CN112082665A - 一种测温组件和测温系统 - Google Patents

Abstract

本说明书提供一种测温组件和测温系统，包括：第一导热垫、第二导热垫、夹持在第一导热垫和第二导热垫之间的温感层以及从温感层引出的线缆，其中，第一导热垫贴附于待测器件，第二导热垫贴附于散热器件；温感层包括至少一个测温器件，线缆与至少一个测温器件电连接。通过上述测温组件和测温系统，能够提高对芯片温度的检测精度。

Description

一种测温组件和测温系统

技术领域

本说明书涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种测温组件和测温系统。

背景技术

随着电子设备的发展，对其可靠性的需求日渐增加。温度作为影响电子设备可靠性的重要一环，也逐渐被工程师和用户所关注。

在电子设备中，布设有大量的发热器件，例如芯片等，在电子设备工作的过程中，发热器件会使器件的温度出现过温的现象，从而导致器件的损坏和电子设备的烧毁。

现有的电子设备中，通过设置散热器对器件进行散热，为了采集器件的温度制定合理的散热策略，会在散热器的底部开槽设置温度传感器对器件的温度进行检测。

但是，在散热器的底部开槽中设置温度传感器，其检测到的温度需要经过连接器件和散热器的导温垫，并且，所检测到的温度同样会受到散热器均热的影响，因此，所检测到的温度会具有较大的温差，检测的精度低。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本说明书提供了一种测温组件和测温系统。

第一方面，本申请提供了一种测温组件，包括：

第一导热垫、第二导热垫、夹持在第一导热垫和第二导热垫之间的温感层以及从温感层引出的线缆，其中，第一导热垫贴附于待测器件，第二导热垫贴附于散热器件；

温感层包括至少一个测温器件，线缆与至少一个测温器件电连接。

可选的，温感层为印制电路板；

至少一个测温器件设置于印制电路板。

可选的，温感层为柔性电路板；

少一个测温器件设置于柔性电路板。

可选的，温感层还包括绝缘薄膜，绝缘薄膜包裹至少一个测温器件。

进一步地，至少一个测温器件均匀地排布在温感层中。

可选的，至少一个测温器件为以M×N的阵列排布于温感层中，其中，M为列数，N为行数。

可选的，第一导热垫和第二导热垫的厚度大于测温器件直径。

可选的，测温器件为热电偶。

进一步地，温感层，还包括：

第一节点和与热电偶的数量相对应的第二节点；

第一节点分别连接到各热电偶的一端，每个第二节点分别连接到一个热电偶的另一端；

线缆，包括：

一根第一测温线、与热电偶的数量相对应的第二测温线；

其中，第一测温线连接到第一节点，第二测温线分别连接到对应的第二节点。

进一步地，线缆，包括：

与热电偶的数量相对应的第一测温线和与热电偶的数量相对应的第二测温线；

其中，每一根第一测温线连接到一个热电偶的一端，每一根第二测温线连接到一个热电偶的另一端。

可选的，测温器件为热敏电阻；

线缆，包括：

与热敏电阻的数量相对应的第三测温线和与热敏电阻的数量相对应的第四测温线；

其中，每一根第三测温线连接到一个热敏电阻的一端，每一根第四测温线连接到一个热敏电阻的另一端。

第二方面，本申请提供了一种测温系统，包括上述任一方式的测温组件和测温单元；

其中，测温单元与线缆电连接，用于接收测温组件中的测温器件输出的测温信号，并根据测温信号确定每一个测温器件的温度值。

本说明书的实施方式提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本说明书实施方式中，导热垫夹持具备测温器件的温感层，并通过线缆将测温器件检测到的测温结果引出，从而使得测温组件能够更加贴合到待测器件，提升对于待测器件的检测精度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施方式，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。

图1是本申请提供的一种测温组件的截面示意图；

图2是本申请提供的一种测温组件的结构示意图；

图3是本申请提供的另一种测温组件的结构示意图；

图4是本申请提供的一种测温系统的应用示意图；

图5是本申请提供的一种测温系统的结构示意图；

图6是本申请提供的另一种测温系统的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施方式进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施方式中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。

本申请提供了一种测温组件10，如图1所示，包括：

第一导热垫1、第二导热垫2、温感层3以及线缆4，温感层3被夹持在第一导热垫1和第二导热垫2之间。

在温感层3中设置有至少一个测温器件30，该测温器件30可以是热敏电阻或者是热电偶，可以根据实际的需求进行设置。无论测温器件30是哪一种，都可以通过线缆4进行连接，并向测温组件外引出，作为测温结果的输出，当然，根据选用的测温器件30的不同，进行测温时，所需要的外围电路也不相同，后续会结合具体的例子进行描述，但无论设置何种外围电路，都需要通过线缆4对测温器件30检测到的测温结果进行引出。

第一导热垫1和第二导热垫2一般为具有绝缘性和弹性，且导热率高的材料，例如，硅胶导热垫、矽胶导热垫等，其与测温层3的连接方式可以采用贴附、粘合或者压制等，根据实际需求设置即可，对此不做限制。

在制备时温感层3时，需要先按照测温器件30所使用的具体器件，以及测温器件30的数量进行连接，比如，可以直接通过多根测温线分别连接到各个测温器件30，并向测温组件10外引出，也可以通过温感层3中设置引线和节点，通过一根测温线依次并联各个测温器件30的一端，并通过另外的测温线分别连接测温器件30的另一端，从而进行引出，具体的实现方式将在后续例子中进行描述。

在制备出温感层3后，可以将第一导热垫1和第二导热垫2粘合在温感层3的两侧，或者是通过热熔压制等方式将温感层3包裹在二者之间，从而实现第一导热垫1和第二导热垫2对温感层3的夹持。

上述的测温组件，导热垫夹持具备测温器件的温感层，并通过线缆将测温器件检测到的测温结果引出，从而使得测温组件能够更加贴合到待测器件，提升对于待测器件的检测精度。

其中，温感层3可以通过多种方式实现：

第一种实现方式中，测温组件10的制备，可以是在通过线缆4按照要求连接到测温器件30后形成温感层3，之后，直接将测温器件30设置在第一导热垫1和第二导热垫2之间，并通过热压或粘合的方式使第一导热垫1和第二导热垫2固定线缆4和测温器件30。

第二种实现方式中，如图2所示，温感层3可以由PCB31(Printed Circuit Board，印制电路板)作为基板，并在PCB30上通过单板工艺制备出插接测温器件30的节点。线缆4可以实现与测温器件30的连接并引出到温感层3，从而使线缆4能够将测温器件30的测温结果输出到测温组件10外进行计算，并最终显示实际的温度值。

当然，在PCB31上，设置测温器件30的方式也可以是表贴式的，也可以是插接式的，具体的设置方式可以根据所选用的测温器件30确定，在此不做限制。

第三种实现方式中，如图3所示，温感层3可以由FPC32(Flexible PrintedCircuit，柔性电路板)作为基板，针对FPC32而言，至少包括电路结构以及对电路结构进行包裹的绝缘材料，其中，电路结构可以连接各测温器件30，并直接通过FPC33的可挠性引出温感层30，当然，也可以是通过焊接的方式，通过特定的线将其引出温感层30。

测温器件30可以如PCB31一样通过插接方式、表贴方式设置在FPC32的表面，也可以直接和FPC32一体形成，即将其压合到绝缘材料中。

另外，在通过线缆4引出时，引出的一端可以通过FPC32形成插接的金手指，以此连接到特定的连接器5，对测温结果进行输出。

第四种实现方式中，温感层3中可以包括绝缘薄膜，通过绝缘薄膜压合线缆4和测温器件30从而将其引出温感层3。

为了能够更好地包裹温感层3，避免温感层3露出或脱离导热垫的问题，进一步地，第一导热垫1和所述第二导热垫2的厚度大于测温器件30直径。

其中，在测温器件30的直径过大时，由于第一导热垫1和第二导热垫2具有一定的弹性，可能出现第一导热垫1和第二导热垫2设置在温感层3两侧时，受到一定的向外的推力，并且，可能会导致有部分空气容留在温感层3和导热垫之间。在进行测温时，随着温度的上升，空气膨胀可能会导致导热垫被顶开，从而造成测温系统乃至设备的损毁。

当设置第一导热垫1和第二导热垫2的厚度尺寸大于测温器件30时，可以使温感层3两侧的导热垫预留一部分余量对贴合测温器件30，从而提升测温组件10以及测温系统的可靠性。

为了能够更精确地检测待测器件的温度，至少一个测温器件30均匀地排布在温感层3中。

举例来说，当测温组件10中只包含一个测温器件30时，则将测温器件30布设在温感层3的中心位置。当测温组件10中包含两个测温器件30时，则可以采用左右对称的方式设置，也可以采用对角对称的方式设置。当测温组件10中包含三个测温器件30时，可以采用三角形的方式设置。当测温组件10中包含M×N个测温器件时，则可以采用阵列排布的方式设置在温感层3中，其中，M为列数，N为行数，如图2、3所示，6个测温器件30可以以3×2的阵列进行排布。

这样一来，可以使得测温组件10所测得的温度更加精确，并且，可以反映出待测器件不同位置的温度变化。

相对应的，本申请还提供了一种测温系统，如图4所示，包括上述的测温组件10以及测温单元6。

其中，测温单元6与线缆4电连接，用于接收测温组件10中的测温器件30输出的测温信号，并根据测温信号确定每一个测温器件30的温度值。

下面通过具体的例子对测温组件和测温系统进行描述。

在第一例子中，测温器件30选用了热电偶301，温感层3选择PCB31作为基板。热电偶的测温原理是基于热电效应，将两种不同材质的导体线或者半导体线连接成闭合回路，其中，两种线可以分为连接热电偶301第一端的第一测温线以及连接热电偶301第二端的第二测温线，当然，第一测温线和第二测温线的具体数量需要根据需求设置。

在如图4、5所示，在温感层3中设置有6个作为测温器件30的热电偶301，以3×2的阵列方式设置，包含热电偶301A～301F，PCB31上预先制备有插接孔32(相当于上述的连接点)，以及与插接孔33连接的引线。如图2所示的情况中，一个热电偶301包含两端，每一端插接到一个插接孔33中，也就是说在PCB31上设置有12个插接孔33对应6个热电偶，并且，各个热电偶301的第一端通过6条第一引线34延伸到PCB31边缘的第一节点36，热电偶的第二端分别通过6条第二引线35延伸到PCB31边缘的第二节点37。

在线缆4中，第一测温线40连接到第一节点36从而实现与多个热电偶301的第一端连接，6根第二测温线41分别连接到6个第二节点37从而实现与多个热电偶301的第二端连接。

当通过一个测温单元6实现多个热电偶的温度计算时，第一测温线40连接到测温单元6的一个引脚，6根第二测温线41分别连接到测温单元6的6个引脚。

在进行测温时，第一导热垫1未粘合温感层3的一侧粘合散热器7，第二导热垫2未粘合温感层3的一侧粘合待测器件8。

由于采用热电偶进行测温，热电偶301与测温单元6之间的电势E可以近似是一个关于温度值的一次函数，即E＝C×t，其中，C为电偶常数，取决于所选用的电偶材料，t为温度。在测温系统中，线缆4与热电偶301连接的一端可以称为测温端，与测温单元6连接的一端自由端，测温单元6可以确定测温端的电势Ea＝C×ta，自由端的电势Eb＝C×tb，那么，二者的电势差(即电压)U＝Ea-Eb＝C×(ta-tb)，可以得出测温端的温度ta＝tb+U/C。测温单元6检测出来的检测结果实际上可以理解为热电偶301位置的电压U，在电压U被测量出来且自由端tb的温度为可以被测得的环境温度的情况下，即可得出热电偶301的温度值。

在本例子中，由于第一测温线40通过一个第一节点36A连接温感层3的热电偶301A～301F的第一端，其电势相同，每根第二测温线分别连接了各个热电偶301A～301F的第二端，其电势不同，因此，可以根据这样的连线关系确定出各个热电偶301的电压，如下：

测温单元6获得的热电偶301的电压为Ux，Ux＝C×(tx-t0)，其中，tx为热电偶301的温度(即测温端的温度)，t0为获取到的环境温度(即自由端的温度)，即tx＝t0+Ux/C。

根据上述的公式，在测温单元6从第一测温线40和第二测温线41获取到一个热电偶301的电压值Ux，并获取到环境温度t0后，便可以计算出任意一个热电偶301的温度。

在第二例子中，测温器件30选用了热敏电阻302，温感层3选择FCB32作为基板。如图6所示，热敏电阻302A～302F直接被压合到FCB32的绝缘材料中，并通过内部的6根第一测温线和6根第二测温线分别连接到热敏电阻302A～302F。

并且，由于FCB32的材料可挠性，可以直接将其引出温感层3，并通过设置于每一根第一测温线和每一根第二测温线对应的金手指38实现热敏电阻302A～302F与测温单元6的连接。其中，每一根第一测温线和每一根第二测温线连接到测温单元6不同的引脚。

另外，当采用FCB32时，直接在FCB32中形成包含第一测温线和第二测温线的线缆4，并在第一测温线和第二测温线未连接测温器件3的一端设置连接器或金手指38，通过该金手指38插接到外围电路的连接器5上实现测温器件3与测温单元6的连接。

当然，在选用FCB32时，也可以采用线缆焊接到测温器件30的方式，对此不做限制。

具体的温度值计算方式，与现有的热敏电阻的计算方式相同，在此不再赘述。

需要说明的是，在选用热电偶作为测温器件30时，也可以采用第二例子中的连接方式，即每一个热电偶两端分别连接两根独立的第一测温线和第二测温线。

但是，当采用第一例子中的方式时，可以减少从温感层3引出的线缆4的数量，降低测温组件10的制备难度。

与上述的测温组件10相对应，本申请还公开了一种测温系统，包括上述的测温组件10以及和测温单元6；

其中，测温单元6与线缆4电连接，用于接收测温组件10中的测温器件30输出的测温信号，并根据测温信号确定每一个测温器件30的温度值。

测温单元6和线缆4具体的连接方式，可以参考上述的方式，在此不再重复描述。

在测温单元6计算出每一个测温器件30的温度值后，可以再将其输出到显示设备进行显示，从而使得被测量的温度值更直观地进行表示。

本说明书实施方式中所涉及的测温组件和测温系统，导热垫夹持具备测温器件的温感层，并通过线缆将测温器件检测到的测温结果引出，从而使得测温组件能够更加贴合到待测器件，提升对于待测器件的检测精度。

应当理解的是，本说明书并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。

以上所述仅为本说明书的较佳实施方式而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种测温组件，其特征在于，包括：

第一导热垫、第二导热垫、夹持在所述第一导热垫和所述第二导热垫之间的温感层以及从所述温感层引出的线缆，其中，所述第一导热垫贴附于待测器件，所述第二导热垫贴附于散热器件；

所述温感层包括至少一个测温器件，所述线缆与所述至少一个测温器件电连接。

2.根据权利要求1所述的测温组件，其特征在于，所述温感层为印制电路板；

所述至少一个测温器件设置于所述印制电路板。

3.根据权利要求1所述的测温组件，其特征在于，所述温感层为柔性电路板；

所述少一个测温器件设置于所述柔性电路板。

4.根据权利要求1所述的测温组件，其特征在于，所述温感层还包括绝缘薄膜，所述绝缘薄膜包裹所述至少一个测温器件。

5.根据权利要求2-4任一项所述的测温组件，其特征在于，所述至少一个测温器件均匀地排布在所述温感层中。

6.根据权利要求5所述的测温组件，其特征在于，所述至少一个测温器件为以M×N的阵列排布于所述温感层中，其中，M为列数，N为行数。

7.根据权利要求1所述的测温组件，其特征在于，所述第一导热垫和所述第二导热垫的厚度大于所述测温器件直径。

8.根据权利要求5所述的测温组件，其特征在于，所述测温器件为热电偶。

9.根据权利要求8所述的测温组件，其特征在于，所述温感层，还包括：

第一节点和与所述热电偶的数量相对应的第二节点；

所述第一节点分别连接到各热电偶的一端，每个所述第二节点分别连接到一个热电偶的另一端；

所述线缆，包括：

一根第一测温线、与所述热电偶的数量相对应的第二测温线；

其中，所述第一测温线连接到第一节点，所述第二测温线分别连接到对应的第二节点。

10.根据权利要求8所述的测温组件，其特征在于，所述线缆，包括：

与所述热电偶的数量相对应的第一测温线和与所述热电偶的数量相对应的第二测温线；

其中，每一根所述第一测温线连接到一个热电偶的一端，每一根第二测温线连接到一个热电偶的另一端。

11.根据权利要求1所述的测温组件，其特征在于，所述测温器件为热敏电阻；

所述线缆，包括：

与所述热敏电阻的数量相对应的第三测温线和与所述热敏电阻的数量相对应的第四测温线；

其中，每一根第三测温线连接到一个热敏电阻的一端，每一根第四测温线连接到一个热敏电阻的另一端。

12.一种测温系统，其特征在于，包括权利要求1-11任一项所述的测温组件和测温单元；

其中，所述测温单元与所述线缆电连接，用于接收所述测温组件中的测温器件输出的测温信号，并根据所述测温信号确定所述每一个所述测温器件的温度值。

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