の任意の組み合わせに、接着材料の薄層が塗布される。例示的実施形態において、接着材料はエアゾール接着剤スプレーを用いて塗布される。エアゾール接着剤スプレーの公知の実施形態の１つは、スリーエム社（３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）が開発したスコッチ・ウェルド（Ｓｃｏｔｃｈ−Ｗｅｌｄ）（登録商標）製品である。
【００３４】
図６は、ヒートシンクアセンブリ１００で使用することができる例示的なマスク１６４の斜視図である。例示的実施形態において、マスク１６４は、パターン１６６での接着材料の塗布を容易にする。より詳細には、例示的実施形態において、マスク１６４は、配列パターン又は格子パターン１６６でそこに画定された複数の開口１６８を含む。例示的実施形態において、各々の開口１６８は約１．０ｍｍの直径を有する。
【００３５】
例示的実施形態において、マスク１６４が材料表面の少なくとも一部分を覆って、２つの材料表面間の接触、ひいては熱伝導率の維持を容易にする。より詳細には、例示的実施形態において、マスク１６４は、少なくとも１つの開口１６８を介して、ヒートシンク本体第１表面１３２、ヒートシンク本体側壁１３４、第１プラグ部材上面１４２、第１プラグ部材底面１４４、第１プラグ部材側壁１４６、第２プラグ部材上面１５２、第２プラグ部材底面１５４、及び電子機器上面１２０の少なくとも１つに接着材料が選択的に塗布されるように配置される。
【００３６】
運転中、電子機器１１６は熱を発生させ、熱プラグ１０８及び／又はヒートシンク本体１０６は電子機器１１６によって発生した熱を分散させる。より詳細には、電子機器１１６は熱エネルギーを発生させ、熱プラグ１０８はヒートシンク本体１０６に熱エネルギーを伝達する。電子機器１１６、第１プラグ部材１３８、第２プラグ部材１４０、付勢部材１６０、及び／又はヒートシンク本体１０６の任意の組み合わせの間にＴＩＭ１６２を提供して、ヒートシンクアセンブリ１００の熱抵抗を更に低下させることができる。
【００３７】
図７は、ヒートシンクアセンブリ１００（図１に示す）の例示的な組立方法を示すフローチャート２００である。図１〜６を参照すると、例示的実施形態において、付勢部材１６０と熱プラグ１０８の少なくとも一部分とはキャビティ１３６内に配置される。より詳細には、例示的実施形態において、付勢部材１６０はヒートシンク表面１３２に対して配置され（２０２）、ＴＩＭ１６２はヒートシンク本体第１表面１３２及び／又は側壁１３４に塗布される。例示的実施形態において、第１プラグ部材１３８は、第１プラグ部材１３８が第１プラグ部材キャビティ１４８内に付勢部材１６０の一部分を収容するように、付勢部材１６０と直接的に接触して配置（例えば、結合）される（２０４）。例示的実施形態において、第１プラグ部材１３８は、第１プラグ部材上面１４２がヒートシンク本体表面１３２に対向するように指向される。例示的実施形態において、ＴＩＭ１６２は第１プラグ部材底面１４４に塗布される。より詳細には、例示的実施形態において、ＴＩＭ１６２は、約６．０ｍｍの直径を有するボール形状（図示せず）で提供され、底面１４４のほぼ中心に設置される。
【００３８】
例示的実施形態において、第２プラグ部材１４０は第１プラグ部材１３８に対して配置される（２０６）。より詳細には、例示的実施形態において、第２プラグ部材１４０の一部分は、第１プラグ部材１３８がソケット１５０内に第２プラグ部材１４０の一部分を収容するように、第１プラグ部材１３８と接触して配置される。例示的実施形態において、第２プラグ部材１４０は、第２プラグ部材上面１５２が第１プラグ部材底面１４４に対向するように指向される。例示的実施形態において、第２プラグ部材１４０は、ＴＩＭ１６２のボール上に設置され、ＴＩＭ１６２が第１プラグ部材底面１４４の少なくとも一部分の周囲に適切に広がるようにＴＩＭ１６２のボールに圧力を付加する。
【００３９】
例示的実施形態において、ＴＩＭ１６２は、ＢＧＡパッケージ１０２に塗布され、より詳細には、電子機器上面１２０に塗布される。例示的実施形態において、ＢＧＡパッケージ１０２は第２プラグ部材１４０に対して配置される（２０８）。より詳細には、例示的実施形態において、電子機器１２０は、電子機器上面１２０が第２プラグ部材底面１５４に対向するように、第２プラグ部材１４０と直接的に接触して配置される。
【００４０】
更に、例示的実施形態において、ヒートシンクアセンブリ１００の熱抵抗を低下させるため、ヒートシンク本体１０６、付勢部材１６０、第１プラグ部材１３８、第２プラグ部材１４０、及び電子機器１１６の任意の組み合わせの間にＴＩＭ１６２が提供される（２１０）。例示的実施形態において、ヒートシンク本体１０６、付勢部材１６０、第１プラグ部材１３８、第２プラグ部材１４０、及び電子機器１１６の任意の組み合わせの間にＴＩＭ１６２を選択的に配置するために、接着材料の薄層が所定パターンで少なくとも１つの表面に塗布される。更に、例示的実施形態においてＴＩＭ１６２の配置を容易にするために、マスク１６４を使用して、ヒートシンク本体１０６、付勢部材１６０、第１プラグ部材１３８、第２プラグ部材１４０、及び電子機器１１６の少なくとも１つにパターン１６６で接着材料を塗布する。特に、例示的実施形態において、接着材料は、少なくとも第２プラグ部材底面１５４及び電子機器上面１２０にパターン１６６で塗布される。接着材料を塗布すると、マスク１６４はヒートシンクアセンブリ１００から取り除かれる。
【００４１】
例示的実施形態において、ヒートシンク本体１０６、熱プラグ１０８、及び電子機器１１６間の熱伝導率を増加させるために、ヒートシンク本体１０６がＰＣＢ１０４にしっかりと結合される（２１２）。一実施形態では、ヒートシンク本体１０６が、電子機器１１６を押しつぶすことなく、熱プラグ１０８と電子機器１１６との間の熱伝導率を増加させるのに適した一定圧をＰＣＢ１０４に付加する（２１４）ことができるように、固定機構（図示せず）が使用される。例えば、固定機構としては、少なくとも１つのクリップ、ねじ、スプリング、及び／又はクランプが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００４２】
例示的実施形態において、熱プラグ１０８は、第２プラグ部材底面１５４を電子機器上面１２０と整合させるように構成される。例示的実施形態において、熱プラグ１０８と電子機器１１６との間の圧力が上昇すると、第２プラグ部材１４０は、圧力が電子機器上面１２０にわたって実質的に均一に広がるように移動（例えば、回転）する（２１６）。例示的実施形態において、第２プラグ部材底面１５４が強制的に電子機器上面１２０と略平行に並置されることによって、熱プラグ１０８と電子機器１１６との間の強力な熱接触を維持する。
【００４３】
本明細書に記載した方法及びシステムは、熱プラグと、少なくとも部分的にキャビティを画定する表面を有するヒートシンクとを用いた電子構成部品の冷却に関する。熱プラグは、底面を有する第１プラグ部材と、第１プラグ部材の底面と実質的に相補的である上面を有する第２プラグ部材とを含む。第１プラグ部材はキャビティ内に配置され、第２プラグ部材は、第１プラグ部材の底面が第２プラグ部材の上面と接触するように第１プラグ部材に対して配置される。電子構成部品は、電子構成部品の表面が第２プラグ部材の底面と接触するように第２プラグ部材に対して配置される。熱プラグは、第２プラグ部材の底面を電子構成部品の表面と略平行に配置することを容易にするように構成される。本明細書に記載した例示的実施形態では、電子構成部品、熱プラグ、及び／又はヒートシンク間の熱抵抗を低下させる。更に、本明細書に記載した例示的実施形態は、少なくとも１つの構成部品の製造ばらつきに順応する。更に、本明細書に記載した例示的実施形態は、電子構成部品の表面にわたって均一な圧力を付加する。
【００４４】
以上に、電子構成部品の冷却の例示的実施形態を詳細に説明した。本方法及びシステムは本明細書に記載された特定の実施形態には限定されず、むしろ、本方法の動作及び本方法の構成部品は本明細書に記載されるその他の動作及び／又は構成部品とは独立して別個に利用することができる。例えば、本明細書に記載の方法及び装置はその他の産業及び／又は民生応用例を有することができ、本明細書に記載したように、電子構成部品による実施に限定されない。むしろ、１つ以上の実施形態はその他の産業に関して実施及び利用することができる。
【００４５】
本明細書において使用されるように、単数形で列挙され、「ａ」又は「ａｎ」という語で始まる要素又はステップは、特に明示的に述べられている場合を除き、前記要素又はステップが複数存在することを除外しないものと理解されるべきである。更に、本発明の「一実施形態」の参照は、列挙されている特徴も組み込まれる追加の実施形態の存在を除外するものとして解釈されることを意図してはいない。更に、別に明示的な記述がない限り、特定の特性を有する１つの要素又は複数の要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、又は「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その特性を有していない追加のそのような要素を含むことができる。
【００４６】
本明細書は、実施例を使用して、最良の形態を含む本発明を開示し、更にあらゆる装置又はシステムを製作且つ使用すること及びあらゆる組み込まれた方法を実行することを含む本発明の実施を当業者が行なうのを可能にする。本発明の特許性がある技術的範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。そのようなその他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言と相違しない構造的要素を有する場合、又はそれらが特許請求の範囲の文言と本質的でない相違を有する同等な構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲の技術的範囲内に属することになるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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