[發(fā)明專利]將自動化裝置的半導(dǎo)體裝置耦接至散熱器的系統(tǒng)和方法

在審

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• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104766846A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 保羅·杰羅姆·格羅斯克羅伊茨;周睿;凱利·詹姆斯·布龍克;杰里邁亞·約翰·科皮尼斯
• 申請（專利權(quán)）人: 洛克威爾自動控制技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: H01L23/40
• 分類號: H01L23/40
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;李春暉

1.一種系統(tǒng)，包括：

散熱器；

半導(dǎo)體裝置；

熱界面材料層，所述熱界面材料層布置在所述散熱器與所述半導(dǎo)體裝置之間，其中，熱界面材料構(gòu)造成有利于使由所述半導(dǎo)體裝置產(chǎn)生的熱經(jīng)由所述散熱器耗散；

緊固件系統(tǒng)，所述緊固件系統(tǒng)構(gòu)造成將所述半導(dǎo)體裝置關(guān)于所述熱界面材料層耦接至所述散熱器；以及

所述緊固件系統(tǒng)的一個或更多個墊圈，所述一個或更多個墊圈構(gòu)造成保持在所述熱界面材料流動之后所述半導(dǎo)體裝置與所述散熱器之間的耦接力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述墊圈包括貝氏類型墊圈。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述墊圈包括多個墊圈，其中，所述多個墊圈中的每個墊圈沿與相鄰墊圈相反的方向定位。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述多個墊圈中的第一墊圈靠著所述緊固件系統(tǒng)中的緊固件的頭部定位，其中，所述第一墊圈的具有比所述第一墊圈的第二側(cè)的直徑更大的直徑的第一側(cè)靠著所述緊固件的所述頭部定位；以及

其中，所述多個墊圈中的第二墊圈靠著所述第一墊圈的所述第二側(cè)定位，其中，所述第二墊圈的具有比所述第二墊圈的第二側(cè)的直徑更小的直徑的第一側(cè)靠著所述第一墊圈的所述第二側(cè)定位。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述墊圈的類型和所述墊圈的數(shù)量與所述緊固件系統(tǒng)的緊固件的尺寸、施加于所述緊固件的扭矩的量以及在所述熱界面材料流動之后所述散熱器與所述半導(dǎo)體裝置之間的預(yù)期偏轉(zhuǎn)度的量相互關(guān)聯(lián)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述墊圈構(gòu)造成通過提供彈簧力來保持在所述熱界面材料流動之后所述半導(dǎo)體裝置與所述散熱器之間的所述耦接力，其中，所述彈簧力構(gòu)造成限制所述散熱器與所述半導(dǎo)體裝置之間的軸向力的損失，其中，所述軸向力與施加至所述緊固件系統(tǒng)的緊固件的扭矩值相對應(yīng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述力對應(yīng)于當(dāng)所述緊固件系統(tǒng)的緊固件被施加與所述半導(dǎo)體裝置相關(guān)聯(lián)的扭矩值的扭矩時所述散熱器與所述半導(dǎo)體裝置之間的軸向力的百分比。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述百分比介于70％與80％之間。

9.一種非暫態(tài)計算機可讀介質(zhì)，包括計算機可執(zhí)行指令，所述計算機可執(zhí)行指令配置成：

接收與一個或更多個墊圈中的第一類型墊圈相關(guān)聯(lián)的第一組特性，所述一個或更多個墊圈構(gòu)造成對在設(shè)置在散熱器與半導(dǎo)體裝置之間的熱界面材料流動之后所述半導(dǎo)體裝置與所屬散熱器之間的耦接力進行保持；

基于所述第一組特性和所述散熱器與所述半導(dǎo)體裝置之間的預(yù)期軸向力確定在緊固件被施加扭矩值的扭矩之后所述一個或更多個墊圈的預(yù)期偏轉(zhuǎn)度；

確定在所述散熱器與所述半導(dǎo)體裝置之間的所述熱界面材料流動之后所述散熱器與所述半導(dǎo)體裝置之間的預(yù)期殘余力，其中，所述預(yù)期殘余力基于所述預(yù)期偏轉(zhuǎn)度和在所述熱界面材料流動之后所述熱界面材料的預(yù)期的厚度變化來確定；以及

確定當(dāng)所述預(yù)期殘余力大于一定的值時所述第一類型墊圈將充分地保持在所述熱界面材料流動之后所述散熱器與所述半導(dǎo)體裝置之間的最小力。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的非暫態(tài)計算機可讀介質(zhì)，其中，配置成確定所述預(yù)期偏轉(zhuǎn)度的計算機可執(zhí)行指令包括下述指令，所述指令配置成：

確定與構(gòu)造成與緊固件配合的所述一個或更多個墊圈相關(guān)聯(lián)的彈簧剛度，其中，所述緊固件構(gòu)造成將所述散熱器耦接至所述半導(dǎo)體裝置，其中，所述一個或更多個墊圈中的每個墊圈與所述第一類型墊圈相對應(yīng)，并且其中，所述彈簧剛度基于所述第一組特性確定；以及

基于所述彈簧剛度以及所述散熱器與所述半導(dǎo)體裝置之間的所述預(yù)期軸向力確定在所述緊固件被施加所述扭矩值的扭矩之后所述一個或更多個墊圈的所述預(yù)期偏轉(zhuǎn)度。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的非暫態(tài)計算機可讀介質(zhì)，其中，所述預(yù)期軸向力與所述扭矩值相對應(yīng)。

12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的非暫態(tài)計算機可讀介質(zhì)，其中，所述第一組特性包括：與所述第一類型墊圈相關(guān)聯(lián)的最大墊圈壓縮力、與所述第一類型墊圈相關(guān)聯(lián)的最大墊圈偏轉(zhuǎn)度以及所述一個或更多個墊圈的數(shù)量。