CN114615795A - Pcba板组件、pcba板组件的制作方法及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种PCBA板组件，所述PCBA板组件包括线路板、连接于所述线路板上的发热元件以及热管，线路板背对所述发热元件的侧面开设有凹槽，热管部分安装于所述凹槽内，热管露出所述凹槽的一端与散热组件连接，热管用于将所述发热元件产生的热量以及线路板上的热量传导至所述散热组件。本申请的PCBA板组件具有较好的散热性能，能够加快发热元件散热，并提高了发热元件的工作可靠性。本申请还提供了一种电子设备，所述电子设备包括供电单元、外壳以及上述的PCBA板组件，供电单元与PCBA板组件安装至外壳内，供电单元与PCBA板组件电连接，并为PCBA板组件提供电能。本申请还提供了一种PCBA板组件的制作方法。
Description
技术领域
本申请涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种PCBA板组件、PCBA板组件的制作方法以及具有该PCBA板组件的电子设备。
背景技术
随着科技的发展，越来越多的电子产品不断向轻薄小的趋势发展。相应地，这些电子产品的集成电路(Integrated Circuit，IC)芯片等核芯控制模块也朝着小型化、集成化的方向发展，为了满足不同IC芯片的高度集成化要求，这些IC芯片大都集成在印刷电路板装配(Printed Circuit Board Assembly，PCBA)上。随之而来的问题就是，这些IC芯片在工作过程中会产生大量热量，导致电子产品的发热密度不断上升，如果不及时散热可能会造成IC芯片以及电子产品的性能下降甚至出现损坏。
目前，主要是使用导热硅胶将热管粘贴到IC芯片的表面，然后通过热管对PCBA上的IC芯片进行散热。然而，由于导热硅胶作为热管与IC芯片的连接介质，其自身导热性较差，而且热管与IC芯片之间的接触面积较小，致使二者之间的散热面积较小，导致IC芯片最终的散热效果较差，进而影响IC芯片以及电子产品的正常稳定工作。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种PCBA板组件、一种PCBA板组件的制作方法以及一种电子设备，旨在提高PCBA板组件的散热效果，加快发热元件散热，并提高发热元件的工作可靠性。
为解决上述技术问题，本申请提出了一种PCBA板组件，所述PCBA板组件包括线路板以及连接于所述线路板上的发热元件。所述PCBA板组件还包括热管，所述线路板背对所述发热元件的侧面开设有凹槽，所述热管部分安装于所述凹槽内，所述热管露出所述凹槽的一端与散热组件连接，所述热管用于将所述发热元件产生的热量以及所述线路板上的热量传导至所述散热组件。
在示例性实施方式中，所述凹槽包括相连通的固定槽和安装槽。其中，所述固定槽开设于所述线路板背对所述发热元件的侧面，所述安装槽开设于所述固定槽的底部，所述热管的一端嵌设于所述安装槽内，所述热管露出所述安装槽的一端与所述散热组件连接。
在示例性实施方式中，所述PCBA板组件还包括散热衬垫和紧固件。所述散热衬垫设置于所述线路板面对所述发热元件的侧面，所述发热元件嵌设于所述散热衬垫内，所述紧固件安装于所述线路板背对所述散热衬垫的侧面。
在示例性实施方式中，所述紧固件包括紧固端和紧固板。所述紧固端嵌设于所述固定槽内，所述紧固板安装于所述线路板背对所述散热衬垫的侧面，所述紧固端抵持住所述热管，所述紧固板抵持住所述紧固端。
在示例性实施方式中，所述PCBA板组件还包括导热层。所述导热层设置于所述线路板面对所述散热衬垫的表面上，所述导热层用于将所述发热元件产生的热量以及所述散热衬垫的热量传输至所述线路板。
在示例性实施方式中，所述导热层由铂、金、铝、铜、钛、银、钪、钇、铬、镍中的任意一种或者多种制成。
在示例性实施方式中，所述热管包括端盖、管壳和吸液芯。其中，所述端盖盖设于所述管壳的相对两端，所述端盖与所述管壳形成容置空间，所述吸液芯位于所述容置空间内，所述端盖和所述管壳用于将所述发热元件产生的热量以及所述线路板上的热量传导至所述吸液芯，所述吸液芯将热量传导至所述散热组件。
综上所述，本申请提供的所述PCBA板组件包括线路板、与所述线路板固定连接的散热衬垫、嵌设于所述散热衬垫内的发热元件以及热管。所述线路板的底面开设有凹槽，所述凹槽的位置与所述发热元件的位置相对应，所述热管的一端安装于所述凹槽内，所述热管的另一端与散热组件连接。所述热管嵌设于所述线路板内，增大了所述热管与线路板之间的接触面积，进而增大了二者之间的散热面积，而且，所述热管直接与所述线路板接触，提高了散热速率。此外，通过将所述发热元件嵌设于具有较好导热性能的所述散热衬垫内，所述散热衬垫可以将所述发热元件产生的热量经由所述线路板快速传导至所述热管，使所述PCBA板组件具有较好的散热效果，降低了所述发热元件的工作温度，提高了所述发热元件的工作可靠性。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种PCBA板组件的制作方法，包括：
提供一线路板，在所述线路板上开设凹槽，所述凹槽包括相连通的固定槽和安装槽；
将热管部分安装至所述安装槽内，并在所述固定槽以及所述线路板开设有所述凹槽的表面安装紧固件；
在所述线路板背对所述凹槽的侧面上形成导热层；
在所述导热层背对所述线路板的表面安装嵌设有发热元件的散热衬垫。
在示例性实施方式中，所述将热管部分安装至所述安装槽内，并在所述固定槽以及所述线路板开设有所述凹槽的表面安装紧固件，包括：
将所述线路板加热；
将所述热管部分安装于所述安装槽内，并将所述线路板冷却；
将所述紧固件安装至所述固定槽内和所述线路板开设有所述凹槽的表面。
综上所述，本申请提供的一种PCBA板组件的制作方法包括：提供一线路板，在所述线路板上开设凹槽，所述凹槽包括相连通的固定槽和安装槽；将热管部分安装至所述安装槽内，并在所述固定槽以及所述线路板开设有所述凹槽的表面安装紧固件；在所述线路板背对所述凹槽的侧面上形成导热层。因此，本方法形成的所述PCBA板组件改变了所述热管与所述发热元件之间的连接方式以及所述热管与所述散热衬垫之间的接触介质，在所述热管与所述散热衬垫之间形成了具有较好散热性能的所述导热层，提高了散热效率。而且，所述热管嵌设于所述线路板的所述凹槽内，增大了接触面积和导热面积，提高了散热效果，进而降低了所述发热元件的工作温度，提高了所述发热元件的工作可靠性。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括供电单元、外壳以及上述的PCBA板组件，所述供电单元与所述PCBA板组件安装至所述外壳内，所述供电单元与所述PCBA板组件电连接，并为所述PCBA板组件提供电能。
综上所述，本申请提供的电子设备包括供电单元、外壳以及PCBA板组件，所述PCBA板组件包括线路板、与所述线路板固定连接的散热衬垫、嵌设于所述散热衬垫内的发热元件以及热管。所述线路板的底面开设有凹槽，所述凹槽的位置与所述发热元件的位置相对应，所述热管的一端安装于所述凹槽内，所述热管的另一端与散热组件连接。所述热管嵌设于所述线路板内，增大了所述热管与线路板之间的接触面积，进而增大了二者之间的散热面积，而且，所述热管直接与所述线路板接触，提高了散热速率。此外，通过将所述发热元件嵌设于具有较好导热性能的所述散热衬垫内，所述散热衬垫可以将所述发热元件产生的热量经由所述线路板快速传导至所述热管，使所述PCBA板组件具有较好的散热效果，降低了所述发热元件的工作温度，提高了所述发热元件的工作可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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获得其他的附图。
图1为本申请实施例公开的一种PCBA板组件的立体结构示意图；
图2为本申请实施例公开的一种PCBA板组件的仰视结构示意图；
图3为本申请实施例公开的一种PCBA板组件的线路板的立体结构示意图；
图4为本申请实施例公开的一种PCBA板组件的线路板的正视结构示意图；
图5为本申请实施例公开的一种PCBA板组件的紧固件的立体结构示意图；
图6为本申请实施例公开的一种PCBA板组件的热管的立体结构示意图；
图7为图6中所示热管沿I-I方向的截面示意图；
图8为图7中所示热管中结构VIII的放大示意图；
图9为本申请实施例公开的第二种PCBA板组件的立体结构示意图；
图10为本申请实施例公开的第三种PCBA板组件的线路板立体结构示意图；
图11为本申请实施例公开的第三种PCBA板组件的线路板仰视结构示意图；
图12为本申请实施例公开的一种PCBA板组件的制作方法的流程示意图；
图13为本申请实施例公开的一种PCBA板组件的制作方法中步骤S200的流程示意图。
附图标记说明：
100、200-PCBA板组件；10-线路板；11-凹槽；11a-固定槽；11b-安装槽；30-散热衬垫；50-发热元件；70-热管；71-端盖；73-管壳；74-容置空间；75-吸液芯；80-紧固件；81-紧固端；83-紧固板；85-安装孔；90-导热层；001-方向；S100-S400-PCBA板组件的制作方法的步骤；S210-S230-步骤200的步骤。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本申请可用以实施的特定实施例。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。本申请中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等，仅是参考附加图式的方向，因此，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本申请，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，本申请中使用的术语“包括”、“可以包括”、“包含”、或“可以包含”表示公开的相应功能、操作、元件等的存在，并不限制其他的一个或多个更多功能、操作、元件等。此外，术语“包括”或“包含”表示存在说明书中公开的相应特征、数目、步骤、操作、元素、部件或其组合，而并不排除存在或添加一个或多个其他特征、数目、步骤、操作、元素、部件或其组合，意图在于覆盖不排他的包含。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
随着科技的发展，越来越多的电子产品不断向轻薄小的趋势发展。相应地，这些电子产品的集成电路(Integrated Circuit，IC)芯片等核芯控制模块也朝着小型化、集成化的方向发展，为了满足不同IC芯片的高度集成化要求，这些IC芯片大都集成在印刷电路板装配(Printed Circuit Board Assembly，PCBA)上。随之而来的问题就是，这些IC芯片在工作过程中会产生大量热量，导致电子产品的发热密度不断上升，如果不及时散热可能会造成IC芯片以及电子产品的性能下降甚至出现损坏。目前，主要是使用导热硅胶将热管粘贴到IC芯片的表面，然后通过热管对PCBA上的IC芯片进行散热。然而，由于导热硅胶作为热管与IC芯片的连接介质，其自身导热性较差，而且热管与IC芯片之间的接触面积较小，致使二者之间的散热面积较小，导致IC芯片最终的散热效果较差，进而影响IC芯片以及电子产品的正常稳定工作。
请参阅图1和图2，图1为本申请实施例公开的一种PCBA板组件的立体结构示意图，图2为本申请实施例公开的一种PCBA板组件的仰视结构示意图。
本申请实施例提供的PCBA板组件100包括线路板10、位于所述线路板10的顶面且与所述线路板10固定连接的散热衬垫30、嵌设于所述散热衬垫30内的发热元件50以及热管70。所述散热衬垫30设置于所述线路板面10对所述发热元件50的侧面，所述线路板10的底面(即所述线路板10背对所述散热衬垫30的侧面)开设有凹槽11，所述凹槽11的位置与所述发热元件50的位置相对应，所述热管70的一端安装于所述凹槽11内，所述热管70的另一端与散热组件(图未示)连接。所述线路板10与所述发热元件50电性连接，所述散热衬垫30用于保护所述发热元件50以及将所述发热元件50产生的热量传导至所述线路板10，所述热管70用于将所述线路板10上的热量传导至所述散热组件。即所述热管70部分安装于所述线路板10的凹槽11，并露出所述凹槽11，所述热管70露出所述凹槽11的一端与所述散热组件连接，用于将所述发热元件50产生的热量传导至所述散热组件，以降低所述发热元件50以及所述线路板10的温度。
在本申请实施方式中，所述散热衬垫30与所述线路板10可通过锡焊连接，所述散热衬垫30的构成材料包含金属材质，导热及散热效果良好。所述散热衬垫30和所述发热元件50均可为多个。
在示例性实施方式中，所述散热组件可为电子产品的壳体、背光背板以及其他任一具有较好散热性能的散热结构。
在示例性实施方式中，所述线路板10可为印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)。
在示例性实施方式中，将开设有所述凹槽11的所述线路板10进行均匀加热，使所述线路板10受热膨胀，所述凹槽11的尺寸在受热后会膨胀变大。此时，将所述热管70放置于所述凹槽11中，随后在将所述线路板10进行冷却，所述线路板10冷却收缩，同时所述凹槽11的尺寸变小，所述线路板10与所述热管70紧密接触，使得所述热管70被卡合于所述线路板10的所述凹槽11中。
在示例性实施方式中，所述发热元件50发热时，所述线路板10受热会产生微小的形变，所述热管70吸收热量后也会膨胀并产生微小的形变，当所述线路板10与所述热管70都膨胀时会互相挤压，从而使所述线路板10与所述热管70接触更紧密，卡合更牢固。可以在不增加其他紧固装置的情况下，使所述线路板10与所述热管70之间不存在间隙并始终保持紧密接触，增强了热传导的效率，提升了散热的效果。
在示例性实施方式中，所述发热元件50可以为核心控制模块等IC芯片，例如，处理器、功率晶体管、大规模集成电路等。进一步地，所述发热元件50还可以为发热量小或耐热性差的电子元器件，例如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等。
综上所述，本申请提供的所述PCBA板组件100包括线路板10、位于所述线路板10的顶面且与所述线路板10固定连接的散热衬垫30、嵌设于所述散热衬垫30内的发热元件50以及热管70。所述线路板10的底面开设有凹槽11，所述凹槽11的位置与所述发热元件50的位置相对应，所述热管70的一端安装于所述凹槽11内，所述热管70的另一端与散热组件连接。所述热管70嵌设于所述线路板10内，增大了所述热管70与线路板10之间的接触面积，进而增大了二者之间的散热面积，而且，所述热管70直接与所述线路板10接触，提高了散热速率。此外，通过将所述发热元件50嵌设于具有较好导热性能的所述散热衬垫30内，所述散热衬垫30可以将所述发热元件50产生的热量经由所述线路板10快速传导至所述热管70，使所述PCBA板组件100具有较好的散热效果，降低了所述发热元件50的工作温度，提高了所述发热元件50的工作可靠性。
请参阅图3和图4，图3为本申请实施例公开的一种PCBA板组件的线路板的立体结构示意图，图4为本申请实施例公开的一种PCBA板组件的线路板的正视结构示意图。在本申请实施例中，所述凹槽11的截面整体形状可为一倒置的“凸”字形结构的凹槽，所述凹槽11在所述线路板10上呈“I”形分布。可以理解的是，所述凹槽11可沿着所述线路板10的长度方向开设，即所述凹槽11的延伸方向为所述线路板10的长度方向，也为所述凹槽11的长度方向。
在本申请实施例中，如图4所示，所述凹槽11包括固定槽11a和安装槽11b，其中，所述固定槽11a开设于所述线路板10背对所述散热衬垫30的侧面，即所述固定槽11a的开口端位于所述线路板10背对所述散热衬垫30的侧面，所述安装槽11b开设于所述固定槽11a的底部，即，所述安装槽11b开设于所述线路板10内并与所述固定槽11a连通，所述热管70的一端嵌设于所述安装槽11b内。
在本申请实施方式中，所述凹槽11的位置与所述线路板10上的所述发热元件50的位置相对应，使多个所述发热元件50产生的热量都能通过所述热管70进行散热，减少了所述PCBA板组件100的空间占有率，有利于所述PCBA板组件100的布局，进一步地，为了更好地为所述发热元件50进行散热，所述凹槽11开设在所述线路板10的位置对准或接近所述发热元件50在所述线路板10上相对集中的安装位置，以便更好地将所述发热元件50产生的热量传导至所述热管70进行散热，使所述PCBA板组件100具有更好地散热效果，降低了所述发热元件50的工作温度，提高了所述发热元件50的工作可靠性。
在本申请实施方式中，所述安装槽11b的宽度(图4中箭头方向001)大于所述固定槽11a的宽度，使所述安装槽11b能够卡合住所述热管70，从而无需使用导热硅胶连接所述热管70和所述线路板10。而且，所述线路板10本身具有金属材质和较好的散热能力，同时所述热管70直接与具有更好散热性能的所述线路板10接触，从而可以进一步提高所述PCBA板组件100整体的散热效率。
在示例性实施方式中，所述安装槽11b的尺寸和形状与所述热管70位于所述安装槽11b内的尺寸和形状相匹配。使所述热管70与所述安装槽11b接触更充分，进而提高散热面积。
在本申请实施方式中，请参阅图5，图5为本申请实施例公开的一种PCBA板组件的紧固件的立体结构示意图。所述PCBA板组件100还包括紧固件80，所述紧固件80安装于所述线路板10背对所述散热衬垫30的侧面。所述紧固件80包括紧固端81和紧固板83，所述紧固端81的整体形状可为长条形块状，所述紧固端81嵌设于所述固定槽11a内，所述紧固端81直接与所述热管70接触并抵持住所述热管70。所述紧固板83的整体形状可为“H”形板状，其位于所述线路板10背对所述散热衬垫30的侧面，所述紧固板83用于支撑和固定所述紧固端81并使所述紧固端81抵持住所述热管70。
在本申请实施方式中，所述紧固端81的厚度可大于所述固定槽11a的深度，这样可使得所述紧固端81与所述固定槽11a的接触更充分，便于所述紧固端81可以更好地抵持住所述热管70。
在示例性实施方式中，所述紧固端81与所述紧固板83可通过一体成型的方式形成。
在示例性实施方式中，所述紧固板83的周侧开设有多个安装孔85，所述紧固板83与所述线路板10通过固定件(图未示)与所述安装孔85的装配实现可拆卸地连接。
在示例性实施方式中，所述安装孔85的数量可为2至10个，例如，2个、4个、6个、8个、10个或其数量个。在本申请实施方式中，以所述安装孔85的数量为4个进行举例说明。相应地，所述固定件的数量也为4个。
在示例性实施方式中，所述紧固件80用于加强所述热管70与所述安装槽11b的固定，避免由于所述安装槽11b的膨胀量大于所述热管70的膨胀量所造成的所述热管70与所述安装槽11b之间出现间隙，进而导致所述热管70从所述安装槽11b中脱落，所述紧固件80可避免出现上述情况。
请参阅图6、图7和图8，图6为本申请实施例公开的一种PCBA板组件的热管的立体结构示意图，图7为图6中所示热管沿I-I方向的截面示意图，图8为图7中所示热管中结构VI的放大示意图。在本申请实施方式中，所述热管70包括端盖71、管壳73和吸液芯75，其中，所述管壳73整体可为中空的管状结构，所述端盖71盖设于所述管壳73的相对两端，与所述管壳73形成容置空间74。所述吸液芯75位于所述容置空间74内，所述端盖71与所述管壳73用于将所述线路板10上的热量传导至所述吸液芯75，所述吸液芯75将热量传导至所述散热组件。
在本申请实施方式中，所述管壳73和吸液芯75可由铂(Pt)、金(Au)、铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)、银(Ag)、钪(Sc)、钇(Y)、铬(Cr)、镍(Ni)等金属材料中的任意一种或者多种材料制成。在本申请实施例中，以所述管壳73和所述吸液芯75的材料为Cu进行举例说明。所述吸液芯75具有毛细多孔结构内壁，其内部和周侧填充有工作液体，工作液体具有沸点低、易挥发等特点。
在示例性实施方式中，为便于描述，将所述吸液芯75的位于所述线路板10的凹槽11内的一端作为蒸发端，将所述吸液芯75与所述散热组件连接的一端作为冷凝端。可以理解的是，所述吸液芯75的两端中的任一端均可为蒸发端或冷凝端，在本申请实施例中，不做任何限制。
可以理解的是，所述蒸发端吸收所述线路板10上的热量，热量经过所述管壳73传导至所述吸液芯75内及周侧的工作液体，工作液体受热后蒸发成蒸汽，蒸汽在热扩散的作用下经过所述吸液芯75内的通道流向所述冷凝端，蒸汽在所述冷凝端释放出热量液化成工作液体，工作液体靠着所述吸液芯75提供的毛细力流回至所述蒸发端，如此循环，便将所述线路板10上的热量经过所述热管70传导至所述散热组件，实现了散热。同时，所述热管70是一个封闭的散热系统，内部工作液体不会在不同的期间之间流通，因此不存在液体泄漏的风险。
请再次参阅图1，在本申请实施例中，所述PCBA板组件100还包括导热层90，所述导热层90设置于所述线路板10面对所述散热衬垫30的表面上，所述导热层90用于将所述散热衬垫30的热量传输至所述线路板10，所述线路板10再经过所述热管70将热量传导至所述散热组件。
在本申请实施方式中，所述导热层90可由Pt、Au、Al、Cu、Ti、Ag、Sc、Y、Cr、Ni等金属材料中的任意一种或者多种材料制成。在本申请实施例中，以所述导热层90的材料为Cu进行举例说明，若所述线路板10的材料为Al，则所述导热层90的材料也可为Al。
在示例性实施方式中，所述PCBA板组件100上多个所述散热衬垫30均通过所述导热层90与所述线路板10连接，所述导热层90覆盖整个所述线路板10面对所述散热衬垫30的表面上。因此，所述发热元件50产生的热量经过所述散热衬垫30都会传导至所述线路板10上，并通过所述热管70进行散热，不需要占用太多所述PCBA板组件100的布局空间，即可将多个所述发热元件产生的热量全部通过所述热管70进行散热。
可以理解的是，所述PCBA板组件100上安装有多个所述发热元件50，所述热管70与部分所述发热元件50之间的距离较远，距离所述热管70距离较远的所述发热元件50散发的热量就通过所述导热层90进行传导，从而避免使用多个所述热管70进行散热，不需要占用太多所述PCBA板组件100的布局空间，即可将多个所述发热元件50产生的热量全部通过所述热管70进行散热。
请参阅图9，其为本申请实施例公开的第二种PCBA板组件的立体结构示意图。本实施方式的PCBA板组件200与第一种实施方式中PCBA板组件100的不同之处在于，所述安装槽11b的尺寸大于所述热管70位于所述安装槽11b内的尺寸，可以理解的是，所述安装槽11b与位于所述安装槽11b内的所述热管70在宽度方向(即方向001)保持预定间隙，使所述热管70在受热后具有有一定的膨胀空间，避免所述热管70在受热后膨胀过多地挤压所述线路板10，进而造成所述线路板10或/和所述热管70的损坏。还可以理解的是，所述安装槽11b内也可以安装其他尺寸或型号的所述热管70，使所述线路板10可与多种尺寸或型号的所述热管70结合，提高了产品的实用性和竞争力。
在本申请实施方式中，由于所述安装槽11b与位于所述安装槽11b内的所述热管70在宽度方向保持预定间隙，所述热管70不能通过其自身与所述安装槽11b的紧密接触来实现固定。因此，在本申请实施方式中，必须通过所述紧固件80对来实现将所述热管70固定至所述安装槽11b内。
请参阅图10和图11，图10为本申请实施例公开的第三种PCBA板组件中线路板的立体结构示意图，图11为本申请实施例公开的第三种PCBA板组件中线路板的仰视结构示意图。本实施方式的PCBA板组件与第一种实施方式中PCBA板组件100的不同之处在于，所述线路板10上开设的凹槽11呈“S”形分布，即本实施方式的中的凹槽11沿所述线路板10的长度方向呈S形延伸分布。本申请实施方式的所述线路板10具有更大的接触面积，进而有着更好的散热效率。相应地，所述固定槽11a和安装槽11b也呈“S”形分布。所述热管70位于所述安装槽11b的一端也呈“S”形分布，安装至所述固定槽11a的所述紧固端81也呈“S”形分布。
可以理解的是，所述线路板上开设所述凹槽11还可呈“C”、“U”、“W”、“L”、“N”、“V”形分布，以此来增加所述热管70与所述线路板的接触面积以及散热面积，在本申请实施方式中，所述凹槽11的分布形状不做任何限制。
综上所述，本申请提供的所述PCBA板组件100包括所述线路板10、多个所述散热衬垫30、多个所述发热元件50、所述热管70、所述紧固件80以及所述导热层90。所述线路板10的底面开设有所述固定槽11a，所述固定槽11a的底部开设有所述安装槽11b，所述热管70嵌设于所述安装槽11b中，增大了所述热管70与线路板10之间的接触面积，进而增大了二者之间的散热面积，而且，所述热管70直接与所述线路板10接触，提高了散热速率。此外，通过将所述发热元件50嵌设于具有较好导热性能的所述散热衬垫30内，所述散热衬垫30可以将所述发热元件50产生的热量经由所述线路板10快速传导至所述热管70，进一步提高了散热速率，所述PCBA板组件100具有较好的散热效果，降低了所述发热元件50的工作温度，提高了所述发热元件50的工作可靠性。所述紧固件80包括紧固端81和所述紧固板83，所述紧固端81嵌设于所述固定槽11a中，所述紧固板83支撑住所述紧固端81并让所述紧固端81抵持住所述热管70，进一步加强所述热管70与所述安装槽11b的固定。所述PCBA板组件100上多个所述散热衬垫30均通过所述导热层90与所述线路板10连接，不需要设置多个所述热管70，即可将多个所述发热元件产生的热量都通过所述热管70进行散热，节省了PCBA板组件100的布局空间。
基于相同的发明构思，本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括供电单元、外壳以及上述任一实施例所示的PCBA板组件，所述供电单元与所述PCBA板组件安装至所述外壳内，所述供电单元与所述PCBA板组件电连接，所述供电单元用于为所述PCBA板组件提供电能。由于上述图1至图11所示的实施例中已对所述PCBA板组件进行了较为详细的阐述，在此不再赘述。其中，所述电子设备包括但不局限于：LED面板、平板电脑、笔记本电脑、导航仪、手机和电子手表等任何具有PCBA板组件的电子设备或者部件，本申请对此不作具体限制。
可以理解地，所述电子设备还可包含诸如个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)和/或音乐播放器功能的电子设备，诸如手机、平板电脑、具备无线通讯功能的可穿戴电子设备(如智能手表)等。上述电子设备也可以是其它电子装置，诸如具有触敏表面(例如触控面板)的膝上型计算机(Laptop)等。在一些实施例中，所述电子设备可以具有通信功能，即可以通过2G(第二代手机通信技术规格)、3G(第三代手机通信技术规格)、4G(第四代手机通信技术规格)、5G(第五代手机通信技术规格)或W-LAN(无线局域网)或今后可能出现的通信方式与网络建立通信。为简明起见，对此本申请实施例不做进一步限定。
请参阅图12，其为本申请实施例公开的一种PCBA板组件的制作方法的流程示意图。在本申请实施例中，所述PCBA板组件的制作方法用于制作上述任一实施例所示的PCBA板组件。请一并参阅上述图1至图11，所述PCBA板组件的制作方法至少包括以下步骤。
S100、提供一线路板10，在所述线路板10上开设凹槽11，所述凹槽11包括相连通的固定槽11a和安装槽11b。
具体为，在本申请实施例中，提供一平整、洁净的线路板10，在所述线路板10上铣出所述固定槽11a，即所述固定槽11a的开口端位于所述线路板10的一侧面上。然后在所述固定槽11a的底部铣出所述安装槽11b，所述安装槽11b的宽度大于所述固定槽11a的宽度，所述固定槽11a和所述安装槽11b组成了截面整体形状可为倒置的“凸”字形的所述凹槽11，所述凹槽11的位置与待安装的发热元件50的位置相对应。
S200、将热管70部分安装至所述安装槽11b内，并在所述固定槽11a以及所述线路板10开设有所述凹槽11的表面安装紧固件80。
具体为，在本申请实施例中，可通过人工或机器将部分所述热管70安装至所述安装槽11b内，所述热管70露出安装槽11b的一端与所述散热组件连接。所述紧固件80用于抵持住所述热管70，并进一步加强所述热管70与所述安装槽11b的固定。
在本申请实施方式中，所述热管70包括端盖71、管壳73和吸液芯75，所述管壳73整体可为中空的管状结构，所述端盖71盖设于所述管壳73的相对两端，所述吸液芯75安装于所述容置空间74内，所述端盖71与所述管壳73用于将所述线路板10上的热量传导至所述吸液芯75，所述吸液芯75将热量传导至所述散热组件。为便于描述，将所述吸液芯75的位于所述线路板10的凹槽11内的一端作为蒸发端，将所述吸液芯75与所述散热组件连接的一端作为冷凝端。
S300、在所述线路板10背对所述凹槽11的侧面上形成导热层90。
具体为，在本申请实施例中，可通过电镀的方式在所述线路板10背对所述凹槽11的侧面上形成所述导热层90。所述导热层90可由Pt、Au、Al、Cu、Ti、Ag、Sc、Y、Cr、Ni等金属材料中的任意一种或者多种材料制成，所述线路板10的材料为Al，则所述导热层90的材料也为Al。
S400、在所述导热层90背对所述线路板10的表面安装嵌设有发热元件50的散热衬垫30。
具体为，在本申请实施例中，通过表面贴装技术(Surface Mounted Technology，SMT)和双列直插封装插件(Dual In-line Package，DIP)两个程序安装嵌设有所述发热元件50的所述散热衬垫30以及其他散热组件。所述散热衬垫30的构成材料包含金属材质，散热效果良好。多个所述散热衬垫30均通过所述导热层90与所述线路板10连接，所述导热层90覆盖整个所述线路板10面对所述散热衬垫30的表面上。因此，所述发热元件50产生的热量经过所述散热衬垫30都会传导至所述线路板10上，并通过所述热管70进行散热，不需要占用太多所述PCBA板组件100的布局空间，即可将多个所述发热元件产生的热量全部通过所述热管70进行散热。
请参阅图13，图13为本申请实施例公开的一种PCBA板组件的制作方法中步骤S200的流程示意图。在本申请实施例中，所述步骤S200至少可以包括以下步骤。
S210、将所述线路板10加热。
具体为，将所述线路板10置于高温环境中或让所述线路板10接触高温的加热件，使所述线路板10受热膨胀，所述凹槽11的尺寸也相应增大。
S220、将所述热管70部分安装于所述安装槽11b内，并将所述线路板10冷却。
具体为，所述热管70的一端的形状和尺寸与所述安装槽11b的形状和尺寸相匹配，将所述热管70的一端与所述安装槽11b对准，将所述热管70部分放置于所述安装槽11b内，通过将所述线路板10置于低温环境或使用风冷等方式将所述线路板10冷却，所述线路板10冷却后回缩，所述安装槽11b与所述热管70紧密贴合，便实现将所述热管70安装于所述安装槽11b内。
S230、将所述紧固件80安装至所述固定槽11a内和所述线路板10开设有所述凹槽11的表面。
具体为，所述紧固件80包括紧固端81和紧固板83，将所述紧固件80的紧固端81与所述固定槽11a对准，然后将所述紧固端81放置于所述固定槽11a内，所述紧固端81的厚度大于所述固定槽11a的深度，使所述紧固端81可以更好地抵持住所述热管70。将所述紧固件80的紧固板83紧贴住所述线路板10上开设有所述凹槽11的表面，通过固定件与所述紧固件80的安装孔85的装配实现固定连接。
综上所述，本申请提供的一种PCBA板组件的制作方法包括：提供一线路板10，在所述线路板10上开设凹槽11，所述凹槽11包括相连通的固定槽11a和安装槽11b；将热管70部分安装至所述安装槽11b内，并在所述固定槽11a以及所述线路板10开设有所述凹槽11的表面安装紧固件80；在所述线路板10背对所述凹槽11的侧面上形成导热层90。因此，本方法形成的所述PCBA板组件改变了所述热管70与所述发热元件50之间的连接方式以及所述热管70与所述散热衬垫30之间的接触介质，在所述热管70与所述散热衬垫30之间形成了具有较好散热性能的所述导热层90，提高了散热效率。而且，所述热管70嵌设于所述线路板10的所述凹槽11内，增大了接触面积和导热面积，提高了散热效果，进而降低了所述发热元件50的工作温度，提高了所述发热元件50的工作可靠性。
本申请中所描述的流程图仅仅为一个实施例，在不偏离本申请的精神的情况下对此图示或者本申请中的步骤可以有多种修改变化。比如，可以不同次序的执行这些步骤，或者可以增加、删除或者修改某些步骤。本领域的一般技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
应当理解的是，本申请的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。本领域的一般技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分方法，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于申请所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种PCBA板组件，包括线路板以及连接于所述线路板上的发热元件，其特征在于，所述PCBA板组件还包括热管，所述线路板背对所述发热元件的侧面开设有凹槽，所述热管部分安装于所述凹槽内，所述热管露出所述凹槽的一端与散热组件连接，所述热管用于将所述发热元件产生的热量以及所述线路板上的热量传导至所述散热组件。
2.如权利要求1所述的PCBA板组件，其特征在于，所述凹槽包括相连通的固定槽和安装槽，其中，所述固定槽开设于所述线路板背对所述发热元件的侧面，所述安装槽开设于所述固定槽的底部，所述热管的一端嵌设于所述安装槽内，所述热管露出所述安装槽的一端与所述散热组件连接。
3.如权利要求2所述的PCBA板组件，其特征在于，所述PCBA板组件还包括散热衬垫和紧固件，所述散热衬垫设置于所述线路板面对所述发热元件的侧面，所述发热元件嵌设于所述散热衬垫内，所述紧固件安装于所述线路板背对所述散热衬垫的侧面。
4.如权利要求3所述的PCBA板组件，其特征在于，所述紧固件包括紧固端和紧固板，所述紧固端嵌设于所述固定槽内，所述紧固板安装于所述线路板背对所述散热衬垫的侧面，所述紧固端抵持住所述热管，所述紧固板抵持住所述紧固端。
5.如权利要求3所述的PCBA板组件，其特征在于，所述PCBA板组件还包括导热层，所述导热层设置于所述线路板面对所述散热衬垫的表面上，所述导热层用于将所述发热元件产生的热量以及所述散热衬垫的热量传输至所述线路板。
6.如权利要求5所述的PCBA板组件，其特征在于，所述导热层由铂、金、铝、铜、钛、银、钪、钇、铬、镍中的任意一种或者多种制成。
7.如权利要求1-6任一项所述的PCBA板组件，其特征在于，所述热管包括端盖、管壳和吸液芯，其中，所述端盖盖设于所述管壳的相对两端，所述端盖与所述管壳形成容置空间，所述吸液芯位于所述容置空间内，所述端盖和所述管壳用于将所述发热元件产生的热量以及所述线路板上的热量传导至所述吸液芯，所述吸液芯将热量传导至所述散热组件。
8.一种PCBA板组件的制作方法，用于制备如权利要求1-7任一项所述的PCBA板组件，其特征在于，所述制作方法包括：
提供一线路板，在所述线路板上开设凹槽，所述凹槽包括相连通的固定槽和安装槽；
将热管部分安装至所述安装槽内，并在所述固定槽以及所述线路板开设有所述凹槽的表面安装紧固件；
在所述线路板背对所述凹槽的侧面上形成导热层；
在所述导热层背对所述线路板的表面安装嵌设有发热元件的散热衬垫。
9.如权利要求8所述的PCBA板组件的制作方法，其特征在于，所述将热管部分安装至所述安装槽内，并在所述固定槽以及所述线路板开设有所述凹槽的表面安装紧固件，包括：
将所述线路板加热；
将所述热管部分安装于所述安装槽内，并将所述线路板冷却；
将所述紧固件安装至所述固定槽内和所述线路板开设有所述凹槽的表面。
10.一种电子设备，其特征在于，包括供电单元、外壳以及如权利要求1-7任一项所述的PCBA板组件，所述供电单元与所述PCBA板组件安装至所述外壳内，所述供电单元与所述PCBA板组件电连接，并为所述PCBA板组件提供电能。
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|---|---|---|---|
| CN202210227871.1A Pending CN114615795A (zh) | 2022-03-08 | 2022-03-08 | Pcba板组件、pcba板组件的制作方法及电子设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114615795A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050117482A (ko) * | 2005-06-29 | 2005-12-14 | 주식회사 써모랩 | 냉각장치가 내장된 인쇄회로기판 및 그의 제작방법 |
| CN104717870A (zh) * | 2013-12-12 | 2015-06-17 | 奇鋐科技股份有限公司 | 散热模块组合结构 |
| CN105340075A (zh) * | 2014-03-20 | 2016-02-17 | 华为终端有限公司 | 一种移动终端 |
| CN110494018A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-22 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种光模块 |
| CN209845439U (zh) * | 2019-03-19 | 2019-12-24 | 维沃移动通信有限公司 | 一种印刷电路板组件pcba及终端 |
-
2022
- 2022-03-08 CN CN202210227871.1A patent/CN114615795A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050117482A (ko) * | 2005-06-29 | 2005-12-14 | 주식회사 써모랩 | 냉각장치가 내장된 인쇄회로기판 및 그의 제작방법 |
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| CN110494018A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-22 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种光模块 |
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