CN108430193A - 散热组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种散热组件，所述散热组件能够快速地释放从电子通信设备的发热源释放的热。散热组件包括：金属垫，在一面与金属外壳的表面固定，且配备有向另一面凸出的凸出部；第一传热元件，贴附于所述凸出部的上表面；以及第二传热元件，贴附于所述凸出部的下表面，并且在所述发热源产生的热通过第一热传递通路和第二热传递通路向所述外壳传递而实现冷却及散热，其中，所述第一热传递通路通过所述第一传热元件与所述金属垫构成，所述第二热传递通路通过所述第一传热元件、所述金属垫及所述第二传热元件构成。

Description

散热组件
技术领域
本发明涉及一种散热组件，尤其涉及一种能够使从电子通信设备的发热源释放的热快速释放的技术。
背景技术
随着手机等电子通信设备高配置化且高性能化，微处理器的处理速度也提高，发热成为了严重的问题。
虽然以往为了将微处理器产生的热快速地向外部释放而通常利用传热元件，但是热导率存在限制，并且，在使用通过热导率高的如铜等金属构成的传热元件的情况下，存在难以稳定地设置于微处理器与金属外壳之间的问题。
图1示出了应用以往的散热组件的示例。
散热组件30夹设于金属外壳50与贴装于电路板10的发热源(source)20之间，并通过结合于外壳50的铜合金的金属垫32与安装于其上的导热硅橡胶的传热元件(ThermalInterface Materials)34构成。
从发热源20产生的热通过传热元件34与金属垫32而向金属外壳50传递而实现冷却及散热。
在使用层叠有传热元件34的金属垫32的情况下，具有易于使用表面贴装等方法而被安装到金属外壳50的优点。
但是，根据这种以往的散热组件，传热元件的高度会对应于外壳与发热源之间隔开的间距而确定，若传热元件的宽度小且高度大，则存在对从侧面施加的外部冲击的耐性弱的问题。
尤其，在使用硬度低而非常软的传热元件的情况下，存在其物理力较弱而难以应用的缺点。
并且，由于传热元件与金属垫形成为平面结构的单一体，因此存在难以提供多种热性能、电性能及机械性能的缺点。
并且，由于在金属垫与金属外壳之间的交界面难以充分地实现机械接触，所以存在难以实现有效的热传递的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够将从发热源产生的热快速并可靠地释放的散热组件。
本发明的另一目的在于提供一种能够容易地承受从侧面施加的外部的冲击且能够应用软性传热元件的散热组件。
本发明的另一目的在于提供一种易于多样地提供热性能、电性能及机械性能的散热组件。
本发明的另一目的在于提供一种由于被模块化而容易安装于金属外壳与发热源之间，从而操作简单且制造效率高的散热组件。
本发明的另一目的在于提供一种易于自动安装的散热组件。
本发明的另一目的在于提供一种易于屏蔽电磁波的散热组件。
根据本发明的一方面，提供一种散热组件，其特征在于，被应用在贴装于电路板的发热源(source)，所述散热组件包括：金属垫，一面凸出而形成凸出部，反面固定于对象物；第一传热元件，在所述一面粘附于所述凸出部；以及第二传热元件，在所述反面粘附于所述凸出部，其中，所述第一传热元件具有柔软性及弹性而弹性接触于所述发热源的表面，从所述发热源产生的热通过第一热传递通路和第二热传递通路而被传递至所述对象物，从而实现冷却及散热，其中，所述第一热传递通路通过所述第一传热元件与所述金属垫构成，所述第二热传递通路通过所述第一传热元件、所述金属垫及所述第二传热元件构成。
根据本发明的另一方面，提供一种散热组件，其特征在于，被应用在发热源以及屏蔽壳，所述发热源贴装于电路板，所述屏蔽壳贴装于所述电路板而包围所述发热源，并在上表面形成有开口，所述散热组件包括：金属垫，一面凸出而形成凸出部，反面固定于对象物；第一传热元件，在所述一面粘附于所述凸出部；第二传热元件，在所述反面粘附于所述凸出部；以及弹性垫片，形成为在所述金属垫的一面上沿边缘部位形成闭合回路或局部开放的回路，并弹性接触于所述屏蔽壳；其中，所述第一传热元件具有柔软性及弹性而弹性接触于所述发热源的表面，从所述发热源产生的热通过第一热传递通路和第二热传递通路而被传递至所述对象物，从而实现冷却及散热，其中，所述第一热传递通路通过所述第一传热元件与所述金属垫构成，所述第二热传递通路通过所述第一传热元件、所述金属垫及所述第二传热元件构成。
根据本发明的另一方面，提供一种散热组件，其特征在于，应用在贴装于电路板的发热源，所述散热组件包括：金属垫，一面凸起而形成凸出部，反面固定于对象物；第一传热元件，在所述一面粘附于所述凸出部；以及第二传热元件，在所述反面粘附于所述凸出部，其中，其中，所述第一传热元件具有柔软性及弹性而弹性接触于所述发热源的表面，所述第二传热元件扩展至所述金属垫的边缘部位而形成，所述发热源产生的热通过热传递通路而向所述对象物传递，从而实现冷却及散热，其中，所述热传递通路通过所述第一传热元件、所述金属垫及所述第二传热元件构成。
优选地，所述金属垫可以通过导热胶带、导热粘接剂、焊接、螺栓或熔接而固定于所述对象物。
优选地，所述凸出部可以通过拉延成型和挤压而与所述金属垫一体地形成。
优选地，所述第一传热元件可以扩展至所述金属垫的边缘部位而形成。
优选地，所述弹性垫片可以是导电橡胶、通过导电膜制成的导电垫片、通过导电纤维制成的导电垫片或导电海绵，所述导电橡胶可以通过与所述导电橡胶对应的液态导电橡胶的固化而在所述金属垫上固化并粘结而形成。
优选地，所述金属垫通过铜、铜合金、铝或铝合金中的任意一种构成，并且在外表面镀覆有镍、锡、银或金。
优选地，所述第一传热元件及第二传热元件的至少一个具有自粘力，所述第一传热元件的表面积可以大于所述第二传热元件的表面积，且所述第一传热元件的高度可以高于所述第二传热元件的高度。
优选地，所述第一传热元件及第二传热元件中的至少一个可以通过包括长度大于直径的导热碳纤维的硅橡胶构成。
根据上述的结构，从发热源产生的热通过利用第一传热元件与金属垫构成的一个热传递通路向外壳传递，并同时利用到利用第一传热元件与金属垫及第二传热元件构成的另一热传递通路。
其结果，构成了通过热导率非常优异的金属构成的热传递通路，并且在金属垫与外壳的交界面之间夹设有多样的传热元件而提高热接触，从而快速地传递并释放热。
并且，最终，由于各个传热元件的高度较低，所以具有较少地受到外部的干涉，且易于提供软性传热元件的优点。
并且，应用形成有一个以上的传热元件和凸出部的金属垫而易于提供多种热性能、电性能及机械性能。
并且，在能够卷轴卷取(reel taping)通过金属垫和传热元件构成的散热组件的情况下，可以通过真空拾取等自动化工序而将其安装到金属外壳上，从而提高制造效率。
并且，通过金属垫、屏蔽壳及弹性垫片可以有效地阻挡从外部流入或向外部流出的电磁波。
附图说明
图1示出了应用以往的散热组件的示例。
图2图示了根据本发明的一实施例的散热组件，图2的(a)为立体图，图2的(b)是沿A-A截取的剖面图。
图3示出了应用根据一实施例的散热组件的示例。
图4图示了根据本发明的另一实施例的散热组件，图4的(a)是立体图，图4的(b)是沿B-B截取的剖面图。
图5示出了应用根据另一实施例的散热组件的示例。
图6图示了根据本发明的另一实施例的多个散热组件。
具体实施方式
本发明中使用的技术方面的术语仅用于描述特定的实施例，须知其并非旨在限定本发明。并且，除非在本发明中特别定义成其他含义，否则本发明中使用的技术方面的术语应当解释为本发明所属的技术领域中具备基本知识的人员通常能够理解的含义，不应解释为过度涵盖的含义或过度缩小的含义。而且，当本发明中使用的技术方面的术语乃是无法准确表达本发明的思想的谬误的技术性术语时，应当替换为本领域技术人员可正确理解的技术术语加以理解。并且，对于本发明中使用的一般性术语而言，须根据词典中定义的内容或者文献脉络而解释，不应解释为过度缩小的含义。
以下，参照附图详细阐述本发明的具体实施例。
图2图示了根据本发明的一实施例的散热组件，图2的(a)为立体图，图2的(b)是沿A-A截取的剖面图，图3示出了应用根据一实施例的散热组件的示例。
观察图2，散热组件100通过形成有凸出部112的金属垫110以及分别接触于凸出部112的上表面和下表面的第一传热元件120和第二传热元件130构成而模块化。
<金属垫110>
金属垫110可以通过导热胶带、导热粘接剂、焊接、螺丝或熔接固定于金属外壳50的表面上，且熔接例如可以采用超声波熔接或激光熔接。
外壳50例如可以是智能电话的金属外壳，且可以在整个表面形成有用于防止腐蚀的绝缘层，或者也可以不形成所述绝缘层。
外壳50可以通过金属材质构成而同时具有冷却、散热及屏蔽电磁波的功能。
金属垫110可以包括芯材和金属镀覆层，所述芯材通过铜、铜合金、铝或铝合金中的任意一种构成，所述金属镀覆层以包围所述芯材的方式依次镀覆镍与金，或者镀覆锡或银而形成于最外壳。
在金属垫110的预定部分形成有凸出部112，所述凸出部112例如可以以形成具有与粘附在所述金属垫110之上的第一传热元件120相似的大小及形状的上表面的方式突出。
参照图2的(b)，通过从金属垫110的下表面向上表面推压金属垫110的主体而形成凸出部112。
根据这种结构，可以将第一传热元件120的高度降低相当于凸出部112所凸出的高度，从而第一传热元件120能够充分地承受从侧面施加的外部冲击，并能够整体上维持如以往的高度。
凸出部112可以通过拉延成型和挤压而与金属垫110一体地形成，且凸出部112的高度可以形成为高于第一传热元件120的高度。
<第一传热元件120>
第一传热元件120具有柔软性和弹性而粘附于金属垫110的凸出部112的上表面，进而直接弹性接触于发热源20，从而快速地将从发热源20产生的热传递至金属垫110的凸出部112。
作为第一传热元件120，例如可以应用导热硅橡胶或导热凝胶(gel)等，且可以具有自粘力。
<第二传热元件130>
第二传热元件130粘附于金属垫110的凸出部112的下表面而直接接触于外壳50。
第二传热元件130例如可以是导热硅橡胶或导热凝胶，并且可以具有自粘力，并起到填充形成于金属垫110与外壳50之间的间隙(gap)的填料(filler)的作用，且在金属垫110与外壳50之间有效地传递热。
尤其，虽然在以往的情况下，在金属垫110与外壳50之间的交界面接触不良，从而无法有效地实现热传递，但是对本实施例的情况而言，通过在金属垫110的一部分夹设有第二传热元件130，从而使金属垫110与外壳50之间的接触变得良好。
尤其，在通过焊接或熔接而将金属垫110安装到外壳50的情况下，安装前可以将金属垫110临时固定在外壳50的准确的位置。
在本实施例中，如图3所示，虽然以第一传热元件120接触于发热源20的情形作为一例而提到，然而并不限于此，也可以使第二传热元件130接触于发热源20。在此情况下，与图3相反，金属垫110例如通过夹设导热胶带而粘附于发热源20，并且第二传热元件130通过自粘力粘附于发热源20，而且第一传热元件120粘附于外壳50。
在本实施例中，第一传热元件120的表面积可以大于第二传热元件130的表面积，且第一传热元件120的高度可以大于第二传热元件130的高度。
并且，第一传热元件120和第二传热元件130中的至少一个可以通过包括长度大于直径的导热碳纤维的硅橡胶构成。
在此情况下，根据实施例，能够减少使用相当于金属垫110的厚度的量的含有价格昂贵的碳纤维的传热元件120、130，并且，与外部接触的概率会与金属垫110的高度相当地降低，从而具有机械稳定性。
并且，在第一传热元件120和第二传热元件130中，沿长度方向具有高传热效率的碳纤维以其长度方向与第一传热元件120和第二传热元件130的高度方向相同的方式被定向，此时的热导率较为良好，第一传热元件120和第二传热元件130因凸出部112而具有高度降低的效果，最终具有通过凸出部112提高第一传热元件120和第二传热元件130的导热性的优点。
碳纤维的长度可以为0.02nm至0.05nm，第一传热元件120和第二传热元件130的高度可以为约1mm。
另外，在本实施例中，在金属垫110的未凸出有凸出部112的部位可以设置有导电橡胶、通过导电膜制成的导电垫片、通过导电纤维制成的导电垫片或导电海绵。
以下，参照图2及图3针对具有如上所述的结构的散热组件100的工作进行说明。
散热组件100应用于被贴装到电路板10的发热源20，并以使在发热源20产生的热通过第一传热元件120、金属垫110及第二传热元件130向外壳50传递而实现冷却及分散的方式工作。
大致地描述设置散热组件100的过程，准备在金属垫110的凸出部112的上表面与下表面分别粘附有第一传热元件120和第二传热元件130的散热组件100，若将金属垫110的第二传热元件130置于外壳50的已设定的位置，例如对应于发热源20的位置，则通过第二传热元件130的自粘力临时固定于外壳50。
接着，利用熔接或焊接或者双面胶带将金属垫110固定到外壳50。
其结果，通过将金属垫110固定到金属外壳50的表面，散热组件100与金属外壳50机械结合并热结合。
根据这种构成，从发热源20产生的热通过利用第一传热元件120与金属垫110构成的一个热传递通路向外壳50传递的同时也利用通过第一传热元件120、金属垫110及第二传热元件130构成的另一热传递通路。
其结果，构成了通过热导率非常优异的金属构成的热传递通路，并且在金属垫与外壳的交界面之间夹设有传热元件而提高了热接触，从而快速地传递并释放热。
并且，由于散热组件100被模块化为通过金属垫110与第一传热元件120构成而执行散热，所以制造电子设备的制造公司只要接收散热组件100之后将其通过熔接安装到外壳即可，因而提高了制造效率。
图4图示了根据本发明的另一实施例的散热组件，图4的(a)是立体图，图4的(b)是沿B-B截取的剖面图，图5示出了应用根据另一实施例的散热组件的示例。
在以下的说明中省略了针对与上述的一实施例重复的构成部分的说明，仅对其他构成部分进行说明。
观察图4，散热组件200包括：金属垫210，形成有凸出部212；第一传热元件220和第二传热元件230，分别粘结于凸出部212的上表面及下表面；以及弹性垫片(gasket)240，设置成在金属垫210上沿着边缘部位形成回路(loop)。
<弹性垫片240>
弹性垫片240在金属垫210上沿着边缘部位形成回路，并接触于屏蔽壳(shieldcan)40，从而阻挡从外部流入的电磁波或阻挡从发热源20产生的电磁波向外部流出。
如同本实施例，回路可以是闭合回路，然而并不限定于此，也可以是一部分开放的回路。
弹性垫片240例如可以是导电橡胶、导电海绵或导电填料，且并不限定于此。
在弹性垫片240是导电橡胶的情况下，可以通过固化与此相应的液态导电橡胶，在金属垫210上固化并粘结而形成。
优选地，弹性垫片240的压缩范围为原高度的20％以上，并且热导率为0.5W/mK以上。
以下，参照图5，针对具有上述结构的散热组件200的工作进行说明。
散热组件200被应用到发热源20以及屏蔽壳40，所述发热源20贴装于电路板10，所述屏蔽壳40贴装于电路板10而包围发热源20，并在上表面形成有开口。
在此，屏蔽壳(shield can)40例如可以通过回流焊接而被贴装到电路板10的接地图案。
根据这种构成，从发热源20产生的热通过利用第一传热元件220与金属垫210构成的一个热传递通路向外壳50传递的同时也利用通过第一传热元件220和金属垫110以及第二传热元件230构成的另一热传递通路。
其结果，构成了通过热导率非常优异的金属构成的热传递通路，并且在金属垫与外壳的交界面之间夹设有传热元件而提高了热接触，从而热能够被快速地传递并释放。
与此同时，通过电路板10的接地能够有效地阻挡通过金属垫210、屏蔽壳40及弹性垫片240而从外部流入的电磁波或从构成发热源20的电子部件产生的电磁波向外部流出。
另外，散热组件200被模块化为通过金属垫210与第一传热元件220、第二传热元件230及弹性垫片240构成而执行散热并阻挡电磁波，从而制造电子设备的制造公司只要接收散热组件200之后将其通过熔接安装到外壳50即可，从而提高了制造效率。
图6图示了根据本发明的另一实施例的多个散热组件。
参照图6的(a)，粘附于凸出部112的下表面的第二传热元件131扩展至金属垫110的边缘部位，根据这种结构，在金属垫110与金属外壳50直接接触的部分会夹设有第二传热元件131，从而能够实现可靠的热接触。
参照图6的(b)，粘附于凸出部112的上表面及下表面的第一传热元件121和第二传热元件131全部扩展至金属垫110的边缘部位，与上述的实施例相同地，通过第二传热元件130能够实现金属垫110与外壳50之间的可靠的热接触，并且通过第一传热元件121能够使与发热源20的接触面积更大。
参照图6的(c)，粘附于凸出部112的上表面的第一传热元件121扩展至金属垫110的边缘部位，与上述的实施例相同地，通过第一传热元件121能够使与发热源20的接触面积更大。
在本实施例中，虽然第一传热元件121及第二传热元件131中的至少任意一个扩展至金属垫110的边缘部位而形成，但是无需使第一传热元件121及第二传热元件131的边缘部位全部扩展，可以只扩展其中的一部分。
并且，第一传热元件121及第二传热元件131可以不准确地扩展至金属垫110的边缘部位而只扩展至靠近边缘部位的部分。
对于前述的内容，但凡本发明所属的技术领域中具备基本知识的人员，即可在不脱离本发明的本质的特性的范围内实现修改和变形。因此，本发明所披露的实施例仅用于描述本发明而并非旨在限定本发明的技术思想，本发明的技术思想的范围不被如上所述的实施例所限定。应当基于权利要求书解释本发明的保护范围，并且应当解释为与权利要求书等同的范围内的所有技术思想均包含于本发明的权利范围内。

Claims (13)

1.一种散热组件，其特征在于，被应用在贴装于电路板的发热源，所述散热组件包括：
金属垫，一面凸出而形成凸出部，反面固定于对象物；
第一传热元件，在所述一面粘附于所述凸出部；以及
第二传热元件，在所述反面粘附于所述凸出部，
其中，所述第一传热元件具有柔软性及弹性而弹性接触于所述发热源的表面，
从所述发热源产生的热通过第一热传递通路和第二热传递通路而被传递至所述对象物，从而实现冷却及散热，其中，所述第一热传递通路通过所述第一传热元件与所述金属垫构成，所述第二热传递通路通过所述第一传热元件、所述金属垫及所述第二传热元件构成。
2.一种散热组件，其特征在于，被应用在发热源以及屏蔽壳，所述发热源贴装于电路板，所述屏蔽壳贴装于所述电路板而包围所述发热源，并在上表面形成有开口，所述散热组件包括：
金属垫，一面凸出而形成凸出部，反面固定于对象物；
第一传热元件，在所述一面粘附于所述凸出部；
第二传热元件，在所述反面粘附于所述凸出部；以及
弹性垫片，形成为在所述金属垫的一面上沿边缘部位形成闭合回路或局部开放的回路，并弹性接触于所述屏蔽壳；
其中，所述第一传热元件具有柔软性及弹性而弹性接触于所述发热源的表面，
从所述发热源产生的热通过第一热传递通路和第二热传递通路而被传递至所述对象物，从而实现冷却及散热，其中，所述第一热传递通路通过所述第一传热元件与所述金属垫构成，所述第二热传递通路通过所述第一传热元件、所述金属垫及所述第二传热元件构成。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的散热组件，其特征在于，
所述金属垫通过导热胶带、导热粘接剂、焊接、螺栓或熔接而固定于所述对象物。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的散热组件，其特征在于，
所述凸出部通过拉延成型和挤压而与所述金属垫一体地形成。
5.根据权利要求2所述的散热组件，其特征在于，
所述弹性垫片是导电橡胶、通过导电膜制成的导电垫片、通过导电纤维制成的导电垫片或导电海绵。
6.根据权利要求5所述的散热组件，其特征在于，
所述导电橡胶通过与所述导电橡胶对应的液态导电橡胶的固化而在所述金属垫上固化并粘结而形成。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的散热组件，其特征在于，
所述金属垫通过铜、铜合金、铝或铝合金中的任意一种构成，并且在外表面镀覆有镍、锡、银或金。
8.根据权利要求1或权利要求2所述的散热组件，其特征在于，
所述第一传热元件及第二传热元件的至少一个具有自粘力。
9.根据权利要求1或权利要求2所述的散热组件，其特征在于，
所述第一传热元件的表面积大于所述第二传热元件的表面积。
10.根据权利要求1或权利要求2所述的散热组件，其特征在于，
所述第一传热元件的高度高于所述第二传热元件的高度。
11.根据权利要求1或权利要求2所述的散热组件，其特征在于，
所述第一传热元件及第二传热元件中的至少一个通过包括长度大于直径的导热碳纤维的硅橡胶构成。
12.根据权利要求1或权利要求2所述的散热组件，其特征在于，
所述第一传热元件扩展至所述金属垫的边缘部位而形成。
13.一种散热组件，其特征在于，被应用在贴装于电路板的发热源，所述散热组件包括：
金属垫，一面凸起而形成凸出部，反面固定于对象物；
第一传热元件，在所述一面粘附于所述凸出部；以及
第二传热元件，在所述反面粘附于所述凸出部，
其中，所述第一传热元件具有柔软性及弹性而弹性接触于所述发热源的表面，
所述第二传热元件扩展至所述金属垫的边缘部位而形成，所述发热源产生的热通过热传递通路而向所述对象物传递，从而实现冷却及散热，其中，所述热传递通路通过所述第一传热元件、所述金属垫及所述第二传热元件构成。
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