熱移送のための電気構成要素組立体
【課題】熱移送のための電気構成要素組立体を提供すること。
【解決手段】例示の電気構成要素組立体が説明される。いくつかの例では、電気構成要素組立体は、プリント基板と、プリント基板上の電気構成要素とを含むことができ、電気構成要素は、プリント基板に隣接する第１の表面と、第１の表面以外の１つまたは複数の第２の表面とを画定する。組立体は、熱橋を通って延びる複数のバイアを含む熱橋と、電気構成要素の１つまたは複数の第２の表面と熱橋との間に置かれた熱伝導性部材とをさらに含むことができる。いくつかの例では、熱伝導性部材は熱橋の複数のバイアを通って少なくとも部分的に延びる。電気構成要素の動作中、組立体構成は、電気構成要素の表面から離れたところに熱エネルギーを移送するために熱伝導性部材によって画定された第１の方向から熱橋によって画定された第２の方向への熱移送を促進することができる。
【解決手段】例示の電気構成要素組立体が説明される。いくつかの例では、電気構成要素組立体は、プリント基板と、プリント基板上の電気構成要素とを含むことができ、電気構成要素は、プリント基板に隣接する第１の表面と、第１の表面以外の１つまたは複数の第２の表面とを画定する。組立体は、熱橋を通って延びる複数のバイアを含む熱橋と、電気構成要素の１つまたは複数の第２の表面と熱橋との間に置かれた熱伝導性部材とをさらに含むことができる。いくつかの例では、熱伝導性部材は熱橋の複数のバイアを通って少なくとも部分的に延びる。電気構成要素の動作中、組立体構成は、電気構成要素の表面から離れたところに熱エネルギーを移送するために熱伝導性部材によって画定された第１の方向から熱橋によって画定された第２の方向への熱移送を促進することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本開示は電気構成要素に関し、より詳細には、プリント基板に取り付けられた電気構成要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]電気構成要素はプリント基板に取り付けることができる。プリント基板は電気構成要素に機械的支持を与えることができ、それにより、電気構成要素は電子デバイスに物理的に組み込まれるようになる。プリント基板はさらに電気的接続性を与えることができ、それにより、電気構成要素は電子デバイスに電気的に一体化されるようになる。いくつかの例では、多数の電気構成要素は、相互接続された電気構成要素の電気的ネットワークを生成するようにプリント基板に取り付けることができる。相互接続された電気構成要素は、電流が流れるための１つまたは複数の経路を備え、それによって、１つまたは複数の電気回路を設定することができる。動作中、電子はプリント基板に取り付けられた電気構成要素を通って流れることができる。これにより、電気エネルギーが熱エネルギーに変換されるので熱が生成されることがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
[0003]一般に、本開示は、電気構成要素の１つまたは複数の表面を通して熱を移送するための熱移送経路を備える電気構成要素組立体に関する。いくつかの例では、電気構成要素は基板（例えばプリント基板）上に配置され、基板に隣接する下部表面と、下部表面の反対側の上部表面を画定することができる。熱橋が電気構成要素の上部表面の少なくとも一部に（例えば、伝導性経路を介して）熱的に接続され、電気構成要素の上部表面から離れたところに熱を移送するための熱経路を設けることができる。熱橋は、熱橋を通って少なくとも部分的に延びる１つまたは複数のバイアを含むことができる。いくつかの例では、組立体は、電気構成要素を熱橋に熱的に接続するために電気構成要素の上部表面と熱橋との間に置かれた１つまたは複数の熱伝導性部材を含む。いくつかの例では、１つまたは複数の熱伝導性部材は熱橋の１つまたは複数のバイアを通って少なくとも部分的に延びる。このようにして、本開示の組立体は、いくつかの例では、１つまたは複数の熱伝導性部材によって画定された第１の方向から熱橋によって画定された第２の方向に熱エネルギーを移送して、電気構成要素から熱を除去する。
【０００４】
[0004]本開示による一例では、組立体は、プリント基板と、プリント基板上の電気構成要素であり、プリント基板に隣接する第１の表面と、第１の表面以外の１つまたは複数の第２の表面とを画定する、電気構成要素と、を含む。組立体は、熱橋であり、熱橋を通って延びる複数のバイアを含む、熱橋と、電気構成要素の１つまたは複数の第２の表面と熱橋との間に置かれた熱伝導性部材とをさらに含む。
【０００５】
[0005]本開示による別の例では、組立体は、プリント基板およびプリント基板上の電気構成要素と、プリント基板に隣接する第１の表面および第１の表面以外の１つまたは複数の第２の表面を画定する電気構成要素とを含む。組立体は、熱橋を通って延びる複数のバイアを含み、熱直交異方性材料を含む熱橋であり、複数のバイアがめっきされたバイアを含む、熱橋と、複数のバイアを通って少なくとも部分的に延びる複数の突起を含む熱コネクタであり、熱等方性材料を含む、熱コネクタとをさらに含む。さらに、組立体は、電気構成要素の上部表面と熱コネクタとの間に置かれた熱界面を含む。
【０００６】
[0006]本開示によるさらなる別の例では、方法は、プリント基板上の電気構成要素の上に熱伝導性部材を配置するステップであり、電気構成要素が、プリント基板に隣接する第１の表面と、第１の表面以外の１つまたは複数の第２の表面とを画定する、ステップと、電気構成要素の上に熱橋を配置するステップであり、熱橋が、熱橋を通って延びる複数のバイアを含む、ステップとを含む。
【０００７】
[0007]１つまたは複数の例の詳細が添付図面および以下の説明に記載される。他の特徴、目的、および利点が、説明および図面から、ならびに特許請求の範囲から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】[0008]電気構成要素、熱橋、および１つまたは複数の熱伝導性部材を含む例示の電気構成要素組立体の分解図を示す概念図である。
【図２】[0009]例示の熱移送経路を示す図１の例示の組立体の概略断面図である。
【図３】[0010]図３Ａは図１の例示の組立体で使用することができる例示の熱伝導性部材の概念的側面図である。
【０００９】
図３Ｂは図１の例示の組立体で使用することができる例示の熱伝導性部材の概念的上面図である。
図３Ｃは図１の例示の組立体で使用することができる例示の熱伝導性部材の概念的側面図である。
【００１０】
図３Ｄは図１の例示の組立体で使用することができる例示の熱伝導性部材の概念的上面図である。
図３Ｅは図１の例示の組立体で使用することができる例示の熱伝導性部材の概念的側面図である。
【００１１】
図３Ｆは図１の例示の組立体で使用することができる例示の熱伝導性部材の概念的上面図である。
【図４】[0011]電気構成要素、熱橋、および１つまたは複数の熱伝導性部材を含む例示の電気構成要素組立体の分解図を示す別の概念図である。
【図５】[0012]例示の熱移送経路を示す図４の例示の組立体の概略断面図である。
【図６】[0013]例示の熱橋および例示の熱伝導性部材を含む例示の電気構成要素を形成するための例示の技法を示すブロック流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[0014]電気構成要素は、様々な異なる電気回路および様々な異なる電気デバイスに組み込むことができる。いくつかの例では、電気組立体は、基板（例えば、プリント基板）に取り付けられた１つまたは複数の電気構成要素を含む。基板は、１つまたは複数の電気構成要素に機械的支持および電気接続性を与える。１つまたは複数の電気構成要素は、１つまたは複数の個別構成要素、１つまたは複数の集積回路（ＩＣ）構成要素、または１つまたは複数のディスクリートコンポーネントと１つまたは複数のＩＣ構成要素との組合せとすることができる。ディスクリートコンポーネントは、トランジスタ、ダイオード、抵抗器、キャパシタ、インダクタなどのような個々の回路要素である。ＩＣ構成要素は、対照的に、単一の回路パッケージに２つ以上の回路要素を含む。より複雑な回路は、多数のディスクリートコンポーネント、多数のＩＣ構成要素、またはディスクリートコンポーネントとＩＣ構成要素との組合せを電気的に接続することによって形成することができる。
【００１３】
[0015]電気組立体の動作中、基板に取り付けられた１つまたは複数の電気構成要素は熱エネルギーを生成することがある。具体的には、１つまたは複数の電気構成要素を通って移動する電流に関連する電力損により、１つまたは複数の電気構成要素は温度が上昇することがある。１つまたは複数の電気構成要素によって生成された熱エネルギーを効果的に放散する（例えば、熱エネルギーを電気構成要素から離れたところに移送することによって）と、例えば、熱が効果的に放散されない組立体と比べて電気構成要素のインピーダンスを低下させ、電気構成要素の信頼性を向上させることによって１つまたは複数の電気構成要素の性能を改善することができる。
【００１４】
[0016]一般に、電気構成要素は、構成要素から離れたところに熱エネルギーを移送するための熱移送経路を備えるいくつかの異なる表面を含む。取り付けられた構成要素では、例えば、電気構成要素は、プリント基板に隣接する下部表面および下部表面の反対側の上部表面を画定することができる。いくつかの例では、熱エネルギーは、電気構成要素から離れたところに熱エネルギーを移送するために電気構成要素のリードおよびプリント基板の熱伝導性部分を使用して電気構成要素の下部表面から除去することができる。一方、熱エネルギー移送は、例えば、電気構成要素の下部表面に熱的に接続された材料の熱伝導率によって制限されることがあるので、熱エネルギーは、追加としてまたは代替として、電気構成要素の上部表面から除去されることがある。この上面冷却は、例えば、電気構成要素をプリント基板に取り付けることができる密度を増加させる、および／または動作温度を低下させることによって電気構成要素の性能を改善することができる。
【００１５】
[0017]本開示によれば、電気構成要素熱エネルギー移送のための組立体が開示される。例示の組立体は、電気構成要素の１つまたは複数の表面を通して電気構成要素から離れたところに熱を移送するための熱経路を設けるためにこれらの表面の少なくとも一部に熱的に接続された熱橋を含むことができる。熱橋は、電気構成要素の表面に隣接する熱橋を通って少なくとも部分的に延びる１つまたは複数のバイアを含むことができる。熱橋の１つまたは複数のバイアは、例えば、電気構成要素の表面に隣接する中実な、実質的に平坦な表面を含む熱橋と比較して、電気構成要素の表面を横切って熱橋に熱エネルギーを移送させるのを改善するために設けることができる。
【００１６】
[0018]いくつかの例では、組立体は、電気構成要素の１つまたは複数の表面と熱橋との間に置かれた１つまたは複数の熱伝導性部材をさらに含むことができる。組み合わせて、１つまたは複数の熱伝導性部材は、電気構成要素の表面と、熱橋の１つまたは複数のバイアに隣接した熱橋の表面との両方に接触することができる。このようにして、１つまたは複数の熱伝導性部材は、電気構成要素から１つまたは複数の熱伝導性部材を経由してバイアの領域の熱橋に伝導的に熱移送するために設けることができる。
【００１７】
[0019]いくつかの例では、１つまたは複数の熱伝導性部材は、熱橋への熱エネルギーの移送レートを増加させるために熱橋の１つまたは複数のバイアを通って少なくとも部分的に延びることができる。次に、熱エネルギーは熱橋によって画定された熱経路に従って進行し、電気構成要素からのエネルギーを除去することができる。この熱的経路は、１つまたは複数のバイアを経由して熱橋に入る熱移送の方向に実質的に垂直とすることができる。例えば、１つまたは複数のバイアを経由して移送される熱エネルギーは、隣接する電気構成要素表面に実質的に垂直である熱経路に従って進むことができ、一方、熱橋内に移送された熱エネルギーは、隣接する電気構成要素表面に実質的に平行である熱経路に従って進むことができるように例示の組立体は構成することができる。
【００１８】
[0020]いくつかの例では、熱橋は、例えば、熱等方性材料から形成された熱伝導性部材と組み合わせて、熱直交異方性材料を含むことができる。一般に、熱等方性材料は全方向に実質的に等しい熱伝導率を示すことができるが、熱直交異方性材料は少なくとも１つの他の方向の熱伝導率と異なる熱伝導率を１つの方向に示す。熱橋が熱直交異方性材料から形成される例では、熱橋の１つまたは複数のバイアは、熱橋内のより低い熱伝導率の方向への熱エネルギー移送を可能にすることができる。次に、このエネルギーは、熱直交異方性の熱橋内でより高い熱伝導率を有する１つまたは複数の方向に移送され得る。
【００１９】
[0021]１つの例示の電気構成要素組立体を形成する例示の方法の概念的詳細が図６を参照しながらより詳細に説明される。しかし、熱橋および熱伝導性部材を含む例示の電気構成要素組立体が図１〜５を参照しながら最初に説明される。
【００２０】
[0022]図１は、例示の電気構成要素組立体１０の分解図を示す概念図である。図２は、組立体１０内の例示の熱移送経路を示す組み立てられた状態での例示の組立体１０の概略断面図である。図２の組立体１０の図はバイア２６の列を二分する断面に沿ってｘｚ面で示される。
【００２１】
[0023]図示のように、電気構成要素組立体１０は、プリント基板１２、電気構成要素１４、熱界面材料（ＴＩＭ）１６、熱コネクタ１８、熱橋２０、および取付け部材２８を含む。電気構成要素１４は、上部表面２２と、プリント基板１２に接続される、上部表面２２と反対側の下部表面を画定する。ＴＩＭ１６は、電気構成要素１４の上部表面２２と熱コネクタ１８との間に置かれる。熱コネクタ１８の基部３２は熱橋２０とＴＩＭ１６との間に置かれる。熱橋２０およびプリント基板１２に結合される取付け部材２８を使用して、組立体１０を電気デバイスに取り付けることができる。図示のように、熱コネクタ１８は複数の突起２４を含み、熱橋２０は複数のバイア２６（バイア２６は図２では標識付けされていない）を含む。図を簡単にするために、単一の突起２４および単一のバイア２６だけが図１では標識付けされているが、複数の突起２４および熱橋２０の複数のバイア２６は、それぞれ、本明細書ではいくつかの場合に「突起２４」および「バイア２６」とまとめて呼ばれることがある。
【００２２】
[0024]組立体１０が図２に示されるように組み立てられると、ＴＩＭ１６の下部表面は電気構成要素１４の上部表面２２に接触することができる。同様に、ＴＩＭ１６の上部表面の少なくとも一部は電気コネクタ１８の対向する（下部の）表面に接触することができる。このようにして、熱エネルギーは、電気構成要素１２から上部表面２２を通ってＴＩＭ１６に伝導され得る。次に、熱エネルギーは、ＴＩＭ１６から、ＴＩＭ１６との表面界面を横切って電気コネクタ２２に伝導され得る。次に、熱エネルギーは、熱コネクタ２２から熱橋２０に、バイア２６内の突起２４から移送される。組み立てられると、熱コネクタ１８の１つまたは複数の突起２４は、熱橋２０のバイア２６を通って少なくとも部分的に、いくつかの例では完全に（図２に示されるように）延びることができる。バイア２６は、ほぼｚ方向に（図１および２において標識付けされたように）熱橋２６を通って延び、熱橋２０に複数の開口を画定する。
【００２３】
[0025]以下でさらに説明されるように、熱エネルギーは、電気構成要素の温度を低下させるために電気構成要素１４から伝導的に移送され得る。例えば、電気構成要素１４の動作中、熱エネルギーは、電気構成要素から上部表面２２を横切ってＴＩＭ１６および熱コネクタ１８を経由して熱橋２０に移送され得る。説明を容易にするために、本明細書で説明される例示の組立体は、プリント基板１２または他の取付け基板に直接隣接する表面と反対側の電気構成要素１４の表面を横切って移送されるように熱橋２０を使用して電気構成要素１４に関連する熱エネルギーを除去することに関して主として説明される。組立体１０では、その表面は電気構成要素１４の上部表面２２である。しかし、本開示の例はそのようには限定されない。むしろ、説明される構成は、熱橋２０を使用して、熱構成要素の任意の表面（例えば、上部表面および／または１つまたは複数の側表面）を通して熱エネルギーを除去するのに利用することができる。
【００２４】
[0026]図２に示されるように、次に、電気構成要素１４からＴＩＭ１６を通して熱コネクタ１８に伝導的に移送される熱エネルギーは熱橋２０に移送され得る。熱橋２０は、熱コネクタ１８から移送された熱エネルギーの少なくとも一部をバイア２６を通して受け取る。図１および２の例では、熱コネクタ１８の突起２４は、移送された熱エネルギーを熱橋２０のバイア２６に誘導する。このようにして、熱エネルギーはバイア２６内でｚ方向に伝導され、その結果、例えば、熱エネルギーの実質的にすべてが熱橋２０の下部表面（電気構成要素１４の上部表面２２に対向する表面）によって画定されたｚ方向の単一の場所で熱橋２０に伝導されるのとは対照的に、熱エネルギーは熱橋２０の厚さ（ｚ方向寸法）に沿って様々な場所で熱橋２０に移送される。そのような構成は、例えば、熱橋２０がバイア２６を含まず、代わりに、実質的に平坦な下部表面を画定する例と比較して、熱橋２０への熱エネルギー移送のレートを増加させることができる。
【００２５】
[0027]上記のように、組立体１０はプリント基板１２を含み、場合によっては、プリント基板組立体（ＰＢＡ）、プリント配線組立体（ＰＷＡ）、または回路カード組立体（ＣＣＡ）と呼ばれることがある。電気構成要素１４はプリント基板１２に機械的および電気的に結合することができる。異なる例では、ハンダ、電導性および／または熱伝導性接着剤などの接着剤、または別の機械的固定機構（例えば、ねじまたはボルト）を使用して、電気構成要素１４をプリント基板１２に機械的にまたは電気的に接続することができる。一例では、電気構成要素１４は、電気構成要素１４からのリードピンがプリント基板１２の第１の側からのスルーホールに挿入され、次に、プリント基板１２の反対側からハンダ付けされるスルーホール取付技法を使用してプリント基板１２に取り付けられる。別の例では、電気構成要素１４は、電気構成要素１４がプリント基板１２の伝導性アタッチパッドに直接取り付けられる表面実装技術（ＳＭＴ）技法を使用してプリント基板１２に取り付けられる。電気構成要素１４は、当業者なら理解されるであろうように、任意の好適な技法を使用してプリント基板１２に取り付けることができる。
【００２６】
[0028]プリント基板１２は、電気構成要素１４に電気的または機械的に接続するための様々な異なるフィーチャを含むことができる。例えば、プリント基板１２は、電気構成要素１４に機械的または電気的に接続するための１つまたは複数のアタッチパッド（図示せず）、例えば、ハンダアタッチパッドまたは接着剤アタッチパッドを含むことができる。プリント基板１２は、例えば、図１に示されたｚ方向にプリント基板１２を通って少なくとも部分的に延びる１つまたは複数のバイアを含めてプリント基板１２を通って少なくとも部分的に延びる１つまたは複数のバイア（図示せず）をさらに含むことができる。いくつかの例では、プリント基板１２のそのようなバイアは、プリント基板１２の少なくとも１つの導電性トレースに電気構成要素１４を電気的に接続するための１つまたは複数の電気的バイアを含むことができる。
【００２７】
[0029]プリント基板１２は、例えば、ガラス繊維、樹脂、および銅を含む様々な異なる材料から構成することができる。いくつかの例では、プリント基板１２はラミネート材料の複数の層を含むことができる。複数の層のうちの１つまたは複数は、プリント基板１２を通る導電性経路を設けるためにラミネート材料にエッチングされた銅トレーシングを含むことができる。ラミネート材料の複数の層を積み重ね、一緒に押しつけ、硬化させて、プリント基板１２を製造することができる。
【００２８】
[0030]プリント基板１２は、いくつかの例では、電気構成要素１２から離れたところに熱エネルギーを移送するように構成することができる。そのような例では、プリント基板１２は、プリント基板１２に直接隣接する電気構成要素１４の下部表面または他の表面からの熱経路を設けるために１つまたは複数のバイアを含む。プリント基板１２はヒートシンクを含むかまたは結合することができ、電気構成要素１４の下部表面はプリント基板１２を通してヒートシンクに熱的に接続することができる。したがって、本開示は、全般的に、電気構成要素１４の上部表面２２を横切って熱橋２０に移送される熱移送エネルギーを説明するが、プリント基板１２は、そのような熱移送に加えてまたは代わりに電気構成要素１４の下部表面からの熱移送を促進することができる。いくつかの例では、例えば、プリント基板１２および熱橋２０を製作するのに使用される様々な材料の様々な熱伝導率に基づいて、比較的少ない熱が熱橋２０よりもプリント基板１２を通って移送されることがある。
【００２９】
[0031]電気構成要素１４はプリント基板１４に取り付けることができる。いくつかの例では、電気構成要素１４は、例えば、電気構成要素１４を環境汚染物質から保護し、組立体１０の製作の間電気構成要素１４の装着を容易にすることができるパッケージ（例えば、筐体）内に密閉される。電気構成要素１４用のパッケージはパッケージ蓋およびパッケージ基部を含むことができる。パッケージ蓋およびパッケージ基部は、電気構成要素１４を実質的に密閉するために組み合わせることができる。いくつかの例では、例えば、パッケージのハーメチックシールを改善するために、パッケージ蓋とパッケージ基部との間に封止リングを配置することができる。一例では、パッケージは、ボールまたはバンプハンダダイ表面を含むフリップチップなどのフリップチップパッケージを含むことができる。別の例では、パッケージは、多数の電気構成要素を収容するように構成されたマルチチップパッケージとすることができる。どんな場合も、組立体１０はプリント基板１２に取り付けられた電気構成要素１４を含むように説明されているが、電気構成要素１４はパッケージ内に存在することができ、電気構成要素１４を含むパッケージがプリント基板１２に取り付けられ得ることが理解されるべきである。
【００３０】
[0032]電気構成要素１４は、任意の一般的に既知のディスクリートコンポーネントまたは集積回路（ＩＣ）構成要素とすることができる。いくつかの例では、組立体１０は、プリント基板１２に取り付けられた複数の電気構成要素（例えば、２つ、３つ、４つ、またはそれよりも多くの）を含むことができる。複数の電気構成要素は、例えばマルチチップパッケージに別々に取り付ける、または一緒に取り付けることができる。
【００３１】
[0033]電気構成要素１４は動作中に熱エネルギーを生成することがあり、それにより、電気構成要素１４の温度が動作中に上昇することがある。動作の間電気構成要素１４の温度を低下させるために、組立体１０は、熱エネルギーが電気構成要素１４から離れたところに移送されるように構成される。上記のように、ある例では、組立体１０内の電気構成要素１４によって生成された熱エネルギーを管理するために、熱エネルギーは、電気構成要素１２の下部表面および／または電気構成要素１４の上部表面２２を通してプリント基板１２を介して電気構成要素１４から移送され得る。
【００３２】
[0034]いくつかの高電力構成要素の熱管理は、例えば、高電力構成要素で使用される比較的大きい量の熱エネルギーに基づいて、比較的低電力の構成要素の熱管理よりも困難となることがある。いくつかの例では、本開示の特徴および技法は、電気構成要素が取り付けられるプリント基板を経由する熱移送（本開示では下面熱エネルギー移送と呼ばれることがある）に加えてまたは代わりにプリント基板に直接隣接しない１つまたは複数の表面を通して熱移送（例えば、上面熱エネルギー移送）を行うために、１つまたは複数の高電力構成要素を含む組立体で使用することができる。比較的高電力の構成要素の例には、限定はしないが、例えば、フリップチップスタイルプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などのようなプロセッサが含まれ得る。しかし、構成要素の前出の例は単なる例示であることが意図されており、本開示の組立体および技法は、任意の特定のタイプの電気構成要素または電気構成要素の組合せに限定されないことが理解されるべきである。
【００３３】
[0035]上述のように、熱エネルギーは電気構成要素１４の上部表面２２を通して熱橋２０に移送され得る。電気構成要素１４の動作温度を低下させるために、熱エネルギーを電気構成要素１４から離れたところに、場合によってはプリント基板１２から離れたところに移送するのは有益であることがある。熱橋２０を介して電気構成要素１４からの熱エネルギーを移送するのに、熱橋２０は、例えば、電気構成要素１４と熱橋２０との間の熱エネルギーの伝導性移送を可能にするために電気構成要素１４の上部表面２２に直接にあるいは１つまたは複数の熱伝導性部材を通して熱的に接続することができる。
【００３４】
[0036]例えば、図２に示されるように、組立体１０は、電気構成要素１４の上部表面２２からＴＩＭ１６および熱コネクタ１８を経由して熱橋２０を通して熱エネルギーを移送するように構成される。いくつかの例では、熱エネルギーは、矢印８０および８２によって示されるようなｚ方向に電気構成要素１４の上部表面２２から移動することができる。熱エネルギーはＴＩＭ１６を通って伝導的に移動し、熱コネクタ１８の基部３２に入ることができる。熱エネルギーは、基部３２から、熱コネクタ１８の突起２４を通ってｚ方向に移動することができる。突起２４が熱橋２０のバイアに少なくとも部分的に、図２の例では完全に、挿入される接合部に達すると直ちに、次に、熱エネルギーは矢印８４によって示されるように熱橋２０に移動することができる。図２に示されるように、移送される熱エネルギーの熱経路は、突起２４と熱橋２０のバイアとによって画定されたｚ方向経路から熱橋２０のｘｙ面に移行することができる。
【００３５】
[0037]熱橋２０は電気構成要素１４の上部表面２２の少なくとも一部の上に配置することができ、いくつかの例では、熱橋２０は電気構成要素１４の上部表面２２全体の上に配設することができる。図１では示されていないが、いくつかの例では、熱橋２０は、電気構成要素１４の上部表面２２および１つまたは複数の側表面の両方を通る熱エネルギー移送を可能にするように電気構成要素１４の側壁（例えば、図１のｚｘ面またはｚｙ面に画定された側壁）の上に配置することもできる。どんな場合も、電気構成要素１４から熱橋２０に移送された熱エネルギーは、続いて、矢印８６で示されるように熱橋２０内で放散することができる。例えば、電気構成要素１４からの熱エネルギーは、組立体１０内でヒートシンクとして機能することができる取付け部材２８に移送され得る。このようにして、組立体１０は、熱橋２０を使用して、電気構成要素１４から上部表面２２を通して離れたところへの熱エネルギー移送を行うことができ、それにより、いくつかの例では、電気構成要素１４の動作性能を改善することができる。
【００３６】
[0038]いくつかの例では、熱橋２０はプリント基板１２に機械的および／または熱的に接続することができる。例えば、熱橋２０はプリント基板１２に接続することができ、電気構成要素１４の少なくとも一部を囲む（例えば、電気構成要素１４にまたがる）ことができる。逆に、他の例では、熱橋２０はプリント基板１２に接続するのではなく、代わりに、電気構成要素１４の上に架かることができる。例えば、組立体１０では、熱橋２０は電気構成要素１４の上に架かり、取付け部材２８に接続する。
【００３７】
[0039]本開示の１つまたは複数の例によれば、熱橋２０はバイア２６を含む。熱橋２０のバイア２６は、例えば、熱橋２０が電気構成要素１４の上部表面２２に対向する実質的に平坦な表面を含む例と比較して、電気コネクタ１４から熱橋２０への熱エネルギー移送のレートが増加するのを可能にすることができる。
【００３８】
[0040]組立体１０では、バイア２６の各々はほぼｚ方向に熱橋２０を通って延びる開口を画定する。各バイア２６の開口は、ｚ方向に実質的に垂直であり、電気構成要素１４の上部表面２２の表面に実質的に平行である面を画定する。熱エネルギーは、バイア２６内に配置された電気コネクタ１８の突起２４によって、熱橋２０の下部表面によって画定された面を横切ってｚ方向に移送され得る。熱エネルギーは、少なくとも部分的に、電気コネクタ１８の突起２４からバイア２６の側壁を通って熱橋２０にさらに移送され得る。そのような構成では、電気コネクタ１８から熱橋２０への熱移送経路は、例えば、熱橋２０がバイア２６を含んでいない場合のように熱橋２０の下部表面を横切ってｚ方向にではなく、突起２４とバイア２６との界面を横切ってｘおよびｙ方向に画定することができる。次に、バイア２６の側壁を通って熱橋２０に入った熱エネルギーは熱橋２０を横切ってほぼｘｙ面において放散することができる。このようにして、熱橋２０が１つまたは複数のバイア２６を含むのではなく中実な表面を含む例と比較して、大量の熱エネルギーが熱橋２０に移送され得る。
【００３９】
[0041]熱橋２０のバイア２６は任意の好適なサイズおよび形状を有することができる。組立体１０で示されるように、１つまたは複数のバイア２６は、熱コネクタ１８の１つまたは複数の突起２４を受け取るように構成する（例えば、サイズを合わせる、および／または整形する）ことができる。したがって、熱橋２０のバイア２６は、例えば、図３Ａ〜３Ｆに関して以下で説明される様々な寸法および形状を含む熱コネクタ１８の突起２４を受け取るように寸法合せおよび整形することができる。異なる例では、バイア２６は、ｘｙ断面に円形、楕円、長方形、正方形、または他のアーチもしくは多角形形状を画定することができる。熱橋２０が複数のバイア２６を含む例では、バイア２６の各々は同じサイズおよび形状とすることができ、または複数のバイア２６のうちの少なくとも１つのバイアは、複数のバイア２６のうちの少なく１つの他のバイアと異なるサイズおよび／または形状を有することができる。いくつかの例では、バイア２６の側壁は、熱橋２０の下部表面および／または電気構成要素１４の上部表面２２に実質的に垂直とすることができる。他の例では、バイア２６の側壁は、熱橋２０の下部表面および／または電気構成要素１４の上部表面２２に非垂直（例えば、斜め）とすることができる。
【００４０】
[0042]さらに、バイア２６が図１および２では熱橋２０を通って最後まで延びるように示されているが、ある例では、バイア２６は下部表面から熱橋２０を通って最後まで延びるのではなく、代わりに、ｚ方向に熱橋２０内に部分的にのみ延びることができる。そのような例では、バイア２６は熱橋２０の下部表面内に、例えば、本開示で説明されるようなｚ方向への熱エネルギー移送のための嵌合突起２４を受け取ることができる窪みを形成することができる。
【００４１】
[0043]どんな場合も、本開示の組立体は、特定の数、サイズ、または形状のバイア２６をもつ熱橋に限定されないことが理解されよう。さらに、組立体１０はすべての例で熱コネクタ１８を含むのではなく、さらにバイア２６は熱コネクタ１８の突起２４を受け取るように構成される必要はないことが考えられる。
【００４２】
[0044]熱橋２０は、熱コネクタ２０に単一のバイアを含む例が考えられるが、単一のバイアの代わりに複数のバイア（例えば、２つ、３つ、４つ、またはそれよりも多くの）を含むことができる。例えば、組立体１０は図１では２５個のバイアを含むように示されているが、異なる数のバイアが熱橋２０に形成されてもよい。熱橋２０のバイア２６の数を増加すると（例えば、単一のバイア２６と比較して）、電気構成要素１４から離れたところに熱を移送するのに利用可能な熱橋２０のｘｚ面およびｙｚ面における断面表面領域を増加することができる。そのため、熱エネルギーは、比較的少数の熱バイアをもつ熱橋と比較して、より大きいレートで電気構成要素１４から移送され得る。
【００４３】
[0045]いくつかの例では、熱橋２０のバイア２６は、電気構成要素１４の上部表面２２、または上部表面２２の一部の上に直接配置することができる。他の例では、熱橋２０のバイア２６は電気構成要素１４の上部表面２２から偏らせる（例えば、辺の方に離して配置する）ことができる。同様に、熱橋２０が複数のバイア２６を含む例では、複数のバイア２６は電気構成要素１４の上部表面２２、または上部表面２２の一部の上に直接配置することができ、あるいはバイア２６は電気構成要素１４の上部表面２２に対して偏らせることができる。場所の組合せも考えられる。バイア２６は、例えば、図１に示された行および列の配置を含む規則的な配置を画定することができる。代替として、バイア２６は外見的にはランダムなパターンで配置することができる。
【００４４】
[0046]バイア２６は様々な技法を使用して熱橋２０に形成することができる。例えば、バイア２６は熱橋２０に切削または打ち抜きすることができる。代替として、バイア２６は、熱橋２０の製作の間に、例えば、少なくとも１つのバイア２６を含むように熱橋２０を鋳造するか、さもなければ形成することによって画定することができる。いくつかの例では、熱コネクタ１８の突起２４を熱橋２０のバイア２６に取り付ける（例えば、ハンダ、熱伝導性エポキシなどの熱伝導性接着剤などを使用して）ことが望ましいことがある。追加の例では、バイア２６を機械的に補強することが望ましいことがある。どちらかの例でも、熱橋２０はバイア２６によって画定された周囲に沿ってめっきすることができる。この点に関して、周囲に沿ってめっきしているバイア２６のいずれもめっきされたバイアと見なすことができる。バイア２６は、限定はしないが、銅、ニッケルめっきされた銅、およびハンダめっきされた銅を含む任意の好適な熱伝導性材料でめっきすることができる。熱橋２０が複数のバイア２６を含む例では、複数のバイア２６の各バイアはめっきすることができ、複数のバイア２６のどのバイアもめっきしないことができ、または複数のバイア２６のうちの少なくとも１つのバイアはめっきすることができるが、複数のバイア２６のうちの少なくとも１つの他のバイアはめっきされない。
【００４５】
[0047]図１および２の例では、熱橋２０は、実質的に平坦な表面を画定し、ｚ方向に垂直な面に沿って実質的に長方形形状を有するように示されている。電気コネクタから熱橋２０に移送された熱エネルギーはｚ方向に実質的に垂直な面に沿って熱橋内で放散され得る。しかし、熱橋２０に達するように、電気構成要素１４から移送されたエネルギーはＴＩＭ１６および電気コネクタ１８を通ってｚ方向に移送され得る。
【００４６】
[0048]熱橋２０のバイア２６は、ｚ方向にＴＩＭ１６と熱コネクタ１８とによって画定された熱経路と、ｚ方向に実質的に垂直な面に熱橋２０によって画定された熱経路との間で方向変更に応じることができる。例えば、以前に説明されたように、熱橋２０のバイア２６は熱移送のためにｚ方向に実質的に平行である表面領域を設けることができ、それは、少なくとも１つのバイア２６なしの熱橋と比較して、電気構成要素１４から離れたところへの熱エネルギー移送レートを増加させることができる。例えば、熱エネルギーは電気コネクタの突起２４内でｚ方向に移動することができ、次に、バイア２６の側壁を通って熱橋２０に移動し、そこで、熱エネルギーは熱橋２０のｘｙ面を横切って放散することができる。逆に、バイア２６なしでは、熱エネルギーは熱橋２０の下部表面に移送され得るが、それは、熱橋２０のｚ方向への熱拡散、ならびに熱橋２０のｘおよびｙ方向への熱拡散を必要とすることがある。したがって、電気構成要素１４から離れたところへの熱橋２０を経由する熱移送は、熱橋２０がバイア２６を含む組立体１０などの例よりもかなり遅いことがある。
【００４７】
[0049]熱橋は任意の好適な形状を有することができる。組立体１０の例では、熱橋は実質的に平坦な長方形形状を有する。しかし、熱橋２０は図１および２に示されたものと異なる形状を想定することができる。異なる形状は、電気構成要素１４の形状、熱コネクタ１８の形状、または様々な考慮事項（例えば、組立体１０を組み込むことができる電気デバイスの形状を含む）によって決定することができる。熱橋２０の形状により、熱橋２０が電気構成要素１４の上部表面２２に熱的に接続され、電気構成要素１４から熱エネルギーを移送できるようになるのであれば、熱橋２０は任意の一般的なアーチ形（例えば、湾曲、丸い形、円形、円柱状）、または多角形（例えば、正方形、長方形、台形、六角形）の３次元形状を想定することができる。
【００４８】
[0050]いくつかの例では、熱橋２０は任意の好適な熱伝導性材料から形成することができる。熱橋２０は、電気構成要素１４から受け取った熱エネルギーを適切に移送および放散できるようにする熱伝導率を示すことができる。例示の材料は、少なくとも１６０ワット／メートル・ケルビン（Ｗ／ｍ×Ｋ）、例えば少なくとも４００ワット／メートル・ケルビンなどの熱伝導率を有することができる。異なる例では、熱橋２０は、熱等方性材料または熱直交異方性材料から形成することができる。熱直交異方性材料は、熱直交異方性特性を示すように熱橋２０の製作中に準備される材料を含むことができる。一般に、熱直交異方性材料は、少なくとも１つの他の方向の熱伝導率と異なる熱伝導率を１つの方向に示す。対照的に、熱等方性材料は、一般に、全方向に実質的に等しい熱伝導率を示す。いくつかの熱直交異方性材料は、標準の等方性材料によって示される熱伝導率よりも大きい熱伝導率を少なくとも１つの方向に示すので、熱橋２０に熱直交異方性材料を使用すると、いくつかの例では、熱等方性材料から製作された熱橋を使用するのと比較して電気構成要素１４から離れたところへの熱移送レートを増加させることができる。熱橋２０を製作するのに使用することができる等方性材料の例には、限定はしないが、銅、アルミニウム、ベリリウム、およびそれらの合金が含まれる。熱橋２０を製作するのに使用することができる直交異方性材料の例には、限定はしないが、例えば、配向黒鉛繊維および粒状微細構造をもつ配向炭素繊維などの配向炭素繊維が含まれる。しかし、前述の等方性材料および直交異方性材料は単に例であり、本開示の組立体は任意の特定の材料から製作された熱橋に限定されないことが理解されるべきである。
【００４９】
[0051]いくつかの例では、熱橋２０が熱直交異方性材料から形成される場合、熱橋は、少なくとも１つの他の方向の熱伝導率と異なる熱伝導率を１つまたは複数の方向で示すことができる。例えば、熱橋２０は、ｚ方向の熱伝導率よりも大きい熱伝導率をｘ方向および／またはｙ方向で（または、一般的にｘｙ面で）示すように熱直交異方性材料から形成することができる。そのような例では、熱橋２０の熱直交異方性の性質によりｘｙ面において熱エネルギーの望ましい放散を行うことができるが、熱橋２０内のｚ方向のそのような熱エネルギーの移送が電気構成要素２２からの熱エネルギーの全体的な移送を制限することがある。したがって、熱橋２０のバイア２６は、例えば突起２４内で、ｚ方向に熱橋２０に熱エネルギーを移送し、それに続いて、バイア２６を通して熱橋２０にｘｙ面に沿って熱エネルギーを移送するのを可能にすることができる。このようにして、熱エネルギーが、いかなるバイア２６もなしに、電気構成要素１４から熱橋２０の下部表面を通って移送される同様の構成と比較して、バイア２６は、熱橋２０が熱直交異方性材料から形成される場合に電気構成要素１４から熱橋２０へと離れたところへの熱エネルギー移送を改善することができる。記述したように、動作中、電気構成要素１４からの熱エネルギーの移送を増加させると、例えば、電気構成要素１４の動作温度を低下させることによって、例えば、電気構成要素１４の性能を改善することができる。
【００５０】
[0052]上述のように、図１および２の例では、熱橋２０はＴＩＭ１６および熱コネクタ１８を介して電気構成要素１４に熱的に結合される。電気構成要素１４から熱橋２０に移送された熱エネルギーは主として上部表面２２を通って移送される。組み合わせて、ＴＩＭ１６および熱コネクタ１８は、電気構成要素１４からＴＩＭ１６および熱コネクタ１８を通って熱橋２０へと離れたところに熱を移送することができるように上部表面２２から熱橋２０への１つまたは複数の伝導性経路を設ける。しかし、異なる例では、組立体１０は単一の熱伝導性部材（例えば、ＴＩＭ１６または熱コネクタ１８だけ）を含むことができ、または組立体１０は追加の熱伝導性部材または異なる熱伝導性部材を含む。例えば、図４および５に関して以下で説明されるように、組立体１００は、電気構成要素１４の上部表面２２と熱橋２０との間に第１のＴＩＭ１６、第２のＴＩＭ１０４、および熱拡散部１０２を含む。
【００５１】
[0053]例示の組立体１０では、ＴＩＭ１６は電気構成要素１４から熱コネクタ１８への熱伝導性経路を設ける。そのため、ＴＩＭ１６は電気構成要素１４の上部表面２２の少なくとも一部に配置される。いくつかの例では、ＴＩＭ１６は電気構成要素１４の上部表面２２に直接隣接して配設される。他の例では、ＴＩＭ１６は１つまたは複数の追加の層の上に配置され、１つまたは複数の追加の層は、例えば、１つまたは複数の追加の熱伝導性部材、および／または１つまたは複数の追加のＴＩＭ材料もしくはＴＩＭ層を含むことができ、それらのうちの１つはさらに電気構成要素１４の上部表面２２に直接隣接して配設される。追加の例では、ＴＩＭ１６は、上部表面２２の一部だけの代わりに電気構成要素１４の実質的に全上部表面２２の上に配置することができる。言い換えれば、ＴＩＭ１６は、電気構成要素１４の実質的に全上部表面２２の上に、または電気構成要素１４の上部表面２２のより少ない部分の上に配置することができる。
【００５２】
[0054]ＴＩＭ１６は任意の好適な熱伝導性材料を含むことができるが、一般に、材料の熱伝導率が高いと、電気構成要素１４から離れたところへの熱移送レートが増加する。いくつかの例では、ＴＩＭ１６は、限定はしないが、熱増強エポキシ、ゲル、グリース、パテ、および圧縮可能パッドを含むことができる。いくつかの例では、前述の材料はＴＩＭ−１材料と呼ばれる材料の種類に含まれ得る。したがって、ＴＩＭ１６は、いくつかの例では、すべてのＴＩＭ−１材料を含むと見なすことができる。しかし、他の熱界面材料が組立体１０に好適であると考えられることが理解されるべきである。実際には、いくつかの熱界面材料は熱移送に加えて複数の性質を備えることができる。例えば、ＴＩＭ１６は、電気構成要素１４と熱コネクタ１８との間の熱移送を行うことに加えて、熱コネクタ１８を電気構成要素１４に接着で取り付けることができる。
【００５３】
[0055]図１の例のＴＩＭ１６は厚さ３０を画定し、それは、電気構成要素１４の上部表面２２に実質的に垂直である図１に示されたｚ方向の厚さである。一般に、熱エネルギーは、ＴＩＭ１６の特定の厚さ３０に関係なく電気構成要素１４の上部表面２２から離れたところに移送され得る。しかし、いくつかの例では、熱コネクタ１８、熱橋２０、および／または上部表面２２と熱橋２０との間に置かれた追加のもしくは異なる熱伝導性部材の熱伝導率が、ＴＩＭ１６の熱伝導率よりも比較的高いことがある。高い材料の熱伝導率が高いと、電気構成要素１４から離れたところへのエネルギー移送レートが高くなりやすい。そのため、ＴＩＭ１６の厚さを最小にすると、いくつかの例では、電気構成要素１４から離れたところへの熱移送を改善することができる。いくつかの例では、ＴＩＭ１６の厚さ３０は、約２５．４マイクロメートル（１ミル、すなわち０．００１インチ）以下とすることができる。追加の例では、ＴＩＭ１６の厚さ３０は、約１２７マイクロメートル（５ミル、すなわち０．００５インチ）以下とすることができる。例えば、ＴＩＭ１６の厚さ３０は、例えば、約５０．８マイクロメートル（２ミル）と約１０２マイクロメートル（４ミル）との間を含めて、約２５．４マイクロメートル（１ミル）と約１２７マイクロメートル（５ミル）との間とすることができる。しかしながら、組立体１０はこの点に関して限定されず、ＴＩＭ１６の異なる厚さ３０が使用されてもよいことが理解されるべきである。
【００５４】
[0056]ＴＩＭ１６は熱コネクタ１８に熱的に接続される。熱コネクタ１８は、電気構成要素１４および特にＴＩＭ１６と熱橋２０との間に熱経路を設ける。上述のように、熱コネクタ１８はＴＩＭ１６よりも比較的高い熱伝導率を有することができる。したがって、熱コネクタ１８は、図４に関して以下で説明されるように組立体１０から省略することができるが、組立体１０に熱コネクタ１８を含むと、熱コネクタ１８を含まない組立体と比較して、電気構成要素１４から離れたところへの熱移送レートを増加させることができる。
【００５５】
[0057]一般に、熱コネクタ１８は、電気構成要素１４の上部表面２２と熱橋２０との間で熱を伝導的に移送するように構成される。そのため、いくつかの例では、熱コネクタ１８は、電気構成要素１４と熱橋２０との間に延びる（例えば、図１に示されたｚ方向に）少なくとも１つの突起２４を含む。突起２４は、熱橋２０の少なくとも１つのバイア２６内に延びるように構成することができる。いくつかの例では、突起２４は、例えば、ハンダ、熱伝導性接着剤などを使用して、バイア２６に取り付けることができる。突起２４は、バイア２６に挿入されると、熱橋２０のバイア２６を通って少なくとも部分的に、ある場合には完全に延びることができる。突起２４は、バイア２６内に延びると、熱橋２０に熱的に接続することができ、例えば、突起２４からバイア２６の側壁を通って熱橋への伝導性熱エネルギー移送を可能にする。このようにして、熱コネクタ１８は電気構成要素１４と熱橋２０との間に熱経路を設けることができる。
【００５６】
[0058]いくつかの例では、熱コネクタ１８は単一の突起の代わりに複数の突起（例えば、２つ、３つ、４つ、またはそれよりも多くの）を含むことができる。例えば、図１の組立体１０は基部３２から延びる２５個の個別の突起２４を含むが、異なる数の突起２４が熱コネクタ１８に含まれ得る。図示のように、熱コネクタ１８は、熱橋２０の多数の対応するバイア２６と等しい多数の突起２４を含むことができる。上述のように、各突起２４は電気構成要素１４から離れたところへのｚ方向の熱移送を容易にすることができるが、熱橋２０はｘｙ面における熱移送を容易にすることができる。このように、熱コネクタ２０は電気構成要素１４から離れたところに熱を１つの方向で移送することができるが、熱橋２０は、熱コネクタ１８によって離れたところに引き出された熱を、熱がコネクタ１８によって離れたところに引き出された方向と異なる少なくとも１つの方向、場合によっては２つ以上の方向に放散することができる。そのため、熱コネクタ１８の突起２４の数を増加させると、経路の数を増加させることができ、熱橋２０のｘｙ面への後続の移送のためのｚ方向の熱移送を容易にすることができる。他の例では、熱コネクタ１８の突起２４の数は熱橋２０のバイア２６の数と異なることができる。例えば、熱コネクタ１８は、熱橋２０のバイア２６の数よりも少ない数の突起を含むことができる。
【００５７】
[0059]熱コネクタ１８の突起２４は、電気構成要素１４から熱橋２０に熱エネルギーを移送するために任意の好適なサイズおよび断面形状を画定することができる。いくつかの例では、突起２４は、実質的に一様にサイズを合わされ整形された複数の突起を含む。異なる例では、突起２４は複数の突起を含み、複数の突起のうちの少なくとも１つの突起は、複数の突起のうちの少なくとも１つの他の突起と異なるサイズおよび／または形状を有する。熱コネクタ１８のための様々な例示の構成が図３Ａ〜３Ｆに関してさらに詳細に以下で説明される。
【００５８】
[0060]熱コネクタ１８は１つまたは複数の熱伝導性材料から形成することができる。熱コネクタ１８に好適な材料の例には、限定はしないが、銅、銅合金、スズめっきされた銅、およびニッケルめっきされた銅が含まれる。
【００５９】
[0061]上述のように、いくつかの例では、組立体１０は、熱直交異方性材料から製作された熱橋２０を含むことができる。追加としてまたは代替として、ＴＩＭ１６および熱コネクタ１８は熱等方性の材料から形成することができる。上記のような熱等方性材料は全方向に実質的に等しい熱伝導率を示す。１つまたは複数の熱伝導性部材が、電気構成要素１４から離れたところへのｚ方向の熱移送を、ならびにバイア２６において熱橋２０へのｘおよびｙ方向の熱移送を行うことができるので、熱等方性材料から製作された熱伝導性部材は、電気構成要素１４からの熱を除去するために多方向熱移送を容易に増大することができる。代替として、ＴＩＭ１６および／または電気コネクタ１８は、例えば、ｚ方向の熱伝導率の増大を示すように熱直交異方性の材料から形成することができる。
【００６０】
[0062]組立体１０は、電気構成要素１４の上部表面２２と熱橋２０との間に配置された熱伝導性部材であるＴＩＭ１６および電気コネクタ１８を含むが、例はそのようなものとして限定されない。いくつかの例では、図４および５に関して以下で説明されるように、組立体は、電気構成要素１４から熱橋２０へと離れたところに熱エネルギーを伝導的に移送するのに、熱コネクタ１８なしでＴＩＭ１６などの熱界面材料（ＴＩＭ）を含むことができる。言い換えれば、熱エネルギーは、図１および２に示された熱コネクタ１８なしで電気構成要素１４の上部表面２２から離れたところに移送され得る。他の例では、例示の組立体はＴＩＭ１６なしで熱コネクタ１８を含むことができる。熱エネルギーは、熱コネクタ１８と熱橋２０とによって画定された熱経路を通って電気構成要素１４の上部表面２２から離れたところに移送され得る。言い換えれば、熱エネルギーは、ＴＩＭ１６なしで電気構成要素１４の上部表面２２から離れたところに移送され得る。追加の例では、図１に示されるように、組立体は、電気構成要素１４からバイア２６を少なくとも部分的に通って熱橋２０へと離れたところに熱を移送するための複数の（例えば、２つ、３つ、４つ、またはそれよりも多くの）熱伝導性部材を含むことができる。例えば、上述のように、組立体１０は、ＴＩＭ１６および熱コネクタ１８の形態の２つの熱伝導性部材を有するように図１で示されている。追加の熱伝導性部材が考えられ、いくつかの追加の例が以下で説明される。
【００６１】
[0063]組立体１０は独立型組立体として図示および説明されているが、いくつかの例では、組立体１０はより大きい組立体またはデバイスに組み込むことができる。したがって、組立体１０は、より大きい組立体またはデバイスへの組込みを容易にするように電気的および／または機械的接続を含むことができる。図１の例の組立体１０は、例えば、組立体１０をより大きい組立体に機械的に取り付けるのに使用することができる取付け部材２８を含む。取付け部材２８は、組立体１０を機械的に接続するために、シャーシレールなどの対応する構造体に挿入することができる。異なる例では、組立体１０は、多数の取付け部材、または図１に示された取付け部材２８と異なるサイズまたは形状をもつ取付け部材を含むことができる。実際には、取付け部材は本開示による組立体によって必要とされない。したがって、組立体１０はシャーシレールアタッチメント用に構成された単一の取付け部材２８を含んでいるが、本開示はこの点に関して限定されないことが理解されなければならない。
【００６２】
[0064]組立体１０に機械的接続性を与えるのに加えて、いくつかの例では、取付け部材２８は組立体１０のためのヒートシンクとして機能することができる。この関連で、取付け部材２８は熱伝導性材料から製作することができる。電気構成要素１４の動作中、取付け部材２８は、例えば、本開示で説明される例示の構成によって、熱橋２０から熱エネルギーを吸収することができ、その結果として、電気構成要素１４から熱エネルギーを吸収することができる。このように、取付け部材２８は、電気構成要素１４から除去された熱エネルギーの到着地として働くことができる。取付け部材２８は、電気構成要素１４から吸収された熱を、例えば、空気または冷却流体などの別の要素または別の媒体に伝導性移送することによって放散することができる。
【００６３】
[0065]取付け部材２８に加えてまたは代わりに、組立体１０は、熱橋２０から熱エネルギーを吸収するための専用ヒートシンクを含むことができる。ヒートシンクは熱橋２０に熱的に接続することができる。さらに、ヒートシンクは、例えば隣接する熱橋２０を含む組立体１０上の様々な場所に配置することができる。しかし、専用ヒートシンクは組立体１０によって必要とされない。
【００６４】
[0066]構成されるとき、一般に、組立体１０は、第１の軸方向（例えばｚ方向）の第１の熱伝導経路と、第１の軸方向に実質的に垂直な第２の軸方向の（例えば、ｘｙ面の）第２の熱経路とを備えることができる。組立体１０は、例えば、熱橋２０の幾何形状と、組立体１０で使用される１つまたは複数の熱伝導性部材の幾何形状、数、および配置とを含む様々な要因に基づいて、追加の熱伝導経路または異なる熱伝導経路を備えることができる。したがって、熱経路の説明は単に例であり、本開示の組立体は熱伝導経路のいかなる特定の構成にも限定されないことが理解されよう。さらに、熱経路の説明は、熱エネルギーを、個別で同一の方向に移動するとして記載したが、実際には、熱エネルギーは熱伝導性要素のすべての方向にわたって拡散することができることが理解されるべきである。すなわち、熱伝導性要素は、例えば、要素の物理的方位または要素を製作するのに使用された材料の性質に基づいて、他の方向に比べてある方向に優先的に熱エネルギーを伝導することができるが、熱エネルギーは、実際には、熱伝導性要素のすべての方向および表面を通って移動することができる。
【００６５】
[0067]上述のように、熱橋２０は、電気構成要素１４から離れたところに熱を移送するために１つまたは複数の熱伝導性部材に熱的に接続するように構成される。いくつかの例では、熱橋２０は熱エネルギーを１つまたは複数の熱伝導性部材により面外に移送する。言い換えれば、熱伝導性要素はすべての方向にある程度熱エネルギーを伝導することができるが、要素は、例えば、要素の物理的方位または要素を製作するのに使用された材料の性質に基づいて、他の方向に比べてある方向に優先的に熱エネルギーを伝導することができる。組立体１０では、例えば、熱エネルギーは、電気構成要素１４から離れたところに、ＴＩＭ１６および熱コネクタ１８を通して、ＴＩＭ１６および熱コネクタの１８の物理的な方位に基づいてｚ方向に熱を移送することができる。一方、熱エネルギーは熱橋２０においてｘおよびｙ方向を通って移動することができる。したがって、熱橋２０は、１つまたは複数の熱伝導性部材によって画定された熱経路と熱橋２０によって画定された熱経路との間の方向変更に応じるために１つまたは複数のフィーチャを含むことができる。
【００６６】
[0068]上述のように、組立体１０は、上面熱移送に加えてまたは代わりに、電気構成要素１４の側壁（例えば、図２のｚｘ面またはｚｙ面に画定された電気構成要素１４の側壁）、下部表面、または様々な表面からの熱移送を容易にするように構成することができる。例えば、図２の矢印８２は、熱エネルギーが電気構成要素１４の動作中電気構成要素１４の下部表面から移動できることを示している。熱エネルギーは、電気構成要素１４からプリント基板１２に（例えば、プリント基板１２に直接に、またはプリント基板１２の一部を形成するトレースもしくはバイアなどの熱伝導性フィーチャに）移動することができ、そこで、熱エネルギーは電気構成要素１４から離れたところに移動し放散することができる。
【００６７】
[0069]したがって、図２の例によれば、組立体１０は、電気構成要素１４から離れたところに熱を伝導的に移送するための多数の異なる熱経路を設けるように構成することができる。組立体１０は上面熱移送経路および下面熱移送経路を備えることができる。いくつかの例では、上面熱移送経路は、例えば、電気構成要素１４をプリント基板１２に機械的および電気的に結合するのに使用される材料およびフィーチャとは対照的に上面熱移送経路のために選択されたフィーチャの材料および配置に基づいて、電気構成要素１４から離れたところに下面熱移送経路よりも多くの熱エネルギーを移送することができる。
【００６８】
[0070]図３Ａ〜３Ｆは、図１および２の組立体１０で使用することができる、例えば、熱コネクタ２０などの様々な例示の熱コネクタの概念的な側面図および上面図である。図３Ａは、図１に示された熱コネクタ１８の概念的側面図を示す。図３Ｂは、同じ熱コネクタ１８の概念的上面図を示す。図３Ａおよび３Ｂに見られるように、熱コネクタ１８は、図３Ａおよび３Ｂの場合には合計で２５個の突起として示されている突起２４を含む。各々の個別の突起２４はｘｙ面に実質的に円形の断面形状を画定する。さらに、突起２４の各々はｚ方向に実質的に一様な高さ４０を有する。異なる例では、各突起２４の高さ４０は同じとすることができ、または複数の突起２４の少なくとも１つの突起は、複数の突起２４の少なくとも１つの他の突起の高さ４０と異なる高さ４０を有することができる。
【００６９】
[0071]高さ４０は、例えば、電気構成要素１４および熱橋２０の幾何形状、組立体で使用される熱伝導性部材の数、ならびに電気構成要素１４の上部表面２２と熱橋２０との間の距離を含む様々な要因に基づいて変化することができる。いくつかの例では、高さ４０は、突起２４が、熱橋２０の複数のバイア２６を通って少なくとも部分的に、いくつかの例では完全に延びるように設定することができる。突起２４を複数のバイア２６に少なくとも部分的に延ばすと、いくつかの例では、熱コネクタ１８と熱橋２０との間の物理的接触を確立することができ、（例えば、熱橋が１つまたは複数のバイア２６を含まない例と比較して（図１））熱移送のレートが増加し、および／または組立体１０の製作中の熱コネクタ１８に対する熱橋２０の装着が支援される。異なる例では、高さ４０は、約２．５４ミリメートル（０．１インチ）と約７．６２ミリメートル（０．３インチ）との間とすることができる。しかし、他の高さ４０が考えられる。
【００７０】
[0072]上述のように、突起２４の各々は図１に示されたｘｙ面に実質的に円形の断面形状を画定し、熱コネクタ１８の基部から延びる実質的に円柱状のペグを画定するように考慮することができる。異なる例では、突起２４の各々は異なる断面形状を画定することができる。例えば、突起２４の各々は、正方形、長方形、三角形、もしくは六角形などの多角形断面形状を画定することができ、または突起２４の各々は、円、半円、もしくは楕円などの全体的にアーチ形の断面形状を画定することができる。一般に、少なくとも１つの突起２４は任意の断面形状を画定することができる。
【００７１】
[0073]突起２４の各々はｘｙ面に任意の好適な主軸寸法４２を画定することができる。いくつかの例では、突起２４の各々は、約１．２７ミリメートル（０．０５インチ）と約６３．５ミリメートル（２．５インチ）との間、例えば、約１９．０ミリメートル（０．７５インチ）と約２２．９ミリメートル（０．９インチ）との間などの主軸寸法４２を画定することができる。しかし、これらの寸法は単に例であり、本開示はこの点に関して限定されないことが理解されるべきである。さらに、突起２４は、限定はしないが、図３Ｂに示された行と列の配置を含む規則的な配置を画定することができるが、突起２４は規則的である必要はない。異なる例では、突起２４は、例えば、外見的にはランダムな配列で配置することができる。
【００７２】
[0074]図３Ａ〜３Ｂの例では、熱コネクタ１８は、突起２４が延びる基部３２を含む。様々な例では、基部３２は、例えば、電気構成要素１４の上部表面２２全体の上を含めて、電気構成要素１４の上部表面２２の少なくとも一部の上に配置されるように構成することができる。基部３２は、突起２４を接続および支持するための機械的支持を与えることができる。基部３２は、さらに、突起２４を熱的に接続するための熱接続性を与えることができる。様々な例では、基部３２は、平面（図３Ａ〜３Ｂにおけるように）、湾曲とすることができ、または基部３２は異なる形状を想定することができる。例えば、基部３２は電気構成要素１４の側壁（例えば、図１のｚｘ面またはｚｙ面に画定された側壁）の少なくとも一部を囲み、それによって、電気構成要素１４の上部表面２２および側表面の両方から熱移送を行うことができる。どんな場合も、熱コネクタ１８は基部３２を必要とせず、基部３２なしの様々な熱コネクタは本開示の範囲内にある。
【００７３】
[0075]図３Ｃおよび３Ｄは代替の例示の熱コネクタ５０を示す概念図である。特に、図３Ｃは熱コネクタ５０の概念的側面図を示し、図３Ｄは熱コネクタ５０の概念的上面図を示す。図３Ｃおよび３Ｄに見られるように、熱コネクタ５０は、基部３２から延びる、ｘｙ面に実質的に正方形の断面形状をもつ単一の突起５２を画定する。異なる例では、単一の突起５２は、例えば図３Ａ〜３Ｂに関して説明されたように異なる断面形状を画定することができる。単一の突起５２は、高さ５４（すなわちｚ方向において）および主軸寸法５６（すなわちｘｙ面において）を画定する。様々な例では、高さ５４および主軸寸法５６はそれぞれ図３Ａおよび３Ｂの高さ４０および主軸寸法４２と同じとすることができ、または高さ５４および主軸寸法５６は高さ４０および主軸寸法４２と異なることができる。
【００７４】
[0076]図３Ｅおよび３Ｆは別の代替の例示の熱コネクタ６０を示す概念図である。図３Ｅは熱コネクタ６０の概念的側面図である。図３Ｆは熱コネクタ６０の概念的上面図を示す。図３Ｅおよび３Ｆに見られるように、熱コネクタ６０は、基部３２から延びる細長い形状を有する突起６２の単一の列を画定する。各々の細長い突起６２はｘｙ面に実質的に長方形の断面形状を画定し、実質的に長方形の形状はアーチ形の端部６４で成端される。異なる例では、細長い突起６２は、例えば図３Ａおよび３Ｂに関して説明されたように異なる断面形状を画定することができる。さらに、複数の行６２の各行は、高さ６６（すなわち、ｚ方向における）および主軸寸法６８（すなわち、ｘｙ面における）を画定する。様々な例では、高さ６６および主軸寸法６８はそれぞれ図３Ａおよび３Ｂの高さ４０および主軸寸法４２と同じとすることができ、または高さ６６および主軸寸法６８は高さ４０および主軸寸法４２と異なることができる。しかし、図３Ａ〜３Ｆに関して説明された前述の熱コネクタは単に例であり、本開示の組立体はいかなる特定の熱コネクタも必要としないことが理解されるべきである。
【００７５】
[0077]図１および２に関して上述されたように、本開示による例示の組立体は、電気構成要素の表面と１つまたは複数のバイアを含む熱橋との間に置かれた１つまたは複数の熱伝導性部材を含むことができる。図１の例では、ＴＩＭ１６および熱コネクタの１８は、電気構成要素１４からバイア２６を少なくとも部分的に通って熱橋２０にエネルギーを移送するように組立体１０の熱伝導性部材として機能する。
【００７６】
[0078]図４は、別の例示の電気構成要素組立体１００の分解図を示す概念図である。図５は、組立体１００内の例示の熱移送経路を示す組み立てられた状態での例示の組立体１００の概略断面図である。図５の組立体１００の図はバイア２６の列を二分する断面に沿ってｘｚ面で示される。
【００７７】
[0079]図示のように、組立体１００は、プリント基板１２、電気構成要素１４、第１のＴＩＭ１６、熱橋２０、および取付け部材２８を含み、それらのすべては、組立体１０（図１）の同様に標識付けされたフィーチャのものと同じまたは実質的に同様とすることができる。組立体１００は熱拡散部１０２および第２の熱界面材料（ＴＩＭ）１０４をさらに含む。第１のＴＩＭ１６は電気構成要素１４の上部表面２２と熱拡散部１０２との間に置かれ、一方、第２のＴＩＭ１０４は熱拡散部１０２と熱橋２０との間に置かれる。
【００７８】
[0080]熱橋２０は、図４の例において、図１の例におけるように、複数のバイア２６として示される複数のバイア２６を含む。図を簡単にするために、単一のバイア２６だけが図４では標識付けされているが、熱橋２０の複数のバイア２６は、本明細書ではいくつかの場合に「バイア２６」とまとめて呼ばれることがある。バイア２６は、熱橋２０に複数の開口を画定するために図４に示されたｚ方向に熱橋２０を通って延びる。いくつかの例では、第２のＴＩＭ１０４は、熱橋２０の複数のバイア２６を通って少なくとも部分的に、場合によっては完全に延びる。
【００７９】
[0081]組立体１００は、電気構成要素１４の上部表面２２から離れたところに熱を移送するように構成される。組立体１０が図４に示されるように組み立てられると、第１のＴＩＭ１６の下部表面は電気構成要素１４の上部表面２２に接触することができる。同様に、第１のＴＩＭ１６の上部表面の少なくとも一部は熱拡散部１０２の対向する（下部の）表面に接触することができる。熱拡散部１０２の上部表面の少なくとも一部は第２のＴＩＭ１０４の対向する（下部の）表面に接触することができる。このようにして、熱エネルギーは、電気構成要素１２から上部表面２２を通って第１のＴＩＭ１６に伝導され得る。次に、熱エネルギーは、第１のＴＩＭ１６から、ＴＩＭ１６との表面界面を横切って熱拡散部１０２に伝導され得る。次に、熱エネルギーは、熱拡散部１０２から、熱拡散部１０２との表面界面を横切って第２のＴＩＭ１０４に伝導され得る。次に、熱エネルギーは、第２のＴＩＭ１０４から熱橋２０に移送され、そのうちの少なくともいくらかはバイア２６の側壁を通して移送される。組み立てられると、第２のＴＩＭ１６の少なくとも一部は熱橋２０のバイア２６内に延びる。バイア２６はほぼｚ方向に（図１および２において標識付けされたように）熱橋２０を通って延び、熱橋２０に複数の開口を画定する。
【００８０】
[0082]そのため、組立体１０と同様の組立体１００は、電気構成要素１４から熱橋２０に熱エネルギーを伝導するために電気構成要素１４の上部表面２２と熱橋２０との間に置かれた１つまたは複数の熱伝導性部材を含む。特に、組立体１００は、電気構成要素１４の上部表面２２と熱橋２０との間に、第１のＴＩＭ１６、熱拡散部１０２、および第２のＴＩＭ１０４をその順序で含む。組立体１０のＴＩＭ１６および電気コネクタ１８の場合と同様に、組み合わせて、第１のＴＩＭ１６、熱拡散部１０２、および第２のＴＩＭ１０４は、電気構成要素１４から熱橋２０に熱エネルギーを移送するために上部表面２２から熱橋２０への１つまたは複数の熱経路を与える。組立体１０および１００について説明された様々な熱伝導性部材は各々電気構成要素１４と熱橋２０との間で別々に使用することができ、または様々な熱伝導性部材の任意の組合せが電気構成要素１４と熱橋２０との間で一緒にして使用され得る。
【００８１】
[0083]例えば、場合によっては、組立体１００は、追加の熱伝導性部材なしに電気構成要素１４の上部表面２２と熱橋２０との間に直接置かれた第１のＴＩＭ１６または第２のＴＩＭ１０４を含むことができる。そのような例では、熱エネルギーは、第１のＴＩＭ１６または第２のＴＩＭ１０４と熱橋２０とによって画定された熱経路を通って電気構成要素１４から離れたところに伝導的に移送され得る。他の例では、組立体１００は、追加の熱伝導性部材なしに電気構成要素１４の上部表面２２と熱橋２０との間に直接置かれた熱拡散部１０２を含むことができる。そのような例では、熱エネルギーは、熱拡散部１０２と熱橋２０とによって画定された熱経路を通って電気構成要素１４から離れたところに伝導的に移送され得る。追加の例では、図１および４に示されるように、組立体は、電気構成要素１４から離れたところに熱を移送するための複数の熱伝導性部材を含むことができる。
【００８２】
[0084]どんな場合も、組立体１００が構成されるとき、熱エネルギーは、電気構成要素の温度を低下させるために電気構成要素１４から伝導的に移送され得る。例えば、電気構成要素１４の動作中、熱エネルギーは、電気構成要素から上部表面２２を横切って第１のＴＩＭ１６、熱コネクタ１０２、および第２のＴＩＭ１０４を経由して熱橋２０に移送され得る。図５に示されるように、熱エネルギーは、例えば矢印１１０および１１２によって示されているように、ほぼｚ方向に電気構成要素１４の上部表面２２から移動し、第１のＴＩＭ１６を通って熱拡散部１０２に伝導的に移送され得る。熱拡散部１０２により、熱エネルギーのすべてまた一部がｘ、ｙ、およびｚ方向のうちの１つまたは複数の方向に放散できるようになる。熱エネルギーは、熱拡散部１０２から、第２のＴＩＭ１０４を通ってｚ方向に伝導的に移動することができる。
【００８３】
[0085]次に、そのような熱エネルギーは第２のＴＩＭ１０４から熱橋２０に移送され得る。例えば、熱エネルギーの少なくとも一部は、第２のＴＩＭ１０４が熱橋２０のバイア２６内に少なくとも部分的に、図５の例では完全に延びる界面で熱橋２０に移送される。組立体１０と同様に、熱エネルギーは、バイア２６中の第２のＴＩＭ１４の一部の内でｚ方向に移送され、次に、矢印１１４によって示されるようにバイア２６の側壁を通って熱橋に移送され得る。言い換えれば、熱エネルギーはバイア２６内の第２のＴＩＭ１０４の一部にｚ方向に移動し、それに引き続いて、熱エネルギーはｚ方向に実質的に垂直な面に沿って熱橋２０に移動することができる。さらに、熱エネルギーは第２のＴＩＭ１０４から熱橋２０の下部表面を通って熱橋に移送され得る。熱橋２０に移送された熱エネルギーは、続いて、矢印１１６で示されるように熱橋２０を横切って放散することができる。例えば、電気構成要素１４からの熱エネルギーは、組立体１０内でヒートシンクとして機能することができる取付け部材２８に移送され得る。このようにして、組立体１０は、熱橋２０を使用して、電気構成要素１４から上部表面２２を通して離れたところへの熱エネルギー移送を行うことができ、それにより、いくつかの例では、電気構成要素１４の動作性能を改善することができる。
[0086]組立体１０の場合と同様に、組立体１００は、熱エネルギーがバイア２６内でｚ方向に伝導されるように構成される。次に、この熱エネルギーは、例えば、熱エネルギーの実質的にすべてが熱橋２０の下部表面（電気構成要素１４の上部表面２２に対向する表面）によって画定されたｚ方向の単一の場所で熱橋２０に伝導されるものとは対照的に、熱橋２０の厚さ（ｚ方向寸法）に沿って様々な場所で熱橋２０に移送され得る。そのような構成は、例えば、熱橋２０がバイア２６を含まず、代わりに、実質的に平坦な下部表面を画定する例と比較して、熱橋２０への熱エネルギー移送のレートを増加させることができる。
【００８４】
[0087]組立体１０の場合と異なり、組立体１００は、ＴＩＭ１６とＴＩＭ１０４との間に置かれた熱拡散部１０２を含む。熱拡散部１０２は、電気構成要素１４からの熱エネルギーを、例えばｘｙ面において伝導的に放散するように機能することができ、その結果として、電気構成要素１４から離れたところへの熱エネルギー移送を増加することができる。したがって、熱拡散部１０２は電気構成要素１４の上部表面２２の少なくとも一部の上に配置することができる。いくつかの例では、熱拡散部１０２は電気構成要素１４の実質的に全上部表面２２の上に配置することができる。動作中、熱エネルギーは、電気構成要素１４から上部表面２２を横切り、ＴＩＭ１６（熱エネルギーがＴＩＭ１０２に移動するのに先立ってｘｙ面において伝導的に放散することができる）を通って熱拡散部１０２に移動することができる。
【００８５】
[0088]熱拡散部１０２は１つまたは複数の熱伝導性材料から製作することができる。いくつかの例では、熱拡散部１０２は、銅、アルミニウム、ニッケル、またはそれらの合金または組合せから製作することができる。熱拡散部１０２は、電気構成要素１４によって生成された熱を拡散するのに好適な任意のサイズおよび形状を画定することができる。例えば、いくつかの例では、熱拡散部１０２は、約１．２７ミリメートル（０．０５０インチ、すなわち５０ミル）と約２．５４ミリメートル（０．１インチ、すなわち１００ミル）との間に厚さ（すなわち、ｚ方向における）を画定することができる。しかし、前述の寸法および材料は単に例であり、本開示の組立体は熱拡散部１０２に関して限定されないことが理解されよう。
【００８６】
[0089]熱拡散部１０２は第２のＴＩＭ１０４に熱的に接続され、電気構成要素１４の上部表面２２と熱橋２０との間で熱を伝導的に移送するように機能することができる。いくつかの例では、第２のＴＩＭ１０４は、図４のｚ方向から熱橋２０のｘｙ面に熱エネルギーを移送するように機能することができる。そのため、第２のＴＩＭ１０４は、いくつかの例では、熱橋２０のバイア２６の少なくとも１つに（すなわち、図４に示されたｚ方向に）少なくとも部分的に延びることができる。他の例では、第２のＴＩＭ１０４は熱橋２０の少なくとも１つのバイア２６を通って完全に延びることができ、例えば、したがって、第２のＴＩＭ１０４の一部は熱橋２０の上部表面と同一平面になるか、またはそれを過ぎて延びる。熱橋２０の少なくとも１つのバイア２６内に少なくとも部分的に延びることによって、ＴＩＭ１０４は熱橋２０の下部表面を横切ってｚ方向への直接熱経路を与えることができ、ならびにバイアの側壁を通って、例えば、ｚ方向に実質的に垂直な面への熱エネルギー移送を可能にする。このようにして、熱エネルギーは、電気構成要素１４の上部表面２２から、第２のＴＩＭ１０４によって画定されたｚ方向熱経路を通って、熱橋２０のｘｙ面に容易に移動することができる。対照的に、第２のＴＩＭ１０４が少なくとも１つのバイア２６内に少なくとも部分的に延びることなしに、熱エネルギーは熱橋２０の下部表面に移送され得るが、それは、熱橋２０のｚ方向への熱拡散、ならびに熱橋２０のｘおよびｙ方向への熱拡散を必要とすることがある。その結果、熱橋２０への熱エネルギー移送のレートは、第２のＴＩＭ１０４が熱橋２０のバイア２６内に少なくとも部分的に延びる場合よりもかなり遅いことがある。どんな場合も、ＴＩＭ１０４は、熱橋２０に熱的に接続するために熱橋２０のバイア２６内に延びる必要はなく、本開示はこの点に関して限定されない。
【００８７】
[0090]第２のＴＩＭ１０４は、例えば、図４におけるように、電気構成要素１４の上部表面２２、および／または熱拡散部１０２の上部表面（例えば、熱橋２０に面する表面）の上を含む組立体１００の様々な場所に配置することができる。いくつかの例では、第２のＴＩＭ１０４は熱拡散部１０２の上部表面に直接隣接して配置することができる。他の例では、第２のＴＩＭ１０４は１つまたは複数の追加のフィーチャの上に配置され、１つまたは複数の追加のフィーチャは、例えば、１つまたは複数の追加の熱伝導性部材、および／または１つまたは複数の追加のＴＩＭ材料もしくはＴＩＭ層を含むことができ、次に、それらのうちの１つが熱拡散部１０２の上部表面に直接隣接して配置される。ＴＩＭ１０４は熱拡散部１０２の実質的に全上部表面の上に配置することができる。代替として、ＴＩＭ１０４は熱拡散部１０２の上部表面のより少ない部分の上に配置することができる。
【００８８】
[0091]ＴＩＭ１０４は任意の好適な熱伝導性材料を含むことができるが、一般に、材料の熱伝導率が高いと、電気構成要素１４から離れたところへの熱移送レートが増加する。ＴＩＭ１０４は、図１に関して上述されたようなＴＩＭ１６を形成するのに使用された同じ材料または材料の組合せを含むことができる。いくつかの例では、ＴＩＭ１０４は、限定はしないが、熱増強エポキシ、ゲル、グリース、パテ、および圧縮可能パッドを含むことができる。いくつかの例では、前述の材料はＴＩＭ−２材料と呼ばれる材料の種類に含まれ得る。したがって、ＴＩＭ１０４は、いくつかの例では、すべてのＴＩＭ−２材料を含むと見なすことができる。しかし、他の熱界面材料が組立体１００に好適であると考えられることが理解されるべきである。
【００８９】
[0092]第２のＴＩＭ１０４は、例えば上記で略述されたように熱移送を改善するために熱橋２０の少なくとも１つのバイア２６を通って少なくとも部分的に、ある場合には完全に延びることができるが、それにもかかわらず、第２のＴＩＭ１０４は熱拡散部１０２の上部表面と熱橋２０の下部表面との間のｚ軸厚さを画定すると見なすことができる。例えば、図４の例の第２のＴＩＭ１０４は、熱拡散部１０２の上部表面と熱橋２０の下部表面との間に図４に示されるｚ方向に厚さ１０６を画定する。厚さ１０６は、例えば、電気構成要素１４および熱橋２０の幾何形状、電気構成要素１４と熱橋２０との間の間隔、および組立体１００に関連する許容範囲を含む様々な異なる要因に基づいて変化することができる。しかし、いくつかの例では、ＴＩＭ１０４の厚さ１０６は、約０．０２５４ミリメートル（０．００１インチ、すなわち１ミル）と約１．２７ミリメートル（０．０５０インチ、すなわち５０ミル）との間、例えば、約０．６３５ミリメートル（０．０２５インチ）と約１．１４ミリメートル（０．０４５インチ）との間、または約０．７６２ミリメートル（０．０３０インチ）と約１．０２ミリメートル（０．０４０インチ）との間などとすることができる。しかしながら、他の厚さを組立体１００で使用できることが留意されるべきである。
【００９０】
[0093]組立体１０と同様に、組立体１００は、さらに、上面熱移送に加えてまたは代わりに、電気構成要素１４の側壁（例えば、図５のｚｘ面またはｚｙ面に画定された側壁）、下部表面、または様々な表面からの熱移送を容易にするように構成することができる。例えば、図５の矢印１１２は、熱エネルギーが電気構成要素１４の動作中電気構成要素１４からプリント基板１２の下部表面を横切ってプリント基板１２に移動することができ、そこで、熱エネルギーは電気構成要素１４から離れたところに移動し放散することができることを示している。このようにして、組立体１００は、電気構成要素１４から離れたところに熱を伝導的に移送するための多数の異なる熱経路を可能にすることができる。しかし、熱経路の前述の説明は単に例であり、本開示の組立体は熱伝導経路のいかなる特定の構成にも限定されないことが理解されるべきである。
【００９１】
[0094]様々な異なる技法を使用して、本開示による組立体を形成することができる。図６は、１つまたは複数の熱伝導性部材と、１つまたは複数のバイアを含む熱橋とを含む電気構成要素組立体を形成するための例示の技法を示すブロック流れ図である。図を簡単にするために、図６の技法は図１および２に示された組立体１０に関して説明される。しかし、例示の技法は任意の好適な電気構成要素組立体を形成するのに利用することができる。
【００９２】
[0095]図６の例示の技法によれば、電気構成要素１４はプリント基板１２に機械的に結合することができる（１５０）。次に、熱伝導性部材（図１の例ではＴＩＭ１６および熱コネクタ１８）は電気構成要素１４の上部表面２２に堆積することができる（１５２）。代替として、電気構成要素１４は、ＴＩＭ１６および熱コネクタ１８が電気構成要素１４の上部表面２２に堆積された（１５２）後、プリント基板１２に機械的に結合することができる（１５０）。
【００９３】
[0096]上述のように、熱伝導性部材は、電気構成要素の上部表面から熱橋に熱エネルギーを移送するように構成された熱界面材料（ＴＩＭ）、熱コネクタ、熱拡散部、または様々な熱伝導性部材とすることができる。熱伝導性部材は、例えば、熱等方性材料を含む様々な異なる熱伝導性材料から製作することができる。いくつかの例では、いくつかの異なる熱伝導性部材の組合せを一緒に使用することができる。これらの例では、電気構成要素の上に熱伝導性部材を配置する（１５２）ステップは、実際には、電気構成要素の上に第１の熱伝導性部材を配置するステップ、電気構成要素の上に（例えば、第１の熱伝導性部材上に）第２の熱伝導性部材を配置するステップなどを含むことができる。
【００９４】
[0097]例えば、図６の例では、熱界面材料は、電気構成要素の上に熱伝導性部材を配置する（１５２）ステップに加えて電気構成要素の上に堆積することができる（１５０）。このプロセスを通して、少なくとも２つの熱伝導性部材、すなわち、熱界面材料および別の熱伝導性部材を電気構成要素の上に配置することができる。したがって、熱伝導性部材を配置するステップはそれ自体熱界面材料を堆積するステップを含むことができるが、いくつかの組立体では、製作は、図６の例示の方法におけるように、電気構成要素の上に熱界面材料を堆積するステップと、電気構成要素の上に熱伝導性部材を配置するステップとの両方を含むことができることが理解されるべきである。
【００９５】
[0098]図６に示されるように、ＴＩＭ１６および熱コネクタ１８の堆積の後、熱橋２０を電気構成要素上に配置することができる（１５４）。上述のように、いくつかの例では、熱橋２０は熱直交異方性材料から製作することができる。他の例では、熱橋２０は熱等方性材料から製作することができる。どちらの組の例でも、熱橋は、ｚ方向に熱橋２０を通って少なくとも部分的に延びる１つまたは複数のバイア２６を含む。さらに、いくつかの例では、バイア２６は熱伝導性材料でめっきすることができる。
【００９６】
[0099]ＴＩＭ１６および熱コネクタ１８の上に熱橋２０を置く（１５４）ステップは、熱コネクタ１８の突起２４が熱橋２０の少なくとも１つのバイア２６を通って少なくとも部分的に（例えば、実質的に完全に）延びるように熱橋２０を配置するステップを含むことができる。特に、図１の組立体１０に関して、熱コネクタ１８上に熱橋２０を配置する（１５４）ステップは、突起２４がバイア２６を通って少なくとも部分的に、場合によっては完全に延びるように突起２４を熱橋２０のバイア２６に挿入するステップを含むことができる。別の例として、図４の組立体１００に関して、熱橋２０は、第２のＴＩＭ１０４の少なくとも一部が、熱橋２０のバイア２６を通って少なくとも部分的に、場合によっては完全に延びるように複数のバイア２６に流れ込むように第２のＴＩＭ１０４の上に押しつけることができる。
【００９７】
[0100]図６の方法は特定の順序の組立を必要としないことが理解されよう。例えば、場合によっては、熱伝導性部材の上に熱橋２０を配置する（１５４）ステップは、熱伝導性部材が電気構成要素１４の上部表面２２上に堆積される（１５２）前に実行することができる。例えば、図４の組立体１００をさらに参照して、熱橋２０は、電気構成要素１４の上に第２のＴＩＭ１０４を配置するのに先立って電気構成要素１４の上に配置することができる。続いて、第２のＴＩＭ１０４は電気構成要素１４の上に堆積する（例えば、熱橋２０の少なくとも１つのバイア２６を通して）か、またはさもなければ配置することができる。代替の組立体技法が組立体を製作するのに適用されてもよい。
【００９８】
[0101]本開示による組立体の製作は、当業者なら理解されるであろうように、図６に関して上記で略述されたもの以外の追加のステップまたは異なるステップを含むことができる。例えば、図６の技法は、組立体に含まれる熱伝導性部材の特定の数および配置によって変更することができる。一例として、組立体の製作は、熱伝導性部材を熱橋の少なくともバイアに取り付けるステップを含むことができる。熱伝導性部材は、熱伝導性部材が熱橋の少なくとも１つのバイアを通って少なくとも部分的に、場合によっては完全に延びるように挿入することができる。さらに、例えば、熱伝導性部材を熱橋に機械的に結合するのに、ハンダ、熱接着剤などのような取付け剤を適用することができる。使用された特定の製作技法と無関係に、本開示のいくつかの例示の組立体は電気構成要素から効率的な熱移送を行うことができる。
【００９９】
[0102]様々な例が説明された。これらおよび他の例は以下の特許請求の範囲の範囲内にある。
【符号の説明】
【０１００】
１０ 電気構成要素組立体
１２ プリント基板
１４ 電気構成要素
１６ 熱界面材料
１８ 熱コネクタ
２０ 熱橋
２２ 上部表面
２４ 突起
２６ バイア
２８ 取付け部材
３０ 厚さ
３２ 基部
４０ 高さ
４２ 主軸寸法
５０ 光コネクタ
５２ 単一の突起
５４ 高さ
５６ 主軸寸法
６０ 光コネクタ
６２ 細長い突起
６４ アーチ形の端部
６６ 高さ
６８ 主軸寸法
８０、８２、８４、８６ 矢印
１００ 電気構成要素組立体
１０２ 熱拡散部
１０４ 第２の熱界面材料
１０６ 厚さ
１１０、１１２、１１４、１１６ 矢印
【技術分野】
【０００１】
[0001]本開示は電気構成要素に関し、より詳細には、プリント基板に取り付けられた電気構成要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]電気構成要素はプリント基板に取り付けることができる。プリント基板は電気構成要素に機械的支持を与えることができ、それにより、電気構成要素は電子デバイスに物理的に組み込まれるようになる。プリント基板はさらに電気的接続性を与えることができ、それにより、電気構成要素は電子デバイスに電気的に一体化されるようになる。いくつかの例では、多数の電気構成要素は、相互接続された電気構成要素の電気的ネットワークを生成するようにプリント基板に取り付けることができる。相互接続された電気構成要素は、電流が流れるための１つまたは複数の経路を備え、それによって、１つまたは複数の電気回路を設定することができる。動作中、電子はプリント基板に取り付けられた電気構成要素を通って流れることができる。これにより、電気エネルギーが熱エネルギーに変換されるので熱が生成されることがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
[0003]一般に、本開示は、電気構成要素の１つまたは複数の表面を通して熱を移送するための熱移送経路を備える電気構成要素組立体に関する。いくつかの例では、電気構成要素は基板（例えばプリント基板）上に配置され、基板に隣接する下部表面と、下部表面の反対側の上部表面を画定することができる。熱橋が電気構成要素の上部表面の少なくとも一部に（例えば、伝導性経路を介して）熱的に接続され、電気構成要素の上部表面から離れたところに熱を移送するための熱経路を設けることができる。熱橋は、熱橋を通って少なくとも部分的に延びる１つまたは複数のバイアを含むことができる。いくつかの例では、組立体は、電気構成要素を熱橋に熱的に接続するために電気構成要素の上部表面と熱橋との間に置かれた１つまたは複数の熱伝導性部材を含む。いくつかの例では、１つまたは複数の熱伝導性部材は熱橋の１つまたは複数のバイアを通って少なくとも部分的に延びる。このようにして、本開示の組立体は、いくつかの例では、１つまたは複数の熱伝導性部材によって画定された第１の方向から熱橋によって画定された第２の方向に熱エネルギーを移送して、電気構成要素から熱を除去する。
【０００４】
[0004]本開示による一例では、組立体は、プリント基板と、プリント基板上の電気構成要素であり、プリント基板に隣接する第１の表面と、第１の表面以外の１つまたは複数の第２の表面とを画定する、電気構成要素と、を含む。組立体は、熱橋であり、熱橋を通って延びる複数のバイアを含む、熱橋と、電気構成要素の１つまたは複数の第２の表面と熱橋との間に置かれた熱伝導性部材とをさらに含む。
【０００５】
[0005]本開示による別の例では、組立体は、プリント基板およびプリント基板上の電気構成要素と、プリント基板に隣接する第１の表面および第１の表面以外の１つまたは複数の第２の表面を画定する電気構成要素とを含む。組立体は、熱橋を通って延びる複数のバイアを含み、熱直交異方性材料を含む熱橋であり、複数のバイアがめっきされたバイアを含む、熱橋と、複数のバイアを通って少なくとも部分的に延びる複数の突起を含む熱コネクタであり、熱等方性材料を含む、熱コネクタとをさらに含む。さらに、組立体は、電気構成要素の上部表面と熱コネクタとの間に置かれた熱界面を含む。
【０００６】
[0006]本開示によるさらなる別の例では、方法は、プリント基板上の電気構成要素の上に熱伝導性部材を配置するステップであり、電気構成要素が、プリント基板に隣接する第１の表面と、第１の表面以外の１つまたは複数の第２の表面とを画定する、ステップと、電気構成要素の上に熱橋を配置するステップであり、熱橋が、熱橋を通って延びる複数のバイアを含む、ステップとを含む。
【０００７】
[0007]１つまたは複数の例の詳細が添付図面および以下の説明に記載される。他の特徴、目的、および利点が、説明および図面から、ならびに特許請求の範囲から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】[0008]電気構成要素、熱橋、および１つまたは複数の熱伝導性部材を含む例示の電気構成要素組立体の分解図を示す概念図である。
【図２】[0009]例示の熱移送経路を示す図１の例示の組立体の概略断面図である。
【図３】[0010]図３Ａは図１の例示の組立体で使用することができる例示の熱伝導性部材の概念的側面図である。
【０００９】
図３Ｂは図１の例示の組立体で使用することができる例示の熱伝導性部材の概念的上面図である。
図３Ｃは図１の例示の組立体で使用することができる例示の熱伝導性部材の概念的側面図である。
【００１０】
図３Ｄは図１の例示の組立体で使用することができる例示の熱伝導性部材の概念的上面図である。
図３Ｅは図１の例示の組立体で使用することができる例示の熱伝導性部材の概念的側面図である。
【００１１】
図３Ｆは図１の例示の組立体で使用することができる例示の熱伝導性部材の概念的上面図である。
【図４】[0011]電気構成要素、熱橋、および１つまたは複数の熱伝導性部材を含む例示の電気構成要素組立体の分解図を示す別の概念図である。
【図５】[0012]例示の熱移送経路を示す図４の例示の組立体の概略断面図である。
【図６】[0013]例示の熱橋および例示の熱伝導性部材を含む例示の電気構成要素を形成するための例示の技法を示すブロック流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[0014]電気構成要素は、様々な異なる電気回路および様々な異なる電気デバイスに組み込むことができる。いくつかの例では、電気組立体は、基板（例えば、プリント基板）に取り付けられた１つまたは複数の電気構成要素を含む。基板は、１つまたは複数の電気構成要素に機械的支持および電気接続性を与える。１つまたは複数の電気構成要素は、１つまたは複数の個別構成要素、１つまたは複数の集積回路（ＩＣ）構成要素、または１つまたは複数のディスクリートコンポーネントと１つまたは複数のＩＣ構成要素との組合せとすることができる。ディスクリートコンポーネントは、トランジスタ、ダイオード、抵抗器、キャパシタ、インダクタなどのような個々の回路要素である。ＩＣ構成要素は、対照的に、単一の回路パッケージに２つ以上の回路要素を含む。より複雑な回路は、多数のディスクリートコンポーネント、多数のＩＣ構成要素、またはディスクリートコンポーネントとＩＣ構成要素との組合せを電気的に接続することによって形成することができる。
【００１３】
[0015]電気組立体の動作中、基板に取り付けられた１つまたは複数の電気構成要素は熱エネルギーを生成することがある。具体的には、１つまたは複数の電気構成要素を通って移動する電流に関連する電力損により、１つまたは複数の電気構成要素は温度が上昇することがある。１つまたは複数の電気構成要素によって生成された熱エネルギーを効果的に放散する（例えば、熱エネルギーを電気構成要素から離れたところに移送することによって）と、例えば、熱が効果的に放散されない組立体と比べて電気構成要素のインピーダンスを低下させ、電気構成要素の信頼性を向上させることによって１つまたは複数の電気構成要素の性能を改善することができる。
【００１４】
[0016]一般に、電気構成要素は、構成要素から離れたところに熱エネルギーを移送するための熱移送経路を備えるいくつかの異なる表面を含む。取り付けられた構成要素では、例えば、電気構成要素は、プリント基板に隣接する下部表面および下部表面の反対側の上部表面を画定することができる。いくつかの例では、熱エネルギーは、電気構成要素から離れたところに熱エネルギーを移送するために電気構成要素のリードおよびプリント基板の熱伝導性部分を使用して電気構成要素の下部表面から除去することができる。一方、熱エネルギー移送は、例えば、電気構成要素の下部表面に熱的に接続された材料の熱伝導率によって制限されることがあるので、熱エネルギーは、追加としてまたは代替として、電気構成要素の上部表面から除去されることがある。この上面冷却は、例えば、電気構成要素をプリント基板に取り付けることができる密度を増加させる、および／または動作温度を低下させることによって電気構成要素の性能を改善することができる。
【００１５】
[0017]本開示によれば、電気構成要素熱エネルギー移送のための組立体が開示される。例示の組立体は、電気構成要素の１つまたは複数の表面を通して電気構成要素から離れたところに熱を移送するための熱経路を設けるためにこれらの表面の少なくとも一部に熱的に接続された熱橋を含むことができる。熱橋は、電気構成要素の表面に隣接する熱橋を通って少なくとも部分的に延びる１つまたは複数のバイアを含むことができる。熱橋の１つまたは複数のバイアは、例えば、電気構成要素の表面に隣接する中実な、実質的に平坦な表面を含む熱橋と比較して、電気構成要素の表面を横切って熱橋に熱エネルギーを移送させるのを改善するために設けることができる。
【００１６】
[0018]いくつかの例では、組立体は、電気構成要素の１つまたは複数の表面と熱橋との間に置かれた１つまたは複数の熱伝導性部材をさらに含むことができる。組み合わせて、１つまたは複数の熱伝導性部材は、電気構成要素の表面と、熱橋の１つまたは複数のバイアに隣接した熱橋の表面との両方に接触することができる。このようにして、１つまたは複数の熱伝導性部材は、電気構成要素から１つまたは複数の熱伝導性部材を経由してバイアの領域の熱橋に伝導的に熱移送するために設けることができる。
【００１７】
[0019]いくつかの例では、１つまたは複数の熱伝導性部材は、熱橋への熱エネルギーの移送レートを増加させるために熱橋の１つまたは複数のバイアを通って少なくとも部分的に延びることができる。次に、熱エネルギーは熱橋によって画定された熱経路に従って進行し、電気構成要素からのエネルギーを除去することができる。この熱的経路は、１つまたは複数のバイアを経由して熱橋に入る熱移送の方向に実質的に垂直とすることができる。例えば、１つまたは複数のバイアを経由して移送される熱エネルギーは、隣接する電気構成要素表面に実質的に垂直である熱経路に従って進むことができ、一方、熱橋内に移送された熱エネルギーは、隣接する電気構成要素表面に実質的に平行である熱経路に従って進むことができるように例示の組立体は構成することができる。
【００１８】
[0020]いくつかの例では、熱橋は、例えば、熱等方性材料から形成された熱伝導性部材と組み合わせて、熱直交異方性材料を含むことができる。一般に、熱等方性材料は全方向に実質的に等しい熱伝導率を示すことができるが、熱直交異方性材料は少なくとも１つの他の方向の熱伝導率と異なる熱伝導率を１つの方向に示す。熱橋が熱直交異方性材料から形成される例では、熱橋の１つまたは複数のバイアは、熱橋内のより低い熱伝導率の方向への熱エネルギー移送を可能にすることができる。次に、このエネルギーは、熱直交異方性の熱橋内でより高い熱伝導率を有する１つまたは複数の方向に移送され得る。
【００１９】
[0021]１つの例示の電気構成要素組立体を形成する例示の方法の概念的詳細が図６を参照しながらより詳細に説明される。しかし、熱橋および熱伝導性部材を含む例示の電気構成要素組立体が図１〜５を参照しながら最初に説明される。
【００２０】
[0022]図１は、例示の電気構成要素組立体１０の分解図を示す概念図である。図２は、組立体１０内の例示の熱移送経路を示す組み立てられた状態での例示の組立体１０の概略断面図である。図２の組立体１０の図はバイア２６の列を二分する断面に沿ってｘｚ面で示される。
【００２１】
[0023]図示のように、電気構成要素組立体１０は、プリント基板１２、電気構成要素１４、熱界面材料（ＴＩＭ）１６、熱コネクタ１８、熱橋２０、および取付け部材２８を含む。電気構成要素１４は、上部表面２２と、プリント基板１２に接続される、上部表面２２と反対側の下部表面を画定する。ＴＩＭ１６は、電気構成要素１４の上部表面２２と熱コネクタ１８との間に置かれる。熱コネクタ１８の基部３２は熱橋２０とＴＩＭ１６との間に置かれる。熱橋２０およびプリント基板１２に結合される取付け部材２８を使用して、組立体１０を電気デバイスに取り付けることができる。図示のように、熱コネクタ１８は複数の突起２４を含み、熱橋２０は複数のバイア２６（バイア２６は図２では標識付けされていない）を含む。図を簡単にするために、単一の突起２４および単一のバイア２６だけが図１では標識付けされているが、複数の突起２４および熱橋２０の複数のバイア２６は、それぞれ、本明細書ではいくつかの場合に「突起２４」および「バイア２６」とまとめて呼ばれることがある。
【００２２】
[0024]組立体１０が図２に示されるように組み立てられると、ＴＩＭ１６の下部表面は電気構成要素１４の上部表面２２に接触することができる。同様に、ＴＩＭ１６の上部表面の少なくとも一部は電気コネクタ１８の対向する（下部の）表面に接触することができる。このようにして、熱エネルギーは、電気構成要素１２から上部表面２２を通ってＴＩＭ１６に伝導され得る。次に、熱エネルギーは、ＴＩＭ１６から、ＴＩＭ１６との表面界面を横切って電気コネクタ２２に伝導され得る。次に、熱エネルギーは、熱コネクタ２２から熱橋２０に、バイア２６内の突起２４から移送される。組み立てられると、熱コネクタ１８の１つまたは複数の突起２４は、熱橋２０のバイア２６を通って少なくとも部分的に、いくつかの例では完全に（図２に示されるように）延びることができる。バイア２６は、ほぼｚ方向に（図１および２において標識付けされたように）熱橋２６を通って延び、熱橋２０に複数の開口を画定する。
【００２３】
[0025]以下でさらに説明されるように、熱エネルギーは、電気構成要素の温度を低下させるために電気構成要素１４から伝導的に移送され得る。例えば、電気構成要素１４の動作中、熱エネルギーは、電気構成要素から上部表面２２を横切ってＴＩＭ１６および熱コネクタ１８を経由して熱橋２０に移送され得る。説明を容易にするために、本明細書で説明される例示の組立体は、プリント基板１２または他の取付け基板に直接隣接する表面と反対側の電気構成要素１４の表面を横切って移送されるように熱橋２０を使用して電気構成要素１４に関連する熱エネルギーを除去することに関して主として説明される。組立体１０では、その表面は電気構成要素１４の上部表面２２である。しかし、本開示の例はそのようには限定されない。むしろ、説明される構成は、熱橋２０を使用して、熱構成要素の任意の表面（例えば、上部表面および／または１つまたは複数の側表面）を通して熱エネルギーを除去するのに利用することができる。
【００２４】
[0026]図２に示されるように、次に、電気構成要素１４からＴＩＭ１６を通して熱コネクタ１８に伝導的に移送される熱エネルギーは熱橋２０に移送され得る。熱橋２０は、熱コネクタ１８から移送された熱エネルギーの少なくとも一部をバイア２６を通して受け取る。図１および２の例では、熱コネクタ１８の突起２４は、移送された熱エネルギーを熱橋２０のバイア２６に誘導する。このようにして、熱エネルギーはバイア２６内でｚ方向に伝導され、その結果、例えば、熱エネルギーの実質的にすべてが熱橋２０の下部表面（電気構成要素１４の上部表面２２に対向する表面）によって画定されたｚ方向の単一の場所で熱橋２０に伝導されるのとは対照的に、熱エネルギーは熱橋２０の厚さ（ｚ方向寸法）に沿って様々な場所で熱橋２０に移送される。そのような構成は、例えば、熱橋２０がバイア２６を含まず、代わりに、実質的に平坦な下部表面を画定する例と比較して、熱橋２０への熱エネルギー移送のレートを増加させることができる。
【００２５】
[0027]上記のように、組立体１０はプリント基板１２を含み、場合によっては、プリント基板組立体（ＰＢＡ）、プリント配線組立体（ＰＷＡ）、または回路カード組立体（ＣＣＡ）と呼ばれることがある。電気構成要素１４はプリント基板１２に機械的および電気的に結合することができる。異なる例では、ハンダ、電導性および／または熱伝導性接着剤などの接着剤、または別の機械的固定機構（例えば、ねじまたはボルト）を使用して、電気構成要素１４をプリント基板１２に機械的にまたは電気的に接続することができる。一例では、電気構成要素１４は、電気構成要素１４からのリードピンがプリント基板１２の第１の側からのスルーホールに挿入され、次に、プリント基板１２の反対側からハンダ付けされるスルーホール取付技法を使用してプリント基板１２に取り付けられる。別の例では、電気構成要素１４は、電気構成要素１４がプリント基板１２の伝導性アタッチパッドに直接取り付けられる表面実装技術（ＳＭＴ）技法を使用してプリント基板１２に取り付けられる。電気構成要素１４は、当業者なら理解されるであろうように、任意の好適な技法を使用してプリント基板１２に取り付けることができる。
【００２６】
[0028]プリント基板１２は、電気構成要素１４に電気的または機械的に接続するための様々な異なるフィーチャを含むことができる。例えば、プリント基板１２は、電気構成要素１４に機械的または電気的に接続するための１つまたは複数のアタッチパッド（図示せず）、例えば、ハンダアタッチパッドまたは接着剤アタッチパッドを含むことができる。プリント基板１２は、例えば、図１に示されたｚ方向にプリント基板１２を通って少なくとも部分的に延びる１つまたは複数のバイアを含めてプリント基板１２を通って少なくとも部分的に延びる１つまたは複数のバイア（図示せず）をさらに含むことができる。いくつかの例では、プリント基板１２のそのようなバイアは、プリント基板１２の少なくとも１つの導電性トレースに電気構成要素１４を電気的に接続するための１つまたは複数の電気的バイアを含むことができる。
【００２７】
[0029]プリント基板１２は、例えば、ガラス繊維、樹脂、および銅を含む様々な異なる材料から構成することができる。いくつかの例では、プリント基板１２はラミネート材料の複数の層を含むことができる。複数の層のうちの１つまたは複数は、プリント基板１２を通る導電性経路を設けるためにラミネート材料にエッチングされた銅トレーシングを含むことができる。ラミネート材料の複数の層を積み重ね、一緒に押しつけ、硬化させて、プリント基板１２を製造することができる。
【００２８】
[0030]プリント基板１２は、いくつかの例では、電気構成要素１２から離れたところに熱エネルギーを移送するように構成することができる。そのような例では、プリント基板１２は、プリント基板１２に直接隣接する電気構成要素１４の下部表面または他の表面からの熱経路を設けるために１つまたは複数のバイアを含む。プリント基板１２はヒートシンクを含むかまたは結合することができ、電気構成要素１４の下部表面はプリント基板１２を通してヒートシンクに熱的に接続することができる。したがって、本開示は、全般的に、電気構成要素１４の上部表面２２を横切って熱橋２０に移送される熱移送エネルギーを説明するが、プリント基板１２は、そのような熱移送に加えてまたは代わりに電気構成要素１４の下部表面からの熱移送を促進することができる。いくつかの例では、例えば、プリント基板１２および熱橋２０を製作するのに使用される様々な材料の様々な熱伝導率に基づいて、比較的少ない熱が熱橋２０よりもプリント基板１２を通って移送されることがある。
【００２９】
[0031]電気構成要素１４はプリント基板１４に取り付けることができる。いくつかの例では、電気構成要素１４は、例えば、電気構成要素１４を環境汚染物質から保護し、組立体１０の製作の間電気構成要素１４の装着を容易にすることができるパッケージ（例えば、筐体）内に密閉される。電気構成要素１４用のパッケージはパッケージ蓋およびパッケージ基部を含むことができる。パッケージ蓋およびパッケージ基部は、電気構成要素１４を実質的に密閉するために組み合わせることができる。いくつかの例では、例えば、パッケージのハーメチックシールを改善するために、パッケージ蓋とパッケージ基部との間に封止リングを配置することができる。一例では、パッケージは、ボールまたはバンプハンダダイ表面を含むフリップチップなどのフリップチップパッケージを含むことができる。別の例では、パッケージは、多数の電気構成要素を収容するように構成されたマルチチップパッケージとすることができる。どんな場合も、組立体１０はプリント基板１２に取り付けられた電気構成要素１４を含むように説明されているが、電気構成要素１４はパッケージ内に存在することができ、電気構成要素１４を含むパッケージがプリント基板１２に取り付けられ得ることが理解されるべきである。
【００３０】
[0032]電気構成要素１４は、任意の一般的に既知のディスクリートコンポーネントまたは集積回路（ＩＣ）構成要素とすることができる。いくつかの例では、組立体１０は、プリント基板１２に取り付けられた複数の電気構成要素（例えば、２つ、３つ、４つ、またはそれよりも多くの）を含むことができる。複数の電気構成要素は、例えばマルチチップパッケージに別々に取り付ける、または一緒に取り付けることができる。
【００３１】
[0033]電気構成要素１４は動作中に熱エネルギーを生成することがあり、それにより、電気構成要素１４の温度が動作中に上昇することがある。動作の間電気構成要素１４の温度を低下させるために、組立体１０は、熱エネルギーが電気構成要素１４から離れたところに移送されるように構成される。上記のように、ある例では、組立体１０内の電気構成要素１４によって生成された熱エネルギーを管理するために、熱エネルギーは、電気構成要素１２の下部表面および／または電気構成要素１４の上部表面２２を通してプリント基板１２を介して電気構成要素１４から移送され得る。
【００３２】
[0034]いくつかの高電力構成要素の熱管理は、例えば、高電力構成要素で使用される比較的大きい量の熱エネルギーに基づいて、比較的低電力の構成要素の熱管理よりも困難となることがある。いくつかの例では、本開示の特徴および技法は、電気構成要素が取り付けられるプリント基板を経由する熱移送（本開示では下面熱エネルギー移送と呼ばれることがある）に加えてまたは代わりにプリント基板に直接隣接しない１つまたは複数の表面を通して熱移送（例えば、上面熱エネルギー移送）を行うために、１つまたは複数の高電力構成要素を含む組立体で使用することができる。比較的高電力の構成要素の例には、限定はしないが、例えば、フリップチップスタイルプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などのようなプロセッサが含まれ得る。しかし、構成要素の前出の例は単なる例示であることが意図されており、本開示の組立体および技法は、任意の特定のタイプの電気構成要素または電気構成要素の組合せに限定されないことが理解されるべきである。
【００３３】
[0035]上述のように、熱エネルギーは電気構成要素１４の上部表面２２を通して熱橋２０に移送され得る。電気構成要素１４の動作温度を低下させるために、熱エネルギーを電気構成要素１４から離れたところに、場合によってはプリント基板１２から離れたところに移送するのは有益であることがある。熱橋２０を介して電気構成要素１４からの熱エネルギーを移送するのに、熱橋２０は、例えば、電気構成要素１４と熱橋２０との間の熱エネルギーの伝導性移送を可能にするために電気構成要素１４の上部表面２２に直接にあるいは１つまたは複数の熱伝導性部材を通して熱的に接続することができる。
【００３４】
[0036]例えば、図２に示されるように、組立体１０は、電気構成要素１４の上部表面２２からＴＩＭ１６および熱コネクタ１８を経由して熱橋２０を通して熱エネルギーを移送するように構成される。いくつかの例では、熱エネルギーは、矢印８０および８２によって示されるようなｚ方向に電気構成要素１４の上部表面２２から移動することができる。熱エネルギーはＴＩＭ１６を通って伝導的に移動し、熱コネクタ１８の基部３２に入ることができる。熱エネルギーは、基部３２から、熱コネクタ１８の突起２４を通ってｚ方向に移動することができる。突起２４が熱橋２０のバイアに少なくとも部分的に、図２の例では完全に、挿入される接合部に達すると直ちに、次に、熱エネルギーは矢印８４によって示されるように熱橋２０に移動することができる。図２に示されるように、移送される熱エネルギーの熱経路は、突起２４と熱橋２０のバイアとによって画定されたｚ方向経路から熱橋２０のｘｙ面に移行することができる。
【００３５】
[0037]熱橋２０は電気構成要素１４の上部表面２２の少なくとも一部の上に配置することができ、いくつかの例では、熱橋２０は電気構成要素１４の上部表面２２全体の上に配設することができる。図１では示されていないが、いくつかの例では、熱橋２０は、電気構成要素１４の上部表面２２および１つまたは複数の側表面の両方を通る熱エネルギー移送を可能にするように電気構成要素１４の側壁（例えば、図１のｚｘ面またはｚｙ面に画定された側壁）の上に配置することもできる。どんな場合も、電気構成要素１４から熱橋２０に移送された熱エネルギーは、続いて、矢印８６で示されるように熱橋２０内で放散することができる。例えば、電気構成要素１４からの熱エネルギーは、組立体１０内でヒートシンクとして機能することができる取付け部材２８に移送され得る。このようにして、組立体１０は、熱橋２０を使用して、電気構成要素１４から上部表面２２を通して離れたところへの熱エネルギー移送を行うことができ、それにより、いくつかの例では、電気構成要素１４の動作性能を改善することができる。
【００３６】
[0038]いくつかの例では、熱橋２０はプリント基板１２に機械的および／または熱的に接続することができる。例えば、熱橋２０はプリント基板１２に接続することができ、電気構成要素１４の少なくとも一部を囲む（例えば、電気構成要素１４にまたがる）ことができる。逆に、他の例では、熱橋２０はプリント基板１２に接続するのではなく、代わりに、電気構成要素１４の上に架かることができる。例えば、組立体１０では、熱橋２０は電気構成要素１４の上に架かり、取付け部材２８に接続する。
【００３７】
[0039]本開示の１つまたは複数の例によれば、熱橋２０はバイア２６を含む。熱橋２０のバイア２６は、例えば、熱橋２０が電気構成要素１４の上部表面２２に対向する実質的に平坦な表面を含む例と比較して、電気コネクタ１４から熱橋２０への熱エネルギー移送のレートが増加するのを可能にすることができる。
【００３８】
[0040]組立体１０では、バイア２６の各々はほぼｚ方向に熱橋２０を通って延びる開口を画定する。各バイア２６の開口は、ｚ方向に実質的に垂直であり、電気構成要素１４の上部表面２２の表面に実質的に平行である面を画定する。熱エネルギーは、バイア２６内に配置された電気コネクタ１８の突起２４によって、熱橋２０の下部表面によって画定された面を横切ってｚ方向に移送され得る。熱エネルギーは、少なくとも部分的に、電気コネクタ１８の突起２４からバイア２６の側壁を通って熱橋２０にさらに移送され得る。そのような構成では、電気コネクタ１８から熱橋２０への熱移送経路は、例えば、熱橋２０がバイア２６を含んでいない場合のように熱橋２０の下部表面を横切ってｚ方向にではなく、突起２４とバイア２６との界面を横切ってｘおよびｙ方向に画定することができる。次に、バイア２６の側壁を通って熱橋２０に入った熱エネルギーは熱橋２０を横切ってほぼｘｙ面において放散することができる。このようにして、熱橋２０が１つまたは複数のバイア２６を含むのではなく中実な表面を含む例と比較して、大量の熱エネルギーが熱橋２０に移送され得る。
【００３９】
[0041]熱橋２０のバイア２６は任意の好適なサイズおよび形状を有することができる。組立体１０で示されるように、１つまたは複数のバイア２６は、熱コネクタ１８の１つまたは複数の突起２４を受け取るように構成する（例えば、サイズを合わせる、および／または整形する）ことができる。したがって、熱橋２０のバイア２６は、例えば、図３Ａ〜３Ｆに関して以下で説明される様々な寸法および形状を含む熱コネクタ１８の突起２４を受け取るように寸法合せおよび整形することができる。異なる例では、バイア２６は、ｘｙ断面に円形、楕円、長方形、正方形、または他のアーチもしくは多角形形状を画定することができる。熱橋２０が複数のバイア２６を含む例では、バイア２６の各々は同じサイズおよび形状とすることができ、または複数のバイア２６のうちの少なくとも１つのバイアは、複数のバイア２６のうちの少なく１つの他のバイアと異なるサイズおよび／または形状を有することができる。いくつかの例では、バイア２６の側壁は、熱橋２０の下部表面および／または電気構成要素１４の上部表面２２に実質的に垂直とすることができる。他の例では、バイア２６の側壁は、熱橋２０の下部表面および／または電気構成要素１４の上部表面２２に非垂直（例えば、斜め）とすることができる。
【００４０】
[0042]さらに、バイア２６が図１および２では熱橋２０を通って最後まで延びるように示されているが、ある例では、バイア２６は下部表面から熱橋２０を通って最後まで延びるのではなく、代わりに、ｚ方向に熱橋２０内に部分的にのみ延びることができる。そのような例では、バイア２６は熱橋２０の下部表面内に、例えば、本開示で説明されるようなｚ方向への熱エネルギー移送のための嵌合突起２４を受け取ることができる窪みを形成することができる。
【００４１】
[0043]どんな場合も、本開示の組立体は、特定の数、サイズ、または形状のバイア２６をもつ熱橋に限定されないことが理解されよう。さらに、組立体１０はすべての例で熱コネクタ１８を含むのではなく、さらにバイア２６は熱コネクタ１８の突起２４を受け取るように構成される必要はないことが考えられる。
【００４２】
[0044]熱橋２０は、熱コネクタ２０に単一のバイアを含む例が考えられるが、単一のバイアの代わりに複数のバイア（例えば、２つ、３つ、４つ、またはそれよりも多くの）を含むことができる。例えば、組立体１０は図１では２５個のバイアを含むように示されているが、異なる数のバイアが熱橋２０に形成されてもよい。熱橋２０のバイア２６の数を増加すると（例えば、単一のバイア２６と比較して）、電気構成要素１４から離れたところに熱を移送するのに利用可能な熱橋２０のｘｚ面およびｙｚ面における断面表面領域を増加することができる。そのため、熱エネルギーは、比較的少数の熱バイアをもつ熱橋と比較して、より大きいレートで電気構成要素１４から移送され得る。
【００４３】
[0045]いくつかの例では、熱橋２０のバイア２６は、電気構成要素１４の上部表面２２、または上部表面２２の一部の上に直接配置することができる。他の例では、熱橋２０のバイア２６は電気構成要素１４の上部表面２２から偏らせる（例えば、辺の方に離して配置する）ことができる。同様に、熱橋２０が複数のバイア２６を含む例では、複数のバイア２６は電気構成要素１４の上部表面２２、または上部表面２２の一部の上に直接配置することができ、あるいはバイア２６は電気構成要素１４の上部表面２２に対して偏らせることができる。場所の組合せも考えられる。バイア２６は、例えば、図１に示された行および列の配置を含む規則的な配置を画定することができる。代替として、バイア２６は外見的にはランダムなパターンで配置することができる。
【００４４】
[0046]バイア２６は様々な技法を使用して熱橋２０に形成することができる。例えば、バイア２６は熱橋２０に切削または打ち抜きすることができる。代替として、バイア２６は、熱橋２０の製作の間に、例えば、少なくとも１つのバイア２６を含むように熱橋２０を鋳造するか、さもなければ形成することによって画定することができる。いくつかの例では、熱コネクタ１８の突起２４を熱橋２０のバイア２６に取り付ける（例えば、ハンダ、熱伝導性エポキシなどの熱伝導性接着剤などを使用して）ことが望ましいことがある。追加の例では、バイア２６を機械的に補強することが望ましいことがある。どちらかの例でも、熱橋２０はバイア２６によって画定された周囲に沿ってめっきすることができる。この点に関して、周囲に沿ってめっきしているバイア２６のいずれもめっきされたバイアと見なすことができる。バイア２６は、限定はしないが、銅、ニッケルめっきされた銅、およびハンダめっきされた銅を含む任意の好適な熱伝導性材料でめっきすることができる。熱橋２０が複数のバイア２６を含む例では、複数のバイア２６の各バイアはめっきすることができ、複数のバイア２６のどのバイアもめっきしないことができ、または複数のバイア２６のうちの少なくとも１つのバイアはめっきすることができるが、複数のバイア２６のうちの少なくとも１つの他のバイアはめっきされない。
【００４５】
[0047]図１および２の例では、熱橋２０は、実質的に平坦な表面を画定し、ｚ方向に垂直な面に沿って実質的に長方形形状を有するように示されている。電気コネクタから熱橋２０に移送された熱エネルギーはｚ方向に実質的に垂直な面に沿って熱橋内で放散され得る。しかし、熱橋２０に達するように、電気構成要素１４から移送されたエネルギーはＴＩＭ１６および電気コネクタ１８を通ってｚ方向に移送され得る。
【００４６】
[0048]熱橋２０のバイア２６は、ｚ方向にＴＩＭ１６と熱コネクタ１８とによって画定された熱経路と、ｚ方向に実質的に垂直な面に熱橋２０によって画定された熱経路との間で方向変更に応じることができる。例えば、以前に説明されたように、熱橋２０のバイア２６は熱移送のためにｚ方向に実質的に平行である表面領域を設けることができ、それは、少なくとも１つのバイア２６なしの熱橋と比較して、電気構成要素１４から離れたところへの熱エネルギー移送レートを増加させることができる。例えば、熱エネルギーは電気コネクタの突起２４内でｚ方向に移動することができ、次に、バイア２６の側壁を通って熱橋２０に移動し、そこで、熱エネルギーは熱橋２０のｘｙ面を横切って放散することができる。逆に、バイア２６なしでは、熱エネルギーは熱橋２０の下部表面に移送され得るが、それは、熱橋２０のｚ方向への熱拡散、ならびに熱橋２０のｘおよびｙ方向への熱拡散を必要とすることがある。したがって、電気構成要素１４から離れたところへの熱橋２０を経由する熱移送は、熱橋２０がバイア２６を含む組立体１０などの例よりもかなり遅いことがある。
【００４７】
[0049]熱橋は任意の好適な形状を有することができる。組立体１０の例では、熱橋は実質的に平坦な長方形形状を有する。しかし、熱橋２０は図１および２に示されたものと異なる形状を想定することができる。異なる形状は、電気構成要素１４の形状、熱コネクタ１８の形状、または様々な考慮事項（例えば、組立体１０を組み込むことができる電気デバイスの形状を含む）によって決定することができる。熱橋２０の形状により、熱橋２０が電気構成要素１４の上部表面２２に熱的に接続され、電気構成要素１４から熱エネルギーを移送できるようになるのであれば、熱橋２０は任意の一般的なアーチ形（例えば、湾曲、丸い形、円形、円柱状）、または多角形（例えば、正方形、長方形、台形、六角形）の３次元形状を想定することができる。
【００４８】
[0050]いくつかの例では、熱橋２０は任意の好適な熱伝導性材料から形成することができる。熱橋２０は、電気構成要素１４から受け取った熱エネルギーを適切に移送および放散できるようにする熱伝導率を示すことができる。例示の材料は、少なくとも１６０ワット／メートル・ケルビン（Ｗ／ｍ×Ｋ）、例えば少なくとも４００ワット／メートル・ケルビンなどの熱伝導率を有することができる。異なる例では、熱橋２０は、熱等方性材料または熱直交異方性材料から形成することができる。熱直交異方性材料は、熱直交異方性特性を示すように熱橋２０の製作中に準備される材料を含むことができる。一般に、熱直交異方性材料は、少なくとも１つの他の方向の熱伝導率と異なる熱伝導率を１つの方向に示す。対照的に、熱等方性材料は、一般に、全方向に実質的に等しい熱伝導率を示す。いくつかの熱直交異方性材料は、標準の等方性材料によって示される熱伝導率よりも大きい熱伝導率を少なくとも１つの方向に示すので、熱橋２０に熱直交異方性材料を使用すると、いくつかの例では、熱等方性材料から製作された熱橋を使用するのと比較して電気構成要素１４から離れたところへの熱移送レートを増加させることができる。熱橋２０を製作するのに使用することができる等方性材料の例には、限定はしないが、銅、アルミニウム、ベリリウム、およびそれらの合金が含まれる。熱橋２０を製作するのに使用することができる直交異方性材料の例には、限定はしないが、例えば、配向黒鉛繊維および粒状微細構造をもつ配向炭素繊維などの配向炭素繊維が含まれる。しかし、前述の等方性材料および直交異方性材料は単に例であり、本開示の組立体は任意の特定の材料から製作された熱橋に限定されないことが理解されるべきである。
【００４９】
[0051]いくつかの例では、熱橋２０が熱直交異方性材料から形成される場合、熱橋は、少なくとも１つの他の方向の熱伝導率と異なる熱伝導率を１つまたは複数の方向で示すことができる。例えば、熱橋２０は、ｚ方向の熱伝導率よりも大きい熱伝導率をｘ方向および／またはｙ方向で（または、一般的にｘｙ面で）示すように熱直交異方性材料から形成することができる。そのような例では、熱橋２０の熱直交異方性の性質によりｘｙ面において熱エネルギーの望ましい放散を行うことができるが、熱橋２０内のｚ方向のそのような熱エネルギーの移送が電気構成要素２２からの熱エネルギーの全体的な移送を制限することがある。したがって、熱橋２０のバイア２６は、例えば突起２４内で、ｚ方向に熱橋２０に熱エネルギーを移送し、それに続いて、バイア２６を通して熱橋２０にｘｙ面に沿って熱エネルギーを移送するのを可能にすることができる。このようにして、熱エネルギーが、いかなるバイア２６もなしに、電気構成要素１４から熱橋２０の下部表面を通って移送される同様の構成と比較して、バイア２６は、熱橋２０が熱直交異方性材料から形成される場合に電気構成要素１４から熱橋２０へと離れたところへの熱エネルギー移送を改善することができる。記述したように、動作中、電気構成要素１４からの熱エネルギーの移送を増加させると、例えば、電気構成要素１４の動作温度を低下させることによって、例えば、電気構成要素１４の性能を改善することができる。
【００５０】
[0052]上述のように、図１および２の例では、熱橋２０はＴＩＭ１６および熱コネクタ１８を介して電気構成要素１４に熱的に結合される。電気構成要素１４から熱橋２０に移送された熱エネルギーは主として上部表面２２を通って移送される。組み合わせて、ＴＩＭ１６および熱コネクタ１８は、電気構成要素１４からＴＩＭ１６および熱コネクタ１８を通って熱橋２０へと離れたところに熱を移送することができるように上部表面２２から熱橋２０への１つまたは複数の伝導性経路を設ける。しかし、異なる例では、組立体１０は単一の熱伝導性部材（例えば、ＴＩＭ１６または熱コネクタ１８だけ）を含むことができ、または組立体１０は追加の熱伝導性部材または異なる熱伝導性部材を含む。例えば、図４および５に関して以下で説明されるように、組立体１００は、電気構成要素１４の上部表面２２と熱橋２０との間に第１のＴＩＭ１６、第２のＴＩＭ１０４、および熱拡散部１０２を含む。
【００５１】
[0053]例示の組立体１０では、ＴＩＭ１６は電気構成要素１４から熱コネクタ１８への熱伝導性経路を設ける。そのため、ＴＩＭ１６は電気構成要素１４の上部表面２２の少なくとも一部に配置される。いくつかの例では、ＴＩＭ１６は電気構成要素１４の上部表面２２に直接隣接して配設される。他の例では、ＴＩＭ１６は１つまたは複数の追加の層の上に配置され、１つまたは複数の追加の層は、例えば、１つまたは複数の追加の熱伝導性部材、および／または１つまたは複数の追加のＴＩＭ材料もしくはＴＩＭ層を含むことができ、それらのうちの１つはさらに電気構成要素１４の上部表面２２に直接隣接して配設される。追加の例では、ＴＩＭ１６は、上部表面２２の一部だけの代わりに電気構成要素１４の実質的に全上部表面２２の上に配置することができる。言い換えれば、ＴＩＭ１６は、電気構成要素１４の実質的に全上部表面２２の上に、または電気構成要素１４の上部表面２２のより少ない部分の上に配置することができる。
【００５２】
[0054]ＴＩＭ１６は任意の好適な熱伝導性材料を含むことができるが、一般に、材料の熱伝導率が高いと、電気構成要素１４から離れたところへの熱移送レートが増加する。いくつかの例では、ＴＩＭ１６は、限定はしないが、熱増強エポキシ、ゲル、グリース、パテ、および圧縮可能パッドを含むことができる。いくつかの例では、前述の材料はＴＩＭ−１材料と呼ばれる材料の種類に含まれ得る。したがって、ＴＩＭ１６は、いくつかの例では、すべてのＴＩＭ−１材料を含むと見なすことができる。しかし、他の熱界面材料が組立体１０に好適であると考えられることが理解されるべきである。実際には、いくつかの熱界面材料は熱移送に加えて複数の性質を備えることができる。例えば、ＴＩＭ１６は、電気構成要素１４と熱コネクタ１８との間の熱移送を行うことに加えて、熱コネクタ１８を電気構成要素１４に接着で取り付けることができる。
【００５３】
[0055]図１の例のＴＩＭ１６は厚さ３０を画定し、それは、電気構成要素１４の上部表面２２に実質的に垂直である図１に示されたｚ方向の厚さである。一般に、熱エネルギーは、ＴＩＭ１６の特定の厚さ３０に関係なく電気構成要素１４の上部表面２２から離れたところに移送され得る。しかし、いくつかの例では、熱コネクタ１８、熱橋２０、および／または上部表面２２と熱橋２０との間に置かれた追加のもしくは異なる熱伝導性部材の熱伝導率が、ＴＩＭ１６の熱伝導率よりも比較的高いことがある。高い材料の熱伝導率が高いと、電気構成要素１４から離れたところへのエネルギー移送レートが高くなりやすい。そのため、ＴＩＭ１６の厚さを最小にすると、いくつかの例では、電気構成要素１４から離れたところへの熱移送を改善することができる。いくつかの例では、ＴＩＭ１６の厚さ３０は、約２５．４マイクロメートル（１ミル、すなわち０．００１インチ）以下とすることができる。追加の例では、ＴＩＭ１６の厚さ３０は、約１２７マイクロメートル（５ミル、すなわち０．００５インチ）以下とすることができる。例えば、ＴＩＭ１６の厚さ３０は、例えば、約５０．８マイクロメートル（２ミル）と約１０２マイクロメートル（４ミル）との間を含めて、約２５．４マイクロメートル（１ミル）と約１２７マイクロメートル（５ミル）との間とすることができる。しかしながら、組立体１０はこの点に関して限定されず、ＴＩＭ１６の異なる厚さ３０が使用されてもよいことが理解されるべきである。
【００５４】
[0056]ＴＩＭ１６は熱コネクタ１８に熱的に接続される。熱コネクタ１８は、電気構成要素１４および特にＴＩＭ１６と熱橋２０との間に熱経路を設ける。上述のように、熱コネクタ１８はＴＩＭ１６よりも比較的高い熱伝導率を有することができる。したがって、熱コネクタ１８は、図４に関して以下で説明されるように組立体１０から省略することができるが、組立体１０に熱コネクタ１８を含むと、熱コネクタ１８を含まない組立体と比較して、電気構成要素１４から離れたところへの熱移送レートを増加させることができる。
【００５５】
[0057]一般に、熱コネクタ１８は、電気構成要素１４の上部表面２２と熱橋２０との間で熱を伝導的に移送するように構成される。そのため、いくつかの例では、熱コネクタ１８は、電気構成要素１４と熱橋２０との間に延びる（例えば、図１に示されたｚ方向に）少なくとも１つの突起２４を含む。突起２４は、熱橋２０の少なくとも１つのバイア２６内に延びるように構成することができる。いくつかの例では、突起２４は、例えば、ハンダ、熱伝導性接着剤などを使用して、バイア２６に取り付けることができる。突起２４は、バイア２６に挿入されると、熱橋２０のバイア２６を通って少なくとも部分的に、ある場合には完全に延びることができる。突起２４は、バイア２６内に延びると、熱橋２０に熱的に接続することができ、例えば、突起２４からバイア２６の側壁を通って熱橋への伝導性熱エネルギー移送を可能にする。このようにして、熱コネクタ１８は電気構成要素１４と熱橋２０との間に熱経路を設けることができる。
【００５６】
[0058]いくつかの例では、熱コネクタ１８は単一の突起の代わりに複数の突起（例えば、２つ、３つ、４つ、またはそれよりも多くの）を含むことができる。例えば、図１の組立体１０は基部３２から延びる２５個の個別の突起２４を含むが、異なる数の突起２４が熱コネクタ１８に含まれ得る。図示のように、熱コネクタ１８は、熱橋２０の多数の対応するバイア２６と等しい多数の突起２４を含むことができる。上述のように、各突起２４は電気構成要素１４から離れたところへのｚ方向の熱移送を容易にすることができるが、熱橋２０はｘｙ面における熱移送を容易にすることができる。このように、熱コネクタ２０は電気構成要素１４から離れたところに熱を１つの方向で移送することができるが、熱橋２０は、熱コネクタ１８によって離れたところに引き出された熱を、熱がコネクタ１８によって離れたところに引き出された方向と異なる少なくとも１つの方向、場合によっては２つ以上の方向に放散することができる。そのため、熱コネクタ１８の突起２４の数を増加させると、経路の数を増加させることができ、熱橋２０のｘｙ面への後続の移送のためのｚ方向の熱移送を容易にすることができる。他の例では、熱コネクタ１８の突起２４の数は熱橋２０のバイア２６の数と異なることができる。例えば、熱コネクタ１８は、熱橋２０のバイア２６の数よりも少ない数の突起を含むことができる。
【００５７】
[0059]熱コネクタ１８の突起２４は、電気構成要素１４から熱橋２０に熱エネルギーを移送するために任意の好適なサイズおよび断面形状を画定することができる。いくつかの例では、突起２４は、実質的に一様にサイズを合わされ整形された複数の突起を含む。異なる例では、突起２４は複数の突起を含み、複数の突起のうちの少なくとも１つの突起は、複数の突起のうちの少なくとも１つの他の突起と異なるサイズおよび／または形状を有する。熱コネクタ１８のための様々な例示の構成が図３Ａ〜３Ｆに関してさらに詳細に以下で説明される。
【００５８】
[0060]熱コネクタ１８は１つまたは複数の熱伝導性材料から形成することができる。熱コネクタ１８に好適な材料の例には、限定はしないが、銅、銅合金、スズめっきされた銅、およびニッケルめっきされた銅が含まれる。
【００５９】
[0061]上述のように、いくつかの例では、組立体１０は、熱直交異方性材料から製作された熱橋２０を含むことができる。追加としてまたは代替として、ＴＩＭ１６および熱コネクタ１８は熱等方性の材料から形成することができる。上記のような熱等方性材料は全方向に実質的に等しい熱伝導率を示す。１つまたは複数の熱伝導性部材が、電気構成要素１４から離れたところへのｚ方向の熱移送を、ならびにバイア２６において熱橋２０へのｘおよびｙ方向の熱移送を行うことができるので、熱等方性材料から製作された熱伝導性部材は、電気構成要素１４からの熱を除去するために多方向熱移送を容易に増大することができる。代替として、ＴＩＭ１６および／または電気コネクタ１８は、例えば、ｚ方向の熱伝導率の増大を示すように熱直交異方性の材料から形成することができる。
【００６０】
[0062]組立体１０は、電気構成要素１４の上部表面２２と熱橋２０との間に配置された熱伝導性部材であるＴＩＭ１６および電気コネクタ１８を含むが、例はそのようなものとして限定されない。いくつかの例では、図４および５に関して以下で説明されるように、組立体は、電気構成要素１４から熱橋２０へと離れたところに熱エネルギーを伝導的に移送するのに、熱コネクタ１８なしでＴＩＭ１６などの熱界面材料（ＴＩＭ）を含むことができる。言い換えれば、熱エネルギーは、図１および２に示された熱コネクタ１８なしで電気構成要素１４の上部表面２２から離れたところに移送され得る。他の例では、例示の組立体はＴＩＭ１６なしで熱コネクタ１８を含むことができる。熱エネルギーは、熱コネクタ１８と熱橋２０とによって画定された熱経路を通って電気構成要素１４の上部表面２２から離れたところに移送され得る。言い換えれば、熱エネルギーは、ＴＩＭ１６なしで電気構成要素１４の上部表面２２から離れたところに移送され得る。追加の例では、図１に示されるように、組立体は、電気構成要素１４からバイア２６を少なくとも部分的に通って熱橋２０へと離れたところに熱を移送するための複数の（例えば、２つ、３つ、４つ、またはそれよりも多くの）熱伝導性部材を含むことができる。例えば、上述のように、組立体１０は、ＴＩＭ１６および熱コネクタ１８の形態の２つの熱伝導性部材を有するように図１で示されている。追加の熱伝導性部材が考えられ、いくつかの追加の例が以下で説明される。
【００６１】
[0063]組立体１０は独立型組立体として図示および説明されているが、いくつかの例では、組立体１０はより大きい組立体またはデバイスに組み込むことができる。したがって、組立体１０は、より大きい組立体またはデバイスへの組込みを容易にするように電気的および／または機械的接続を含むことができる。図１の例の組立体１０は、例えば、組立体１０をより大きい組立体に機械的に取り付けるのに使用することができる取付け部材２８を含む。取付け部材２８は、組立体１０を機械的に接続するために、シャーシレールなどの対応する構造体に挿入することができる。異なる例では、組立体１０は、多数の取付け部材、または図１に示された取付け部材２８と異なるサイズまたは形状をもつ取付け部材を含むことができる。実際には、取付け部材は本開示による組立体によって必要とされない。したがって、組立体１０はシャーシレールアタッチメント用に構成された単一の取付け部材２８を含んでいるが、本開示はこの点に関して限定されないことが理解されなければならない。
【００６２】
[0064]組立体１０に機械的接続性を与えるのに加えて、いくつかの例では、取付け部材２８は組立体１０のためのヒートシンクとして機能することができる。この関連で、取付け部材２８は熱伝導性材料から製作することができる。電気構成要素１４の動作中、取付け部材２８は、例えば、本開示で説明される例示の構成によって、熱橋２０から熱エネルギーを吸収することができ、その結果として、電気構成要素１４から熱エネルギーを吸収することができる。このように、取付け部材２８は、電気構成要素１４から除去された熱エネルギーの到着地として働くことができる。取付け部材２８は、電気構成要素１４から吸収された熱を、例えば、空気または冷却流体などの別の要素または別の媒体に伝導性移送することによって放散することができる。
【００６３】
[0065]取付け部材２８に加えてまたは代わりに、組立体１０は、熱橋２０から熱エネルギーを吸収するための専用ヒートシンクを含むことができる。ヒートシンクは熱橋２０に熱的に接続することができる。さらに、ヒートシンクは、例えば隣接する熱橋２０を含む組立体１０上の様々な場所に配置することができる。しかし、専用ヒートシンクは組立体１０によって必要とされない。
【００６４】
[0066]構成されるとき、一般に、組立体１０は、第１の軸方向（例えばｚ方向）の第１の熱伝導経路と、第１の軸方向に実質的に垂直な第２の軸方向の（例えば、ｘｙ面の）第２の熱経路とを備えることができる。組立体１０は、例えば、熱橋２０の幾何形状と、組立体１０で使用される１つまたは複数の熱伝導性部材の幾何形状、数、および配置とを含む様々な要因に基づいて、追加の熱伝導経路または異なる熱伝導経路を備えることができる。したがって、熱経路の説明は単に例であり、本開示の組立体は熱伝導経路のいかなる特定の構成にも限定されないことが理解されよう。さらに、熱経路の説明は、熱エネルギーを、個別で同一の方向に移動するとして記載したが、実際には、熱エネルギーは熱伝導性要素のすべての方向にわたって拡散することができることが理解されるべきである。すなわち、熱伝導性要素は、例えば、要素の物理的方位または要素を製作するのに使用された材料の性質に基づいて、他の方向に比べてある方向に優先的に熱エネルギーを伝導することができるが、熱エネルギーは、実際には、熱伝導性要素のすべての方向および表面を通って移動することができる。
【００６５】
[0067]上述のように、熱橋２０は、電気構成要素１４から離れたところに熱を移送するために１つまたは複数の熱伝導性部材に熱的に接続するように構成される。いくつかの例では、熱橋２０は熱エネルギーを１つまたは複数の熱伝導性部材により面外に移送する。言い換えれば、熱伝導性要素はすべての方向にある程度熱エネルギーを伝導することができるが、要素は、例えば、要素の物理的方位または要素を製作するのに使用された材料の性質に基づいて、他の方向に比べてある方向に優先的に熱エネルギーを伝導することができる。組立体１０では、例えば、熱エネルギーは、電気構成要素１４から離れたところに、ＴＩＭ１６および熱コネクタ１８を通して、ＴＩＭ１６および熱コネクタの１８の物理的な方位に基づいてｚ方向に熱を移送することができる。一方、熱エネルギーは熱橋２０においてｘおよびｙ方向を通って移動することができる。したがって、熱橋２０は、１つまたは複数の熱伝導性部材によって画定された熱経路と熱橋２０によって画定された熱経路との間の方向変更に応じるために１つまたは複数のフィーチャを含むことができる。
【００６６】
[0068]上述のように、組立体１０は、上面熱移送に加えてまたは代わりに、電気構成要素１４の側壁（例えば、図２のｚｘ面またはｚｙ面に画定された電気構成要素１４の側壁）、下部表面、または様々な表面からの熱移送を容易にするように構成することができる。例えば、図２の矢印８２は、熱エネルギーが電気構成要素１４の動作中電気構成要素１４の下部表面から移動できることを示している。熱エネルギーは、電気構成要素１４からプリント基板１２に（例えば、プリント基板１２に直接に、またはプリント基板１２の一部を形成するトレースもしくはバイアなどの熱伝導性フィーチャに）移動することができ、そこで、熱エネルギーは電気構成要素１４から離れたところに移動し放散することができる。
【００６７】
[0069]したがって、図２の例によれば、組立体１０は、電気構成要素１４から離れたところに熱を伝導的に移送するための多数の異なる熱経路を設けるように構成することができる。組立体１０は上面熱移送経路および下面熱移送経路を備えることができる。いくつかの例では、上面熱移送経路は、例えば、電気構成要素１４をプリント基板１２に機械的および電気的に結合するのに使用される材料およびフィーチャとは対照的に上面熱移送経路のために選択されたフィーチャの材料および配置に基づいて、電気構成要素１４から離れたところに下面熱移送経路よりも多くの熱エネルギーを移送することができる。
【００６８】
[0070]図３Ａ〜３Ｆは、図１および２の組立体１０で使用することができる、例えば、熱コネクタ２０などの様々な例示の熱コネクタの概念的な側面図および上面図である。図３Ａは、図１に示された熱コネクタ１８の概念的側面図を示す。図３Ｂは、同じ熱コネクタ１８の概念的上面図を示す。図３Ａおよび３Ｂに見られるように、熱コネクタ１８は、図３Ａおよび３Ｂの場合には合計で２５個の突起として示されている突起２４を含む。各々の個別の突起２４はｘｙ面に実質的に円形の断面形状を画定する。さらに、突起２４の各々はｚ方向に実質的に一様な高さ４０を有する。異なる例では、各突起２４の高さ４０は同じとすることができ、または複数の突起２４の少なくとも１つの突起は、複数の突起２４の少なくとも１つの他の突起の高さ４０と異なる高さ４０を有することができる。
【００６９】
[0071]高さ４０は、例えば、電気構成要素１４および熱橋２０の幾何形状、組立体で使用される熱伝導性部材の数、ならびに電気構成要素１４の上部表面２２と熱橋２０との間の距離を含む様々な要因に基づいて変化することができる。いくつかの例では、高さ４０は、突起２４が、熱橋２０の複数のバイア２６を通って少なくとも部分的に、いくつかの例では完全に延びるように設定することができる。突起２４を複数のバイア２６に少なくとも部分的に延ばすと、いくつかの例では、熱コネクタ１８と熱橋２０との間の物理的接触を確立することができ、（例えば、熱橋が１つまたは複数のバイア２６を含まない例と比較して（図１））熱移送のレートが増加し、および／または組立体１０の製作中の熱コネクタ１８に対する熱橋２０の装着が支援される。異なる例では、高さ４０は、約２．５４ミリメートル（０．１インチ）と約７．６２ミリメートル（０．３インチ）との間とすることができる。しかし、他の高さ４０が考えられる。
【００７０】
[0072]上述のように、突起２４の各々は図１に示されたｘｙ面に実質的に円形の断面形状を画定し、熱コネクタ１８の基部から延びる実質的に円柱状のペグを画定するように考慮することができる。異なる例では、突起２４の各々は異なる断面形状を画定することができる。例えば、突起２４の各々は、正方形、長方形、三角形、もしくは六角形などの多角形断面形状を画定することができ、または突起２４の各々は、円、半円、もしくは楕円などの全体的にアーチ形の断面形状を画定することができる。一般に、少なくとも１つの突起２４は任意の断面形状を画定することができる。
【００７１】
[0073]突起２４の各々はｘｙ面に任意の好適な主軸寸法４２を画定することができる。いくつかの例では、突起２４の各々は、約１．２７ミリメートル（０．０５インチ）と約６３．５ミリメートル（２．５インチ）との間、例えば、約１９．０ミリメートル（０．７５インチ）と約２２．９ミリメートル（０．９インチ）との間などの主軸寸法４２を画定することができる。しかし、これらの寸法は単に例であり、本開示はこの点に関して限定されないことが理解されるべきである。さらに、突起２４は、限定はしないが、図３Ｂに示された行と列の配置を含む規則的な配置を画定することができるが、突起２４は規則的である必要はない。異なる例では、突起２４は、例えば、外見的にはランダムな配列で配置することができる。
【００７２】
[0074]図３Ａ〜３Ｂの例では、熱コネクタ１８は、突起２４が延びる基部３２を含む。様々な例では、基部３２は、例えば、電気構成要素１４の上部表面２２全体の上を含めて、電気構成要素１４の上部表面２２の少なくとも一部の上に配置されるように構成することができる。基部３２は、突起２４を接続および支持するための機械的支持を与えることができる。基部３２は、さらに、突起２４を熱的に接続するための熱接続性を与えることができる。様々な例では、基部３２は、平面（図３Ａ〜３Ｂにおけるように）、湾曲とすることができ、または基部３２は異なる形状を想定することができる。例えば、基部３２は電気構成要素１４の側壁（例えば、図１のｚｘ面またはｚｙ面に画定された側壁）の少なくとも一部を囲み、それによって、電気構成要素１４の上部表面２２および側表面の両方から熱移送を行うことができる。どんな場合も、熱コネクタ１８は基部３２を必要とせず、基部３２なしの様々な熱コネクタは本開示の範囲内にある。
【００７３】
[0075]図３Ｃおよび３Ｄは代替の例示の熱コネクタ５０を示す概念図である。特に、図３Ｃは熱コネクタ５０の概念的側面図を示し、図３Ｄは熱コネクタ５０の概念的上面図を示す。図３Ｃおよび３Ｄに見られるように、熱コネクタ５０は、基部３２から延びる、ｘｙ面に実質的に正方形の断面形状をもつ単一の突起５２を画定する。異なる例では、単一の突起５２は、例えば図３Ａ〜３Ｂに関して説明されたように異なる断面形状を画定することができる。単一の突起５２は、高さ５４（すなわちｚ方向において）および主軸寸法５６（すなわちｘｙ面において）を画定する。様々な例では、高さ５４および主軸寸法５６はそれぞれ図３Ａおよび３Ｂの高さ４０および主軸寸法４２と同じとすることができ、または高さ５４および主軸寸法５６は高さ４０および主軸寸法４２と異なることができる。
【００７４】
[0076]図３Ｅおよび３Ｆは別の代替の例示の熱コネクタ６０を示す概念図である。図３Ｅは熱コネクタ６０の概念的側面図である。図３Ｆは熱コネクタ６０の概念的上面図を示す。図３Ｅおよび３Ｆに見られるように、熱コネクタ６０は、基部３２から延びる細長い形状を有する突起６２の単一の列を画定する。各々の細長い突起６２はｘｙ面に実質的に長方形の断面形状を画定し、実質的に長方形の形状はアーチ形の端部６４で成端される。異なる例では、細長い突起６２は、例えば図３Ａおよび３Ｂに関して説明されたように異なる断面形状を画定することができる。さらに、複数の行６２の各行は、高さ６６（すなわち、ｚ方向における）および主軸寸法６８（すなわち、ｘｙ面における）を画定する。様々な例では、高さ６６および主軸寸法６８はそれぞれ図３Ａおよび３Ｂの高さ４０および主軸寸法４２と同じとすることができ、または高さ６６および主軸寸法６８は高さ４０および主軸寸法４２と異なることができる。しかし、図３Ａ〜３Ｆに関して説明された前述の熱コネクタは単に例であり、本開示の組立体はいかなる特定の熱コネクタも必要としないことが理解されるべきである。
【００７５】
[0077]図１および２に関して上述されたように、本開示による例示の組立体は、電気構成要素の表面と１つまたは複数のバイアを含む熱橋との間に置かれた１つまたは複数の熱伝導性部材を含むことができる。図１の例では、ＴＩＭ１６および熱コネクタの１８は、電気構成要素１４からバイア２６を少なくとも部分的に通って熱橋２０にエネルギーを移送するように組立体１０の熱伝導性部材として機能する。
【００７６】
[0078]図４は、別の例示の電気構成要素組立体１００の分解図を示す概念図である。図５は、組立体１００内の例示の熱移送経路を示す組み立てられた状態での例示の組立体１００の概略断面図である。図５の組立体１００の図はバイア２６の列を二分する断面に沿ってｘｚ面で示される。
【００７７】
[0079]図示のように、組立体１００は、プリント基板１２、電気構成要素１４、第１のＴＩＭ１６、熱橋２０、および取付け部材２８を含み、それらのすべては、組立体１０（図１）の同様に標識付けされたフィーチャのものと同じまたは実質的に同様とすることができる。組立体１００は熱拡散部１０２および第２の熱界面材料（ＴＩＭ）１０４をさらに含む。第１のＴＩＭ１６は電気構成要素１４の上部表面２２と熱拡散部１０２との間に置かれ、一方、第２のＴＩＭ１０４は熱拡散部１０２と熱橋２０との間に置かれる。
【００７８】
[0080]熱橋２０は、図４の例において、図１の例におけるように、複数のバイア２６として示される複数のバイア２６を含む。図を簡単にするために、単一のバイア２６だけが図４では標識付けされているが、熱橋２０の複数のバイア２６は、本明細書ではいくつかの場合に「バイア２６」とまとめて呼ばれることがある。バイア２６は、熱橋２０に複数の開口を画定するために図４に示されたｚ方向に熱橋２０を通って延びる。いくつかの例では、第２のＴＩＭ１０４は、熱橋２０の複数のバイア２６を通って少なくとも部分的に、場合によっては完全に延びる。
【００７９】
[0081]組立体１００は、電気構成要素１４の上部表面２２から離れたところに熱を移送するように構成される。組立体１０が図４に示されるように組み立てられると、第１のＴＩＭ１６の下部表面は電気構成要素１４の上部表面２２に接触することができる。同様に、第１のＴＩＭ１６の上部表面の少なくとも一部は熱拡散部１０２の対向する（下部の）表面に接触することができる。熱拡散部１０２の上部表面の少なくとも一部は第２のＴＩＭ１０４の対向する（下部の）表面に接触することができる。このようにして、熱エネルギーは、電気構成要素１２から上部表面２２を通って第１のＴＩＭ１６に伝導され得る。次に、熱エネルギーは、第１のＴＩＭ１６から、ＴＩＭ１６との表面界面を横切って熱拡散部１０２に伝導され得る。次に、熱エネルギーは、熱拡散部１０２から、熱拡散部１０２との表面界面を横切って第２のＴＩＭ１０４に伝導され得る。次に、熱エネルギーは、第２のＴＩＭ１０４から熱橋２０に移送され、そのうちの少なくともいくらかはバイア２６の側壁を通して移送される。組み立てられると、第２のＴＩＭ１６の少なくとも一部は熱橋２０のバイア２６内に延びる。バイア２６はほぼｚ方向に（図１および２において標識付けされたように）熱橋２０を通って延び、熱橋２０に複数の開口を画定する。
【００８０】
[0082]そのため、組立体１０と同様の組立体１００は、電気構成要素１４から熱橋２０に熱エネルギーを伝導するために電気構成要素１４の上部表面２２と熱橋２０との間に置かれた１つまたは複数の熱伝導性部材を含む。特に、組立体１００は、電気構成要素１４の上部表面２２と熱橋２０との間に、第１のＴＩＭ１６、熱拡散部１０２、および第２のＴＩＭ１０４をその順序で含む。組立体１０のＴＩＭ１６および電気コネクタ１８の場合と同様に、組み合わせて、第１のＴＩＭ１６、熱拡散部１０２、および第２のＴＩＭ１０４は、電気構成要素１４から熱橋２０に熱エネルギーを移送するために上部表面２２から熱橋２０への１つまたは複数の熱経路を与える。組立体１０および１００について説明された様々な熱伝導性部材は各々電気構成要素１４と熱橋２０との間で別々に使用することができ、または様々な熱伝導性部材の任意の組合せが電気構成要素１４と熱橋２０との間で一緒にして使用され得る。
【００８１】
[0083]例えば、場合によっては、組立体１００は、追加の熱伝導性部材なしに電気構成要素１４の上部表面２２と熱橋２０との間に直接置かれた第１のＴＩＭ１６または第２のＴＩＭ１０４を含むことができる。そのような例では、熱エネルギーは、第１のＴＩＭ１６または第２のＴＩＭ１０４と熱橋２０とによって画定された熱経路を通って電気構成要素１４から離れたところに伝導的に移送され得る。他の例では、組立体１００は、追加の熱伝導性部材なしに電気構成要素１４の上部表面２２と熱橋２０との間に直接置かれた熱拡散部１０２を含むことができる。そのような例では、熱エネルギーは、熱拡散部１０２と熱橋２０とによって画定された熱経路を通って電気構成要素１４から離れたところに伝導的に移送され得る。追加の例では、図１および４に示されるように、組立体は、電気構成要素１４から離れたところに熱を移送するための複数の熱伝導性部材を含むことができる。
【００８２】
[0084]どんな場合も、組立体１００が構成されるとき、熱エネルギーは、電気構成要素の温度を低下させるために電気構成要素１４から伝導的に移送され得る。例えば、電気構成要素１４の動作中、熱エネルギーは、電気構成要素から上部表面２２を横切って第１のＴＩＭ１６、熱コネクタ１０２、および第２のＴＩＭ１０４を経由して熱橋２０に移送され得る。図５に示されるように、熱エネルギーは、例えば矢印１１０および１１２によって示されているように、ほぼｚ方向に電気構成要素１４の上部表面２２から移動し、第１のＴＩＭ１６を通って熱拡散部１０２に伝導的に移送され得る。熱拡散部１０２により、熱エネルギーのすべてまた一部がｘ、ｙ、およびｚ方向のうちの１つまたは複数の方向に放散できるようになる。熱エネルギーは、熱拡散部１０２から、第２のＴＩＭ１０４を通ってｚ方向に伝導的に移動することができる。
【００８３】
[0085]次に、そのような熱エネルギーは第２のＴＩＭ１０４から熱橋２０に移送され得る。例えば、熱エネルギーの少なくとも一部は、第２のＴＩＭ１０４が熱橋２０のバイア２６内に少なくとも部分的に、図５の例では完全に延びる界面で熱橋２０に移送される。組立体１０と同様に、熱エネルギーは、バイア２６中の第２のＴＩＭ１４の一部の内でｚ方向に移送され、次に、矢印１１４によって示されるようにバイア２６の側壁を通って熱橋に移送され得る。言い換えれば、熱エネルギーはバイア２６内の第２のＴＩＭ１０４の一部にｚ方向に移動し、それに引き続いて、熱エネルギーはｚ方向に実質的に垂直な面に沿って熱橋２０に移動することができる。さらに、熱エネルギーは第２のＴＩＭ１０４から熱橋２０の下部表面を通って熱橋に移送され得る。熱橋２０に移送された熱エネルギーは、続いて、矢印１１６で示されるように熱橋２０を横切って放散することができる。例えば、電気構成要素１４からの熱エネルギーは、組立体１０内でヒートシンクとして機能することができる取付け部材２８に移送され得る。このようにして、組立体１０は、熱橋２０を使用して、電気構成要素１４から上部表面２２を通して離れたところへの熱エネルギー移送を行うことができ、それにより、いくつかの例では、電気構成要素１４の動作性能を改善することができる。
[0086]組立体１０の場合と同様に、組立体１００は、熱エネルギーがバイア２６内でｚ方向に伝導されるように構成される。次に、この熱エネルギーは、例えば、熱エネルギーの実質的にすべてが熱橋２０の下部表面（電気構成要素１４の上部表面２２に対向する表面）によって画定されたｚ方向の単一の場所で熱橋２０に伝導されるものとは対照的に、熱橋２０の厚さ（ｚ方向寸法）に沿って様々な場所で熱橋２０に移送され得る。そのような構成は、例えば、熱橋２０がバイア２６を含まず、代わりに、実質的に平坦な下部表面を画定する例と比較して、熱橋２０への熱エネルギー移送のレートを増加させることができる。
【００８４】
[0087]組立体１０の場合と異なり、組立体１００は、ＴＩＭ１６とＴＩＭ１０４との間に置かれた熱拡散部１０２を含む。熱拡散部１０２は、電気構成要素１４からの熱エネルギーを、例えばｘｙ面において伝導的に放散するように機能することができ、その結果として、電気構成要素１４から離れたところへの熱エネルギー移送を増加することができる。したがって、熱拡散部１０２は電気構成要素１４の上部表面２２の少なくとも一部の上に配置することができる。いくつかの例では、熱拡散部１０２は電気構成要素１４の実質的に全上部表面２２の上に配置することができる。動作中、熱エネルギーは、電気構成要素１４から上部表面２２を横切り、ＴＩＭ１６（熱エネルギーがＴＩＭ１０２に移動するのに先立ってｘｙ面において伝導的に放散することができる）を通って熱拡散部１０２に移動することができる。
【００８５】
[0088]熱拡散部１０２は１つまたは複数の熱伝導性材料から製作することができる。いくつかの例では、熱拡散部１０２は、銅、アルミニウム、ニッケル、またはそれらの合金または組合せから製作することができる。熱拡散部１０２は、電気構成要素１４によって生成された熱を拡散するのに好適な任意のサイズおよび形状を画定することができる。例えば、いくつかの例では、熱拡散部１０２は、約１．２７ミリメートル（０．０５０インチ、すなわち５０ミル）と約２．５４ミリメートル（０．１インチ、すなわち１００ミル）との間に厚さ（すなわち、ｚ方向における）を画定することができる。しかし、前述の寸法および材料は単に例であり、本開示の組立体は熱拡散部１０２に関して限定されないことが理解されよう。
【００８６】
[0089]熱拡散部１０２は第２のＴＩＭ１０４に熱的に接続され、電気構成要素１４の上部表面２２と熱橋２０との間で熱を伝導的に移送するように機能することができる。いくつかの例では、第２のＴＩＭ１０４は、図４のｚ方向から熱橋２０のｘｙ面に熱エネルギーを移送するように機能することができる。そのため、第２のＴＩＭ１０４は、いくつかの例では、熱橋２０のバイア２６の少なくとも１つに（すなわち、図４に示されたｚ方向に）少なくとも部分的に延びることができる。他の例では、第２のＴＩＭ１０４は熱橋２０の少なくとも１つのバイア２６を通って完全に延びることができ、例えば、したがって、第２のＴＩＭ１０４の一部は熱橋２０の上部表面と同一平面になるか、またはそれを過ぎて延びる。熱橋２０の少なくとも１つのバイア２６内に少なくとも部分的に延びることによって、ＴＩＭ１０４は熱橋２０の下部表面を横切ってｚ方向への直接熱経路を与えることができ、ならびにバイアの側壁を通って、例えば、ｚ方向に実質的に垂直な面への熱エネルギー移送を可能にする。このようにして、熱エネルギーは、電気構成要素１４の上部表面２２から、第２のＴＩＭ１０４によって画定されたｚ方向熱経路を通って、熱橋２０のｘｙ面に容易に移動することができる。対照的に、第２のＴＩＭ１０４が少なくとも１つのバイア２６内に少なくとも部分的に延びることなしに、熱エネルギーは熱橋２０の下部表面に移送され得るが、それは、熱橋２０のｚ方向への熱拡散、ならびに熱橋２０のｘおよびｙ方向への熱拡散を必要とすることがある。その結果、熱橋２０への熱エネルギー移送のレートは、第２のＴＩＭ１０４が熱橋２０のバイア２６内に少なくとも部分的に延びる場合よりもかなり遅いことがある。どんな場合も、ＴＩＭ１０４は、熱橋２０に熱的に接続するために熱橋２０のバイア２６内に延びる必要はなく、本開示はこの点に関して限定されない。
【００８７】
[0090]第２のＴＩＭ１０４は、例えば、図４におけるように、電気構成要素１４の上部表面２２、および／または熱拡散部１０２の上部表面（例えば、熱橋２０に面する表面）の上を含む組立体１００の様々な場所に配置することができる。いくつかの例では、第２のＴＩＭ１０４は熱拡散部１０２の上部表面に直接隣接して配置することができる。他の例では、第２のＴＩＭ１０４は１つまたは複数の追加のフィーチャの上に配置され、１つまたは複数の追加のフィーチャは、例えば、１つまたは複数の追加の熱伝導性部材、および／または１つまたは複数の追加のＴＩＭ材料もしくはＴＩＭ層を含むことができ、次に、それらのうちの１つが熱拡散部１０２の上部表面に直接隣接して配置される。ＴＩＭ１０４は熱拡散部１０２の実質的に全上部表面の上に配置することができる。代替として、ＴＩＭ１０４は熱拡散部１０２の上部表面のより少ない部分の上に配置することができる。
【００８８】
[0091]ＴＩＭ１０４は任意の好適な熱伝導性材料を含むことができるが、一般に、材料の熱伝導率が高いと、電気構成要素１４から離れたところへの熱移送レートが増加する。ＴＩＭ１０４は、図１に関して上述されたようなＴＩＭ１６を形成するのに使用された同じ材料または材料の組合せを含むことができる。いくつかの例では、ＴＩＭ１０４は、限定はしないが、熱増強エポキシ、ゲル、グリース、パテ、および圧縮可能パッドを含むことができる。いくつかの例では、前述の材料はＴＩＭ−２材料と呼ばれる材料の種類に含まれ得る。したがって、ＴＩＭ１０４は、いくつかの例では、すべてのＴＩＭ−２材料を含むと見なすことができる。しかし、他の熱界面材料が組立体１００に好適であると考えられることが理解されるべきである。
【００８９】
[0092]第２のＴＩＭ１０４は、例えば上記で略述されたように熱移送を改善するために熱橋２０の少なくとも１つのバイア２６を通って少なくとも部分的に、ある場合には完全に延びることができるが、それにもかかわらず、第２のＴＩＭ１０４は熱拡散部１０２の上部表面と熱橋２０の下部表面との間のｚ軸厚さを画定すると見なすことができる。例えば、図４の例の第２のＴＩＭ１０４は、熱拡散部１０２の上部表面と熱橋２０の下部表面との間に図４に示されるｚ方向に厚さ１０６を画定する。厚さ１０６は、例えば、電気構成要素１４および熱橋２０の幾何形状、電気構成要素１４と熱橋２０との間の間隔、および組立体１００に関連する許容範囲を含む様々な異なる要因に基づいて変化することができる。しかし、いくつかの例では、ＴＩＭ１０４の厚さ１０６は、約０．０２５４ミリメートル（０．００１インチ、すなわち１ミル）と約１．２７ミリメートル（０．０５０インチ、すなわち５０ミル）との間、例えば、約０．６３５ミリメートル（０．０２５インチ）と約１．１４ミリメートル（０．０４５インチ）との間、または約０．７６２ミリメートル（０．０３０インチ）と約１．０２ミリメートル（０．０４０インチ）との間などとすることができる。しかしながら、他の厚さを組立体１００で使用できることが留意されるべきである。
【００９０】
[0093]組立体１０と同様に、組立体１００は、さらに、上面熱移送に加えてまたは代わりに、電気構成要素１４の側壁（例えば、図５のｚｘ面またはｚｙ面に画定された側壁）、下部表面、または様々な表面からの熱移送を容易にするように構成することができる。例えば、図５の矢印１１２は、熱エネルギーが電気構成要素１４の動作中電気構成要素１４からプリント基板１２の下部表面を横切ってプリント基板１２に移動することができ、そこで、熱エネルギーは電気構成要素１４から離れたところに移動し放散することができることを示している。このようにして、組立体１００は、電気構成要素１４から離れたところに熱を伝導的に移送するための多数の異なる熱経路を可能にすることができる。しかし、熱経路の前述の説明は単に例であり、本開示の組立体は熱伝導経路のいかなる特定の構成にも限定されないことが理解されるべきである。
【００９１】
[0094]様々な異なる技法を使用して、本開示による組立体を形成することができる。図６は、１つまたは複数の熱伝導性部材と、１つまたは複数のバイアを含む熱橋とを含む電気構成要素組立体を形成するための例示の技法を示すブロック流れ図である。図を簡単にするために、図６の技法は図１および２に示された組立体１０に関して説明される。しかし、例示の技法は任意の好適な電気構成要素組立体を形成するのに利用することができる。
【００９２】
[0095]図６の例示の技法によれば、電気構成要素１４はプリント基板１２に機械的に結合することができる（１５０）。次に、熱伝導性部材（図１の例ではＴＩＭ１６および熱コネクタ１８）は電気構成要素１４の上部表面２２に堆積することができる（１５２）。代替として、電気構成要素１４は、ＴＩＭ１６および熱コネクタ１８が電気構成要素１４の上部表面２２に堆積された（１５２）後、プリント基板１２に機械的に結合することができる（１５０）。
【００９３】
[0096]上述のように、熱伝導性部材は、電気構成要素の上部表面から熱橋に熱エネルギーを移送するように構成された熱界面材料（ＴＩＭ）、熱コネクタ、熱拡散部、または様々な熱伝導性部材とすることができる。熱伝導性部材は、例えば、熱等方性材料を含む様々な異なる熱伝導性材料から製作することができる。いくつかの例では、いくつかの異なる熱伝導性部材の組合せを一緒に使用することができる。これらの例では、電気構成要素の上に熱伝導性部材を配置する（１５２）ステップは、実際には、電気構成要素の上に第１の熱伝導性部材を配置するステップ、電気構成要素の上に（例えば、第１の熱伝導性部材上に）第２の熱伝導性部材を配置するステップなどを含むことができる。
【００９４】
[0097]例えば、図６の例では、熱界面材料は、電気構成要素の上に熱伝導性部材を配置する（１５２）ステップに加えて電気構成要素の上に堆積することができる（１５０）。このプロセスを通して、少なくとも２つの熱伝導性部材、すなわち、熱界面材料および別の熱伝導性部材を電気構成要素の上に配置することができる。したがって、熱伝導性部材を配置するステップはそれ自体熱界面材料を堆積するステップを含むことができるが、いくつかの組立体では、製作は、図６の例示の方法におけるように、電気構成要素の上に熱界面材料を堆積するステップと、電気構成要素の上に熱伝導性部材を配置するステップとの両方を含むことができることが理解されるべきである。
【００９５】
[0098]図６に示されるように、ＴＩＭ１６および熱コネクタ１８の堆積の後、熱橋２０を電気構成要素上に配置することができる（１５４）。上述のように、いくつかの例では、熱橋２０は熱直交異方性材料から製作することができる。他の例では、熱橋２０は熱等方性材料から製作することができる。どちらの組の例でも、熱橋は、ｚ方向に熱橋２０を通って少なくとも部分的に延びる１つまたは複数のバイア２６を含む。さらに、いくつかの例では、バイア２６は熱伝導性材料でめっきすることができる。
【００９６】
[0099]ＴＩＭ１６および熱コネクタ１８の上に熱橋２０を置く（１５４）ステップは、熱コネクタ１８の突起２４が熱橋２０の少なくとも１つのバイア２６を通って少なくとも部分的に（例えば、実質的に完全に）延びるように熱橋２０を配置するステップを含むことができる。特に、図１の組立体１０に関して、熱コネクタ１８上に熱橋２０を配置する（１５４）ステップは、突起２４がバイア２６を通って少なくとも部分的に、場合によっては完全に延びるように突起２４を熱橋２０のバイア２６に挿入するステップを含むことができる。別の例として、図４の組立体１００に関して、熱橋２０は、第２のＴＩＭ１０４の少なくとも一部が、熱橋２０のバイア２６を通って少なくとも部分的に、場合によっては完全に延びるように複数のバイア２６に流れ込むように第２のＴＩＭ１０４の上に押しつけることができる。
【００９７】
[0100]図６の方法は特定の順序の組立を必要としないことが理解されよう。例えば、場合によっては、熱伝導性部材の上に熱橋２０を配置する（１５４）ステップは、熱伝導性部材が電気構成要素１４の上部表面２２上に堆積される（１５２）前に実行することができる。例えば、図４の組立体１００をさらに参照して、熱橋２０は、電気構成要素１４の上に第２のＴＩＭ１０４を配置するのに先立って電気構成要素１４の上に配置することができる。続いて、第２のＴＩＭ１０４は電気構成要素１４の上に堆積する（例えば、熱橋２０の少なくとも１つのバイア２６を通して）か、またはさもなければ配置することができる。代替の組立体技法が組立体を製作するのに適用されてもよい。
【００９８】
[0101]本開示による組立体の製作は、当業者なら理解されるであろうように、図６に関して上記で略述されたもの以外の追加のステップまたは異なるステップを含むことができる。例えば、図６の技法は、組立体に含まれる熱伝導性部材の特定の数および配置によって変更することができる。一例として、組立体の製作は、熱伝導性部材を熱橋の少なくともバイアに取り付けるステップを含むことができる。熱伝導性部材は、熱伝導性部材が熱橋の少なくとも１つのバイアを通って少なくとも部分的に、場合によっては完全に延びるように挿入することができる。さらに、例えば、熱伝導性部材を熱橋に機械的に結合するのに、ハンダ、熱接着剤などのような取付け剤を適用することができる。使用された特定の製作技法と無関係に、本開示のいくつかの例示の組立体は電気構成要素から効率的な熱移送を行うことができる。
【００９９】
[0102]様々な例が説明された。これらおよび他の例は以下の特許請求の範囲の範囲内にある。
【符号の説明】
【０１００】
１０ 電気構成要素組立体
１２ プリント基板
１４ 電気構成要素
１６ 熱界面材料
１８ 熱コネクタ
２０ 熱橋
２２ 上部表面
２４ 突起
２６ バイア
２８ 取付け部材
３０ 厚さ
３２ 基部
４０ 高さ
４２ 主軸寸法
５０ 光コネクタ
５２ 単一の突起
５４ 高さ
５６ 主軸寸法
６０ 光コネクタ
６２ 細長い突起
６４ アーチ形の端部
６６ 高さ
６８ 主軸寸法
８０、８２、８４、８６ 矢印
１００ 電気構成要素組立体
１０２ 熱拡散部
１０４ 第２の熱界面材料
１０６ 厚さ
１１０、１１２、１１４、１１６ 矢印
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板と、
前記プリント基板上の電気構成要素であり、前記プリント基板に隣接する第１の表面と、前記第１の表面以外の１つまたは複数の第２の表面とを画定する、電気構成要素と、
熱橋であり、熱橋を通して少なくとも部分的に延びる複数のバイアを含む、熱橋と、
前記電気構成要素の前記１つまたは複数の第２の表面と前記熱橋との間に置かれた熱伝導性部材と
を備える組立体。
【請求項２】
請求項１に記載の組立体において、前記熱伝導性部材が熱コネクタを含み、前記熱コネクタが前記熱橋の前記複数のバイアを通って少なくとも部分的に延びる複数の突起を含む、組立体。
【請求項３】
請求項２に記載の組立体において、前記電気構成要素の前記１つまたは複数の第２の表面と前記熱コネクタとの間に置かれた熱界面材料をさらに含み、前記複数の突起が複数の実質的に円柱状のペグを含み、前記複数のバイアが、各々実質的に円形断面を画定する複数のバイアを含む、組立体。
【請求項１】
プリント基板と、
前記プリント基板上の電気構成要素であり、前記プリント基板に隣接する第１の表面と、前記第１の表面以外の１つまたは複数の第２の表面とを画定する、電気構成要素と、
熱橋であり、熱橋を通して少なくとも部分的に延びる複数のバイアを含む、熱橋と、
前記電気構成要素の前記１つまたは複数の第２の表面と前記熱橋との間に置かれた熱伝導性部材と
を備える組立体。
【請求項２】
請求項１に記載の組立体において、前記熱伝導性部材が熱コネクタを含み、前記熱コネクタが前記熱橋の前記複数のバイアを通って少なくとも部分的に延びる複数の突起を含む、組立体。
【請求項３】
請求項２に記載の組立体において、前記電気構成要素の前記１つまたは複数の第２の表面と前記熱コネクタとの間に置かれた熱界面材料をさらに含み、前記複数の突起が複数の実質的に円柱状のペグを含み、前記複数のバイアが、各々実質的に円形断面を画定する複数のバイアを含む、組立体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−６０１３２（Ｐ２０１２−６０１３２Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−１９７２６９（Ｐ２０１１−１９７２６９）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９７２６９（Ｐ２０１１−１９７２６９）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
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