CN113268127A - 电子设备 - Google Patents

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Abstract

电子设备(1)包括具有发热性的电子部件(12)、配置有电子部件(12)的基板(10)以及散热构件(14)，该散热构件(14)隔着隔热层(13)覆盖基板(10)的表面侧或背面侧的区域并与基板(10)连接，该区域为在基板(10)中包含配置有电子部件(12)的部位的区域。散热构件(14)由具有热传导率为50W/mK以上的材料构成。

Description

电子设备
技术领域
本发明涉及一种电子设备。
背景技术
近年来，对于电子设备，特别是以智能手机为代表的小型且薄型的电子设备，随着其高性能化，人们越来越关注在使用时等中的电子设备的壳体表面的温度升高。尤其是，在如5G通信或8K摄像机记录那样的新的使用案例中，CPU、GPU等的功耗变得特别大，因此使得电子设备变得局部高温，产生所谓的热点。热点的产生引起电子设备的通信吞吐量、照相机的记录品质降低等的问题。
因此，在电子设备中，已经采取了各种措施来防止热点的产生。
例如，如图6所示，在日本专利特开No.2006-210940号公报中，使用覆盖基板110和安装在基板110上的电子部件112的SUS(不锈钢)屏蔽件114。使在电子部件112和SUS屏蔽114之间隔着TIM(thermal interface material：热界面材料)113，并且在电子部件112中产生的热量经由TIM113散热到壳体130的外部。
发明内容
然而，在日本特开2006-210940号公报中公开的电子设备的构成中，由于SUS屏蔽件114的热传导率低，因此从电子部件112传导的热量难以在SUS屏蔽件114内扩散。因此，在电子部件112中产生的热量会经由TIM113而局部地传导到SUS屏蔽件114的与电子部件112相对的区域。
进而，在电子部件112中产生的热量也局部地传导到壳体130的与电子部件112相对的区域，并产生热点(HS)。其结果，存在电子设备1的性能大幅降低的问题。
本发明的一方面是鉴于上述各问题点而完成的，其目的在于，抑制因从搭载于电子设备的电子部件产生的热量导致的电子设备的温度上升，并防止由温度上升引起的电气设备的性能降低。
为了解决上述问题，本发明的一方面的电子设备是包括能够成为热源的电子部件以及配置有所述电子部件的基板的电子设备，其包括：散热构件，其隔着隔热层覆盖所述基板的表面侧或背面侧的区域并与所述基板连接，所述区域是在所述基板中包含配置有所述电子部件的部位的区域，所述散热构件由具有所述基板的热传导率以上的热传导率的材料构成。
根据本发明的一方面，能够抑制因从搭载于电子设备的电子部件产生的热量导致的电子设备的温度上升，并能够防止温度上升引起的电气设备的性能降低。
附图说明
图1是根据本发明的一实施方式的电子设备1的侧面的局部剖视图。
图2是图1的区域B中的电子设备1的局部俯视图。
图3是图1的区域A1或区域A2中的电子设备1的局部放大剖视图。
图4是搭载在根据本发明的一实施方式的电子设备1上的电子部件12的一个例子的剖视图。
图5是根据本发明的一实施方式的电子设备1的侧面的剖视图。
图6是以往的电子设备的侧面的局部剖视图。
具体实施方式
〔实施方式〕
＜电子设备的构成＞
以下，参照图1以及图2详细地说明本发明的实施方式。此外，作为根据本发明的一个方面的电子设备的一个例子，例举出智能电话。但是，作为本发明的一方面所涉及的电子设备，除了智能手机之外，还可以设想个人计算机、游戏机、平板终端、冰箱等家电产品等各种产品。
图1是根据本发明的本实施方式的电子设备1的剖视图。如图1所示，电子设备1包括基板10、电子部件12、散热构件14和壳体30。
基板10的一个例子是刚性基板。替换参照的附图并在后续描述基板10的具体的构成例。
(电子部件)
电子部件12是能够成为热源的电子部件，配置于基板10上。电子部件12的发热的有无·程度根据各自的使用形态而变化。
作为一个例子，电子部件12构成为具备包含CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、GPU(Graphical Processing Unit：图形处理单元)等集成电路的SoC(Systemon Chip：系统级芯片)。但是，这并不限定本实施方式，也可以是根据使用方式而能够成为热源的其它电子部件。替换参照的附图并在后续描述电子部件12的具体的构成例。
此外，在图1中，基板10上的电子部件12的大小及配置只是一个例子，并不限定本实施方式。
(散热构件及隔热层)
电子设备1还包括散热构件14，该散热构件14隔着隔热层13覆盖基板10的表面侧或背面侧的区域并与基板10连接，该区域为在基板10中包含配置有电子部件12的部位的区域。
散热构件14的一个例子是板状的部件。在此，若将在基板10中配置有电子部件12的表面称为表面侧的面，将未配置有电子部件12的表面称为背面侧的面，则在图1的例子中，散热构件14覆盖基板10的表面侧。但是，这并不限定本实施方式，散热构件14也可以是覆盖基板10的背面侧的构成。更具体而言，在图1中，也可以采用将电子部件12在基板10中配置于与图1所示的散热构件14相反的一侧的表面上的构成。
另外，作为构成散热构件14的材料，由具有热传导率在基板10的热传导率以上的材料构成。在此，基板10的热传导率是指包括主要由树脂构成的基板10的主体和设置在基板10内的金属制的布线整体的热传导率，通常而言约为20W/mK左右。
如后所述，在基板10的电子部件12附近，大量设置有由导电率和热传导率高的材料构成的布线和孔(散热孔)，因此相比于基板10整体的热传导率，从电子部件12到散热构件14的热传导率更高。从基板10的电子部件12到散热构件14的热传导率为基板整体的热传导率的3倍以上，进一步通过在基板上大量使用铜等的、尽可能多地设置散热孔等的结构上下功夫，变为基板整体的热传导率的5～10倍。因此，更优选的是构成散热构件14的材料也可以由具有热传导率在从基板10的电子部件12到散热构件14的热传导率以上的材料构成。例如，散热构件14也可以由热传导率为50W/mK以上的材料构成。作为所述散热构件14的具体材料，例如可以例举包含铜、金、银、铝等的材料，但不限于此。
另外，介于电子部件12与散热构件14之间的隔热层13包含有空气层以及隔热构件中的至少一种。隔热层13的一个例子是空气。在隔热层为空气层的情况下，作为空气层的厚度，例如优选为0.3mm以上或0.5mm以上。但是，空气层的厚度也可以是0.3mm以下。作为隔热层13的其他例子，可列举使用隔热构件。更具体而言，也可以设为在电子部件12与散热构件14之间配置具有隔热性的隔热构件的构成。另外，隔热层13也可以构成为包括隔热构件和空气层这两者。
在图1中，用箭头表示从电子部件12产生的热量的扩散。从电子部件12产生的热量在基板10内主要通过配置在内部布线而扩散，并从基板10散热。进而，扩散到基板10的热量从基板10与散热构件14之间的连接部分向散热构件14整体扩散。遍及散热构件14整体扩散的热量向壳体30的宽的区域扩散，也从壳体30散热。
如上所述，散热构件14由热传导率高的材料构成，因此，传导到散热构件14的热量快速且顺畅地扩散到散热构件14中，因此，能够抑制散热构件14的温度在与电子部件12相对的区域局部地上升的情况。因此，在壳体30中，也能够抑制在靠近电子部件12的区域产生热点(HS)。
另外，通过使隔热层13介于电子部件12与散热构件14之间，能够抑制电子部件12中产生的热量向接近电子部件的区域的散热构件14，进一步向壳体30局部地传导，能够防止接近电子部件12的区域的热点(HS)的产生。
(绝缘片)
图2中示出了图1的电子设备1中的区域B部分的散热构件14的、从基板10侧的表面观察的俯视图。如图2所示，在散热构件14的基板10侧的表面上，在与电子部件12相对的区域以外的区域中具备绝缘片16。通过绝缘片16，能够避免基板的安装部件与散热构件14的电导通。但是，在与电子部件12相对的区域，为了充分获得电子部件12与散热构件14之间的隔热层13的厚度而不设置绝缘片16。通过不设置绝缘片16而充分地获取电子部件12与散热构件14之间的隔热层13的厚度，能够抑制从电子部件12产生的热量向散热构件14以及壳体30传导。
(基板10与散热构件14之间的连接)
接着，将参照图3说明基板10和散热构件14之间如何连接的一个例子。
图3是图1中的用圆圈表示的区域A1的范围的放大剖视图。图2中的用圆圈表示的区域A2的范围也具有相同的构成。
如图3所示，基板10也可以为包含布线层10b与接地层10d的多层型基板，并具备用于连接接地层10d与散热构件14的一个或多个孔(特别是改善散热效果的孔也称为散热孔)10f。具体而言，基板10由第一树脂层10a、布线层10b、第二树脂层10c、接地层10d以及第三树脂层10e层叠而构成。
布线层10b是配置有用于将安装于基板10的电子部件12、元件相互电连接的布线的层。布线层10b例如由铜这样的具有传导性的材料构成。另外，如图3所示，布线层10b配置于第一树脂层10a与第二树脂层10c之间。
接地层10d是配置有与安装于基板10的电子部件12、元件连接的接地(ground)的层。接地层10d例如由铜这样的具有传导性的材料构成。另外，如图3所示，接地层10d配置于第二树脂层10c与第三树脂层10e之间。但是，图3所示的结构是多层基板的结构的一个例子，树脂层、布线层、接地层的结构顺序和层数等不限于图3所示的结构。
在孔10f中，在用于连接基板10的背面和表面的通孔的内侧填充有导电率和热传导率高的材料，例如铜等金属。在此，孔10f也可以是从基板10的背面贯通至表面的贯通孔(通孔)。作为一个例子，通孔也可以是如铜那样由具有导电性以及热传导性的材料覆盖内侧表面的构成。
如图3所示，孔10f以与接地层10d接触，且不与布线层10b的布线接触的方式配置。
另外，基板10的表侧的表面上的孔10f的端部与散热构件14接触。另外，作为一个例子，孔10f的该端部与散热构件14通过焊料15被彼此固定。
根据上述构成，能够使在电子部件12中产生的热量传递到设置于基板10内的接地层10d，并从接地层10d经由孔10f，高效地向散热构件14传热。因此，如上所述，在基板10的电子部件12附近，无论布线还是孔10f也被大量设置，因此相比于基板10整体的热传导率，从电子部件12到散热构件14的热传导率更高。另外，基板10中的孔10f的数量越多，基板10整体的热传导率越高，散热效果也越高。因此，优选尽量增多孔10f的数量。
此外，在基板10的电子部件12附近，大量设置有由导电率和热传导率高的材料构成的布线和孔(散热孔)10f，因此相比于基板10整体的热传导率，从电子部件12到散热构件14的区域的热传导率更高。因此，如上所述，作为散热构件14的材料，优选由具有从基板10的电子部件12到散热构件14的热传导率以上的热传导率的材料构成。
(电子部件的构成)
图4示出了电子部件12的一个例子的剖视图。电子部件12也可以包括：集成电路层12a，其至少形成有集成电路；以及
存储器层12b，其在距基板10比集成电路层12a更远的一侧至少形成有存储器。作为集成电路层12a，例如也可以是SoC(System on Chip：系统级芯片)。集成电路层12a及存储器层12b由热传导率低的树脂层12c包围。因此，在上述构成中，在集成电路层12a中产生的热量被树脂层12c以及存储器层12b阻挡，不易从与基板10相反的一侧散热。
但是，根据本实施方式的构成，能够将从电子部件12产生的热量从基板10侧适当地排除。因此，即使是如上述那样的电子部件，也能够抑制电子设备中的温度上升。
(电子设备的构成)
图5示出了本发明的电子设备1的一个例子的侧面剖视图。电子设备1包括：壳体，其至少收容基板10以及所述散热构件14；以及显示面板50，其配置在具有壳体的一面侧，从配置在与显示面板50相反的一侧的壳体的部分使电子部件12的热量散热。即，散热构件14也可以配置在从基板10观察时与显示面板50相反的一侧。
如图5所示，本例所涉及的电子设备1具备壳体30作为第一壳体，还具备壳体40作为第二壳体。第二壳体40的材料也可以是与壳体30相同的构成材料。作为第一壳体30以及第二壳体40的材料，也可以使用金属、树脂其他材料。另外，在第二壳体40形成有开口部，在该开口部配置有显示面板50。
另外，在图5中，从基板10观察时，在第二壳体40侧没有示出部件，但本实施方式不限于此，本例所涉及的电子设备1也可以在从基板10观察时，在第二壳体40侧具备一个或多个部件。
根据上述构成，在电子部件12中产生的热量能够经由散热构件14从第一壳体30(图5中的右侧)在宽的范围内散热。因此，能够从成为通常用户的手持的第一壳体30散热而不产生热点。如此，根据上述的例子，能够抑制在手持侧的第一壳体30产生热点的情况，并适当地对从电子部件12产生的热量进行散热。
〔总结〕
〔第一方面〕
本发明的电子设备是包括能够成为热源的电子部件以及配置有所述电子部件的基板的电子设备，其包括：散热构件，其隔着隔热层覆盖所述基板的表面侧或背面侧的区域并与所述基板连接，所述区域是在所述基板中包含配置有所述电子部件的部位的区域，所述散热构件由具有所述基板的热传导率以上的热传导率的材料构成。
〔第二方面〕
在本发明的电子设备中，所述散热构件也可以由具有热传导率为50W/mK以上的材料构成。
根据上述构成，在电子部件中产生的热量高效地传导至散热构件，能够防止局部产生温度上升。而且，通过在电子部件和散热构件之间设置隔热层，能够抑制在电子部件中产生的热量局部地传导到散热构件。因此，能够防止在电子设备内产生热点。
〔第三方面〕
在本发明的电子设备中，所述散热构件的材料也可以包含铜。
根据上述构成，通过将导电率和热传导性均高、廉价的铜用作散热构件，能够抑制电子设备的温度上升。
〔第四方面〕
在本发明的电子设备中，所述隔热层也可以包含有空气层以及隔热构件中的至少一种。
根据上述构成，通过在电子部件与散热构件之间不设置任何部分而设置空气层或者设置热传导率低的隔热构件，能够抑制热量从电子部件局部传导到散热构件，能够防止电子设备中的热点的产生。
〔第五方面〕
在本发明的电子设备中，也可以在所述散热构件的所述基板侧的表面上，在与所述电子部件相对的区域以外的区域中具备绝缘片。
根据上述构成，能够通过绝缘片防止配置于基板的安装部件与散热构件之间的电性导通，并且通过在发热性的电子部件与散热构件之间不设置绝缘片，从而能够在电子部件与散热构件之间设置足够厚度的隔热层。
〔第六方面〕
在本发明的电子设备中，所述基板也可以为包含布线层与接地层的多层型基板，并具备用于连接所述接地层与所述散热构件的一个或多个孔。
根据上述构成，能够将在电子部件中产生的热量从孔高效地传递到散热构件。
〔第七方面〕
在本发明的电子设备中，所述电子部件也可以包括：集成电路层，其至少形成有集成电路；以及存储器层，其在距所述基板比所述集成电路层更远的一侧至少形成有存储器。
根据上述构成，能够从不存在妨碍散热的基板侧高效地使电子部件中产生的热量发散。
〔第八方面〕
在本发明的电子设备中，也可以包括：壳体，其至少收容所述基板以及所述散热构件；以及显示面板，其配置在所述壳体某的一面侧，所述电子部件的热量从配置在与所述显示面板相反的一侧的所述壳体的部分散热。
根据上述构成，通常用户能够在从手持电子设备的一侧、即与显示面板相反的一侧横跨大的范围内使热量发散。因此，能够防止用户的手变热等问题。
本发明不限于上述各实施方式，能在权利要求所示的范围中进行各种变更，将不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合得到的实施方式也包含于本发明的技术范围。而且，能够通过组合各实施方式分别公开的技术方法来形成新的技术特征。

Claims (8)

1.一种电子设备，其包括能够成为热源的电子部件以及配置有所述电子部件的基板，所述电子设备的特征在于，包括：
散热构件，其隔着隔热层覆盖所述基板的表面侧或背面侧的区域并与所述基板连接，所述区域是在所述基板中包含配置有所述电子部件的部位的区域，
所述散热构件由具有所述基板的热传导率以上的热传导率的材料构成。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，
所述散热构件由热传导率为50W/mK以上的材料构成。
3.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，
所述散热构件的材料包含铜。
4.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，
所述隔热层包含有空气层以及隔热构件中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，
在所述散热构件的所述基板侧的表面上，在与所述电子部件相对的区域以外的区域中具备绝缘片。
6.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，
所述基板为包含布线层与接地层的多层型基板，并具备用于连接所述接地层与所述散热构件的一个或多个孔。
7.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，
所述电子部件包括：
集成电路层，其至少形成有集成电路；以及
存储器层，其在距所述基板比所述集成电路层更远的一侧至少形成有存储器。
8.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，包括：
壳体，其至少收容所述基板以及所述散热构件；以及
显示面板，其配置在所述壳体某的一面侧，
所述电子部件的热量从配置在与所述显示面板相反的一侧的所述壳体的部分散热。
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