CN112291918A - 电路板装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种电路板装置及电子设备，所公开的电路板装置包括电路板、液体驱动件和相变介质，其中：所述电路板设有密封腔，所述液体驱动件和所述相变介质均设置于所述密封腔之内，所述密封腔具有蒸发区域和冷凝区域，所述液体驱动件的第一端位于所述蒸发区域，所述液体驱动件的第二端位于所述冷凝区域，所述液体驱动件可将冷凝成液态的所述相变介质输送至所述蒸发区域。上述方案能够解决电子设备中的电路板存在散热性能较差的问题。

Description

电路板装置及电子设备

技术领域

本申请涉及电路板散热技术领域，尤其涉及一种电路板装置及电子设备。

背景技术

随着用户需求的提升，电子设备的功能越来越多，这使得电子设备内集成的电子器件越来越多。越来越多的电子器件不但为电路板的堆叠设计带来了新的挑战，而且也会导致电子设备在工作的过程中会产生更多的热量。

以电子设备增加游戏功能为例，随着用户对游戏画质、流畅度、3D画面感和在线人数等要求的提升，电子设备需要功能更为强大的处理器，处理器的结构更为复杂(包含更多的电子器件)、运行速度更快，这会导致电子设备在工作的过程中会产生更多的热量，最终会导致电子设备存在发热严重、整体温升较快等问题。

目前的电子设备中，电路板与散热装置之间的导热部件较多，使得导热路径较长，且导热路径的热阻较大，很显然，此种散热方式对于集成有较多电子器件的电路板而言，散热能力有限，导致电路板上的热量不能高效地散走，致使电路板发热严重，进而导致电路板上电子器件因温度过高而失效。同时，当电子设备中的电路板不能较为高效地将热量散出的话，也会导致电子设备发热严重，在用户使用过程中可能出现烫手等不适的情况，导致用户体验感较差。可见，目前电子设备中的电路板存在散热性能较差的问题。

发明内容

本申请公开一种电路板装置及电子设备，能够解决电子设备中的电路板存在散热性能较差的问题。

为解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例公开一种电路板装置，包括电路板、液体驱动件和相变介质，其中：

所述电路板设有密封腔，所述液体驱动件和所述相变介质均设置于所述密封腔之内，所述密封腔具有蒸发区域和冷凝区域，所述液体驱动件的第一端位于所述蒸发区域，所述液体驱动件的第二端位于所述冷凝区域，所述液体驱动件可将冷凝成液态的所述相变介质输送至所述蒸发区域。

第二方面，本申请实施例公开一种电子设备，包括壳体和上述的电路板装置，所述壳体具有内腔，所述电路板装置设置于内腔中。

本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本申请公开的电路板装置中，液体驱动件和相变介质均设置于密封腔之内，以使密封腔、液体驱动件和相变介质形成热管结构，由于热管的散热效率通常较高，且散热速率较快，同时，在电路板中直接形成热管结构，从而使得电路板的导热路径较短，且导热路径的热阻较小，因此，电路板能够通过相变介质的相态转变将其上的热量高效且较快地散走，防止热量在电路板上聚集，从而避免电路板发热严重，能够防止因电路板的温度较高而导致电路板上的电子器件失效，进而提高电路板装置的可靠性。与此同时，当电路板上聚集的热量被散走后，电路板的温度降低，能够避免因电路板的温度较高而导致电子设备发热严重，从而防止在用户使用电子设备的过程中出现烫手等不适的情况，进而提升用户的使用体验。

附图说明

图1为本申请实施例公开的电路板装置的示意图；

图2为本申请实施例公开的电路板装置的爆炸示意图；

图3为本申请实施例公开的电路板装置的散热原理示意图，图中第一箭头410表示热量传递方向，第二箭头420表示相变介质的流动方向；

图4为本申请另一实施例公开的电路板装置的示意图；

图5为本申请另一实施例公开的电路板装置的爆炸示意图；

图6为本申请另一实施例公开的电路板装置的散热原理示意图，图中第一箭头410表示热量传递方向，第二箭头420表示相变介质的流动方向。

附图标记说明：

100-电路板、110-密封腔、120-第一主体部、121-基层、122-第一覆盖层、123-第二覆盖层、124-通孔、130-第一金属层、140-第二金属层；

200-液体驱动件；

310-第一发热器件、320-第二发热器件；

410-第一箭头、420-第二箭头。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请各个实施例公开的技术方案进行详细地说明。

请参考图1至图6，本申请实施例公开一种电路板装置，所公开的电路板装置包括电路板100、液体驱动件200和相变介质。

其中，电路板100为电路板装置的基础构件，电路板100能够为电路板装置的其他部件(例如电子器件)提供安装基础。电路板100可以是单面板、双面板和多层线路板中的任意一种。电路板100设有密封腔110，具体地，可以在电路板100成型后通过去除材料的方式开设密封腔110，例如，在电路板100上首先可以开设安装槽或安装通孔，然后可以将安装槽的槽口密封，或者，将安装通孔的两端孔口密封，从而形成密封腔110，当然，也可以在电路板100的过程中直接形成密封腔110，本申请实施例中对电路板100的种类以及密封腔110的形成方式不做不做限制。进一步地，密封腔110可以为真空腔。

液体驱动件200能够驱动液体流动，液体驱动件200可以为水泵或其他能够驱动液体流动的部件，例如，液体驱动件200包括驱动源和带状驱动件，驱动源能够驱动带状驱动件转动，带状驱动件呈扁平状设置，带状驱动件能够带动液体自带状驱动件的一端向另一端流动，从而达到驱动液体流动的目的，本申请实施例中对液体驱动件200得种类不作限制。

相变介质能够在液态与汽态之间转变，相变介质由液态转变为汽态的过程中需要吸收热量，也就是说，液态的相变介质在其温度高于某一温度范围时会转变为汽态；相变介质由汽态转变为液态的过程中释放热量，也就是说，汽态的相变介质在其温度低于某一温度范围时会转变为液态。需要说明的是，相变介质由汽态转变为液态或者由液态转变为汽态的过程中具有临界温度范围，该临界温度范围由相变介质的具体材料决定，不同相变介质的临界温度范围通常不同，本申请实施例中对此不作限制。

液体驱动件200和相变介质均设置于密封腔110之内，密封腔110具有蒸发区域和冷凝区域，相变介质在蒸发区域吸收热量，以使相变介质由液态转变为汽态；相变介质在冷凝区域释放热量，以使相变介质由汽态转变为液态。液体驱动件200的第一端位于蒸发区域，液体驱动件200的第二端位于冷凝区域，以使蒸发区域通过液体驱动件200与冷凝区域相连，从而使得液体驱动件200可将冷凝成液态的相变介质输送至蒸发区域，也就是说，密封腔110、液体驱动件200和相变介质形成热管结构。

在具体的工作过程中，液态的相变介质在蒸发区域吸收热量转变为汽态，汽态的相变介质流动至冷凝区域，从而带走电路板100上与蒸发区域相对应的区域上的热量，汽态的相变介质在冷凝区域释放热量转变为液态，释放的热量通过电路板100上与冷凝区域相对应的区域散出，进而将电路板100上与蒸发区域相对应的区域上的热量传递至电路板100上与冷凝区域相对应的区域，最终将热量从电路板100中散出，防止热量在蒸发区域聚集，从而避免电路板100上与蒸发区域相对应的区域发热严重。同时，冷凝区域中液态的相变介质能够通过液体驱动件200流动至蒸发区域，以此循环，实现电路板100散热的目的。

本申请公开的电路板装置中，液体驱动件200和相变介质均设置于密封腔110之内，以使密封腔110、液体驱动件200和相变介质形成热管结构，由于热管的散热效率通常较高，且散热速率较快，同时，在电路板100中直接形成热管结构，从而使得电路板100的导热路径较短，且导热路径的热阻较小，因此，电路板100能够通过相变介质的相态转变将其上的热量高效且较快地散走，防止热量在电路板100上聚集，从而避免电路板100发热严重，能够防止因电路板100的温度较高而导致电路板100上的电子器件失效，进而提高电路板装置的可靠性。与此同时，当电路板100上聚集的热量被散走后，电路板100的温度降低，能够避免因电路板100的温度较高而导致电子设备发热严重，从而防止在用户使用电子设备的过程中出现烫手等不适的情况，进而提升用户的使用体验。

电路板100上的热量通常由设置在电路板100的电子器件所产生，为了使电路板100更高效地将电子器件所产生的热量散走，可选地，电路板装置还可以包括发热器件，发热器件可以设置于电路板100上，且发热器件与蒸发区域相对设置，以使发热器件与蒸发区域之间的导热路径较短，从而能够使得发热器件所产生的热量能够更加高效地传递至相变介质，该热量通过相变介质散走，进而能够使得电路板100更高效地将电子器件所产生的热量散走。

进一步地，发热器件可以包括第一发热子器件310和第二发热子器件320，第一发热子器件310和第二发热子器件320均与蒸发区域相对设置，且第一发热子器件310和第二发热子器件320分别设置于电路板100相背的两侧，以使发热器件与蒸发区域之间具有多条导热路径，多条导热路径无疑能够进一步地提高发热器件与蒸发区域之间得导热速率，从而能够将第一发热子器件310和第二发热子器件320所产生的热量更加高效地传递至蒸发区域，进一步地提高电路板装置的散热能力。

在热量被传递至冷凝区域的情况下，该热量可能通过电路板100传递至蒸发区域，导致热量在蒸发区域聚集。基于此，在一种可选的实施例中，密封腔110可以为长条形结构，蒸发区域可以位于密封腔110的第三端，冷凝区域可以位于密封腔110的第四端，以使蒸发区域远离冷凝区域，从而能够使得冷凝区域与蒸发区域之间通过电路板100传递热量的导热路径较长，防止冷凝区域的热量通过电路板100传递至蒸发区域，进而防止热量在蒸发区域聚集。

在一种可选的实施例中，电路板100可以包括电路板本体和条状外延部，条状外延部的第三端可以与电路板本体相连，条状外延部的第四端可以向着远离电路板本体的方向延伸，密封腔110自电路板本体可以向着条状外延部的第四端延伸，蒸发区域可以位于电路板本体内，冷凝区域可以位于条状外延部的第四端。条状外延部上通常不设置电子器件，且冷凝区域设置在条状外延部，电路板本体中的热量传递至条状外延部，以使冷凝区域能够远离电路板本体上的电子器件，避免相变介质在冷凝区域所释放的热量影响电子器件的正常使用。

另一种可选的实施例中，电路板100可以包括第一子电路板、衔接部和第二子电路板，第一子电路板可以通过衔接部与第二子电路板相连，密封腔110可以自第一子电路板穿过衔接部延伸至第二子电路板，密封腔110与第一子电路板和第二子电路板相对的区域均可以为蒸发区域，冷凝区域可以位于衔接部内。此种情况下，第一子电路板和第二子电路板共用同一个密封腔110，从而能够减少电路板100中密封腔110的数量，防止电路板100因设置密封腔110而导致电路板100的结构强度较低，避免电路板100较容易变形，同时，也能够减少电路板装置中液体驱动件200和相变介质的数量，从而能够降低电路板装置的成本。具体地，第一子电路板可以为电子设备的主板，第二子电路板可以为电子设备的副板。

为了进一步减少密封腔110的体积，提高电路板100的结构强度，在一种可选的实施例中，密封腔110位于第一子电路板的蒸发区域可以为第一蒸发区域，密封腔110位于第二子电路板的蒸发区域可以为第二蒸发区域，第一蒸发区域和第二蒸发区域均可以通过液体驱动件200与同一个冷凝区域相连。此种情况下，第一蒸发区域和第二蒸发区域能够与同一个冷凝区域相连，从而能够减少冷凝区域的数量，以使密封腔110的体积减小，防止在电路板100中设置体积较大的密封腔110而导致电路板100的结构强度较低，避免电路板100较容易变形。

为了使电路板100上的热量能够较快地传递至冷凝区域，可选地，第一子电路板上与蒸发区域相对的位置可以为第一位置，第二子电路板上与蒸发区域相对的位置可以为第二位置，第一位置和第二位置均可以设置有发热器件。此种情况下，设置在电路板100上的多个发热器件能够通过多个位置将热量传递至蒸发区域，避免多个发热器件集中在同一位置，从而防止该位置处热量较为集中，同时，多个可以设置发热器件的位置能够使得发热器件与蒸发区域之间的导热路径较多，进而能够使得多个发热器件中的热量能够更高效地传递至蒸发区域。

在一种可选的实施例中，电路板100可以包括第一主体部120、第一金属层130，第一金属层130可以设有发热器件，第一金属层130叠置在第一主体部120的第一侧，且第一金属层130可以开设有挖空区域，挖空区域至少部分可以避让冷凝区域，该挖空区域能使得热量从冷凝区域散走的导热路径较短，从而能够降低该导热路径的热阻，以使冷凝区域上的热量能够较快地散走。

当然，电路板100还可以包括第二金属层140，第二金属层140可以叠置在第一主体部120的第二侧，第一侧与第二侧相背设置，第二金属层140也开设有挖空区域，挖空区域至少部分也能够避让冷凝区域。相似地，该挖空区域能使得热量从冷凝区域散走的导热路径较短，从而能够降低该导热路径的热阻，以使冷凝区域上的热量能够较快地散走。需要说明的是，当电路板100仅包括一个第一金属层130时，意味着该电路板100为单面电路板；当电路板100包括第一金属层130和第二金属层140时，意味着该电路板100为双面电路板。

如上文所述，密封腔110的形成方式可以有多种，可选地，第一主体部120可以包括基层121、第一覆盖层122和第二覆盖层123，基层121可以开设有通孔124，第一覆盖层122可以叠置在基层121的一侧，且能够覆盖通孔124的第一端口，第二覆盖层123可以叠置在基层121的另一侧，且能够覆盖通孔124的第二端口，基层121、第一覆盖层122和第二覆盖层123可以围成密封腔110。此种形成密封腔110的方式简单，方便设置，同时，密封腔110的密封性能较好。

具体地，第一金属层130可以覆盖在第一覆盖层122上，第二金属层140可以覆盖在第二覆盖层123上，第一覆盖层122和第二覆盖层123均可以为绝缘层。绝缘层能够防止设置在电路板100两侧的电子器件短路，从而提高电路板装置的可靠性。第一金属层130和第二金属层140可以为铜箔层，铜箔层的厚度可以为15至30微米，第一覆盖层122和第二覆盖层123可以为pp(polypropylene，聚丙烯)层或玻璃纤维层，玻璃纤维层的厚度可以为100至150微米。

在相变介质将热量从蒸发区域传递至冷凝区域后，需要将热量从冷凝区域散出至电路板装置外部，为了能够较快地将热量从冷凝区域散出至电路板装置外部，可选地，电路板100可以设置有散热结构件，散热结构件与冷凝区域导热相连。散热结构件能够能加散热面积，以使冷凝区域的热量能够较快地散出至电路板装置外部。具体地，散热结构件可以为铝制散热片、铜制散热片以及散热针等。

如上文所述，液体驱动件200的种类可以有多种，例如，液体驱动件200可以为毛细结构部，毛细结构部能够与液态的相变介质产生毛细现象，从而使得毛细结构部能够驱动相变介质流动。此种结构的液体驱动件200结构简单，无需驱动源，从而能够简化电路板装置的结构，降低电路板装置的成本。毛细结构部驱动液体流动的原理为已知技术，为了文本简洁，在此不再赘述。

基于本申请实施例公开的电路板装置，本申请实施例中还公开一种电子设备，所公开的电子设备包括壳体和上文任意实施例所述的电路板装置，壳体为电子设备的基础构件，壳体能够为电子设备的其他部件(例如：显示屏和电池等)提供安装基础。壳体具有内腔，电路板装置设置于内腔中。该内腔能够防护电路板装置，防止电路板装置因磕碰而损坏。

具体地，壳体可以包括中框支架，中框支架可以开设有避让孔，电路板装置的至少部分位于避让孔中，在至少部分电路板装置位于避让孔的情况下，电路板装置能够与中框支架共用一部分的电子设备厚度空间，防止电路板装置占用较多的电子设备厚度空间，从而有利于电子设备朝着轻薄化的方向发展。

中框支架开设避让孔可能导致中框支架的强度降低，导致壳体较容易变形，进而导致电子设备较容易损坏。基于此，在一种可选的实施例中，壳体内可以设置有电池，冷凝区域可以位于电池覆盖的区域中。由于中框支架上与电池相对应的区域体积较大，因此，在该区域开设避让孔对中框支架的轻度影响较小，从而能够防止壳体较容易变形，进而能够避免电子设备较容易损坏，以提高电子设备的可靠性。

本申请实施例公开的电子设备可以是智能手机、平板电脑、电子书阅读器、可穿戴设备(例如智能手表)、电子游戏机等设备，本申请实施例不限制电子设备的具体种类。

本申请上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (13)

1.一种电路板装置，其特征在于，包括电路板、液体驱动件和相变介质，其中：

所述电路板设有密封腔，所述液体驱动件和所述相变介质均设置于所述密封腔之内，所述密封腔具有蒸发区域和冷凝区域，所述液体驱动件的第一端位于所述蒸发区域，所述液体驱动件的第二端位于所述冷凝区域，所述液体驱动件可将冷凝成液态的所述相变介质输送至所述蒸发区域。

2.根据权利要求1所述的电路板装置，其特征在于，所述电路板装置还包括发热器件，所述发热器件设置于所述电路板上，且所述发热器件与所述蒸发区域相对设置。

3.根据权利要求2所述的电路板装置，其特征在于，所述发热器件包括第一发热子器件和第二发热子器件，所述第一发热子器件和所述第二发热子器件均与所述蒸发区域相对设置，且所述第一发热子器件和所述第二发热子器件分别设置于所述电路板相背的两侧。

4.根据权利要求1所述的电路板装置，其特征在于，所述密封腔为长条形结构，所述蒸发区域位于所述密封腔的第三端，所述冷凝区域位于所述密封腔的第四端。

5.根据权利要求1所述的电路板装置，其特征在于，所述电路板包括电路板本体和条状外延部，所述条状外延部的第三端与所述电路板本体相连，所述条状外延部的第四端向着远离所述电路板本体的方向延伸，所述密封腔自所述电路板本体向着所述条状外延部的第四端延伸，所述蒸发区域位于所述电路板本体内，所述冷凝区域位于所述条状外延部的第四端。

6.根据权利要求1所述的电路板装置，其特征在于，所述电路板包括第一子电路板、衔接部和第二子电路板，所述第一子电路板通过所述衔接部与所述第二子电路板相连，所述密封腔自所述第一子电路板穿过所述衔接部延伸至所述第二子电路板，所述密封腔与所述第一子电路板和所述第二子电路板相对的区域均为所述蒸发区域，所述冷凝区域位于所述衔接部内。

7.根据权利要求6所述的电路板装置，其特征在于，所述密封腔位于所述第一子电路板的所述蒸发区域为第一蒸发区域，所述密封腔位于所述第二子电路板的所述蒸发区域为第二蒸发区域，所述第一蒸发区域和所述第二蒸发区域均通过所述液体驱动件与同一个所述冷凝区域相连。

8.根据权利要求6所述的电路板装置，其特征在于，所述第一子电路板上与所述蒸发区域相对的位置为第一位置，所述第二子电路板上与所述蒸发区域相对的位置为第二位置，所述第一位置和所述第二位置均设置有发热器件。

9.根据权利要求1所述的电路板装置，其特征在于，所述电路板包括第一主体部、第一金属层和/或第二金属层，所述第一金属层和/或所述第二金属层设有发热器件，所述第一金属层叠置在所述第一主体部的第一侧，和/或，所述第二金属层叠置在所述第一主体部的第二侧，所述第一侧与所述第二侧相背设置，所述第一金属层和/或所述第二金属层开设有挖空区域，所述挖空区域至少部分避让所述冷凝区域。

10.根据权利要求9所述的电路板装置，其特征在于，所述第一主体部包括基层、第一覆盖层和第二覆盖层，所述基层开设有通孔，所述第一覆盖层叠置在所述基层的一侧，且覆盖所述通孔的第一端口，所述第二覆盖层叠置在所述基层的另一侧，且覆盖所述通孔的第二端口，所述基层、所述第一覆盖层和所述第二覆盖层围成所述密封腔，所述第一金属层覆盖在所述第一覆盖层上，所述第二金属层覆盖在所述第二覆盖层上，所述第一覆盖层和所述第二覆盖层均为绝缘层。

11.根据权利要求1所述的电路板装置，其特征在于，所述电路板设置有散热结构件，所述散热结构件与所述冷凝区域导热相连。

12.根据权利要求1所述的电路板装置，其特征在于，所述液体驱动件为毛细结构部。

13.一种电子设备，其特征在于，包括壳体和权利要求1至12中任一项所述的电路板装置，所述壳体具有内腔，所述电路板装置设置于内腔中。

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