CN109565929B - 散热器、电路板及计算设备 - Google Patents

Abstract

本公开实施例属于电路板散热领域，且提供了一种散热器、电路板及计算设备。其中散热器包括散热底片和散热翅片，散热底片与电路板焊接的接触面上设置有导热件；其中，导热件与焊料的亲和性优于散热底片与焊料的亲和性。本公开实施例不需要对散热器表面进行整体电镀，而是将具有良好的导热性能和焊料亲和性的导热件压嵌到散热底片上，装配简单且无电镀污染产生；由于导热件本身具有优良的导热性能和焊料亲和性，因此与焊料的融合性较好，可靠性较高，且对电路板的散热性能也比较好；另外，由于采用压嵌方式，故导热件与散热器各连接面接触充分、导热性能好；同时，可以在沟槽结构上设计倒扣结构，防止由于压嵌不牢固造成的导热件脱落。

Description

散热器、电路板及计算设备

技术领域

本公开涉及散热领域，尤其涉及一种散热器、电路板及计算设备。

背景技术

目前，散热器与PCB板之间的焊接工艺，大都采用将散热器表面整体电镀后挂上焊料，然后与PCB板焊接的工艺。但是，在散热器进行电镀的过程中会产生一定的污染物，而随着各国环保政策的收紧，这种电镀工艺将来会逐渐被淘汰，故预计配合的生产厂商会越来越少、供货价格也会越来越高。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本公开的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本公开的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本公开实施例提出一种散热器、电路板及计算设备，用以解决现有的散热器需要整体电镀后挂焊料，从而会产生污染物的问题。

为了达到上述目的，本公开实施例提出一种散热器，包括散热底片和散热翅片，所述散热底片与电路板焊接的接触面上设置有导热件；其中，所述导热件与焊料的亲和性优于所述散热底片与焊料的亲和性。

进一步地，在一实施例中，所述散热底片上开设有容置结构，且所述导热件压嵌在所述容置结构内。

进一步地，在一实施例中，所述容置结构为沟槽结构。

进一步地，在一实施例中，所述沟槽结构为至少一个；且，所述沟槽结构为沿着所述散热底片的边长方向开设的贯通结构。

进一步地，在一实施例中，所述沟槽结构设置在所述散热底片上，且沿着所述散热底片的内周开设。

进一步地，在一实施例中，所述沟槽结构的沟槽边缘处设置有倒扣结构；当所述导热件压嵌到所述沟槽结构内时，所述倒扣结构实现对所述导热件的固定。

进一步地，在一实施例中，所述散热底片上开设有沟槽结构的部位高于所述散热底片上的其他部位。

进一步地，在一实施例中，所述导热件的材质为铜、镍或金。

进一步地，在一实施例中，所述导热件为电镀有镍层的金属件。

进一步地，在一实施例中，所述焊料为锡、锡合金或锌、锌合金。

为了达到上述目的，本公开实施例还提出一种电路板，包括PCB板以及焊接在所述PCB板上的如上述任一实施例所述的散热器。

为了达到上述目的，本公开实施例还提出一种计算设备，包括如上述实施例所述的至少一个电路板。

本公开实施例公开的散热器、电路板以及计算设备，不需要对散热器表面进行整体电镀，而是将具有良好的导热性能和焊料亲和性的导热件压嵌到散热底片上，直接与散热器相连，装配简单且无电镀污染产生；由于导热件本身具有优良的导热性能和焊料亲和性，因此与焊料的融合性较好，可靠性较高，且对电路板的散热性能也比较好；另外，由于采用压嵌方式，且导热件可以采用薄片状，故导热件与散热器各连接面接触充分、导热性能好；同时，当采用沟槽结构容置导热件时，可以在沟槽结构上设计倒扣结构，防止由于压嵌不牢固造成的导热件脱落。

参照后文的说明和附图，详细公开了本公开的特定实施方式，指明了本公开的原理可以被采用的方式。应该理解，本公开的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本公开的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开的第一种实施例的散热器的结构示意图；

图2为对应于图1所示实施例的矩形薄片结构的导热件的结构示意图；

图3为本公开的第二种实施例的散热器的结构示意图；

图4为本公开的第三种实施例的散热器的结构示意图；

图5为本公开的第四种实施例的散热器的结构示意图；

图6为本公开的第五种实施例的散热器的结构示意图；

图7为本公开的第六种实施例的散热器的结构示意图；

图8为本公开的第七种实施例的散热器的结构示意图；

图9为本公开的第八种实施例的散热器(未压嵌导热件)的结构示意图；

图10为图9所示实施例的散热器(压嵌有导热件)的结构示意图；

图11为本公开实施例的电路板的结构示意图。

附图标号：

1-散热底片；

2-散热翅片；21-竖片；22-抓手；

3-导热件；

4-容置结构；

5-沟槽结构；

6-倒扣结构；

100-PCB板；

200-第一散热器；

300-第二散热器。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

下面参考本公开的若干代表性实施方式，详细阐释本公开的原理和精神。

本公开实施例提出了一种新型的散热器，采用在散热器的底片中设置具有优良的导热性能和焊料亲和性的导热件的方式，取代先前的散热器表面整体电镀的工艺，具有装配简单、可焊性好以及不会造成电镀污染的优点。并且，本公开实施例所揭示的散热器可以应用在几乎所有的PCB板上，由于导热件与焊料的融合性较好，故可以实现高可焊性。

图1为本公开实施例的散热器的结构示意图。如图1所示，本实施例中的散热器包括散热底片1和散热翅片2，所述散热底片1与电路板焊接的接触面设置有导热件3。其中，所述导热件3与焊料的亲和性优于所述散热底片1与焊料的亲和性。

在现有的焊接工艺中，散热器的金属本体一般采用铝材质，为了实现散热器与PCB板的焊接，需要在金属本体外部整体电镀一层镍，通过镍层实现与PCB板的焊接。正如背景技术中所提及，电镀工艺会产生一定的污染物，不但污染环境，而且这些污染物一旦遗留在散热片上，有可能会影响散热器的散热效果，或者进一步影响到芯片的效能。本公开实施例提出的采用在散热器上设置导热件的方式，通过导热件和焊料与PCB板实现焊接，通过导热件优良的导热性能和焊料亲和性，取代先前的散热器表面整体电镀的工艺，装配简单且可焊性较好。

本申请实施例中，需要说明的是，焊料可以为锡、锡合金、锌或者锌合金等具有黏合力和焊接力的组合物，即可以与导热件和PCB板同时实现焊接的任一种焊料，焊料亲和性即指导热件与焊料的焊接性能。其中，最常用的焊料为锡，此时本领域技术人员可以理解的是，金属的焊料亲和性即为金属的挂锡性能。并且，本公开不对焊料的材质做任何限定，只要是可以实现导热件和PCB板之间焊接的功能，可以认为均在本公开所指范围之内。本实施例中，导热件3具有良好的导热性能和焊料亲和性，因此可以采用铜、金或镍等金属。但是，镍价格非常昂贵，用其制造导热件的成本要远远高于用其对散热器整体电镀的成本，而金的成本更高，因此最优的实施方式是采用铜材质作为导热件。

本实施例中，散热底片1与电路板焊接的接触面设置有导热件3。本领域技术人员可以理解的是，散热器的散热底片1与电路板实现焊接的接触面，可以是部分散热底片，也可以是全部散热底片。当全部散热底片作为焊接面时，导热件3可以设置为薄片，其一面焊接在散热底片上，另一面与电路板实现焊接。

当散热底片1与电路板实现焊接的接触面为部分散热底片时，一种实现方式是：在散热底片上开设有容置结构，将所述导热件压嵌在所述容置结构内。如图2所示实施例，在散热底片1上开设有容置结构4(图2中虚线所标识，虽标识为平面结构，实为具有容置空间的沟槽结构)，且所述导热件3压嵌在所述容置结构4内。本实施例中，由于导热件3是压嵌在容置结构4中的，因此导热件3与容置结构4的形状必须一致，且两者的尺寸比例也几乎相同，后者导热件3的尺寸略大于容置结构的尺寸，才可以实现压接嵌入。

本实施例中，如图2所示，可以将导热件3做成薄片状或者薄的长条状，使之更加易于压嵌到在散热底片1上开设的容置结构4中。本申请中不对导热件的具体形状做任何限定，除了片状结构，例如也可以设计为块状结构或者柱体结构等。本申请中，可以采用薄铜片作为导热件，且铜质的薄片本身具有很高的可焊性，与焊锡的融合性较好，并且，铜本身为高导热性的材料，铜片采用压接嵌入的连接方式，可靠性高，而且由于是压嵌方式，故薄铜片与散热器各连接面接触充分、导热性能好。

图2所示实施例中，容置结构4为矩形的沟槽结构，且开设在散热底片1的中间部位，但是本公开不对容置结构4开设的位置和形状做任何限定。这是因为，本申请中的导热件3具有优良的挂锡性能(本实施例中以锡为焊料来说明)和导热性能，因此只需要将导热件3固定连接在散热底片1上，且导热件3具有足够的表面积进行挂锡，实现与PCB板的焊锡固定即可，如此，既可以实现挂锡焊接，也有足够的面积实现有效散热。并且，在本申请实施例中，容置结构并不意味着为封闭结构，也可以为非封闭结构。对于封闭结构来讲，正如图2所示实施例中的矩形沟槽结构，其实也可以设置为正方形沟槽结构、圆形沟槽结构(如图3所示)等，此时对应的导热件为正方形薄片和圆薄片等。在这种实施方式中，开设的沟槽结构可以为一个，也可以为两个甚至更多个，例如可以在散热底片上并行开设两个，以增加接触面积。

在一种实施方式中，如图4所示，容置结构4还可以为设置在所述散热底片1上，且沿着所述散热底片1的内周开设的矩形沟槽结构。此时，导热件3为图4所示的对应于容置结构4的矩形薄片结构。这种沿着散热底片内周开设的方式，加大了导热件与PCB板的接触面，且焊接面分布更为均匀，使得焊接更为牢固。当然，这种沿着散热底片内周开设的方式，并不限于矩形结构，也可以是圆形结构、正方形结构和梯形结构等。例如，当容置结构4为沿着散热底片内周开设的圆形结构时，则导热件3为圆环结构。

对于非封闭结构来讲，如图5所示，容置结构4可以是沿着散热底片的边长开设的贯通的沟槽结构。本实施例中，容置结构4采用设置在散热底片1中部的沟槽结构5。如图5所示实施例中，沟槽结构5为一个，沿着D-D’的方向开设，但是本申请不限于此，也可以沿着D-D’的方向开设两个或多个，或者如图6所示，沿着与D-D’的方向垂直的方向开设一个或者多个。本申请并不对沟槽结构5的方向和数量做限定，但是从工艺难易程度和成本考虑，图5所示实施例方式为较佳实施方式。并且，本申请中，沟槽结构5可以使用挤压工艺直接在散热器原表面上挤出，实现也比较容易。

为了增加连接可靠性，如图7所示，可进一步在沟槽结构5上设计倒扣结构6，防止由于压嵌不牢固，造成导热件(例如薄铜片)的脱落。本申请中，如图6所示，沟槽结构可以为沿着沟槽边缘设计的一体结构，也可以是如图8所示的沿着沟槽边缘平均分布的具有一定间距的单个倒扣结构。图8所示实施例中，倒扣结构为4个，沟槽结构5的两侧边缘平均分布设计为两个，并且靠近沟槽结构的端部布置。当然，本申请并不对倒扣结构的分布形态和数量做限定，只需要其可以有效实现对导热件的固定即可。

在另一种实施方式中，为了增加连接可靠性，也可以将沟槽结构5设置为沟槽上面敞口的宽度略小于沟槽底面宽度的结构，形成与沟槽结构一体的倒扣结构，从而在导热件3压嵌在沟槽结构5中时，保证导热件的连接固定。

图9为本公开实施例的散热器的一个实施例的结构示意图。如图9所示，本实施例中，沟槽结构5开设在散热底片1的中间部位，且开设有沟槽结构5的部位高于所述散热底片1上的其他部位。也就是说，本实施例中的散热底片并不是平整的表面，中间部位具有一凸台，这样更加有利于在中间部位挤压出沟槽结构，也更有利于导热件的压嵌以及与PCB板的锡焊连接。图10为图9所示实施例的将导热件3(本实施例中为薄铜条)压嵌在沟槽结构5中的示意图，可以看出，当导热件3压嵌到沟槽结构5中后，各连接面接触充分，且稳固性有保障。

如图1-图10所示，本公开实施例的散热器的散热翅片2均包括一组平行设置的竖片，每一竖片21的顶端均与所述散热底片1相连接。一种较优实施例中，如图9-图10所示，其中一个竖片的底端设置有抓手22，以便于机器或者人工对散热器的提拉。具体实施时，抓手22可以是连接于竖片的顶端的片状或者环状体等。优选的，抓手22设置在中间竖片的位置，以利于对散热器进行提拉时，用力分布均匀，防止对散热器造成损坏。另外，图9-图10所示实施例的散热器的散热底片中部具有一凸台，更加有利于挤压出沟槽结构。

通过以上对本申请实施例公开的散热器的描述，可以得知，本申请实施例公开的散热器的新型的结构方式，不需要对散热器表面进行整体电镀，而将具有良好导热性能和焊料亲和性的导热件压嵌到散热底片上，直接与散热器相连，装配简单，且连接可靠性高、可焊性好；另外，由于采用压嵌方式，故薄片状的导热件与散热器各连接面接触充分、导热性能好；同时，当采用沟槽结构时，可以在沟槽结构上设计倒扣结构，防止由于压嵌不牢固造成的导热件脱落。

本申请实施例还公开了一种电路板，如图11所示，本实施例中的电路板，除了包括PCB板100，还包括与PCB板100通过锡焊连接，对所述PCB板100进行散热的第一散热器200。在目前的散热设计中，一般在PCB板的上下两个表面上均连接有散热器以提高散热效果，并且在实际设计时，芯片部分设计在单面，而且芯片与散热器的连接方式一般采用导热胶粘结的方式，这是因为，芯片本身不耐高温，并不适宜采用锡焊方式。因此，本申请实施例公开的第一散热器200一般焊接在PCB板的没有芯片的另一面。如图11所示，采用如图10所示实施例中的第一散热器200，焊接在PCB板100没有芯片的一面，将PCB板这一面上的铜层或者芯片管脚上的热量传导给散热器进行散热；另一面利用现有的第二散热器300(例如为整体电镀的散热器)与PCB板上的芯片通过导热胶直接粘结以进行散热。

本申请实施例还公开了一种计算设备，包括如图11所示实施例的至少一个电路板。在一种实施方式中，所述计算设备可以为超算服务器，超算服务器包括至少一块算力板，算力板的一面上包括多个运算芯片。利用本公开实施例的散热器，将其焊接于算力板上没有运算芯片的一面上，实现对所述算力板的散热。

本公开实施例公开的散热器、电路板以及计算设备，不需要对散热器表面进行整体电镀，而是将具有良好的导热性能和焊料亲和性的导热件压嵌到散热底片上，直接与散热器相连，装配简单且无电镀污染产生；由于导热件本身具有优良的导热性能和焊料亲和性，因此与焊料的融合性较好，可靠性较高，且对电路板的散热性能也比较好；另外，由于采用压嵌方式，且导热件可以采用薄片状，故导热件与散热器各连接面接触充分、导热性能好；同时，当采用沟槽结构容置导热件时，可以在沟槽结构上设计倒扣结构，防止由于压嵌不牢固造成的导热件脱落。

当用于本申请中时，虽然术语“第一”、“第二”等可能会在本申请中使用以描述各元件，但这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区别开。比如，在不改变描述的含义的情况下，第一元件可以叫做第二元件，并且同样第，第二元件可以叫做第一元件，只要所有出现的“第一元件”一致重命名并且所有出现的“第二元件”一致重命名即可。第一元件和第二元件都是元件，但可以不是相同的元件。

本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。

上述技术描述可参照附图，这些附图形成了本申请的一部分，并且通过描述在附图中示出了依照所描述的实施例的实施方式。虽然这些实施例描述的足够详细以使本领域技术人员能够实现这些实施例，但这些实施例是非限制性的；这样就可以使用其它的实施例，并且在不脱离所描述的实施例的范围的情况下还可以做出变化。

另外，上述技术描述中使用术语以提供所描述的实施例的透彻理解。然而，并不需要过于详细的细节以实现所描述的实施例。因此，实施例的上述描述是为了阐释和描述而呈现的。上述描述中所呈现的实施例以及根据这些实施例所公开的例子是单独提供的，以添加上下文并有助于理解所描述的实施例。上述说明书不用于做到无遗漏或将所描述的实施例限制到本公开的精确形式。根据上述教导，若干修改、选择适用以及变化是可行的。在某些情况下，没有详细描述为人所熟知的处理步骤以避免不必要地影响所描述的实施例。

本公开中应用了具体实施例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本公开的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本公开的限制。

Claims (9)

1.一种散热器，包括散热底片和散热翅片，所述散热翅片包括平行设置的多个竖片，其特征在于，所述散热底片与电路板焊接的接触面上设置有导热件；

其中，所述导热件与焊料的亲和性优于所述散热底片与焊料的亲和性；

所述散热底片上开设有容置结构，且所述导热件压嵌在所述容置结构内；

所述容置结构为沟槽结构；

所述散热底片上开设有沟槽结构的部位高于所述散热底片上的其他部位。

2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述沟槽结构为至少一个；

且，所述沟槽结构为沿着所述散热底片的边长方向开设的贯通结构。

3.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述沟槽结构设置在所述散热底片上，且沿着所述散热底片的内周开设。

4.根据权利要求1或2所述的散热器，其特征在于，所述沟槽结构的沟槽边缘处设置有倒扣结构；

当所述导热件压嵌到所述沟槽结构内时，所述倒扣结构实现对所述导热件的固定。

5.根据权利要求1-3任一项所述的散热器，其特征在于，所述导热件的材质为铜、镍或金。

6.根据权利要求1-3任一项所述的散热器，其特征在于，所述导热件为电镀有镍层的金属件。

7.根据权利要求1-3任一项所述的散热器，其特征在于，所述焊料为锡、锡合金或锌、锌合金。

8.一种电路板，其特征在于，包括PCB板以及焊接在所述PCB板上的如权利要求1-7任一项所述的散热器。

9.一种计算设备，其特征在于，包括如权利要求8所述的至少一个电路板。

Images