CN112752395A - 线路板的散热结构和智能设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种线路板的散热结构和智能设备，其中，线路板的散热结构包括线路板芯片及散热器，所述线路板包括金属基板、设于金属基板的绝缘层，以及设于绝缘层上的铜箔层，所述线路板开设有贯通绝缘层和金属基板的散热孔，所述铜箔层对应所述散热孔的位置开设有避让孔；所述芯片包括芯片本体和支脚，支脚贴设于所述铜箔层，并位于避让孔的周沿；所述散热器设于所述金属基板背离所述铜箔层的表面，所述散热器包括散热本体和散热分支，所述散热分支穿过所述散热孔并抵接所述芯片本体，且所述散热分支与所述芯片本体之间形成有空隙。本发明技术方案的线路板的散热结构在热电分离基础上具有较好的散热效果。
Description
技术领域
本发明涉及线路板制备技术领域，特别涉及一种线路板的散热结构和智能设备。
背景技术
随着智能设备的发展，线路板上需要集成越来越多的电器元件，从而实现智能模块的多功能化。在使用过程中，电器元件会产生大量的热量，这些热量若不及时散发出去，会导致元器件温度不断增加，严重影响元器件的稳定性和使用寿命，目前使用热电分离技术可以解决部分散热问题，但是现有的线路板的散热结构并不能够起到真正有效的散热。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种线路板的散热结构，旨在得到一种能够有效降低线路板上元器件温度的散热结构。
为实现上述目的，本发明公开的线路板的散热结构包括：
线路板，所述线路板包括金属基板、设于所述金属基板的绝缘层，以及设于所述绝缘层上的铜箔层，所述线路板开设有贯通所述绝缘层和所述金属基板的散热孔，所述铜箔层对应所述散热孔的位置开设有避让孔；
芯片，所述芯片包括芯片本体和设于芯片本体周缘的支脚，所述支脚贴设于所述铜箔层，并位于所述避让孔的周沿；及
散热器，所述散热器设于所述金属基板背离所述铜箔层的表面，所述散热器包括散热本体和设于所述散热本体一侧的散热分支，所述散热分支穿过所述散热孔并抵接所述芯片本体，且所述散热分支与所述芯片本体之间形成有空隙。
在一实施例中，所述散热分支包括连接部和抵接部，所述抵接部抵接所述芯片本体，并与所述芯片本体之间形成有所述空隙，所述抵接部在所述金属基板的投影面积大于所述连接部的投影面积。
在一实施例中，所述抵接部于所述空隙内凸设有多个抵接端，多个所述抵接端间隔设置，并抵接所述芯片本体。
在一实施例中，所述支脚包括第一段、由第一段弯折延伸的第二段，以及由第二段远离所述第一段的端部弯折延伸的第三段，所述第三段连接于所述芯片本体，第一段连接于所述铜箔层，所述第三段和第二段以及芯片本体围合形成有空腔，所述空腔与所述避让孔连通。
在一实施例中，所述抵接部的周缘弯折延伸有延伸部，所述延伸部伸入所述空腔内，并抵接所述芯片本体的侧周面。
在一实施例中，所述避让孔的开口尺寸大于所述散热孔的开口尺寸。
在一实施例中，所述抵接部和所述连接部与所述避让孔均为间隙配合。
在一实施例中，所述金属基板与所述散热本体通过热界面材料贴附。
在一实施例中，所述散热本体背离所述金属基板的表面设有多个散热柱，多个散热柱间隔分布于所述散热本体的表面。
本发明又提出一种智能设备，所述智能设备包括如上任一项所述的线路板的散热结构。
本发明技术方案的线路板的散热结构包括线路板、芯片及散热器，芯片包括芯片本体和支脚，支脚连接于铜箔层的避让孔周缘，从而可以使得芯片本体对应避让孔设置，如此，增加了芯片周围的对流空气，增加了散热几率。同时，散热器包括散热本体和与芯片本体相抵接的散热分支，又提供了散热渠道，使得芯片散发的大部分热量通过散热分支传递到散热主体上，进一步提高了散热器的散热速率，保证线路板的散热结构散热性能好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明线路板的散热结构一实施例的剖视图；
图2为本发明线路板的散热结构另一实施例的剖视图；
图3为本发明线路板的散热结构又一实施例的剖视图。
附图标号说明：
| 100 | 线路板的散热结构 | 331 | 第一段 |
| 100a | 空隙 | 333 | 第二段 |
| 10 | 线路板 | 335 | 第三段 |
| 11 | 金属基板 | 50 | 散热器 |
| 111 | 散热孔 | 51 | 散热本体 |
| 13 | 绝缘层 | 511 | 散热柱 |
| 15 | 铜箔层 | 53 | 散热分支 |
| 151 | 避让孔 | 531 | 连接部 |
| 30 | 芯片 | 533 | 抵接部 |
| 30a | 空腔 | 5331 | 抵接端 |
| 31 | 芯片本体 | 5333 | 延伸部 |
| 33 | 支脚 | 70 | 热界面材料 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种线路板的散热结构100，应用于带有灯珠芯片30的智能设备。
请参照图1，在本发明的一实施例中，线路板的散热结构100包括：
线路板10，所述线路板10包括金属基板11、设于所述金属基板11的绝缘层13，以及设于所述绝缘层13上的铜箔层15，所述线路板10开设有贯通所述绝缘层13和所述金属基板11的散热孔111，所述铜箔层15对应所述散热孔111的位置开设有避让孔151；
芯片30，所述芯片30包括芯片本体31和设于芯片本体31周缘的支脚33，所述支脚33贴设于所述铜箔层15，并位于所述避让孔151的周沿；及
散热器50，所述散热器50设于所述金属基板11背离所述铜箔层15的表面，所述散热器50包括散热本体51和设于所述散热本体51一侧的散热分支53，所述散热分支53穿过所述散热孔111并抵接所述芯片本体31，且所述散热分支53与所述芯片本体31之间形成有空隙100a。
本实施例中，金属基板11作为支撑构件，其材质可以为铜或铝，具有较好的结构强度，良好的导热性能，方便加工。在金属基板11上设置有绝缘层13，是一种低热阻导热绝缘材料，一般由特种陶瓷填充的特殊的聚合物构成，热阻小，粘弹性能优良，具有抗热老化的能力，具有优良的导热性能和高强度的电气绝缘性能。而铜箔层15则是通过蚀刻形成的印刷电路，能够使得线路板10上的各个部件相互连接，一般的，电路层要求具有很大的载流能力，故而其厚度不应太薄。在线路板10上连接有芯片30，该芯片30可以是功能芯片30，例如可以发光的灯珠芯片30，或是发声的麦克风芯片30，也可以是微处理芯片30等，在此不作限定。具体地，当芯片30为灯珠芯片时，该线路板的散热结构100具有照明或指示灯的作用。芯片30包括芯片本体31和支脚33，支脚33用于与线路板10的铜箔层15电连接，从而可以为其提供电能，实现芯片30对应的功能。支脚33连接于避让孔151的周缘，使得芯片本体31对应避让孔151设置，如此，芯片本体31与金属基板11之间具有一定的空间。
同时，结合热电分离技术，将散热器50设于金属基板11背离铜箔层15的一侧，且散热器50包括有散热本体51和散热分支53，该散热分支53可以穿过散热孔111并抵接芯片本体31，此处，为抵接芯片本体31的下端面，从而使得芯片30的散热无需经过线路板10的导电部分，而是直接沿着散热分支53传递到散热本体51上，再通过散热本体51将热量及时发散出去，保证芯片30的工作性能。同时，散热分支53和芯片本体31之间还形成有空隙100a，该空隙100a可以是抵接部533在竖直方向上与芯片本体31配合形成的，也可以是在水平方向上的。当然，该空隙100a在竖直方向上形成时，可以位于抵接部533的中部，也可以位于抵接部533的周缘，
本发明技术方案的线路板的散热结构100包括线路板10、芯片30及散热器50，芯片30包括芯片本体31和支脚33，支脚33连接于铜箔层15的避让孔151周缘，从而可以使得芯片本体31对应避让孔151设置，如此，增加了芯片30周围的对流空气，增加了散热几率。同时，散热器50包括散热本体51和与芯片本体31相抵接的散热分支53，又提供了散热渠道，使得芯片30散发的大部分热量通过散热分支53传递到散热主体上，进一步提高了散热器50的散热速率，保证线路板的散热结构100的散热性能好。此外，散热分支53和芯片本体31之间还形成有空隙100a，从而增加了芯片本体31周缘的空气对流，在部分热量直接通过散热分支53传递时，还可以借助周围的空气将热量通过孔隙散发出去，进一步提高了散热性能，
在一实施例中，所述散热分支53包括连接部531和抵接部533，所述抵接部533抵接所述芯片本体31，并与所述芯片本体31之间形成有所述空隙100a，所述抵接部533在所述金属基板11的投影面积大于所述连接部531的投影面积。
本实施例中，散热分支53包括抵接部533和连接部531，该连接部531大致呈柱状，连接散热本体51和抵接部533，其形状可与散热孔111的形状相匹配，例如，散热孔111的形状为圆形，则连接部531为圆柱体形状。而当抵接部533也有部分位于散热孔111内时，其形状也可与散热孔111的形状相匹配，而当抵接部533完全位于避让孔151内与芯片本体31连接时，则需要与散热孔111的形状相匹配。此处，抵接部533与芯片本体31支脚33形成有间隙，具体地，抵接部533背离连接部531的端面周缘与芯片本体31连接，背离连接部531的端面中部与芯片本体31形成空隙100a，从而实现直接传递热量和保持空气对流的传热结合的传热方式，增强散热效果。同时为了进一步提高散热效果，将抵接部533在金属基板11的投影面积大于连接部531的投影面积，从而能够增大与芯片本体31的接触面积和进行热对流的空间，并同时兼顾散热孔111不宜过大，影响线路板10的结构强度。
请参照图2，在一实施例中，所述抵接部533于所述空隙100a内凸设有多个抵接端5331，多个所述抵接端5331间隔设置，并抵接所述芯片本体31。
本实施例中，为了进一步增加散热效果，抵接部533于空隙100a内凸设有多个抵接端5331，该抵接端5331的形状为长方体状，多个抵接端5331间隔设置并抵接芯片本体31，从而可以将空隙100a分成多个小的对流空间，并同时增大了抵接面积，进一步增大传热几率，使得通过抵接部533进行热量传递的效果更好。
在一实施例中，所述支脚33包括第一段331、由第一段331弯折延伸的第二段333，以及由第二段333远离所述第一段331的端部弯折延伸的第三段335，所述第三段335连接于所述芯片本体31，第一段331连接于所述铜箔层15，所述第三段335和第二段333以及芯片本体31围合形成有空腔30a，所述空腔30a与所述避让孔151连通。
本实施例中，为了进一步增大芯片本体31周围的对流空气，支脚33包括有第一段331、第二段333和第三段335，三者均垂直设置，第二段333由第一段331垂直弯折延伸形成，第三段335由第二段333远离所述第一段331的端部垂直弯折延伸形成，如此，支脚33呈台阶状结构，并且连接于芯片本体31的第三段335在竖直方向上高于连接铜箔层15的第一段331，从而使得第三段335、第二端和芯片本体31围合形成有空腔30a，该空腔30a与避让孔151连通，从而形成了流通的对流空间，进一步增大了芯片本体31进行热对流的空气，继而提高了线路板的散热结构100的散热能力。
请参照图3，在一实施例中，所述抵接部533的周缘弯折延伸有延伸部5333，所述延伸部5333伸入所述空腔30a内，并抵接所述芯片本体31的侧周面。
此处，为了进一步增大抵接部533与芯片本体31的接触面积，设置抵接部533的周缘弯折延伸有延伸部5333，该延伸部5333深入空腔30a内，并与芯片本体31的侧周面相抵接，从而实现半包围的传热结构，使得芯片本体31产生的热量可以快速通过抵接部533和延伸部5333向下段的散热本体51传递，并同时保留部分空腔30a与芯片本体31实现空气的对流，进一步增强散热效果。
请继续参照图1，在一实施例中，所述避让孔151的开口尺寸大于所述散热孔111的开口尺寸。
本实施例中，设置避让孔151的开口尺寸大于散热孔111的开口尺寸，可以增大铜箔层15与抵接部533之间的空间，防止阻断空腔30a与散热孔111的连通，从而实现对流空气的循环，保证散热效果。当然，此处，避让孔151的具体开口尺寸可以根据实际的尺寸设计进行调整，在此不作限定。
可以理解的，在一实施例中，所述抵接部533和所述连接部531与所述避让孔151均为间隙配合。为了实现通过空腔30a来进行热对流空气的循环，需要将空腔30a与避让孔151进行连通，以便热量均从芯片本体31的下端传递到散热本体51处，保证实现热电分离，故而在连接部531穿设于避让孔151内时，将避让孔151与连接部531的配合为间隙配合，从而实现传递对流空气的作用，进一步保证散热效果。当然，抵接部533也部分位于散热孔111内时，此时，也将其与散热孔111设置为间隙配合，从而连通空腔30a和散热孔111，实现热对流的连通空间，保证散热效果。
在一实施例中，所述金属基板11与所述散热本体51通过热界面材料70贴附。
本实施例中，为了进一步保证线路板10的热电分离，将金属基板11的热量直接向下传递至散热本体51，故而在金属基板11和散热本体51之间通过热界面材料70来实现粘贴连接。该热界面材料70是用于涂敷在散热器50件与发热器件之间，降低它们之间接触热阻所使用的材料的总称，从而使得金属基板11与散热本体51之间的接触更加紧密，也可以提高连接结构的稳定性。
在一实施例中，所述散热本体51背离所述金属基板11的表面设有多个散热柱511，多个散热柱511间隔分布于所述散热本体51的表面。
当然，在上述结构中，通过将芯片本体31产生的热直接通过抵接部533和连接部531传递到散热本体51处，同时可以通过间隙和空腔30a与散热孔111的连通，实现较强的空气对流，增加散热至散热本体51的几率，故而为了使得散热本体51能快速将接收到的热量及时散发出去，散热本体51背离金属基板11的表面设有多个散热柱511，散热柱511的横截面形状可以是圆形、方形或多边形等，在此不作限定。多个散热柱511间隔分布于散热本体51的表面，从而增大了散热本体51与周围空气之间的对流面积，保证热量的及时散发到周围空气中，如此可以进一步提高接收连接部531传递的热量，实现较好的散热效果。
本发明又提出一种智能设备(未图示)，所述智能设备包括如上任一项所述的线路板的散热结构100。由于智能设备中的线路板的散热结构100具体参照上述实施例的线路板的散热结构100，因此由上述实施例所带来的技术效果，在此不做赘述。
其中，智能设备可以是智能手机、笔记本电脑、智能手环等，在此不作限定。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种线路板的散热结构，应用于智能设备，其特征在于，所述线路板的散热结构包括：
线路板，所述线路板包括金属基板、设于所述金属基板的绝缘层，以及设于所述绝缘层上的铜箔层，所述线路板开设有贯通所述绝缘层和所述金属基板的散热孔，所述铜箔层对应所述散热孔的位置开设有避让孔；
芯片，所述芯片包括芯片本体和设于芯片本体周缘的支脚，所述支脚贴设于所述铜箔层，并位于所述避让孔的周沿；及
散热器，所述散热器设于所述金属基板背离所述铜箔层的表面，所述散热器包括散热本体和设于所述散热本体一侧的散热分支，所述散热分支穿过所述散热孔并抵接所述芯片本体，且所述散热分支与所述芯片本体之间形成有空隙。
2.如权利要求1所述的线路板的散热结构，其特征在于，所述散热分支包括连接部和抵接部，所述抵接部抵接所述芯片本体，并与所述芯片本体之间形成有所述空隙，所述抵接部在所述金属基板的投影面积大于所述连接部的投影面积。
3.如权利要求2所述的线路板的散热结构，其特征在于，所述抵接部于所述空隙内凸设有多个抵接端，多个所述抵接端间隔设置，并抵接所述芯片本体。
4.如权利要求2所述的线路板的散热结构，其特征在于，所述支脚包括第一段、由第一段弯折延伸的第二段，以及由第二段远离所述第一段的端部弯折延伸的第三段，所述第三段连接于所述芯片本体，第一段连接于所述铜箔层，所述第三段和第二段以及芯片本体围合形成有空腔，所述空腔与所述避让孔连通。
5.如权利要求4所述的线路板的散热结构，其特征在于，所述抵接部的周缘弯折延伸有延伸部，所述延伸部伸入所述空腔内，并抵接所述芯片本体的侧周面。
6.如权利要求5中所述的线路板的散热结构，其特征在于，所述避让孔的开口尺寸大于所述散热孔的开口尺寸。
7.如权利要求5所述的线路板的散热结构，其特征在于，所述抵接部和所述连接部与所述避让孔均为间隙配合。
8.如权利要求1至7中任一项所述的线路板的散热结构，其特征在于，所述金属基板与所述散热本体通过热界面材料贴附。
9.如权利要求1至7中任一项中所述的线路板的散热结构，其特征在于，所述散热本体背离所述金属基板的表面设有多个散热柱，多个散热柱间隔分布于所述散热本体的表面。
10.一种智能设备，其特征在于，所述智能设备包括如权利要求1至9中任一项所述的线路板的散热结构。
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