CN105050361A - 一种电子装置的散热结构组件及电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子装置的散热结构组件，至少包括用于安装芯片的主板以及主板支撑构件，所述主板包括温度相对较高的第一区域以及温度相对较低的第二区域，所述散热结构组件还包括设于所述主板上的可供第一区域向第二区域传递热量的导热部。针对不同温度区域在主板上设置导热部，通过该导热部将主板上温度相对较高的第一区域的热量传递给温度相对较低的第二区域，从而使主板上的热量分布均匀。此外，本发明还公开了一种电子装置，该电子装置通过引入上述散热结构组件，实现将电子装置的温度相对较高的区域的热量自动传递给温度相对较低的区域，降低电子装置的局部高温，避免影响用户使用和系统性能，改善用户体验。

Description

一种电子装置的散热结构组件及电子装置
技术领域
本发明涉及电子领域，具体涉及一种电子装置的散热结构组件及电子装置。
背景技术
随着电子装置中芯片的发展，电子装置的功能越来越强大，相应的电子装置的功耗也越来越大。芯片运行时产生的高功耗直接导致芯片所在区域的温度急剧升高，同时，由于缺乏良好的散热装置，使存储于电子装置内的热量散发速度慢，导致电子装置中的芯片所在区域的温度居高不下。
为了紧跟芯片的发展步伐，亟需设计一种散热效果优良的散热装置，以快速降低电子装置中高温区域的热量，使电子装置的整机温度分布均匀。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种电子装置的散热结构组件，该散热结构组件能够自动将主板的温度相对较高的第一区域的热量传递给温度相对较低的第二区域。
本发明的目的之二在于提供一种包含上述散热结构组件的电子装置，可以实现将电子装置的温度相对较高的区域的热量自动传递给温度相对较低的区域。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，提供一种电子装置的散热结构组件，至少包括用于安装芯片的主板以及主板支撑构件，所述主板包括温度相对较高的第一区域以及温度相对较低的第二区域，所述散热结构组件还包括设于所述主板上的可供第一区域向第二区域传递热量的导热部。
第二方面，提供一种电子装置，该电子装置包括上述散热结构组件，还包括面板组件和壳体组件，其中，所述主板设置于所述主板支撑构件的一侧，所述面板组件设置于所述主板支撑构件与所述主板相对的另一侧，所述壳体组件设置于所述主板与所述主板支撑构件相对的另一侧。
本发明的有益效果：本发明的电子装置的散热结构组件中，由于电子装置处于工作状态时，主板至少包括温度相对较高的第一区域以及温度相对较低的第二区域，因此针对不同温度区域在主板上设置导热部，通过该导热部将主板上温度相对较高的第一区域的热量传递给温度相对较低的第二区域，从而使主板上的热量分布均匀。此外，本发明的电子装置引入了上述散热结构组件，故可以实现将电子装置的温度相对较高的区域的热量自动传递给温度相对较低的区域，降低电子装置的局部高温，避免影响用户使用和系统性能，改善用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例所述手机的结构示意图。
图2是本发明实施例所述手机的剖视图。
图3是本发明一实施例所述手机的主板剖视图。
图4是本发明另一实施例所述手机的主板剖视图。
图5是本发明另一实施例所述手机的主板剖视图。
图6是本发明另一实施例所述手机的主板剖视图。
图中：
10、主板；11、PMU芯片；12、CPU/LPDDR3芯片；13、eMMC芯片；20、主板支撑构件；30、面板组件；40、壳体组件；51、第一导热材料；52、第二导热材料；53、第三导热材料；60、屏蔽组件；
100、第一导热孔；200、第二导热孔；300、导热层。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明的实施例提供一种电子装置的散热结构组件，至少包括用于安装芯片的主板以及主板支撑构件，主板包括温度相对较高的第一区域以及温度相对较低的第二区域，散热结构组件还包括设于主板上的可供第一区域向第二区域传递热量的导热部。针对不同温度区域在散热结构组件上设置导热部，通过该导热部将主板上温度相对较高的第一区域的热量传递给温度相对较低的第二区域，从而使主板上的热量分布均匀。
具体地，上述导热部包括设置于主板上的导热通道。主板上的温度相对较高的区域的热量通过该导热通道将热量传递给温度相对较低的区域，以降低主板某一区域的高温，使整个主板的温度保持一致。
更具体地，导热通道包括开设于主板上的导热孔，导热孔包括位于第一区域的第一导热孔、位于第二区域的第二导热孔。第一区域、第二区域的热量分别通过第一导热孔、第二导热孔将热量快速传递至导热孔的周围。
上述实施例中，可以在主板的单面安装芯片，也可以在主板的双面均安装芯片。
作为在主板的单面安装芯片的一种实施方式，电子装置内的所有芯片通过POP工艺叠置安装于主板上，该电子装置内的散热结构组件中，第一区域指的是主板与电子装置的芯片对应的区域，而第二区域是主板除了第一区域以外的所有区域；而在另一种实施方式中，电子装置内的芯片可以单个安装于主板上，也可以两个芯片一组甚至三个芯片一组通过POP工艺叠置安装于主板上，芯片和/或芯片组之间可以留有间隙，也可以不留间隙。主板上安装的芯片的功率与发热量大小、对应主板的区域的温度高低成正比，因此根据芯片或者芯片组的功率由大到小将芯片和/芯片组对应的主板的按温度梯度对主板进行划分，当主板单面安装有两组不同发热量的芯片或者芯片组时，按温度梯度将主板划分第一区域、第二区域，当主板单面安装有三组不同发热量的芯片或者芯片组时，按温度梯度将主板划分第一区域、第二区域、第三区域，当主板单面安装有三组以上不同发热量的芯片或者芯片组时，主板的温度梯度划分依次类推。针对主板上每个不同温度的区域在散热结构组件上设置导热部，即可实现将热量从温度相对较高的区域传递至温度相对较低的区域。
作为在主板的双面安装芯片的一种实施方式，根据每一芯片或芯片组的发热量大小对主板的温度梯度进行区域划分，划分方式与上述单面安装芯片的主板的划分方式相似，在此不再赘述。
上述电子装置包括手机、平板、学习机等电子产品，本实施例中以手机的散热结构组件为例对上述技术方案进行进一步说明。
图1是本发明一实施例的具有上述散热结构组件的手机的示意图。如图1所示，其中散热结构组件的主板10的单面安装有三组芯片，分别为PMU芯片11、CPU/LPDDR3芯片12、eMMC芯片13，CPU/LPDDR3芯片12位于PMU芯片11与eMMC芯片13之间。其中CPU/LPDDR3芯片12的功能是处理各个模块的通信需求以及CPU数据传递，CPU/LPDDR3芯片12指的是CPU芯片与LPDDR3芯片通过POP工艺叠置在一起，其发热量非常大，对应主板10的相应区域的温度也比较高，即上述的温度相对较高的第一区域；PMU芯片11的功能是为电子装置的整个系统以及各个模块进行供电，功耗比较大，其发热量也相应地比较大，对应主板10的相应区域的温度与第一区域的温度相比相对较低，即上述的温度相对较低的第二区域；而eMMC芯片13的功能是存储用户数据以及各种程序，其功耗较低，发热量也相应地比较小，对应主板10的相应区域的温度与第二区域的温度相比相对较低，在此命名为第三区域，三个区域的温度高低顺序为：第一区域>第二区域>第三区域，相应地，该主板的第一区域位于第二区域与第三区域之间。本实施例的散热结构组件中，通过设置可供第一区域向第二区域、第三区域，和/或，第二区域向第三区域传递热量的导热部，实现主板上的热量均布。
以下实施例均以上述手机主板上安装的CPU/LPDDR3芯片12以及PMU芯片11对应主板的第一区域、第二区域为例进行说明。
CPU、LPDDR3芯片叠加在一起形成CPU/LPDDR3芯片12，其工作过程中的沿主板板面的横向散热速度低于沿垂直于主板板面的纵向散热速度，从而导致CPU/LPDDR3芯片12所处的局部温度过高，进而影响用户使用和整个系统的性能。因此，本实施例针对该问题提出以下解决方案。
如图3所示，主板上位于第一区域中沿着垂直于主板板面的方向设置了第一导热孔100，主板上位于第二区域中沿着垂直于主板板面的方向设置了第二导热孔200，第一区域的热量通过第一导热孔100快速传递至第一导热孔100的周围，第二区域的热量通过第二导热孔200快速传递至第二导热孔200的周围。本实施例中的导热孔可以是金属化的导热孔，也可以是填充有相变材料的导热孔。需要了解的是，导热孔的设置方向不限于垂直于主板板面的方向。
如图3所示，导热部还包括连接上述第一导热孔100与第二导热孔200的导热层300。本实施例在第一导热孔100与第二导热孔200之间增设了导热层300，用于连通第一导热孔100与第二导热孔200，即通过该导热层300将第一导热孔100的热量传递至第二导热孔200，加快温度相对较高的第一区域的热量的扩散速度，使第一区域与第二区域的温度迅速保持一致。当然，也可以在主板10靠近两端部的位置分别设置导热层(请参考图4所示)，使第一区域、第二区域的温度迅速降低并使整个主板10的温度保持一致。本实施例中，导热层300设置于主板的板间，当然，于其他实施例中，导热层还可以设置于主板的底部，同时，第一导热孔和第二导热孔的孔底部延伸至主板的底部的导热层的位置也同样可以实现本发明的功效。
上述散热结构组件中的主板的散热路径为：热量从第一区域通过第一导热孔100纵向传递给与芯片相对的主板的一侧，同时通过与第二导热孔200相连的导热层300横向传递给第二导热孔200所处的第二区域。
于本发明的另一个实施例中，导热部包括设置于主板上的导热层，该导热层用于连接主板上的第一区域和第二区域。如图5所示，本实施例中的主板为多层PCB板，在PCB板表面并位于第一区域与第二区域之间设置导热层300，也可以在PCB板面铺满导热层300(参考图6所示)，还可以在PCB板的板间对应第一区域与第二区域之间的位置设置导热层，导热层300优选为铜层，也可以是其他适用于连接PCB板且导热性能良好的材料。第一区域的热量通过该导热层300传递至第二区域，以降低第一区域的局部高温。
该散热结构组件中的主板的散热路径为：热量从第一区域通过PCB板面或板间设置的导热层300横向传递给第二区域，同时所有第一区域、第二区域的热量纵向传递给主板10与CPU/LPDDR3芯片12以及PMU芯片11相对的另一侧。
于本发明的另一个实施例中的散热结构组件还包括设置于主板与主板支撑构件之间的导热材料。如图2所示，热量通过上述导热部传递至主板10与PMU芯片11、CPU/LPDDR3芯片12相对的另一侧之后，再通过该导热材料进一步传递至主板支撑构件20进行散热。
更具体地，导热材料设于主板与主板支撑构件之间的对应于芯片的位置。通过仅在主板与主板支撑构件之间的对应于芯片的位置设置导热材料，在降低散热结构组件的材料成本的同时还可以保证良好的导热性能。如图2所示，主板10与主板支撑构件20之间的对应于CPU/LPDDR3芯片12的位置设置第一导热材料51，主板10与主板支撑构件20之间的对应于PMU芯片11的位置设置第二导热材料52。
现实情况下，受加工工艺的限制，主板以及主板支撑构件之间均不可能达到完全平整，两者相接触的平面之间会形成一定的空隙，该空隙中会存有空气，空气的热阻较大，会降低两者之间的导热效果。因此上述导热材料采用相变材料。相变材料(PCM-PhaseChangeMaterial)是指随温度变化而改变物理性质并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。本实施例中，当第一区域、第二区域的温度升高至相变材料的熔化温度时，对应的第一相变材料、第二相变材料就会产生从固态到液态的相变，当成为液体时，第一相变材料、第二相变材料将填充主板10与主板支撑构件20之间所有的空隙，从而使得导热效率更高。
本发明的实施例还提供一种电子装置，包括上述的散热结构组件中的任意一个，还包括面板组件和壳体组件，其中，主板设置于主板支撑构件的一侧，面板组件设置于主板支撑构件与主板相对的另一侧，壳体组件设置于主板与主板支撑构件相对的另一侧。通过在该电子装置中设置上述散热结构组件，可以实现将电子装置的温度相对较高的区域的热量自动传递给温度相对较低的区域，降低电子装置的局部高温，保证电子装置正常使用，延长电子装置的使用寿命，进而改善用户体验。以手机为例，如图2所示，该手机包括面板组件30和壳体组件40，主板10设置于主板支撑构件20的一侧，面板组件30设置于主板支撑构件20与主板10相对的另一侧，壳体组件40设置于主板10与主板支撑构件20相对的另一侧。
主板支撑构件与面板组件之间设置导热材料。热量通过上述散热结构组件传递至主板支撑构件之后，再通过该导热材料传递至面板组件，也就是说，芯片在主板上产生的热量通过散热结构组件以及该导热材料传递扩散至电子装置的表面，以达到快速降低电子装置的内部某一个温度相对较高的区域的热量的目的，最终再与外部环境通过空气进行热交换，以将整个电子装置的温度迅速降低。如图2所示，在面板组件30与主板支撑构件20之间设置有第三导热材料53。该第三导热材料53为导热性能较好的材料，例如石墨或者铜箔，当然，也可以选择上述的相变材料。
上述电子装置还包括屏蔽组件。如图2所示，屏蔽组件60设置在壳体组件40与主板10之间，具体地，屏蔽组件60设置在壳体组件40与主板10之间的与芯片对应的位置，屏蔽组件60优选为屏蔽罩，其作用使防止芯片受到干扰或者防止芯片干扰电子装置中的其他功能模块。
本发明实施例的电子装置的散热路径如图2中箭头所示：热量通过散热部从温度相对较高的主板10的第一区域横向传递至第二区域，同时通过第一导热材料、51第二导热材料52纵向传递至主板10，再通过第三导热材料53传递至面板组件30，最后与外部环境进行热交换。
上述壳体组件可以为金属、塑料等材质。上述主板可以为PCB板、FPC板。上述主板支撑构件指的是用来支撑主板的中框，具有良好的导热性能，可以是不锈钢、铝合金、镁铝合金或者镁合金等材质。上述面板组件指的是电子装置的LCD显示屏或者TP触摸屏。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电子装置的散热结构组件，其特征在于，至少包括用于安装芯片的主板以及主板支撑构件，所述主板包括温度相对较高的第一区域以及温度相对较低的第二区域，所述散热结构组件还包括设于所述主板上的可供第一区域向第二区域传递热量的导热部。
2.根据权利要求1所述的电子装置的散热结构组件，其特征在于，所述导热部包括设置于所述主板上的导热通道。
3.根据权利要求2所述的电子装置的散热结构组件，其特征在于，所述导热通道包括开设于所述主板上的导热孔，所述导热孔包括位于第一区域的第一导热孔、位于第二区域的第二导热孔。
4.根据权利要求3所述的电子装置的散热结构组件，其特征在于，所述导热部还包括连接所述第一导热孔与所述第二导热孔之间的导热层。
5.根据权利要求2所述的电子装置的散热结构组件，其特征在于，所述导热部包括设置于所述主板上的导热层，所述导热层用于连接所述主板上的所述第一区域和所述第二区域。
6.根据权利要求2所述的电子装置的散热结构组件，其特征在于，所述散热结构组件还包括设置于所述主板与所述主板支撑构件之间的导热材料。
7.根据权利要求6所述的电子装置的散热结构组件，其特征在于，所述导热材料设于所述主板与所述主板支撑构件之间的对应于所述第一区域、所述第二区域的位置。
8.根据权利要求7所述的电子装置的散热结构组件，其特征在于，所述导热材料采用相变材料。
9.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的散热结构组件，还包括面板组件和壳体组件，其中，所述主板设置于所述主板支撑构件的一侧，所述面板组件设置于所述主板支撑构件与所述主板相对的另一侧，所述壳体组件设置于所述主板与所述主板支撑构件相对的另一侧。
10.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述主板支撑构件与所述面板组件之间设置导热材料。
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