CN108990362A - 一种散热结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种散热结构，散热结构包括散热装置、第一类发热组件和第二类发热组；第一类发热组件包括：绕组、磁芯，第二类发热组件包括：发热器件，散热装置包括：散热片、具有导热通道的电路板；其中，绕组设置在磁芯与磁芯之间，第一类发热组件通过绕组支撑于电路板上而相对于电路板呈架空结构；散热片罩设在第一类发热组件的外表面，并与第一类发热组件呈一体结构，其中，一体结构的高度大于或等于预设值；发热器件的底部设置有第一焊盘，第一焊盘设置在电路板上；散热片通过一个或多个焊接端子焊接在电路板上；发热器件的热量通过第一焊盘传递至电路板上，并通过电路板上的导热通道传递至散热片上。
Description
技术领域
本发明涉及电子器件的散热技术，尤其涉及一种散热结构。
背景技术
随着电子设备功率不断地增大、体积不断地减小，电子设备中各个器件的应用空间变的越来越紧凑。高组装密度、高功率密度已成为电子设备发展的两个重要方向。
在电子设备中，电路板集成了数量越来越多，且功耗越来越大的数据处理主芯片和光模块等器件，这些器件不仅在电路板的长宽方向上占据了大量的布板面积，对于高方向而言，器件还需背上厚厚的散热器以实现散热，如此，带有散热器的器件的高度可达十几毫米到几十毫米，这就给为这些器件供电而布局在器件附近的电源组件的散热风道形成了阻碍，造成电源组件的散热效果较差，导致电源组件的工作温度被动升高，直接影响到电源组件的工作效率、使用寿命以及可靠性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种散热结构。
本发明实施例提供的散热结构，包括散热装置和第一类发热组件，所述散热装置用于对第一类发热组件进行散热，所述第一类发热组件包括：绕组、磁芯，所述散热装置包括：散热片；其中，
所述绕组设置在所述磁芯与磁芯之间，所述第一类发热组件通过所述绕组支撑于电路板上而相对于所述电路板呈架空结构；
所述散热片罩设在所述第一类发热组件的外表面，并与所述第一类发热组件呈一体结构，其中，所述一体结构的高度大于或等于预设值。
本发明实施例中，所述绕组的个数为一个或多个，所述磁芯的个数为两个以上；
通过所述一个或多个绕组设置在所述两个以上磁芯之间，形成的第一类发热组件为：电感、或电感组串。
本发明实施例中，所述第一类发热组件的磁芯和绕组之间的缝隙处填充有柔性导热材料。
本发明实施例中，所述第一类发热组件通过所述绕组支撑于电路板上，包括：
在所述第一类发热组件的绕组末端引出连接线，在所述连接线上设置有焊接端子，所述绕组通过一个或多个焊接端子焊接到电路板上。
本发明实施例中，所述散热片罩设在所述第一类发热组件的外表面，包括：
所述散热片罩设在所述第一类发热组件的磁芯的外表面，其中，所述散热片与所述磁芯之间填充有柔性导热粘结胶，作为所述散热片和所述磁芯的过渡界面。
本发明实施例中，所述散热片的外表面为平滑结构表面或者凹凸结构表面。
本发明实施例中，所述散热片的中间设置有缝隙，通过所述缝隙将所述散热片隔开为至少两个子散热片。
本发明实施例中，所述散热片罩设在所述第一类发热组件的外表面，包括：
所述散热片罩设在一个所第一类发热组件的外表面；或者，
所述散热片罩设在多个所述第一类发热组件的外表面。
本发明实施例中，所述散热片上设置有焊接端子，所述散热片通过一个或多个焊接端子焊接到电路板上。
本发明另一实施例提供的散热结构，包括散热装置和第二类发热组件，所述散热装置用于对第二类发热组件进行散热，所述第二类发热组件包括：发热器件，所述散热装置包括：散热片、具有导热通道的电路板；其中，
所述发热器件的底部设置有第一焊盘，所述第一焊盘设置在电路板上；
所述散热片通过一个或多个焊接端子焊接在电路板上；
所述发热器件的热量通过所述第一焊盘传递至所述电路板上，并通过所述电路板上的导热通道传递至所述散热片上。
本发明实施例中，所述散热片通过一个或多个焊接端子焊接在电路板上，包括：
所述散热片通过一个或多个焊接端子焊接在第二焊盘上，所述第二焊盘设置在电路板上。
本发明实施例中，在所述电路板上沿第一方向设置有多个金属化孔，沿第二方向设置有至少一层金属箔，所述第一方向与所述第二方向垂直，其中，
所述金属化孔与所述金属箔形成所述电路板的导热通道；或者，
所述金属箔形成所述电路板的导热通道。
本发明实施例中，所述金属化孔设置在如下区域的至少之一处：在电路板上与所述第一焊盘对应的区域、在电路板上与所述第二焊盘对应的区域。
本发明实施例中，所述至少一层金属箔位于所述电路板的表面或者内部。
本发明实施例中，所述金属化孔为金属化通孔或者金属化盲孔。
本发明另一实施例提供的散热结构，包括散热装置、第一类发热组件和第二类发热组件，所述散热装置用于对第一类发热组件和第二类发热组件进行散热，所述第一类发热组件包括：绕组、磁芯，所述第二类发热组件包括：发热器件，所述散热装置包括：散热片、具有导热通道的电路板；其中，
所述绕组设置在所述磁芯与磁芯之间，所述第一类发热组件通过所述绕组支撑于电路板上而相对于所述电路板呈架空结构；
所述散热片罩设在所述第一类发热组件的外表面，并与所述第一类发热组件呈一体结构，其中，所述一体结构的高度大于或等于预设值；
所述发热器件的底部设置有第一焊盘，所述第一焊盘设置在电路板上；
所述散热片通过一个或多个焊接端子焊接在电路板上；
所述发热器件的热量通过所述第一焊盘传递至所述电路板上，并通过所述电路板上的导热通道传递至所述散热片上。
本发明实施例中，所述散热片罩设在所述第一类发热组件的外表面，包括：
所述散热片罩设在所述第一类发热组件的磁芯的外表面，其中，所述散热片与所述磁芯之间填充有柔性导热粘结胶，作为所述散热片和所述磁芯的过渡界面。
本发明实施例中，所述散热片通过一个或多个焊接端子焊接在电路板上，包括：
所述散热片通过一个或多个焊接端子焊接在第二焊盘上，所述第二焊盘设置在电路板上。
本发明实施例中，在所述电路板上沿第一方向设置有多个金属化孔，沿第二方向设置有至少一层金属箔，所述第一方向与所述第二方向垂直，其中，
所述金属化孔与所述金属箔形成所述电路板的导热通道；或者，
所述金属箔形成所述电路板的导热通道。
本发明实施例的技术方案，散热结构包括散热装置、第一类发热组件和第二类发热组；第一类发热组件包括：绕组、磁芯，第二类发热组件包括：发热器件，散热装置包括：散热片、具有导热通道的电路板；其中，绕组设置在磁芯与磁芯之间，第一类发热组件通过绕组支撑于电路板上而相对于电路板呈架空结构；散热片罩设在第一类发热组件的外表面，并与第一类发热组件呈一体结构，其中，一体结构的高度大于或等于预设值；发热器件的底部设置有第一焊盘，第一焊盘设置在电路板上；散热片通过一个或多个焊接端子焊接在电路板上；发热器件的热量通过第一焊盘传递至电路板上，并通过电路板上的导热通道传递至散热片上。采用本发明实施例的技术方案，能够在电子设备中实现高功率密度和高组装密度的情况下，对器件进行有效地散热，同时，大幅度减少了散热装置在电路板上的占板面积，大大增强了电路板特别是电源组件自身的散热能力。
附图说明
附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。
图1为矮器件被高器件挡住风道的示意图；
图2为本发明实施例的散热结构的组成示意图一；
图3为本发明实施例的电感带一个整体散热片的分解图；
图4为本发明实施例的电感带一个整体散热片的组装图；
图5为本发明实施例的电感带一个整体带齿散热片的分解图；
图6为本发明实施例的电感带一个整体带齿散热片的组装图；
图7为本发明实施例的电感带二个分立带齿散热片的分解图；
图8为本发明实施例的电感带二个分立带齿散热片的组装图；
图9为本发明实施例的多个电感带一个整体带齿散热片的分解图；
图10为本发明实施例的多个电感带一个整体带齿散热片的组装图；
图11为本发明实施例的散热结构的组成示意图二；
图12为本发明实施例的散热结构的组成示意图三；
图13为本发明实施例的模块电源的整体外观图。
附图标记说明：
绕组11、磁芯12、散热片13、电路板14、发热器件15、第一焊盘16、第二焊盘17、金属化孔18、金属箔19。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本发明实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本发明实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明实施例。
在电源组件中，核心器件包括电源管理芯片、金属氧化物半导体(MOS，MetalOxide Semiconductor)管、电感等，这些核心器件的封装高度一般有1毫米到几毫米，相对于高度为十几毫米到几十毫米的器件而言，电源组件中的核心器件的高度较低。
针对电路板上高度较矮的发热器件被高度较高的器件挡住风道的情况，有以下解决方案：
1)在发热器件顶部设置独立的散热器，发热器件和散热器之间采用导热材料(如导热垫或导热胶)进行导热，由于导热材料的导热系数较低(即使采用较高导热系数的导热胶或导热垫，导热系数也仅仅为3-5W/M.K)，导热材料的导热能力较差，再加上发热器件和散热器之间的接触热阻，进一步降低了导热材料的导热能力。可见，整个散热通道的热阻很大，散热效率较低。此外，导热材料和散热器的组装工艺都难以自动化，需要手工进行组装，产品的成本较高，质量控制难度较大。由于芯片封装对外加机械应力比较敏感，可靠的散热器设计一般会采用额外的机械固定措施，这还会占用更多的电路板空间。
2)将发热器件的热量传导到电路板的另一面进行散热，例如在芯片的背面设置焊盘焊接散热器进行散热的方案，这种方案不仅占用电路板背面的布板面积，由于实际电路板背面器件的高度的限制(在3毫米左右)，散热器也难以做厚做大，散热实用性较差。
具有散热能力的电源组件包括两类：1)一类是板载的分立器件组成共用模块电路(CBB，Common Building Blocks)，通过CBB实现电源。2)另一类是板载的卧式模块电源，也即：把CBB电路上的器件集中在一块电路板上做成一个器件级的模块电源。进一步，卧式模块电源又有两种，如图1所示，一种是传统的模块电源，模块电源的器件全部贴板安装，为提高散热能力，此类模块电源会采用导热粘结胶固定一个散热器；另一种模块电源中，采用了架空电感但不带散热器，架空电感下方可以布局电源管理芯片和阻容等器件，提高了器件布局密度，节省了电路板空间，但是没有改进散热能力，架空电感下方塞进发热器件反而给电感和下方的发热器件造成了进一步散热的困难。
上述方案都面临同样的问题：在风冷散热场合下，部分发热器件的高度比较低，风道容易被附近的高器件挡住，导致这些矮小的发热器件表面的风速很低，影响散热效果。
为此，本发明实施例提出了一种散热结构，该散热结构能够有效对具有较低高度的发热组件进行散热。
本发明实施例的技术方案中，由于器件实际应用时需要进行封装，因此，针对器件的描述是指针对器件封装整体的描述。例如：器件的高度是指器件封装的高度，对器件进行散热是指对器件封装的表面进行散热。
本发明实施例的技术方案中，以电源组件中的发热组件为例进行说明，本领域技术人员应当理解，发热组件不局限于此，还可以是其他任意类型的发热组件。
在电源组件中，发热组件具有两类，分别为第一类发热组件和第二类发热组件，其中，第一类发热组件是指磁性组件，例如电感、电感组串等。第二类发热组件是指芯片或者MOS管。
本发明实施例的散热结构能够对第一类发热组件或者第二类散热组件进行散热，还能够同时对第一类发热组件和第二类发热组件进行散热。
图2为本发明实施例的散热结构的组成示意图一，所述散热结构包括散热装置和第一类发热组件，所述散热装置用于对第一类发热组件进行散热，如图2所示，所述第一类发热组件包括：绕组11、磁芯12，所述散热装置包括：散热片13；其中，
所述绕组11设置在所述磁芯12与磁芯12之间，所述第一类发热组件通过所述绕组11支撑于电路板上而相对于所述电路板呈架空结构；
所述散热片13罩设在所述第一类发热组件的外表面，并与所述第一类发热组件呈一体结构，其中，所述一体结构的高度大于或等于预设值。
这里，电路板上焊接有封装高度相对较低的芯片、MOS管、电感等，这些发热组件的附近可能布局有高度相对较高的器件，如背负有散热片的光模块、主芯片等，高器件挡住了较矮发热器件的散热风道。在实际应用中，散热片可以作为散热器的一种具体实现方式。
本发明实施例针对高度较矮的电感等磁性器件(称为第一类发热组件)，对其结构进行改进，第一类发热组件集成散热片，且第一类发热组件相对于电路板采用架空结构，形成一个具有和较高器件在高度上持平或接近的集成器件，便于第一类发热组件的风冷散热；这里，第一类发热组件采用架空设计，便于贴装到电路板上后，第一类发热组件的下方可以布局贴片器件，第一类发热组件的架空高度可以根据实际需要确定。
这里，散热片的底部设置有焊接端子，和第一类发热组件中的绕组的焊接端子一起焊接到固定到电路板上。散热片的材质优选铜，便于焊接和散热。
本发明实施例中，所述绕组11的个数为一个或多个，所述磁芯12的个数为两个以上；
通过所述一个或多个绕组11设置在所述两个以上磁芯12之间，形成的第一类发热组件为：电感、或电感组串。
本发明实施例中，所述第一类发热组件的磁芯12和绕组11之间的缝隙处填充有柔性导热材料。
本发明实施例中，所述第一类发热组件通过所述绕组11支撑于电路板上，包括：
在所述第一类发热组件的绕组11末端引出连接线，在所述连接线上设置有焊接端子，所述绕组11通过一个或多个焊接端子焊接到电路板上。
本发明实施例中，所述散热片13罩设在所述第一类发热组件的外表面，包括：
所述散热片13罩设在所述第一类发热组件的磁芯12的外表面，其中，所述散热片13与所述磁芯12之间填充有柔性导热粘结胶，作为所述散热片13和所述磁芯12的过渡界面。
本发明实施例中，所述散热片13的外表面为平滑结构表面或者凹凸结构表面。
本发明实施例中，所述散热片13的中间设置有缝隙，通过所述缝隙将所述散热片13隔开为至少两个子散热片13。
本发明实施例中，所述散热片13罩设在所述第一类发热组件的外表面，包括：
所述散热片13罩设在一个所第一类发热组件的外表面；或者，
所述散热片13罩设在多个所述第一类发热组件的外表面。
本发明实施例中，所述散热片13上设置有焊接端子，所述散热片13通过一个或多个焊接端子焊接到电路板上。
下面结合具体应用场景对本发明实施例的用于对第一类发热组件进行散热的散热结构做进一步详细描述。
实施例一
参照图3、图4，其中，图3为电感带一个整体散热片的分解图，图4为电感带一个整体散热片的组装图，电感作为第一类发热组件包括：绕组11、磁芯12；其中，
磁芯12分为两大部分，第一部分磁芯12与散热片13相邻，第二部分磁芯12与电路板相邻。第二部分磁芯12隔开为三个子块，两两子块之间设置有绕组11，三个子块之间设置有两个绕组11。
电感通过所述绕组11支撑于电路板14上而相对于所述电路板14呈架空结构。
电感的磁芯12和绕组11之间的缝隙处填充有柔性导热材料。散热片13与所述磁芯12之间填充有柔性导热粘结胶，作为所述散热片13和所述磁芯12的过渡界面。
在所述电感的绕组11的两个末端引出连接线，在所述连接线上设置有焊接端子，所述绕组11通过两个焊接端子焊接到电路板上。这里，两个绕组11的焊接方式相同。
散热片13的外表面采用平滑结构，根据电感的整体结构，散热片13有两个焊接端子焊接在电路板上。
实施例二
参照图5、图6，其中，图5为电感带一个整体带齿散热片的分解图，图6为电感带一个整体带齿散热片的组装图，电感作为磁性器件包括：绕组11、磁芯12；其中，
磁芯12分为两大部分，第一部分磁芯12与散热片13相邻，第二部分磁芯12与电路板相邻。第二部分磁芯12隔开为三个子块，两两子块之间设置有绕组11，三个子块之间设置有两个绕组11。
电感通过所述绕组11支撑于电路板14上而相对于所述电路板14呈架空结构。
电感的磁芯12和绕组11之间的缝隙处填充有柔性导热材料。散热片13与所述磁芯12之间填充有柔性导热粘结胶，作为所述散热片13和所述磁芯12的过渡界面。
在所述电感的绕组11的两个末端引出连接线，在所述连接线上设置有焊接端子，所述绕组11通过两个焊接端子焊接到电路板上。这里，两个绕组11的焊接方式相同。
散热片13的外表面采用凹凸结构，称为带齿散热片。带齿散热片可以增加散热片的外表面，从而有效提高散热效率。根据电感的整体结构，散热片13有两个焊接端子焊接在电路板上。
实施例三
参照图7、图8，其中，图7为电感带二个分立带齿散热片的分解图，图8为电感带二个分立带齿散热片的组装图，电感作为磁性器件包括：绕组11、磁芯12；其中，
磁芯12分为两大部分，第一部分磁芯12与散热片13相邻，第二部分磁芯12与电路板相邻。第二部分磁芯12隔开为三个子块，两两子块之间设置有绕组11，三个子块之间设置有两个绕组11。
电感通过所述绕组11支撑于电路板14上而相对于所述电路板14呈架空结构。
电感的磁芯12和绕组11之间的缝隙处填充有柔性导热材料。散热片13与所述磁芯12之间填充有柔性导热粘结胶，作为所述散热片13和所述磁芯12的过渡界面。
在所述电感的绕组11的两个末端引出连接线，在所述连接线上设置有焊接端子，所述绕组11通过两个焊接端子焊接到电路板上。这里，两个绕组11的焊接方式相同。
散热片13的外表面采用凹凸结构，称为带齿散热片，带齿散热片可以增加散热片的外表面，从而有效提高散热效率。并且该带齿散热片中间有缝隙，将散热片13实际隔开为两个分立的带齿散热片，这样可以避免封闭的回路产生电磁感应。根据电感的整体结构，散热片13有两个焊接端子焊接在电路板上。
实施例四
参照图9、图10，其中，图9为多个电感带一个整体带齿散热片的分解图，图10为多个电感带一个整体带齿散热片的组装图，本发明实施例包括三个电感，这三个电感集成在电路板上，各个电感作为磁性器件包括：绕组11、磁芯12；其中，
磁芯12分为两大部分，第一部分磁芯12与散热片13相邻，第二部分磁芯12与电路板相邻。第二部分磁芯12隔开为三个子块，两两子块之间设置有绕组11，三个子块之间设置有两个绕组11。
电感通过所述绕组11支撑于电路板14上而相对于所述电路板14呈架空结构。
电感的磁芯12和绕组11之间的缝隙处填充有柔性导热材料。散热片13与所述磁芯12之间填充有柔性导热粘结胶，作为所述散热片13和所述磁芯12的过渡界面。
在所述电感的绕组11的两个末端引出连接线，在所述连接线上设置有焊接端子，所述绕组11通过两个焊接端子焊接到电路板上。这里，两个绕组11的焊接方式相同。
散热片13的外表面采用凹凸结构，称为带齿散热片。带齿散热片可以增加散热片的外表面，从而有效提高散热效率。根据三个电感的整体结构，散热片13整体罩设在三个电感的外表面，且有两个焊接端子焊接在电路板上，这两个焊接端子位于两两电感之间。
图11为本发明实施例的散热结构的组成示意图二，所述散热结构包括散热装置和第二类发热组件，所述散热装置用于对第二类发热组件进行散热，如图11所示，所述第二类发热组件包括：发热器件15，所述散热装置包括：散热片13、具有导热通道的电路板14；其中，
所述发热器件15的底部设置有第一焊盘16，所述第一焊盘16设置在电路板14上；
所述散热片13通过一个或多个焊接端子焊接在电路板14上；
所述发热器件15的热量通过所述第一焊盘16传递至所述电路板14上，并通过所述电路板14上的导热通道传递至所述散热片13上。
这里，发热器件是指芯片或者MOS管，本发明实施例针对这类发热器件，改进其散热通道。具体地，发热器件通过自身的第一焊盘(也称为散热板(Thermal Pad))将热量传递到电路板上，经由电路板上设置的金属化孔和铜箔将热量传递到散热片上。
发热器件的散热通道为：发热器件→第一焊盘→电路板上设置的金属化孔→电路板上设置的铜箔→电路板上设置的金属化孔→散热片的焊点→散热片，整个导热过程实现全金属导热，由于金属材质的导热能力远大于导热胶或导热垫，如常温下铜的导热系数为386.4W/M.K，大大提高了发热器件的散热能力，有效降低整个散热通道的热阻。
本发明实施例中，所述散热片13通过一个或多个焊接端子焊接在电路板14上，包括：
所述散热片13通过一个或多个焊接端子焊接在第二焊盘17上，所述第二焊盘17设置在电路板14上。
本发明实施例中，在所述电路板14上沿第一方向设置有多个金属化孔18，沿第二方向设置有至少一层金属箔19，所述第一方向与所述第二方向垂直，其中，
所述金属化孔18与所述金属箔19形成所述电路板14的导热通道；或者，
所述金属箔19形成所述电路板14的导热通道。
本发明实施例中，所述金属化孔18设置在如下区域的至少之一处：在电路板14上与所述第一焊盘16对应的区域、在电路板14上与所述第二焊盘17对应的区域。
本发明实施例中，所述至少一层金属箔19位于所述电路板14的表面或者内部。
本发明实施例中，所述金属化孔18为金属化通孔或者金属化盲孔。
图12为本发明实施例的散热结构的组成示意图三，所述散热结构包括散热装置、第一类发热组件和第二类发热组件，所述散热装置用于对第一类发热组件和第二类发热组件进行散热，如图12所示，所述第一类发热组件包括：绕组11、磁芯12，所述第二类发热组件包括：发热器件15，所述散热装置包括：散热片13、具有导热通道的电路板14；其中，
所述绕组11设置在所述磁芯12与磁芯12之间，所述第一类发热组件通过所述绕组11支撑于电路板14上而相对于所述电路板14呈架空结构；
所述散热片13罩设在所述第一类发热组件的外表面，并与所述第一类发热组件呈一体结构，其中，所述一体结构的高度大于或等于预设值；
所述发热器件15的底部设置有第一焊盘16，所述第一焊盘16设置在电路板14上；
所述散热片13通过一个或多个焊接端子焊接在电路板14上；
所述发热器件15的热量通过所述第一焊盘16传递至所述电路板14上，并通过所述电路板14上的导热通道传递至所述散热片13上。
本发明实施例中，所述散热片13罩设在所述第一类发热组件的外表面，包括：
所述散热片13罩设在所述第一类发热组件的磁芯12的外表面，其中，所述散热片13与所述磁芯12之间填充有柔性导热粘结胶，作为所述散热片13和所述磁芯12的过渡界面。
本发明实施例中，所述散热片13通过一个或多个焊接端子焊接在电路板14上，包括：
所述散热片13通过一个或多个焊接端子焊接在第二焊盘17上，所述第二焊盘17设置在电路板14上。
本发明实施例中，在所述电路板14上沿第一方向设置有多个金属化孔，沿第二方向设置有至少一层金属箔，所述第一方向与所述第二方向垂直，其中，
所述金属化孔与所述金属箔形成所述电路板14的导热通道；或者，
所述金属箔形成所述电路板14的导热通道。
本发明实施例的技术方案中，散热片和所依附的电感形成一个集成器件，该集成器件焊接在电路板上，不仅可以吸收电感自身的热量，还可以通过全金属导热的高效方式吸收电路板上一个或多个芯片或者MOS管等发热器件散发的热量，利用该集成器件自身高度较高的优势，与风道充分接触，快速将热量散发出去。
上述集成器件焊接到电路板上后，焊脚较多，焊接固定面积较大，因而结构比较固定，不需要再额外采用粘胶补强固定或者机械固定方式，减少了占板面积和复杂的板级粘接散热片的工艺工序，降低单板组装难度。
本发明实施例提供的散热结构，至少具有以下优势：
1、散热效果好
采用全金属导热材料，较现有技术的导热胶应用，导热率提升几十上百倍；充分挖掘和利用电路板内部的金属化孔和铜箔的散热潜力，扩大散热材料的面积。
2、占板面积小
散热片紧贴在电感上，最大程度地压缩了散热片在电路板上的安装面积，电感采取架空结构后，下方可以布局贴片器件，节省了电路板面积。
3、可制造性好
散热片紧贴在电感上作为一个集成器件，采用全自动化的表面贴装设备贴装到电路板上，避免了复杂的手工加工工艺。
实施例五
本实施例中，第一类发热组件为电感，第二类发热组件为芯片。对高度较矮的电感进行结构改进：电感集成散热片，采用架空结构，形成一个具有和较高器件在高度上持平或接近的集成器件。
本实施例中，一个或多个散热片紧贴在电感磁芯外表面，形成一个由电感和散热片组合而成的一个具有较高高度的集成器件，散热片的高度设置与高器件稍高和持平，便于电感的强迫风冷散热；电感采用架空设计，便于贴装到电路板上后，电感下方可以布局贴片器件，架空高度根据实际需要确定。
散热片底部设置有一个或多个焊接端子，和电感的绕组引脚一起焊接固定到电路板上。散热片的材质优选纯铜，便于焊接和散热，也可以根据需要选择其他金属或合金材料。
集成了散热片的电感结构，包括散热片、磁芯、绕组和粘结剂。磁芯外形结构优选矩形平面结构，也可以根据实际需要选择其他结构。一个或多个绕组分别设置于一个或多个磁芯对内，绕组通过粘结剂固定在磁芯上，绕组末端引出线设置焊接端子，通过一个或多个绕组端子焊接到电路板上，端子焊接可以采用表面贴装技术或通孔安装技术进行组装。
所述的电感表面设置散热片，散热片通过导热材料如导热胶紧贴磁芯外表面，散热片的另一端设置焊接端子，散热片焊接于电路板上。这样，电感自身的散热片不仅可以帮助电感自身进行散热，还可以利用电感高度较高，风道较好，散热面较大的优势，帮助电路板进行散热。
散热片可以根据需要带散热齿或不带散热齿，散热片材质可以根据需要选择金属，陶瓷、金刚石等导热系数高的材质，优选铜、铜合金，散热片固定在磁芯上，通过胶黏剂固定在磁芯的外表面，粘结剂优选柔软的导热凝胶，避免由于散热片和磁芯材质之间热膨胀系数不一致引起开裂，散热片可以在磁芯的单个侧面、多个侧面、底面或顶面设置，散热片上设置焊接端子，通过1个或多个焊接端子焊接到电路板上，端子焊接优选选用表面贴装技术，也可以通孔安装技术进行组装。
本实施例中，改进芯片的散热通道：芯片通过自身的Thermal Pad传递到电路板上的焊点，经由电路板上设置的金属化孔和铜箔传递到上述改进后的电感的散热片焊点上。
所述的电路板上的芯片的Thermal Pad的焊点与上述固定散热片引脚的焊点之间，通过电路板表层或内层设置的大面积散热铜箔或者金属化导热孔进行互连，将芯片散发的热量从器件转移到电路板，通过电路板上的铜箔转移到散热片上的焊点，最后传到散热片上，整个热量传递过程都在金属导体上进行，金属的导热系数远大于导热胶或导热垫，可以大幅度提高散热能力。
进一步，在芯片和散热片附近的电路板表层或者内层设置大面积导热过渡用的铜箔，可以根据需要在电路板上设置一层或者多层大面积导热过渡用的铜箔。
在电路板上的芯片的焊盘区域设置多个金属化孔，根据需要设置金属化通孔或者盲孔。这里，因芯片发热量的60％以上从芯片底部散发，所以在电路板上的芯片焊盘区域设置多个金属化孔，根据芯片底部尺寸、芯片发热功耗以及工业要求灵活设计，能以最大的效率实现芯片的散热。
在上述电路板上的芯片焊盘区域的附近区域也设置散热片焊接端子的焊盘(可通过对该电路板表面阻焊开窗获得)，用于对散热片进行固定。在散热片固定用的散热片焊接端子的焊盘区域设置金属化孔，根据需要设置金属化通孔或者盲孔，散热片焊接端子的焊盘的面积大小可根据实际散热需求灵活设计，以达到较佳的散热效果。
通过金属化孔进行实现上述器件的散热大焊盘、上述电路板上的导热过渡用铜箔和上述散热片固定用的散热片焊接端子的焊盘进行机械互连。当电路板上的芯片、功率管的接地散热大焊盘外侧无线路阻挡时，可以通过在电路板的表层直接设置铜箔与上述散热片焊接端子的焊盘进行互连；当电路板上的芯片、功率管的接地散热大焊盘外侧有线路阻挡时，可以在内层线路设置散热大铜箔，上述接地散热大焊盘和上述散热片焊接端子的焊盘分别通过金属化过孔(通孔或者盲孔)与内层的散热大铜箔进行互连；当然，也可以在电路板另一面表层设置铜箔，通过金属化通孔进行实现上述铜箔、上述器件的散热大焊盘和上述散热片焊接端子的焊盘互连。
金属化孔可设置在同一块散热片焊接端子的焊盘上，也可以设置在多块散热片焊接端子的焊盘上，可依据实际需要设置。设置金属化孔的具体区域可根据芯片封装形式的不同而适当调整，例如，对于采用方形扁平无引脚封装技术(QFN)封装的芯片，其设置金属化孔的区域可在芯片的底部散热焊盘所对应的电路板上的焊盘区域，对于采用焊球阵列封装技术(BGA)封装的芯片，其设置通孔的区域可在芯片的导热焊球所对应的电路板上的焊盘区域，对于采用方型扁平式封装技术(QFP)封装的芯片，其设置金属化孔的区域可在芯片底部所对应的电路板上的焊盘区域等，设置金属化孔的具体位置尽可能避开电路板上的其它走线，以避免造成电路板上原有的其它线路的开路或短路。通孔的形状可以是圆形、方形、菱形、多边形等。
上述方案中，当电路板上的芯片的接地散热大焊盘外侧无线路阻挡时，可以通过在电路板的表层直接设置铜箔与上述散热片焊接端子的焊盘进行互连；当电路板上的芯片的接地散热大焊盘外侧有线路阻挡时，可以在内层线路设置散热大铜箔，上述接地散热大焊盘和上述散热片焊接端子的焊盘分别通过金属化过孔(通孔或者盲孔)与内层的散热大铜箔进行互连；当然，也可以在电路板另一面表层设置铜箔，通过金属化通孔进行实现上述铜箔、上述器件的Thermal Pad和上述散热片焊接端子的焊盘互连。
如此，改进后的电感焊接到电路板上，与改进后的发热器件的散热通道结合后，形成全金属导热通道，大大提升发热器件散热能力。
由上可见，本实施例中采用集成了散热片的架空电感结构，采用电路板中的全金属导热材料进行传热导热，较现有技术的导热胶应用，导热率提升几十上百倍；充分挖掘和利用电路板内部的金属化孔和铜箔的散热潜力，扩大散热材料的面积，有效的实现芯片、功率管等发热器件的散热。该散热装置，具有散热效果好，占板面积小，可制造性好，可靠性好，成本低，一体化成型外观好等诸多优点。
实施例六
在实施例五的基础上，散热片不和电路板上的器件接触，直接焊接固定在电路板上，散热片采用架空设计，下方可以布局贴片器件如芯片，电阻，电容等器件，散热片通过电路板上的铜箔和焊点通过上述的全金属导热通道帮助电路板上的发热器件进行散热。散热片可以为一个或多个发热器件进行散热。
散热片的高度设置可以根据实际需要进行设置，如果遇到周边挡风的高器件，散热片的高度设计保持与上述高器件稍高和持平，便于散热片的强迫风冷散热；
散热片底部设置一个或多个焊接端子，和电感的绕组引脚一起焊接固定到电路板上。散热片的材质优选纯铜，便于焊接和散热，也可以根据需要选择其他金属或合金材料。
散热片可以根据需要选择带散热齿或不带散热齿，散热片材质可以根据需要选择金属，陶瓷、金刚石等导热系数高的材质，散热片上设置焊接端子，通过一个或多个焊接端子焊接到电路板上，端子焊接可以采用表面贴装技术或通孔安装技术进行组装。
实施例七
在实施例五的基础上，散热片和电路板上的磁性器件组合形成一个集成器件，焊接固定在电路板上，散热片采用架空设计，下方可以布局贴片器件如芯片，电阻，电容等器件，散热片通过电路板上的铜箔和焊点通过上述的全金属导热通道帮助电路板上的发热器件进行散热。散热片可以为一个或多个发热器件进行散热。
散热片的高度设置可以根据实际需要进行设置，如果遇到周边挡风的高器件，散热片的高度设计保持与上述高器件稍高和持平，便于散热片的强迫风冷散热；
所述的带散热片的磁性器件结构，包括散热片、磁芯、绕组和粘结剂。磁芯外形结构优选矩形平面结构，两个或多个绕组分别设置于两个或多个磁芯对内，形成含有电感和变压器部分的集成磁器件或者含有多个变压器或者(和电感)的磁性器件组串，绕组通过粘结剂固定在磁芯上，绕组末端引出线设置焊接端子，通过两个或多个绕组端子焊接到电路板上，端子焊接优先采用表面贴装技术，也可以采用通孔安装技术进行组装。
散热片底部设置一个或多个焊接端子，和电感的绕组引脚一起焊接固定到电路板上。散热片的材质优选纯铜，便于焊接和散热，也可以根据需要选择其他金属或合金材料。
散热片可以根据需要选择带散热齿或不带散热齿，散热片材质可以根据需要选择金属，陶瓷、金刚石等导热系数高的材质，散热片上设置焊接端子，通过1个或多个焊接端子焊接到电路板上，端子焊接可以采用表面贴装技术或通孔安装技术进行组装。
实施例八
在实施例五至实施例七的基础上，带散热片的电感和电源管理芯片，MOS管，阻容等器件组成的电源模块，带散热片的电感焊接在引线框架(leadframe)上，通过注塑工艺，成为SIP封装模块电源。电感的散热片外露在SIP封装模块电源外表面，这样，塑封后的电源模块在侧面或顶面具有双面或多面散热能力，如图13所示。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (19)
1.一种散热结构，其特征在于，所述散热结构包括散热装置和第一类发热组件，所述散热装置用于对第一类发热组件进行散热，所述第一类发热组件包括：绕组、磁芯，所述散热装置包括：散热片；其中，
所述绕组设置在所述磁芯与磁芯之间，所述第一类发热组件通过所述绕组支撑于电路板上而相对于所述电路板呈架空结构；
所述散热片罩设在所述第一类发热组件的外表面，并与所述第一类发热组件呈一体结构，其中，所述一体结构的高度大于或等于预设值。
2.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述绕组的个数为一个或多个，所述磁芯的个数为两个以上；
通过所述一个或多个绕组设置在所述两个以上磁芯之间，形成的第一类发热组件为：电感、或电感组串。
3.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述第一类发热组件的磁芯和绕组之间的缝隙处填充有柔性导热材料。
4.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述第一类发热组件通过所述绕组支撑于电路板上，包括：
在所述第一类发热组件的绕组末端引出连接线，在所述连接线上设置有焊接端子，所述绕组通过一个或多个焊接端子焊接到电路板上。
5.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热片罩设在所述第一类发热组件的外表面，包括：
所述散热片罩设在所述第一类发热组件的磁芯的外表面，其中，所述散热片与所述磁芯之间填充有柔性导热粘结胶，作为所述散热片和所述磁芯的过渡界面。
6.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热片的外表面为平滑结构表面或者凹凸结构表面。
7.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热片的中间设置有缝隙，通过所述缝隙将所述散热片隔开为至少两个子散热片。
8.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热片罩设在所述第一类发热组件的外表面，包括：
所述散热片罩设在一个所第一类发热组件的外表面；或者，
所述散热片罩设在多个所述第一类发热组件的外表面。
9.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热片上设置有焊接端子，所述散热片通过一个或多个焊接端子焊接到电路板上。
10.一种散热结构，其特征在于，所述散热结构包括散热装置和第二类发热组件，所述散热装置用于对第二类发热组件进行散热，所述第二类发热组件包括：发热器件，所述散热装置包括：散热片、具有导热通道的电路板；其中，
所述发热器件的底部设置有第一焊盘，所述第一焊盘设置在电路板上；
所述散热片通过一个或多个焊接端子焊接在电路板上；
所述发热器件的热量通过所述第一焊盘传递至所述电路板上，并通过所述电路板上的导热通道传递至所述散热片上。
11.根据权利要求10所述的散热结构，其特征在于，所述散热片通过一个或多个焊接端子焊接在电路板上，包括：
所述散热片通过一个或多个焊接端子焊接在第二焊盘上，所述第二焊盘设置在电路板上。
12.根据权利要求11所述的散热结构，其特征在于，在所述电路板上沿第一方向设置有多个金属化孔，沿第二方向设置有至少一层金属箔，所述第一方向与所述第二方向垂直，其中，
所述金属化孔与所述金属箔形成所述电路板的导热通道；或者，
所述金属箔形成所述电路板的导热通道。
13.根据权利要求12所述的散热结构，其特征在于，所述金属化孔设置在如下区域的至少之一处：在电路板上与所述第一焊盘对应的区域、在电路板上与所述第二焊盘对应的区域。
14.根据权利要求12所述的散热结构，其特征在于，所述至少一层金属箔位于所述电路板的表面或者内部。
15.根据权利要求12所述的散热结构，其特征在于，所述金属化孔为金属化通孔或者金属化盲孔。
16.一种散热结构，其特征在于，所述散热结构包括散热装置、第一类发热组件和第二类发热组件，所述散热装置用于对第一类发热组件和第二类发热组件进行散热，所述第一类发热组件包括：绕组、磁芯，所述第二类发热组件包括：发热器件，所述散热装置包括：散热片、具有导热通道的电路板；其中，
所述绕组设置在所述磁芯与磁芯之间，所述第一类发热组件通过所述绕组支撑于电路板上而相对于所述电路板呈架空结构；
所述散热片罩设在所述第一类发热组件的外表面，并与所述第一类发热组件呈一体结构，其中，所述一体结构的高度大于或等于预设值；
所述发热器件的底部设置有第一焊盘，所述第一焊盘设置在电路板上；
所述散热片通过一个或多个焊接端子焊接在电路板上；
所述发热器件的热量通过所述第一焊盘传递至所述电路板上，并通过所述电路板上的导热通道传递至所述散热片上。
17.根据权利要求16所述的散热结构，其特征在于，所述散热片罩设在所述第一类发热组件的外表面，包括：
所述散热片罩设在所述第一类发热组件的磁芯的外表面，其中，所述散热片与所述磁芯之间填充有柔性导热粘结胶，作为所述散热片和所述磁芯的过渡界面。
18.根据权利要求16所述的散热结构，其特征在于，所述散热片通过一个或多个焊接端子焊接在电路板上，包括：
所述散热片通过一个或多个焊接端子焊接在第二焊盘上，所述第二焊盘设置在电路板上。
19.根据权利要求18所述的散热结构，其特征在于，在所述电路板上沿第一方向设置有多个金属化孔，沿第二方向设置有至少一层金属箔，所述第一方向与所述第二方向垂直，其中，
所述金属化孔与所述金属箔形成所述电路板的导热通道；或者，
所述金属箔形成所述电路板的导热通道。
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