CN103338613B - 具有非对称散热结构的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有非对称散热结构的电子设备，包括：PCB基板，安装于PCB基板内的导热金属芯及安装于导热金属芯上的微型高功率器件，所述导热金属芯包括基部及由基部延伸设置的凸起部，所述凸起部的大小对应微型高功率器件设置，所述基部的大小大于凸起部的大小，所述微型高功率器件安装于该凸起部上。本发明具通过安装于第一槽部和第二槽部内非对称导热金属芯实现了高功率微型器件的高效散热；且其不占用PCB基板表面积，不影响高功率微型器件周围的密集线路图形设计，灵活性强；非对称导热金属芯的有效散热面积大，实现了PCB基板局部微小区域的高效散热功能。

Description

具有非对称散热结构的电子设备
技术领域
本发明涉及电子设备散热领域，尤其涉及一种具有非对称散热结构的电子设备。
背景技术
当前印制电路板(PCB)业内有一种高端无线通讯用途的设计：PCB一面设计有微型高功率器件(≤2mm)，且器件周围有较密集的线路图形设计，有与内层连通的要求；与微型高功率器件区域对应的PCB另一面，图形设计密集度不高，但需要贴装散热片用以散发微型高功率器件工作时产生的大量热量。
常规的PCB解决方案是针对高功率器件区域采用导热板材辅以密集散热孔设计，但是导热板材和密集散热孔的导热效果不佳、板材介质损耗系数大，导致微型高功率器件区域的散热效果差、信号传输损耗和失真严重，影响了通讯产品的信号质量。
另外一些散热PCB的解决方法是在高功率器件区域采用层压埋入或嵌入导热材料作为导热通道的方法，虽然可解决常规导热PCB散热效果差、信号损失和失真严重的问题，但存在层压前需对多张板材/半固化片预开槽、需对导热材料做氧化处理及层压后导热材料表面胶渍难以去除等缺点，且层压埋入或嵌入导热材料的方法，难以制作尺寸极小(≤2.0mm)的导热材料，无法满足PCB局部微小区域的高效散热需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有非对称散热结构的电子设备，其PCB无需埋入尺寸极小的导热材料，便可以满足PCB局部微小区域的高效散热需求。
为实现上述目的，本发明提供一种具有非对称散热结构的电子设备，包括：PCB基板、安装于PCB基板内的导热金属芯及安装于导热金属芯上的微型高功率器件，所述导热金属芯包括基部及由基部延伸设置的凸起部，所述凸起部的大小对应微型高功率器件设置，所述基部的大小大于凸起部的大小，所述微型高功率器件安装于该凸起部上。
所述PCB基板对应凸起部设有第一槽部，对应基部设有第二槽部，该第一与第二槽部相连通设置，且所述第二槽部的尺寸大于第一槽部的尺寸。
所述基部与凸起部均为圆柱体，且该基部与凸起部的中心轴重合。
所述导热金属芯的厚度等于所述PCB基板的厚度。
所述凸起部的端面与所述PCB基板对应端面的高度落差小于0.75mm，所述基部的端面与所述PCB基板对应端面的高度落差小于0.75mm。
所述凸起部的直径为1.0-3.0mm。
所述凸起部高度大于所述第一槽部的深度，且其高度差小于等于0.25mm。
所述第一槽部通过湿法化学沉铜工艺形成。
完成PCB压合、开槽、电镀的全部工艺处理之后，所述导热金属芯通过机械压入方式安装于PCB基板内，PCB板由开槽的槽壁对导热金属芯进行限位。
还包括壳体，所述PCB基板安装于该壳体内。
本发明的有益效果：本发明具有非对称散热结构的电子设备，通过安装于PCB基板上第一槽部和第二槽部内非对称导热金属芯实现了高功率微型器件的高效散热；该电子设备的PCB基板的第一槽部为金属化微槽，其使外层导电图形与内层导电图形连通，且其不占用PCB基板表面积，不影响高功率微型器件周围的密集线路图形设计，此外，该PCB基板的第二槽部尺寸和深度设计的灵活性强；另外，该电子设备的PCB基板的非对称导热金属芯的凸起部与PCB基板上的微型高功率器件尺寸匹配，其基部的焊接面积大，使非对称导热金属芯的有效散热面积大，实现了PCB基板局部微小区域的高效散热功能。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明具有非对称散热结构的电子设备的结构示意图；
图2为本发明具有非对称散热结构的电子设备的制作流程示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1及图2，本发明提供一种具有非对称散热结构的电子设备，包括：PCB基板2、安装于PCB基板2内的导热金属芯4及安装于导热金属芯4上的高功率微型器件6，所述导热金属芯4包括基部42及由基部42延伸设置的凸起部40，所述凸起部40的大小对应微型高功率器件6设置，所述基部42的大小大于凸起部40的大小，所述微型高功率器件6安装于该凸起部40上。
所述PCB基板2对应凸起部40设有第一槽部20，对应基部42设有第二槽部22，该第一与第二槽部20、22相连通设置，且所述第二槽部22的尺寸大于第一槽部20的尺寸。
在本实施例中，通过在PCB基板2的微型高功率器件6区域(微型高功率器件6对应于PCB基板2表面上的区域)开设与该微型高功率器件6(≦2mm)尺寸对应的第一槽部20，并采用湿法化学沉铜工艺实现第一槽部20金属化，从而使导电图形外层与导电图形内层连通，其不占用PCB表面积，不影响高功率微型器件6周围的密集线路图形设计；同时，在与微型高功率器件6区域对应的PCB基板2的另一表面开设第二槽部22，其大小大于所述第一槽部20的大小，且该第二槽部22的尺寸可设计为常规的较大的尺寸，其尺寸和深度设计的灵活性强。
所述导热金属芯4包括对应第一槽部20内的凸起部40及对应第二槽部22内且与凸起部40连接的基部42，所述凸起部40与基部42通过一个90°的台阶连接，且两者为中心重合的圆柱。
本发明具有非对称散热结构的电子设备还包括壳体(未图示)，所述PCB基板2安装于该壳体内。
其中，所述凸起部40与PCB基板2上的微型高功率器件6的尺寸匹配，其直径为1.0-3.0mm，且所述凸起部40的高度大于所述第一槽部20的高度，且两者的高度差小于等于0.25mm；所述基部42的大小大于所述凸起部40的大小，其设计为常规尺寸，可以提供较大的散热面积及与散热片焊接结合面积，同时便于导热金属芯4的机械压入操作。
所述导热金属芯4通过机械压入第一槽部20和第二槽部22内，具体操作如下：将导热金属芯4的凸起部40朝下预放在PCB基板2的第二槽部22内，同时对准第一槽部20，从导热金属芯4的基部42远离凸起部40的表面上通过机械施加压力，缓慢地将所述导热金属芯4完全地压入PCB基板2开槽内。
完全压入PCB基板2开槽内之后，所述导热金属芯4的厚度等于所述PCB基板2的厚度，所述凸起部40的端面与所述PCB基板2对应端面的高度落差小于0.75mm，所述基部42的端面与所述PCB基板2对应端面的高度落差小于0.75mm。
由所述导热金属芯4和所述第一、第二槽部20、22组成的非对称高效散热结构设于PCB基板2上，实现了具有非对称高效散热结构的PCB，同时在该PCB的导热金属芯4的凸起部40上安装微型高功率器件6及基部42上安装散热片，构成本发明具有非对称散热结构的电子设备。该电子设备的微型高功率器件6工作时产生的大量热量被导热金属芯4吸收，并传导到与导热金属芯连接的且位于PCB另一侧的散热片8上，从而实现PCB局部微小区域的高效散热功能。
综上所述，本发明具有非对称散热结构的电子设备，通过安装于PCB基板上第一槽部和第二槽部内非对称导热金属芯实现了高功率微型器件的高效散热；该电子设备的PCB基板的第一槽部为金属化微槽，其使外层导电图形与内层导电图形连通，且其不占用PCB基板表面积，不影响高功率微型器件周围的密集线路图形设计，此外，该PCB基板的第二槽部尺寸和深度设计的灵活性强；另外，该电子设备的PCB基板的非对称导热金属芯的凸起部与PCB基板上的微型高功率器件尺寸匹配，其基部的焊接面积大，使非对称导热金属芯的有效散热面积大，实现了PCB基板局部微小区域的高效散热功能。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有非对称散热结构的电子设备，其特征在于，包括：PCB基板、安装于PCB基板内的导热金属芯及安装于导热金属芯上的微型高功率器件，所述导热金属芯包括基部及由基部延伸设置的凸起部，所述凸起部的大小对应微型高功率器件设置，所述基部的大小大于凸起部的大小，所述微型高功率器件安装于该凸起部上，所述PCB基板对应凸起部设有第一槽部，对应基部设有第二槽部，该第一与第二槽部相连通设置，且所述第二槽部的尺寸大于第一槽部的尺寸，所述第一槽部通过湿法化学沉铜工艺形成，完成PCB压合、开槽、电镀的全部工艺处理之后，所述导热金属芯通过机械压入方式安装于PCB基板内，PCB板由开槽的槽壁对导热金属芯进行限位，所述凸起部高度大于所述第一槽部的深度，且其高度差小于等于0.25mm。
2.如权利要求1所述的具有非对称散热结构的电子设备，其特征在于，所述基部与凸起部均为圆柱体，且该基部与凸起部的中心轴重合。
3.如权利要求1所述的具有非对称散热结构的电子设备，其特征在于，所述导热金属芯的厚度等于所述PCB基板的厚度。
4.如权利要求3所述的具有非对称散热结构的电子设备，其特征在于，所述凸起部的端面与所述PCB基板对应端面的高度落差小于0.75mm，所述基部的端面与所述PCB基板对应端面的高度落差小于0.75mm。
5.如权利要求4所述的具有非对称散热结构的电子设备，其特征在于，所述凸起部的直径为1.0-3.0mm。
6.如权利要求1所述的具有非对称散热结构的电子设备，其特征在于，还包括壳体，所述PCB基板安装于该壳体内。
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