CN107535073A - 散热机构及包括该散热机构的设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种允许较小的设备同时还便于拆卸的散热机构。该散热机构被设置有散热元件，该散热元件将热量释放到外部。该散热元件和生成热量的发热元件经由导热膜并且经由低摩擦膜而与彼此热接触，该导热膜由具有流动能力的导热材料形成，该低摩擦膜与散热元件或发热元件的摩擦系数相比具有较低的摩擦系数。

Description

散热机构及包括该散热机构的设备
技术领域
本发明涉及一种散热机构，并且更具体地，涉及一种用于通信基础设施设备的散热机构。
背景技术
在诸如电子设备等的各种设备中，使用各种散热机构，以便有效地释放在发热组件处生成的热量。在诸如通信基础设施设备的设备中，例如特别是对其小型化的需求强的室外基站设备中，也预期散热机构的改善。
例如，作为这种设备的散热机构，已经使用了一种在其中在发热组件上设置散热器的方法，以及一种其中发热组件和散热元件(诸如在其中设置热辐射鳍片的底盘)使用诸如导热硅片或散热垫的散热片彼此热接触的方法(参见专利文献1(PTL1))。
在仅使用散热器的方法中，因为由发热组件生成的热量被辐射到设备(底盘)内的空间中，所以在设备中需要较大的空间，并且因此存在将设备小型化的难度。在使用散热片和散热垫将热量传递到散热器的方法中，存在散热片和散热垫的形状的局限性，并且因此不能够根据发热元件或散热元件的表面形式来使用它们，并且此外，由于需要大约几毫米的厚度，因此不能够充分地使设备小型化。
相反，使用散热油脂将发热组件和散热元件彼此热接触的方法正引起关注。在该方法中，由于散热油脂具有流体特性，因此不存在形状的限制，并且此外，能够将其厚度减薄到填充发热组件和散热元件之间的间隙的这种程度，从而实现对设备的尺寸缩小。
专利文献2(PTL2)涉及一种导热流体的填充过程，并且提出了将作为导热流体的高导热油脂以点状的方式涂布到发热元件的热传导表面，并且从发热元件的上侧按压冷却体以将高导热油脂扩展开。在PTL2中，提出通过以该方式将高导热油脂扩展开而将高导热油脂填充到发热元件的热传导表面中。
[引用列表]
[专利文献]
[PTL1]日本专利申请特开No.2012-134501
[PTL2]日本专利申请特开No.Hei 9-293811
发明内容
[技术问题]
然而，散热油脂具有相对强的固定强度，并且因此在使用散热油脂的方法中，存在由散热油脂在发热组件与散热结构之间的粘附的问题，并且增加了设备拆卸工程的难度，该设备拆卸工程是在当装配设备时的调节的时间处以及在设备的维护的时间处执行的。出于该原因，由于诸如在设备的拆卸工程的时间处发热组件的基板的弯曲，因此在基板上安装的各种部件可能被损坏。
本发明是鉴于以上问题进行的，并且其目的在于提供一种能够在实现对设备尺寸缩小的同时降低拆卸工程的难度的散热机构，并且提供一种包括这种散热机构的设备。
[问题的解决方案]
通过本发明的散热机构包括用于将热量释放到外部的散热元件，其中生成热量的发热元件和散热元件与其间的导热膜与低摩擦膜热接触，该导热膜由具有流体特性的导热材料组成，该低摩擦膜与散热元件或发热元件的摩擦系数相比具有较低的摩擦系数。
另外，通过本发明的设备包括生成热量的发热元件和以上提及的散热机构。
[发明的有益效果]
根据本发明，拆卸工程的难度能够在实现对设备尺寸缩小的同时被降低。
附图说明
图1是示意性地图示本发明的示例实施例的通信基础设施设备的分解立体图。
图2是示意性地图示本发明的示例实施例的通信基础设施设备的剖面图。
图3是用于描述剥离负荷的评估方法的图。
具体实施方式
在下文中，将会参照附图描述本发明的示例实施例。注意的是相同的参考符号在图中表示具有相同功能的元件，并且可以不重复对其的描述。
图1是示意性地图示本发明的第一示例实施例的通信基础设施设备的分解立体图。图1中图示的通信基础设施设备1包括内部设备2以及底盘元件3和4。注意的是通信基础设施设备1是包括散热机构的设备，并且例如通信基础设施设备1是诸如安装在户外的无线基站的通信设备。
内部设备2具有基板21和在基板21上设置的发热组件22。发热组件22是生成热量的发热元件。发热组件22是中央处理单元(CPU)和电池，例如但不限于此。发热组件22的件数、形状和布置也没有特别的限制。在图1的示例中，在基板21上设置三件发热组件22。可替选地，可以在基板21上设置除了发热组件22之外的各种组件。
底盘元件3和4是构成通信基础设施设备1的底盘的构件，并且通过以面对方式与彼此组合而形成用于容纳在它们之间的内部设备2的容纳空间。底盘元件4具有释放热量的散热结构41。结果，底盘元件4用作散热元件以将热量释放到外部。在下文中，底盘元件4被称为散热元件4。注意的是在图1的示例中，散热结构41包括多个热辐射鳍片。
图2是沿着图1的线A-A截取的通信基础设施设备1的剖视图。注意的是由于底盘元件3与本发明不直接相关，因此在图2中将其省略。
如图2中所图示，在通信基础设施设备1中，在基板21上设置的散热元件4和发热组件22用其间的导热膜32和低摩擦膜31与彼此热接触。在图2的示例中，虽然以该次序设置发热组件22、低摩擦膜31、导热膜32和散热元件4，但是可替选地可以以发热组件22、导热膜32、低摩擦膜31和散热元件4的次序来设置。
散热元件4、低摩擦膜31和导热膜32形成散热机构，以将在发热组件22处生成的热量释放到通信基础设施设备1的外部。
与散热元件4或发热组件22的摩擦系数相比，低摩擦膜31具有较低的摩擦系数。具体地，与散热元件4和与低摩擦膜31物理上接触的发热组件22中的一个的摩擦系数相比，低摩擦膜31具有较低的摩擦系数。在该示例实施例中，低摩擦膜31与发热组件22物理上接触，并且因此与发热组件22的摩擦系数相比，具有较低的摩擦系数的膜被使用为低摩擦膜31。当低摩擦膜31与散热元件4物理上接触时，与散热元件4的摩擦系数相比，具有较低的摩擦系数的膜被使用为低摩擦膜31。
使用诸如氟基润滑剂等的各种润滑剂来形成低摩擦膜31。结果，能够使低摩擦膜31变薄，并且能够抑制发热组件22与散热元件4之间的导热性的降低。此外，能够减少引起绝缘效果的空气层(气泡)的形成，并且能够确保散热效果。
润滑剂可以是液体润滑剂。然而，希望的是润滑剂由具有时效硬化特性的干膜润滑剂组成，并且更希望的是润滑剂由无油含量的干膜润滑剂组成。其原因在于：当低摩擦膜31由干膜润滑剂(特别是不具有油含量的干膜润滑剂)组成时，如稍后将会描述的是，特别地能够减小对从发热组件22剥离散热元件4需要的力。另外，通过将干膜润滑剂用作为润滑剂，能够使低摩擦膜31变薄至数个μm的数量级的厚度，并且还能够在涂布润滑剂时改善涂布工作。注意的是干膜润滑剂具有快干特性。当使用氟基润滑剂时，能够抑制通过热量的低摩擦膜31的变化。
导热膜32由散热油脂组成，该散热油脂是具有流体特性的导热材料。例如，散热油脂是硅基油脂。在该示例实施例中，散热油脂具有可硬化性，并且导热膜32以将散热油脂涂布在发热组件22上的方式形成，并且随后散热油脂硬化成预定硬度的弹性体(具有形状恢复特性的弹性体)。虽然能够根据发热组件22的种类来适当地选择散热油脂的种类，但是希望的是散热油脂为双组分组合物。其原因在于：双组分组合物的散热油脂甚至在高温环境下也具有低的粘度降低，并且因此几乎不移动。注意的是在硬化之后在散热油脂中存在一点时效的变化，并且即使由于振动或冲击而对在发热组件22与散热元件4之间的距离发生微小的变化，但是因为散热油脂也随之变化而变化，所以能够实现稳定的散热机构。
如以上所描述的，根据该示例实施例，发热组件22和散热元件4用其间的导热膜32和低摩擦膜31与彼此热接触，该导热膜32由具有流体特性的导热材料组成，与发热组件22或散热元件4的摩擦系数相比，该低摩擦膜31具有较低的摩擦系数。因为该原因，低摩擦膜31结果被设置在导热膜32和发热组件22或散热元件4之间，并且因此能够由低摩擦膜31降低导热膜32的固定强度。另外，即使具有强固定强度的诸如散热油脂的膜被使用为导热膜32，但是由于导热膜32而变得能够抑制发热组件22和散热元件4的粘附，并且因此在实现通信基础设施设备1的尺寸缩小的同时，能够降低拆卸工程的难度。
在下文中，将会使用散热机构的具体示例评估表示对剥离散热元件4和发热组件22需要的力的剥离负荷。图3是图示剥离负荷的评估方法的图。
首先，如图3(a)中所图示，由刷子5将润滑剂涂布到在基板21上设置的发热组件22的顶表面，以形成低摩擦膜31。接下来，如图3(b)中所图示的是，在低摩擦膜31上涂布散热油脂6。然后，如图3(c)中所图示的是，以从散热油脂6的上侧按压散热元件4的这种方式附接散热元件4。结果，散热油脂6被分散并与散热元件4紧密粘合。随后，当已经过去与散热油脂6相关的固化时间时，散热油脂6是硬化的，并且形成导热膜32。然后，在该状态下，如图3(d)中所图示的是，在垂直方向(图中的箭头方向)上将散热元件4拉起，并且在从发热组件22剥离散热元件4的时间处涂布到散热元件4的垂直方向的力被评估为剥离载荷。
表1指示剥离负荷的评估结果。具体地，表1指示关于当发热组件的表面材料是树脂时和当表面材料是片金属时、当形成低摩擦膜31的材料的润滑剂为无油含量的干膜润滑剂、含油含量的干膜润滑剂、液体润滑剂、以及作为比较示例当没有低摩擦膜31时的相应的情况。
[表1]
如表1中所图示，当润滑剂存在时，与当润滑剂不存在的情况相比，剥离负荷的剥离负荷是较小的。特别是，在其中润滑剂不具有油含量的干膜润滑剂的情况下，显然的是与其中不存在润滑剂的情况进行比较，剥离负荷是非常小的。
在以上所述的示例实施例中，图示的结构仅仅是示例，并且本发明不限于这种结构。
例如，虽然通信基础设施设备1具有两个底盘元件3和4，并且作为它们中的一个的底盘元件4具有用作散热元件的结构，但是通信基础设施设备1和散热元件的组成、形状等不限于该示例。此外，具有散热机构的设备不限于通信基础设施设备1，并且其可以是不同的设备。
可替选地，作为用于形成低摩擦膜31的润滑剂，可以使用润滑剂，该润滑剂在当正从发热组件22剥离散热元件4时的事件处允许低摩擦膜31在涂布到散热元件4的力达到表1中图示的剥离载荷之前被撕开。
以上提及的示例实施例中的每个的部分或全部能够被描述为但不限于以下补充说明。
[补充说明1]
一种散热机构，包括：
散热元件，所述散热元件用于将热量释放到外部，其中，
生成热量的发热元件和所述散热元件与其间的导热膜与低摩擦膜热接触，所述导热膜由具有流体特性的导热材料组成，所述低摩擦膜与所述散热元件或所述发热元件的摩擦系数相比具有较低的摩擦系数。
[补充说明2]
根据补充说明1所述的散热机构，其中，所述低摩擦膜是由干膜润滑剂组成的。
[补充说明3]
根据补充说明2所述的散热机构，其中，所述低摩擦膜不具有油含量。
[补充说明4]
根据补充说明1至3中的任一项所述的散热机构，其中，所述低摩擦膜是由氟基润滑剂组成的。
[补充说明5]
根据补充说明1至4中的任一项所述的散热机构，其中，所述导热材料具有可硬化性。
[补充说明6]
根据补充说明5所述的散热机构，其中，所述导热材料是双组分组合物。
[补充说明7]
根据补充说明1至6中的任一项所述的散热机构，其中，所述导热材料为硅基油脂。
[补充说明8]
根据补充说明1至7中的任一项所述的散热机构，
其中，所述导热膜与所述发热元件物理上接触，以及
其中，所述低摩擦膜与所述导热膜和所述散热元件物理上接触，并且与所述散热元件的摩擦系数相比，所述低摩擦膜具有较低的摩擦系数。
[补充说明9]
根据补充说明1至7中的任一项所述的散热机构，
其中，所述导热膜与所述散热元件物理上接触，以及
其中，所述低摩擦膜与所述导热膜和所述发热元件物理上接触，并且与所述发热元件的摩擦系数相比，所述低摩擦膜具有较低的摩擦系数。
[补充说明10]
一种设备，包括：
发热元件，所述发热元件生成热量；以及
散热机构，所述散热机构是根据权利要求1至9中任一项的。
[补充说明11]
根据补充说明10所述的设备，其中，所述设备是通信基础设施设备。
如上，已经采用以上提及的示例实施例作为示例性示例来描述了本发明。然而，本发明不限于以上提及的示例实施例。换言之，本领域技术人员能够理解的各个方面能够在本发明的范围内应用于本发明。
本申请基于并要求于2015年4月24日提交的日本专利申请No.2015-89271的优先权的权益，本文通过引用将该日本专利申请的公开全部并入在本文中。
[参考标记列表]
1 通信基础设施设备
2 内部设备
3 底盘元件
4 散热元件(底盘元件)。
5 刷子
6 散热油脂
21 基板
22 发热组件
31 低摩擦膜
32 导热膜

Claims (10)

1.一种散热机构，包括：
散热元件，所述散热元件用于将热量释放到外部，其中
生成热量的发热元件和所述散热元件与导热膜和低摩擦膜热接触，所述导热膜由具有流体特性的导热材料组成，所述低摩擦膜具有比所述散热元件或所述发热元件的摩擦系数低的摩擦系数。
2.根据权利要求1所述的散热机构，其中，所述低摩擦膜由干膜润滑剂组成。
3.根据权利要求2所述的散热机构，其中，所述低摩擦膜不具有油含量。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的散热机构，其中，所述低摩擦膜由氟基润滑剂组成。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的散热机构，其中，所述导热材料具有可硬化性。
6.根据权利要求5所述的散热机构，其中，所述导热材料为双组分组合物。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的散热机构，其中，所述导热材料为硅基油脂。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的散热机构，
其中，所述导热膜与所述发热元件物理上接触，以及
其中，所述低摩擦膜物理上接触所述导热膜和所述散热元件，并且具有比所述散热元件的摩擦系数低的摩擦系数。
9.根据权利要求1至7中的任一项所述的散热机构，
其中，所述导热膜与所述散热元件物理上接触，以及
其中，所述低摩擦膜物理上接触所述导热膜和所述发热元件，并且具有比所述发热元件的摩擦系数低的摩擦系数。
10.一种设备，包括：
发热元件，所述发热元件生成热量；以及
根据权利要求1至9中的任一项所述的散热机构。
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