CN111050460A - 一种可穿戴设备的散热解决方案 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可穿戴设备的散热解决方案，包括电路板，还包括散热片、屏蔽件和导热材料；所述散热片包括散热鳍片、散热片底板、屏蔽凸起、结构凸起和结构凹槽，所述屏蔽件与所述散热片上的屏蔽凸起表面进行贴合，同时与所述散热片、电路板导通，所述散热片、屏蔽件、电路板组装完成后会形成一个封闭的腔体，电磁信号源设置于此腔体内部，致使电磁信号源产生的电磁信号不会辐射到产品外部；所述导热材料设置于所述结构凸起的表面上，所述导热材料同时与所述结构凸起和热源芯片接触。本发明的散热解决方案，结构设计简单合理，同时满足产品的散热和电磁屏蔽问题。同时因为产品料件数量得减少，减少了产品的组装工序，降低了产品的整体成本。

Description

一种可穿戴设备的散热解决方案

技术领域

本发明涉及智能穿戴设备技术领域，尤其涉及一种可穿戴设备的散热解决方案。

背景技术

随着电子技术的高速发展以及用户对产品的性能和舒适度提出了更高的要求。为了提高可穿戴设备数据处理能力以及信号的低延迟，必须使用高性能的数据处理芯片，而高性能芯片的发热功率也相对较高。

可穿戴设备追求的是产品外形美观、体积小、重量轻等；同时因为产品贴近人体所以对产品的电磁辐射等要求比较严格，特别对于产品的表面温度不能过高，会影响产品的使用舒适度，严重的情况下可能会烫伤消费者。

目前的产品多单独使用屏蔽罩或单独使用散热片，这种情况下不能有效的兼顾散热和电磁干扰。如单独使用屏蔽罩，在高发热功率的情况下不能有效的解决散热问题。而单独使用散热片，可以解决散热问题，但散热片与主板没有形成闭合的屏蔽腔，对电磁信号没有屏蔽作用。

还有个别情况是屏蔽罩和散热片结合使用的方式，这种情况可以满足散热和电磁问题，但这种使用情况增大了发热源至空气之间的热阻，降低的产品的散热效果，使产品的性能受到一定的限制。同时因为部件数量增加，提高了物料管控难度、备料周期，对于产品的成本也会有一定的增加。

为此，申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有的可穿戴设备的散热问题和电磁问题，提供一种既能保证产品散热效果，同时还能满足产品电磁问题的整体解决方案。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

本发明提供一种可穿戴设备，包括电路板，还包括散热片、屏蔽件和导热材料；所述散热片包括散热鳍片、散热片底板、屏蔽凸起、结构凸起和结构凹槽，所述散热鳍片设置于所述散热片底板的表面，所述屏蔽凸起设置于所述散热片底板的另一表面，与所述散热鳍片相对，所述屏蔽凸起在所述散热片底板投影面上为封闭的环，所述结构凸起设置于所述散热片底板的另一表面，与屏蔽凸起同侧，所述散热片开设有安装孔，用于所述散热片、屏蔽件和导热材料的安装固定，所述散热片底板上开设所述结构凹槽，用于电路板元器件的避位，防止干涉；

所述屏蔽件为非刚性结构，由导电材料制成，在其上施加压力后会产生形变，所述屏蔽件在所述散热片底板投影为一封闭的环，所述屏蔽件与所述散热片上的屏蔽凸起表面进行贴合，在产品装配完成后，所述屏蔽件还与所述电路板进行贴合。因所述屏蔽件有导电功能，可以同时与所述散热片、电路板导通，所述散热片、屏蔽件、电路板组装完成后会形成一个封闭的腔体，电磁信号源设置于此腔体内部，致使电磁信号源产生的电磁信号不会辐射到产品外部；

所述导热材料的形态为导热膏、导热垫、导热胶或导热凝胶中的一种，所述导热材料设置于所述结构凸起的表面上，所述导热材料同时与所述结构凸起和热源芯片接触。

如上所述的设备，所述的散热片的材质为纯铝、铝合金、镁合金、镁铝合金中的一种。

如上所述的设备，所述散热鳍片数量为一个或多个。

如上所述的设备，所述结构凸起的数量、位置和尺寸与热源的数量、位置和尺寸相对应。

如上所述的设备，所述屏蔽件的截面形状为圆形、椭圆形、方形或三角形中的一种。

如上所述的设备，所述屏蔽件的外形根据所述散热片的屏蔽凸起进行设置，所述屏蔽件的外形与所述屏蔽凸起相似。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明的一种可穿戴设备，包括电路板，还包括散热片、屏蔽件和导热材料；所述散热片包括散热鳍片、散热片底板、屏蔽凸起、结构凸起和结构凹槽，所述屏蔽件与所述散热片上的屏蔽凸起表面进行贴合，在产品装配完成后，所述屏蔽件还与所述电路板进行贴合，因所述屏蔽件有导电功能，可以同时与所述散热片、电路板导通，所述散热片、屏蔽件、电路板组装完成后会形成一个封闭的腔体，电磁信号源设置于此腔体内部，致使电磁信号源产生的电磁信号不会辐射到产品外部；所述导热材料设置于所述结构凸起的表面上，所述导热材料同时与所述结构凸起和热源芯片接触。

本发明的散热解决方案，结构设计简单合理，同时满足产品的散热和电磁屏蔽问题。同时因为产品料件数量得减少，降低了物料的管控难度、备货周期，减少了产品的组装工序。在保证产品散热和电磁屏蔽性能的前提下，降低了产品的整体成本。

通过散热片与导热材料的组合实现可穿戴设备发热器件的散热，保证发热器件的散热效果。电路板上的发热器件产生的热量通过导热材料快速有效的传递给散热片，散热片底板和散热鳍片使热量均匀的分布，热量通过散热片和空气之间的对流换热和辐射的方式将热源产生的热量散发出去，降低发热器件的温度提高产品的工作可靠性，保证产品能够正常稳定的运行。

通过散热片与屏蔽件的组合，当散热片屏蔽件组合与主板安装后，由于屏蔽件为非刚性结构可以有一定的压缩形变，致使散热片、屏蔽件与主板形成相对密封的腔体。而设置于腔体内部的电磁源器件，所产生的电磁信号被有效的隔离屏蔽。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。

图1是本发明散热解决方案包含电路板的示意图。

图2是本发明散热解决方案去除电路板的示意图。

图3是散热片结构示意图。

其中：

100-散热片

101-散热鳍片

102-散热片底板

103-屏蔽凸起

104-结构凸起

105-结构凸起

106-避位凹槽

107-固定孔

200-屏蔽件

301-主芯片导热材料

302-内存芯片导热材料

400-主板整体

401-电路板

402-主芯片

403-内存芯片

500-屏蔽腔体

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参见图1、图2，图1和图2为一种可穿戴设备的散热解决方案，其中包含散热片100、屏蔽件200、主芯片导热材料301和内存导热材料302，、主板整体400。其中主板整体400包含电路板401、主芯片402、内存芯片403，主芯片402和内存芯片403设置于电路板401之上。屏蔽件200设置于散热片100和电路板401之间，屏蔽件200同时与散热片400、电路板401接触。散热片100、屏蔽件200、电路板401形成一封闭的腔体500，主芯片402、内存芯片403及其他电磁信号元器件设置于封闭腔体500之内。主芯片402、内存芯片403及其他电磁信号元件所产生的电磁信号无法散发到腔体500外部。主芯片导热材料301、内存芯片导热材料302设置于散热片100和主芯片402、内存芯片403之间，主芯片导热材料301同时与散热片100、主芯片402接触，内存芯片导热材料302同时与散热片100和内存芯片403接触。导热材料的作用为减小热源元件与散热片之间的热阻，使主芯片402、内存芯片403所产生的热量可以快速有效的传导到散热片100。

如图3所示散热片100的结构示意图。其中散热片100包含散热鳍片101、散热片底板102、屏蔽凸起103、结构凸起104、结构凸起105、避位凹槽106、固定孔107。散热器底板102包含上下两侧，其中散热鳍片101设置于底板102的下表面一侧，散热鳍片101的鳍片数量、尺寸参数等根据产品实际情况进行设置。屏蔽凸起103、结构凸起104、结构凸起105设置于底板102的上表面一侧，与散热鳍片101不同侧。散热片100的材质可以为纯铝、铝合金、镁合金、镁铝合金等。

屏蔽凸起103在散热底板102的平面投影为一封闭的环，屏蔽凸起103的截面形状可以为圆形、方形、椭圆形、三角形等。结构凸起104、结构凸起105设置于散热片底板102上表面之上，与屏蔽凸起103同侧。结构凸起104与主芯片402相对应、结构凸起105与内存芯片403相对应，结构凸起104的尺寸和位置根据主芯片402进行设置，结构凸起105的尺寸和位置根据内存芯片403进行设置。在其他项目或产品中可能会包含多个热源，所以具体的结构凸起或结构凹槽的数量、尺寸、位置需根据实际情况进行设置。避位凹槽106设置于散热器底板102上表面，用于避免散热器100与主板元器件或其他结构件干涉，避位凹槽106的尺寸位置根据实际主板结构和产品的结构进行设置，在其他项目中可能会包含多了结构凹槽和结构避位，具体情况需根据主板结构和产品形态进行设置。固定孔107设置于散热器100表面，该固定孔107主要用于整个散热片100与主板整体400之间的固定，并对屏蔽件200和导热材料104、导热材料105提供一定的压力，通过屏蔽件200和导热材料301、导热材料302的自身形变，以保证屏蔽件200与散热片100、主板400之间紧密贴合、保证散热片100与发热元件402、发热元件403贴合良好。

屏蔽件200由非刚性的导电材料制成，当在其上施加一定的压力时屏蔽件200会有一定的压缩形变。屏蔽件200设置于散热片100底部的屏蔽凸起103的表面之上，当散热片100与主板400安装完成后，屏蔽件200会同时与屏蔽凸起103表面、电路板401对应表面贴合。当对散热片100和主板400之间施加一定的安装压力后，屏蔽件200会产生弹性形变，从而保证屏蔽件200与散热片100、主板400紧密贴合，防止电磁信号源所产生的电磁信号泄露到屏蔽腔体500之外。

导热材料300设置在散热片100底面的结构凸起104之上、导热材料301，设置在散热片100底面的结构凸起105之上，导热材料300用于填充结构凸起104和主芯片402之间的空隙、导热材料301用于填充结构凸起105与内存芯片403之间的空隙，主要作用是为了降低热源芯片至散热片100之间的热阻值，使主芯片402、内存芯片403所产生的热量能快速有效的传导至散热片100之上，散热片100通过对流换热、辐射的方式把热量散热发到外界，从而降低主芯片402、内存芯片403的温度。导热材料的产品形态可以为导热膏、导热垫、导热胶、导热凝胶等。而导热材料的尺寸确定、材料的选用根据实际情况进行设置。

Claims (6)

1.一种可穿戴设备，包括电路板，还包括散热片、屏蔽件和导热材料，其特征在于：

所述散热片包括散热鳍片、散热片底板、屏蔽凸起、结构凸起和结构凹槽，所述散热鳍片设置于所述散热片底板的表面，所述屏蔽凸起设置于所述散热片底板的另一表面，与所述散热鳍片相对，所述屏蔽凸起在所述散热片底板投影面上为封闭的环，所述结构凸起设置于所述散热片底板的另一表面，与屏蔽凸起同侧，所述散热片开设有安装孔，用于所述散热片、屏蔽件和导热材料的安装固定，所述散热片底板上开设所述结构凹槽，用于电路板元器件的避位，防止干涉；

所述屏蔽件为非刚性结构，由导电材料制成，在其上施加压力后会产生形变，所述屏蔽件在所述散热片底板投影为一封闭的环，所述屏蔽件与所述散热片上的屏蔽凸起表面进行贴合，在产品装配完成后，所述屏蔽件还与所述电路板进行贴合，因所述屏蔽件有导电功能，可以同时与所述散热片、电路板导通，所述散热片、屏蔽件、电路板组装完成后会形成一个封闭的腔体，电磁信号源设置于此腔体内部，致使电磁信号源产生的电磁信号不会辐射到产品外部；

所述导热材料的形态为导热膏、导热垫、导热胶或导热凝胶中的一种，所述导热材料设置于所述结构凸起的表面上，所述导热材料同时与所述结构凸起和热源芯片接触。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述散热片的材质为纯铝、铝合金、镁合金、镁铝合金中的一种。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述散热鳍片数量为一个或多个。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述结构凸起的数量、位置和尺寸与热源的数量、位置和尺寸相对应。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述屏蔽件的截面形状为圆形、椭圆形、方形或三角形中的一种。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述屏蔽件的外形根据所述散热片的屏蔽凸起进行设置，所述屏蔽件的外形与所述屏蔽凸起相似。

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