CN101770563B - 智能卡散热装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种智能卡散热装置及其制造方法，属于机械技术领域。解决了现有的智能卡卡座散热效果比较差的技术问题。该智能卡散热装置，包括设于电路板上的传热件以及散热结构，传热件固定于电路板第一表面上；智能卡可拆卸卡固于传热件上且智能卡的芯片与传热件相抵接，芯片与电路板上的功耗器件电连接；散热结构设置于传热件周边的电路板与电路板第二表面之间，和/或设置于电路板第二表面与传热件位置相对的区域上，第二表面与第一表面在电路板上位置相对。本发明应用于降低智能卡的芯片工作过程中的温度。

Description

智能卡散热装置及其制造方法

技术领域

本发明属于机械技术领域，具体涉及一种智能卡散热装置及其制造方法。

背景技术

随着电子技术的不断发展，智能卡(Smart card)在电子设备上的应用越来越广泛。

智能卡又称集成电路卡(Integrated Circuit card，IC)。现有的智能卡主要包括接触式和非接触式。接触式智能卡通常均与智能卡卡座配合使用。

如图1所示，现有的智能卡卡座，包括固设于电路板1表面11且呈簧片状的金属片21、卡座外壳6，其中：卡座外壳6罩设于金属片21上，卡座外壳6的侧壁上开设有插槽61，智能卡3嵌于插槽61内且智能卡3上的芯片30与金属片21相抵接，金属片21与电路板1上的电路内的具有数据交互功能的功耗器件电连接，智能卡3的芯片30与金属片21相抵接时，智能卡3便可接入电路板1上的电路，电路板1上电路内的功耗器件便可以与智能卡3进行数据交互。电路板1上电路内的功耗器件与智能卡3的芯片30进行数据交互时，智能卡3芯片30产生功耗的同时温度也会上升。智能卡3上芯片30的温度过高时，会降低智能卡3芯片30的可靠性，甚至造成智能卡3损坏。

现有技术中为了降低智能卡3芯片30工作过程中的温度，通常采用导热性比较好的金属材料制造卡座外壳6，从而将智能卡3芯片30散发于周围空气的热量散发至卡座外壳6周围的空气中，同时，在金属材料的卡座外壳6上设置一金属材料的上壳7，智能卡3嵌于插槽61内且智能卡3上的芯片30与金属片21相抵接时，上壳7会抵压于智能卡3未设置芯片30的一面上，从而将智能卡3未设置芯片30的一面上的热量也传导出去。

本发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术至少存在以下问题：

由于如图1所示的智能卡3工作时，热量来自于产生功耗的智能卡3芯片30，而现有技术中卡座外壳6与智能卡3的芯片30相距较远，所能传导出去的热量很少，同时，上壳7抵压于智能卡3未设置芯片30的一面上，也未与智能卡3芯片30直接接触，所以从智能卡3芯片30上传导出去的热量也不多，导致散热效果较差。

发明内容

本发明实施例提供了一种智能卡散热装置及其制造方法，解决了现有的智能卡卡座散热效果比较差的技术问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

该智能卡散热装置，包括设于电路板上的传热件以及散热结构，其中：

所述传热件固定于所述电路板第一表面上；

智能卡可拆卸卡固于所述传热件上且智能卡的芯片与所述传热件相抵接，所述芯片与所述电路板上的功耗器件电连接；

所述散热结构设置于所述传热件周边的所述电路板与所述电路板第二表面之间和/或设置于所述电路板第二表面与所述传热件位置相对的区域上，所述第二表面与所述第一表面在电路板上位置相对。

该智能卡散热装置的制造方法，包括以下步骤：

S1，在电路板的第一表面固设传热件；

S2，在传热件上安装智能卡，使所述智能卡可拆卸卡固于所述传热件上且智能卡的芯片与所述传热件相抵接，使所述芯片与所述电路板上的功耗器件电连接；

S3，在所述传热件周边的所述电路板与所述电路板的第二表面之间设置散热结构，和/或在所述电路板的第二表面与所述传热件位置相对的区域上设置散热结构，所述第二表面与所述第一表面在电路板上位置相对。

与现有技术相比，本发明所提供上述技术方案中的任一技术方案具有如下优点：

由于传热件固定于电路板第一表面上，智能卡卡固于传热件上且智能卡的芯片与传热件相抵接，且传热件具有传热、导热性能，同时，芯片与电路板上的功耗器件电连接，芯片与电路板上的功耗器件工作时，芯片上的温度会上升，传热件能够吸收智能卡的芯片在工作过程中所产生的大部分热量，而传热件上的热量大部分又会传导至传热件周边的电路板以及电路板上与第一表面位置相对的第二表面之间和/或电路板的第二表面与传热件位置相对的区域上，故而在传热件周边的电路板与电路板的第二表面之间设置的散热结构和/或电路板的第二表面与传热件位置相对的区域上设置的散热结构能够更为直接、有效的将智能卡的芯片所产生的热量散发出去，与现有技术所采用的散热方法相比，本发明实施例所提供的智能卡散热装置的散热效果更好，进而解决了现有的智能卡卡座散热效果比较差的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中智能卡卡座与智能卡的配合关系的示意图；

图2为本发明的实施例所提供的智能卡散热装置的一种实施方式的示意图；

图3为本发明的实施例所提供的智能卡散热装置的又一种实施方式的示意图；

图4为本发明的实施例所提供的智能卡散热装置的再一种实施方式的示意图；

图5为本发明的实施例所提供的智能卡散热装置制造方法的流程示意图；

图6为图5所示本发明的实施例所提供的智能卡散热装置制造方法中步骤S3的一种具体实施过程的流程示意图；

图7为图5所示本发明的实施例所提供的智能卡散热装置制造方法中步骤S3的又一种具体实施过程的流程示意图；

图8为图6或图7所示步骤S32的具体实施过程的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种散热效果好、成本低且适用范围更广的智能卡散热装置以及该智能卡散热装置的制造方法。

如图2所示，本发明实施例所提供的智能卡散热装置，包括设于电路板1上的传热件2以及散热结构4，智能卡的芯片30与电路板1上的功耗器件电连接，其中：

传热件2固定于电路板1的第一表面11上；智能卡3可拆卸卡固于传热件2上，且智能卡3的芯片30与传热件2相抵接；散热结构4设置于传热件2周边的电路板1与电路板1的第二表面12之间，和/或设置于电路板1的第二表面12与传热件2位置相对的区域上，上述第一表面11与第二表面12在电路板1上位置相对。

由于传热件2固定于电路板1第一表面11上，智能卡3卡固于传热件2上且智能卡3的芯片30与传热件2相抵接，而传热件2具有传热、导热性能，同时，芯片30与电路板1上的功耗器件电连接，芯片30与电路板1上的功耗器件工作时，芯片30上的温度会上升，传热件2能够吸收智能卡3的芯片30在工作过程中所产生的大部分热量，而传热件2上的热量大部分又会传导至传热件2周边的电路板1以及电路板1上与第一表面11位置相对的第二表面12之间和/或电路板1的第二表面12与传热件2位置相对的区域上，故而在传热件2周边的电路板1与电路板1的第二表面12之间和/或电路板1的第二表面12与传热件2位置相对的区域上设置的散热结构4能够更为直接、有效的将智能卡3的芯片30所产生的热量散发出去，与现有技术所采用的散热方法相比，本发明实施例所提供的智能卡散热装置的散热效果更好，进而解决了现有的智能卡卡座散热效果比较差的技术问题。

除此之外，本发明实施例所提供的智能卡散热装置无需设置现有技术所提供的金属材料上壳，乃至金属材料的卡座外壳，所以还节省了上壳、卡座外壳所耗费的材料。

本实施例中传热件2周围的电路板1上也可以罩设卡座外壳6，卡座外壳6的侧壁上开设有插槽61，智能卡3嵌于插槽61内且智能卡3上的芯片30与传热件2相抵接。卡座外壳6以及其上的插槽61可以对智能卡3可以起到保护、定位的作用。当然，智能卡3的定位方式还可以使用其他方式，例如：在电路板1上设置一个弹力夹，智能卡3上的芯片30与传热件2相抵接时，使用弹力夹对智能卡3上的芯片30施加一个朝传热件2方向接近的弹力，从而将智能卡3卡固于传热件2上。可以理解，在本发明实施例中智能卡3的定位方式包括但不限于上述方式。

本实施例中传热件2为金属材料制成且呈簧片状，且其与电路板1上的电路内具有数据交互功能的功耗器件电连接，功耗器件可以通过传热件2与智能卡3进行数据交互。传热件2也可以与电路板1上的电路内的功耗器件彼此独立存在，仅在传热件2与电路板1之间起到传热、导热的作用。当然，本实施例中可以设置多个传热件2，使得部分传热件2与电路板1上的电路内的功耗器件电连接，而其他部分传热件2与电路板1上的电路内的功耗器件彼此独立存在。

如图2所示，散热结构4包括通孔41、热传导层42以及散热器件43，其中：通孔41开设于传热件2周边的电路板1与电路板1的第二表面12之间，热传导层42覆盖于电路板1第二表面12与传热件2位置相对的区域上，散热器件43与热传导层42相抵接。

通孔41可以使得热传导层42与智能卡3的芯片30周围的空气直接接触，这样便可以将空气中的热量快速的从通孔41传导出去，所以通孔41有助于降低智能卡3芯片30周围空气的温度，尤其有助于降低智能卡3芯片30与传热件2之间空气内的温度。热传导层42覆盖于电路板1第二表面12与传热件2位置相对的区域上，能够有效吸收智能卡3的芯片30传导至电路板1上的热量。散热器件43能够将热传导层42从电路板1以及智能卡3的芯片30周围空气中所吸收的热量有效的散发至外界空气中，从而提高本发明实施例所提供的智能卡散热装置的散热效果。

当然，本实施例中散热结构4可以仅包括开设于传热件2周边的电路板1与电路板1的第二表面12之间的通孔41，当然，本实施例中散热结构4也可以仅包括覆盖于电路板1第二表面12与传热件2位置相对的区域上的热传导层42或者与热传导层42相抵接的散热器件43其中之一。以上方案均可以实施而且均可以提高本发明实施例所提供的智能卡散热装置的散热效果。

作为本实施例的进一步改进，本实施例中通孔41内还填充有如图3所示的导热材料5。导热材料5的导热性能远高于空气，所以能够更为有效的将智能卡3的芯片30周围空气中的热量吸收并最终传导至如图2所示的热传导层42。

如图3所示的导热材料5为焊锡、阻焊其中的一种或两者的组合。焊锡或阻焊适宜采用焊接工艺填充于如图2所示的通孔41内，且其导热性能比较好。当然，本实施例中导热材料5也可以选用焊锡或阻焊之外的其他金属材料或导热性能较好的非金属材料。

如图3所示，热传导层42包括铜材料层421、用于防止铜材料层421氧化的防护层422以及传热材料层423，其中：铜材料层421覆盖于电路板1的第二表面12与传热件2位置相对的区域上；防护层422铺设于铜材料层421上；传热材料层423铺设于防护层422上。铜是电路板1上比较常用的金属，在电路板1上覆盖铜材料层421的工艺简单，而且铜的导热性能也比较好。防护层422可以对铜材料层421起到保护作用，避免铜材料层421因为氧化而损坏，进而可以避免铜材料层421失效、变质或者从电路板1上脱落。当然，在本实施例中热传导层42中的铜材料层421并不限于使用铜材料，还可以使用其他导热性能比较好的材料来替代铜材料。

本实施例中防护层422的材料为锡，传热材料层423的材料为硅脂、硅胶材料中的一种或两种的组合。锡具有耐腐蚀的特性，可以有效防止铜材料层421被氧化。当然，本实施例中防护层422的材料也可以使用锡之外的其他耐腐蚀金属。传热材料层423的作用在于将铜材料层421所吸收的热量传导至散热器件43，硅脂、硅胶材料均具有良好的导热、耐温、绝缘性能且是耐热器件理想的介质材料，同时，硅脂、硅胶材料性能稳定，在使用中不会产生腐蚀气体、不会对所接触的金属产生影响。

如图4所示，散热器件43为散热器、如图3所示的金属壳体或金属框架其中的一种或多种的组合。散热器是技术成熟、性能稳定的一种散热器件，适宜应用于降低传热材料层423所传导出的热量，进而降低智能卡3的芯片30乃至该智能卡散热装置的温度。金属壳体或金属框架散热面积较大，也可以有效的散发传热材料层423所传导出的热量。

如图3所示的散热器件43为金属壳体或金属框架，金属壳体或金属框架的顶部弯折形成有呈凸台状的传热凸起44，传热凸起44与热传导层42相抵接。由于传热材料层423的表面理论上是平整的，金属壳体或金属框架的表面理论上也是平整的，但实际生产中不可避免会导致传热材料层423的表面、金属壳体或金属框架的表面出现凹陷或倾斜面，造成传热材料层423的表面与金属壳体或金属框架的表面之间存在间隙，导致传热材料层423的表面与金属壳体或金属框架的表面之间实际接触面积并不大，而设置传热凸起44可以有效的增加金属壳体或金属框架的表面与传热材料层423表面的实际接触面积，从而提高金属壳体或金属框架的散热能力。

如图5所示，本发明实施例还提供了一种智能卡散热装置的制造方法，包括以下步骤：

S1，在电路板1的第一表面11固设传热件2；

S2，在传热件2上安装智能卡3，使智能卡3可拆卸卡固于传热件2上且智能卡3的芯片30与传热件2相抵接，使芯片30与电路板1上的功耗器件电连接；

S3，在传热件2周边的电路板1与电路板1的第二表面12之间设置散热结构4，和/或在电路板1的第二表面12与传热件2位置相对的区域上设置散热结构4，第二表面12与第一表面11在电路板1上位置相对。

由于本发明实施例具有与上述本发明实施例所提供的智能卡散热装置相同/相应的技术特征，所以两个技术方案之间不仅具有单一性，而且还能产生相同的技术效果，解决相同的技术问题。

当然，以上步骤S1、步骤S2以及步骤S3的实施顺序还可以互相替换，以上步骤的实施顺序对其所产生的技术效果并无影响，实际生产中以上步骤的实施顺序可以根据需要进行调整。

如图6所示，本发明实施例所提供的上述步骤S3，包括以下步骤：

S31、在传热件2周边的电路板1与电路板1的第二表面12之间开设通孔41；

S32、在电路板1的第二表面12与传热件2位置相对的区域上覆盖热传导层42；

S33、设置与热传导层42相抵接的散热器件43。

本实施例中传热件2周边的电路板1与电路板1的第二表面12之间可以采用钻孔的方法开设通孔41。散热器件43可以采用螺钉、螺栓或粘结、绑接等方式与电路板1固连，也可以仅与热传导层42相抵接即可。

如图6所示，上述步骤S31与步骤S32之间，还包括以下步骤：

S311、在通孔41内填充导热材料5。

填充导热材料5时，可使用焊接工艺将导热材料5溶化后或使导热材料5处于熔融状态时再将其注入通孔41内。

如图8所示，本实施例中在电路板1的第二表面12与传热件2位置相对的区域上覆盖热传导层42的方法，即：步骤S32具体包括以下步骤：

S321、在电路板1的第二表面12与传热件2位置相对的区域上覆盖铜材料层421；

S322、在铜材料层421上铺设用于防止铜材料层421氧化的防护层422；

S323、在防护层422上铺设传热材料层423。

当然，本实施例中铜材料层421还可以使用其他的金属材料，若所采用的金属材料耐腐蚀性比较好时，可以不必铺设防护层422，直接在金属材料层上铺设传热材料层423。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种智能卡散热装置，其特征在于：包括设于电路板上的传热件以及散热结构，其中：

所述传热件固定于所述电路板的第一表面上；

智能卡可拆卸卡固于所述传热件上且智能卡的芯片与所述传热件相抵接，所述芯片与所述电路板上的功耗器件电连接；

所述散热结构设置于所述传热件周边的所述电路板与所述电路板的第二表面之间，和/或设置于所述电路板的第二表面与所述传热件位置相对的区域上，所述第二表面与所述第一表面在电路板上位置相对；

所述散热结构包括通孔、热传导层以及散热器件，其中：

所述通孔开设于所述传热件周边的所述电路板与所述电路板第二表面之间；

所述热传导层覆盖于所述电路板第二表面与所述传热件位置相对的区域上；

所述散热器件与所述热传导层相抵接。

2.根据权利要求1所述的智能卡散热装置，其特征在于：所述通孔内还填充有导热材料。

3.根据权利要求2所述的智能卡散热装置，其特征在于：所述导热材料为焊锡、阻焊其中的一种或两者的组合。

4.根据权利要求1所述的智能卡散热装置，其特征在于：所述热传导层包括铜材料层、用于防止铜材料层氧化的防护层以及传热材料层，其中：

所述铜材料层覆盖于所述电路板的第二表面与所述传热件位置相对的区域上；

所述防护层铺设于所述铜材料层上；

所述传热材料层铺设于所述防护层上。

5.根据权利要求1所述的智能卡散热装置，其特征在于：所述散热器件为散热器、金属壳体或金属框架其中的一种或多种的组合。

6.根据权利要求5所述的智能卡散热装置，其特征在于：所述散热器件为金属壳体或金属框架，所述金属壳体或金属框架的顶部弯折形成凸台状的传热凸起，所述传热凸起与所述热传导层相抵接。

7.一种智能卡散热装置的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，在电路板的第一表面固设传热件；

S2，在传热件上安装智能卡，使所述智能卡可拆卸卡固于所述传热件上且智能卡的芯片与所述传热件相抵接，使所述芯片与所述电路板上的功耗器件电连接；

S3，在所述传热件周边的所述电路板与所述电路板的第二表面之间设置散热结构，和/或在所述电路板的第二表面与所述传热件位置相对的区域上设置散热结构，所述第二表面与所述第一表面在电路板上位置相对；

其中，所述步骤S3，包括以下步骤：

S31、在所述传热件周边的所述电路板与所述电路板的第二表面之间开设通孔；

S32、在所述电路板的第二表面与所述传热件位置相对的区域上覆盖热传导层；

S33、设置与所述热传导层相抵接的散热器件。

8.根据权利要求7所述的智能卡散热装置的制造方法，其特征在于：所述步骤S31与步骤S32之间还包括以下步骤：

在所述通孔内填充导热材料。

9.根据权利要求7所述的智能卡散热装置的制造方法，其特征在于：所述步骤S32，具体包括以下步骤：

在所述电路板的第二表面与所述传热件位置相对的区域上覆盖铜材料层；

在所述铜材料层上铺设用于防止铜材料层氧化的防护层；

在所述防护层上铺设传热材料层。

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