CN115334743B - Pcb散热结构和电源设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种PCB散热结构和电源设备,该结构包括主板和陶瓷基板,主板包括板主体、电子元器件、第一金属件、以及第二金属件,一个第一金属件对应一个第二金属件设置,设于板主体的第一板面的电子元器件与第一金属件连接,主板形成有对应贯穿一个第一金属件、板主体、以及一个第二金属件的第一导热孔,第一导热孔的表面附着有第一金属连接件,第一金属连接件连接第一金属件和第二金属件,陶瓷基板包括陶瓷基片、第三金属件、以及第四金属件,第三金属件设于陶瓷基板的第一板面,并与第二金属件连接,第四金属件设于陶瓷基片的第二板面,并用于与散热器连接。本申请提供的PCB散热结构的散热效果好。
Description
技术领域
本申请涉及电子电路技术领域,特别是涉及一种PCB散热结构和电源设备。
背景技术
为了提高PCB板的散热效果,避免PCB板由于温度过高而损坏,目前大部分的PCB板结构通常都会与散热器连接,以对PCB板进行降温。相关技术中,通常会采用导热绝缘胶将PCB板的电子元器件与散热器连接,以保证PCB板的散热效果。然而,导热绝缘胶的导热效果有限,电子元器件的散热效果不够高。
发明内容
本申请实施例提供一种PCB散热结构和电源设备,旨在提高PCB板的散热效果。
第一方面,本申请提供一种PCB散热结构,其特征在于,所述PCB散热结构包括:
主板,所述主板包括板主体、电子元器件、第一金属件、以及第二金属件,所述第一金属件和所述第二金属件分别设于所述板主体相背的两侧板面,且所述第一金属件对应所述第二金属件设置,定义所述板主体连接第一金属件的板面为所述板主体的第一板面,所述板主体连接第二金属件的板面为所述板主体的第二板面,所述板主体的第一板面设有所述电子元器件,设于所述板主体的第一板面的所述电子元器件与所述第一金属件连接,所述主板形成有对应贯穿所述第一金属件、所述板主体、以及所述第二金属件的第一导热孔,所述第一导热孔的表面附着有第一金属连接件,所述第一金属连接件连接所述第一金属件和第二金属件;和
陶瓷基板,所述陶瓷基板包括陶瓷基片、第三金属件、以及第四金属件,所述第三金属件设于所述陶瓷基板的第一板面,并与所述第二金属件连接,所述第四金属件设于所述陶瓷基片的第二板面,并用于与散热器连接,所述陶瓷基片的第一板面为所述陶瓷基片的两个板面中朝向所述板主体的板面,所述陶瓷基片的第二板面为所述陶瓷基片的两个板面中背离所述板主体的板面。可选地,所述板主体的第二板面也设有所述电子元器件,所述PCB散热结构还包括:
连接板,所述连接板包括连接主板、第五金属件、以及第六金属件,所述第五金属件设于所述连接主板的第一板面,并与所述第二金属件连接,所述第六金属件设于所述连接主板的第二板面,并与所述第三金属件连接,所述第五金属件对应所述第六金属件设置,所述连接板形成有对应贯穿所述第五金属件、连接主板、以及第六金属件的第二导热孔,所述第二导热孔的表面附着有第二金属连接件,所述第二金属连接件连接所述第五金属件和第六金属件,所述连接主板的第一板面为所述连接主板的两个板面中朝向所述板主体的板面,所述连接主板的第二板面为所述连接主板的两个板面中朝向所述陶瓷基片的板面;
所述连接主板形成有容纳槽,连接于所述板主体的第二板面的所述电子元器件位于所述容纳槽内。
可选地,所述容纳槽设有至少两个,一个设于所述板主体的第二板面的所述电子元器件位于一个所述容纳槽内。
可选地,所述容纳槽贯穿所述连接主板设置。
可选地,若设于所述板主体的第二板面的所述电子元器件与设于所述板主体的第一板面的所述电子元器件位于同一个电回路中,设于所述板主体的第二板面的所述电子元器件则与所述第二金属件连接。
可选地,所述板主体的第二板面还设有第七金属件,所述第七金属件与所述第五金属件连接;
若设于所述板主体的第二板面的所述电子元器件与设于所述板主体的第一板面的所述电子元器件位于不同的电回路中,设于所述板主体的第二板面的所述电子元器件则与所述第七金属件连接。
可选地,所述第一金属件包括连接部和至少一个导热部,所述第一导热孔对应贯穿所述导热部、所述板主体和所述第二金属件设置,设于第一板面的电子元器件包括多个引脚,一个引脚与一个所述第一金属件的连接部连接。
可选地,一个所述第一金属件与至少两个设于所述板主体的第一板面的电子元器件连接。
可选地,所述第四金属件设有多个,多个所述第四金属件间隔排布于所述陶瓷基片的第二板面。
第二方面,本申请提供一种电源设备,所述电源设备包括散热器和上述所述的PCB散热结构。
本发明技术方案提供一种PCB散热结构,该PCB散热结构包括主板和陶瓷基板,主板包括板主体、电子元器件、第一金属件、以及第二金属件,主板设有贯穿设置的第一导热孔,第一导热孔表面附着的第一金属连接件连接第一金属件和第二金属件。陶瓷基板包括陶瓷基片、第三金属件、以及第四金属件,第三金属件和第二金属件连接,第四金属件与散热器连接。PCB散热结构的热传递过程为:电子元器件工作产生的热能会先通过电路流向第一金属件,再由第一导热孔表面附着的第一金属连接件传递给位于板主体第二板面的第二金属件,之后再由第二金属件传递至第三金属件,从而再由陶瓷基片将第三金属件上的热能传递至第四金属件,最终由第四金属件传递给散热器进行散热。本申请提供的PCB散热结构的整个散热过程中采用金属和陶瓷基片进行导热,导热效率快、散热效果好。并且,通过陶瓷基板与散热器连接,能够有效隔离电子元器件和散热器,避免电子元器件和散热器电性导通。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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为本申请实施例提供的PCB散热结构的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的PCB散热结构的剖面结构示意图;
图3为图2所示的PCB散热结构的分解结构示意图;
图4为图1所示的PCB散热结构中显示主板的第二板面的结构示意图;
图5为图1所示的PCB散热结构中显示连接板的第一板面的结构示意图;
图6为图1所示的PCB散热结构中显示连接板的第二板面的结构示意图;
图7为图1所示的PCB散热结构中显示陶瓷基板的第一板面的结构示意图;
图8为图1所示的PCB散热结构中显示陶瓷基板的第二板面的结构示意图。
附图标号说明:
100、PCB散热结构;10、主板;10a、第一导热孔;10b、通孔;11、板主体;13、电子元器件;15、第一金属件;17、第二金属件;19、第一金属连接件;21、第七金属件;30、连接板;30a、第二导热孔;30b、容纳槽;31、连接主板;33、第五金属件;35、第六金属件;37、第二金属连接件;50、陶瓷基板;51、陶瓷基片;53、第三金属件;55、第四金属件;70a、连接孔。
具体实施方式
为了便于理解本申请,为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,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。本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示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。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。在本申请的描述中,“若干”的含义是至少一个,例如一个,两个等,除非另有明确具体的限定。
PCB板通常包括基板式电路结构和多层板式电路结构。其中,基板式电路结构只能在基板的一侧板面上设置电路,并连接电子元器件。由于基板式电路结构无法制作复杂的电路系统,因此,基板式电路结构的功率密度难以提升。相对而言,多层板式电路结构则可以布设有多层线路,并能够在基板相对两侧的板面上均连接安装电子元器件,以制作生产高功率密度的产品。
相关技术中,为了提高PCB板的散热效果,避免PCB板由于温度过高而损坏,不管是基板式电路结构还是多层板式电路结构都通过导热绝缘胶将PCB板和散热器连接,以保证PCB板的散热效果。然而,导热绝缘胶的导热效果有限,电子元器件的散热效果不够高。
针对上述问题,参见图1至图8,本申请提供一种PCB散热结构100和电源设备。本申请实施例涉及的PCB散热结构100可以应用到手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算机设备等电子设备中,也可以应用在电源设备或逆变器等结构中等。
参见图1至图8,本申请提供了一种PCB散热结构100,该PCB散热结构100包括主板10和陶瓷基板50,主板10包括板主体11、电子元器件13、第一金属件15、以及第二金属件17,第一金属件15和第二金属件17分别设于板主体11相背的两侧板面,且第一金属件15对应第二金属件17设置,定义板主体11连接第一金属件15的板面为板主体11的第一板面,板主体11连接第二金属件17的板面为板主体11的第二板面,板主体11的第一板面设有电子元器件13,设于板主体11的第一板面的电子元器件13与第一金属件15连接,主板10形成有对应贯穿第一金属件15、板主体11、以及第二金属件17的第一导热孔10a,第一导热孔10a的表面附着有第一金属连接件19,第一金属连接件19连接第一金属件15和第二金属件17,陶瓷基板50包括陶瓷基片51、第三金属件53、以及第四金属件55,第三金属件53设于陶瓷基板50的第一板面,并与第二金属件17连接,第四金属件55设于陶瓷基片51的第二板面,并用于与散热器连接,陶瓷基片51的第一板面为陶瓷基片51的两个板面中朝向板主体11的板面,陶瓷基片51的第二板面为陶瓷基片51的两个板面中背离板主体11的板面。
其中,第一金属件15、第二金属件17、第一金属连接件19、第三金属件53、以及第四金属件55可以为铜、铝或者金等金属材质,金属材质具有优异的导热性能,能够有效提高电子元器件13产生的热能传递至散热器的效率和效果。在本实施例中,第一金属件15、第二金属件17、第一金属连接件19、第三金属件53、以及第四金属件55的材质可以选用铜,以降低PCB散热结构100的制作成本。
其中,第一金属件15和第二金属件17的形状可以为圆形、方形或者其他不规则形状等任意形状,在此不做进一步限制。第一金属件15和第二金属件17的形状具体可以根据主板10的电路等结构的设置进行设计,例如,可以设于主板10未形成电路的位置或者设于主板10不安装电子元器件13的位置,只要保证与电子元器件13连接,且不影响电路系统运作即可。第一金属件15和第二金属件17的形状可以相同,也可以不同,具体可根据实际需求设置,保证附着在第一导热孔10a表面的第一金属连接件19能够连接第一金属件15和第二金属件17以实现导热即可。第一金属件15和第二金属件17的个数可以根据主板10的电路系统进行设置,在此不做进一步限制。第二金属件17的个数可以对应第一金属件15的个数设置,以保证第一金属件15对应与第二金属件17连接,避免电路交叉导通,保证主板10的电路系统的可靠性。
其中,连接在不同电回路中的电子元器件13与不同的第一金属件15连接,以避免电路交叉干扰。
其中,主板10可以为电源板,用于设置安装电子元器件13和主要的电路系统,单个主板10即可实现电路系统的所有功能。主板10可以为基板式电路结构或者多层板式电路结构。当主板10为基板式电路结构时,主板10上的电子元器件13可以都安装在板主体11第一板面,即板主体11背离陶瓷基片51的板面。在一实施例中,当电子元器件13都设于板主体11的第一板面时,主板10和陶瓷基板50可以直接连接。此时,第二金属件17的位置可以对应第三金属件53的位置设置,以在保证主板10和陶瓷基板50连接的同时,在主板10和陶瓷基板50组装时定位,从而保证PCB散热结构100组装位置的精确性,并提高PCB散热结构100组装的便利性。当主板10为可制备高功率密度产品的多层板式电路结构时,板主体11相对的两侧板面均可以安装有电子元器件13,此时,板主体11连接电子元器件13的至少一侧连接有陶瓷基板50。
其中,陶瓷基板50可以为氧化铝(AlO)陶瓷或者氮化铝(AlN)陶瓷等绝缘导热材料,以保证陶瓷基板50的导热绝缘效果。陶瓷基板50的导热率高,能够保证第三金属件53和第四金属件55之间热能传递的效率,从而保证电子元器件13整个散热过程的散热效果。并且,陶瓷基板50还具有耐高温性,可以避免由于传递的热能的温度过高而损坏的问题。同时,陶瓷基板50还是电绝缘体,可以有效防止主板10的电路和散热器之间电性导通。此外,陶瓷基板50还具有良好的抗辐射效应的能力,在PCB散热结构100中采用陶瓷基板50还可以减小外界环境对主板10性能的影响。
本发明技术方案提供一种PCB散热结构100,该PCB散热结构100包括主板10和陶瓷基板50,主板10包括板主体11、电子元器件13、第一金属件15、以及第二金属件17,主板10设有贯穿设置的第一导热孔10a,第一导热孔10a表面附着的第一金属连接件19连接第一金属件15和第二金属件17。陶瓷基板50包括陶瓷基片51、第三金属件53、以及第四金属件55,第三金属件53和第二金属件17连接,第四金属件55与散热器连接。PCB散热结构100的热传递过程为:电子元器件13工作产生的热能会先通过电路流向第一金属件15,再由第一导热孔10a表面附着的第一金属连接件19传递给位于板主体11第二板面的第二金属件17,之后再由第二金属件17传递至第三金属件53,从而再由陶瓷基片51将第三金属件53上的热能传递至第四金属件55,最终由第四金属件55传递给散热器进行散热。本申请提供的PCB散热结构100的整个散热过程中只采用的金属和陶瓷基片51进行导热。并且,通过陶瓷基板50与散热器连接,能够有效隔离电子元器件13和散热器,避免电子元器件13和散热器电性导通。
可以理解,电路板本身通常会加工形成通孔10b,通孔10b包括电镀通孔(PlatingThroughHole,PTH)和非电镀通孔(NonPlatingThroughHole,NPTH)。通过在主板10上设置第一导热孔10a的方式连接第一金属件15和第二金属件17,不仅能够有效保证PCB散热结构100的散热效果,还可以在加工形成通孔10b的同时,加工制作形成第一导热孔10a,从而降低PCB散热结构100的制造加工难度,降低加工成本。并且,附着在第一导热孔10a表面的第一金属连接件19也能够通过第一导热孔10a进行散热,可以进一步提高散热效果。
可以理解,板主体11的同一板面上通常设有至少两个电子元器件13。具体地,电子元器件13可以设有两个、三个、四个或者更多个,在此不做进一步限制。可以理解,设于板主体11的多个电子元器件13可以是相同种类,也可以是不同种类。多个电子元器件13的尺寸规格可以相同,也可以不同。因此,设于同一板面的至少两个电子元器件13相对于板主体11的板面的最大垂直距离不完全相同,也即连接在板主体11同一板面上的多个电子元器件13,相对于板主体11的板面存在高度差。目前市场上常规的陶瓷基板50厚度通常较薄,在板主体11的第二板面也设有电子元器件13时,常用的陶瓷基板50将无法适配调整设于板主体11的第二板面上的电子元器件13之间的高度差。
参见图1至图3,在本申请的一实施例中,板主体11的第二板面也设有电子元器件13,PCB散热结构100还包括连接板30,连接板30包括连接主板31、第五金属件33、以及第六金属件35,第五金属件33设于连接主板31的第一板面,并与第二金属件17连接,第六金属件35设于连接主板31的第二板面,并与第三金属件53连接,第五金属件33对应第六金属件35设置,连接板30形成有对应贯穿第五金属件33、连接主板31、以及第六金属件35的第二导热孔30a,第二导热孔30a的表面附着有第二金属连接件37,第二金属连接件37连接第五金属件33和第六金属件35,连接主板31的第一板面为连接主板31的两个板面中朝向板主体11的板面,连接主板31的第二板面为连接主板31的两个板面中朝向陶瓷基片51的板面;连接主板31形成有容纳槽30b,连接于板主体11的第二板面的电子元器件13位于容纳槽30b内。
其中,在板主体11两侧板面均安装电子元器件13,增大了电子元器件13安装的范围,可提高主板10的性能。
其中,连接板30可以由不同的材质组装而成,即第一金属连接件19可以选用导热性能较好的材料,如铜、铝、银等金属材料,连接主板31可以选用成本较低的其他材料,例如,连接主板31可以为塑胶板。当然,为了方便制作加工,使PCB散热结构100整体更协调,连接板30也可以为未形成电路的电路板。
其中,第二金属连接件37可以采用涂覆或者镀膜等方式附着在第二导热孔30a的孔表面。通过在连接板30上设置第二导热孔30a的方式连接第五金属件33和第六金属件35,不仅能够保证PCB散热结构100的散热效果,还可以降低PCB散热结构100的制造加工难度,降低加工成本。并且,第二金属连接件37也能够通过第二导热孔30a进行散热,从而进一步提高散热效果。
在主板10工作时,连接在板主体11两侧板面的电子元器件13会发热,电子元器件13的热能传递至第二金属件17后,可以由第二金属件17传递给连接板30的第五金属件33,再由附着在第二导热孔30a表面的第二金属连接件37传递给第六金属件35,以通过第六金属件35传递给陶瓷基板50的第二金属件17。
可以理解,连接板30上设置的容纳槽30b的开口朝向设于板主体11的第二板面的电子元器件13设置,电子元器件13的至少部分结构将对应插设在容纳槽30b内。如此不仅可在主板10和连接板30组装时通过电子元器件13和容纳槽30b进行定位,还可以避免电子元器件13暴露,降低电子元器件13损坏的风险。此外,连接板30上设置的容纳槽30b还用于适配调整不同电子元器件13之间的高度差,以便容置不同尺寸规格的电子元器件13,从而使主板10平稳的连接在陶瓷基板50上,保证板主体11、连接板30和陶瓷基板50连接的稳固性和可靠性,避免各板的板面间相对倾斜而相互干扰。并且,采用连接板30实现整平时,散热器上无需对应设置供电子元器件13容纳的凹槽,PCB散热结构100可以连接在散热器平整的表面上,如此可使PCB散热结构100适配于更多种类的散热器,提高PCB散热结构100与散热器的适配性,进而降低散热器的设计和加工成本,便于散热器批量加工制作。
可以理解,一个容纳槽30b可以容纳至少一个电子元器件13。在本申请的一例实施例中,参见图2和图5,在本申请的一例实施例中,容纳槽30b设有至少两个,一个设于板主体11的第二板面的电子元器件13位于一个容纳槽30b内。
在本实施例中,一个电子元器件13对应安装在一个容纳槽30b内时,每个容纳槽30b的形状可以根据与其对应的电子元器件13的形状进行设置,以进一步提高电子元器件13与连接板30连接的稳固性,避免主板10相对连接板30发生位置偏移。并且,如此还能够更精准地通过电子元器件13和容纳槽30b定位主板10和连接板30的安装位置,保证连接位置的精确度。
参见图2、图5以及图6,在本申请的一例实施例中,容纳槽30b贯穿连接主板31设置。也即,容纳槽30b可以为通槽。如此可减少容纳槽30b的尺寸设置,方便容纳槽30b加工。并且,如此设计时,部分厚度较大的电子元器件13还可以直接穿过容纳槽30b与陶瓷基片51接触导热,进一步提高散热效率。在本实施例中,将容纳槽30b设置为通槽还可使PCB散热结构100更小型化、更轻便。
当然,于其他实施例中,容纳槽30b的深度也可以对应设于板主体11的第二板面的电子元器件13的厚度设置,在此不做进一步限制。
参见图2和图4,在本申请的一例实施例中,若设于板主体11的第二板面的电子元器件13与设于板主体11的第一板面的电子元器件13位于同一个电回路中,设于板主体11的第二板面的电子元器件13则与第二金属件17连接。
在本实施例中,如此不仅能够实现同一电回路中的电子元器件13之间的电性连接,还能够将这些电子元器件13工作产生的热能均传递至第二金属件17,以由第二金属件17通过连接板30和陶瓷基板50,最终传递至散热器上进行散热。在本实施例中,通过将位于同一电回路中的位于板主体11相对两侧板面的电子元器件13连接在同一个第二金属件17上,还能够减少第二金属件17的数量,降低设计制作成本。
参见图2和图4,在本申请的一例实施例中,板主体11的第二板面还设有第七金属件21,第七金属件21与第五金属件33连接;若设于板主体11的第二板面的电子元器件13与设于板主体11的第一板面的电子元器件13位于不同的电回路中,设于板主体11的第二板面的电子元器件13则与第七金属件21连接。
在本实施例中,与第七金属件21连接的设于板主体11的第二板面的电子元器件13所在电回路,并未与位于板主体11的第一板面的电子元器件13连接。如此,第七金属件21可以保证仅在板主体11的第二板面上的电子元器件13之间形成的电回路中的电子元器件13工作产生的热能,能够通过第七金属件21传递给连接板30上的第五金属件33,以最终传递至散热器。此时,第五金属件33的数量可以等于第二金属件17的数量与第七金属件21的数量之和。一个第五金属件33对应与一个第二金属件17或第一第七金属件21连接。
在本申请的一例实施例中,第一金属件15包括连接部和至少一个导热部,第一导热孔10a对应贯穿导热部、板主体11和第二金属件17设置,设于第一板面的电子元器件13包括多个引脚,一个引脚与一个第一金属件15的连接部连接。
其中,一个引脚可以通过连接部与一个、两个或者更多个的导热部连接,导热部的数量可以根据板主体11的空间布局进行设置。
在本实施例中,可以根据板主体11的空间布局容余,尽可能增加导热部的数量、增大导热部面积,从而增大第一金属件15与第二金属件17之间连接导热的效率,进一步提高与第一金属件15连接的电子元器件13的散热效率和散热效果。
为了进一步提高热能从第一金属件15传递至第二金属件17的效率,提高热能的散热效果,可以增加贯穿对应设置的导热部和第二金属件17的第一导热孔10a的数量,或者可以增加贯穿对应设置的导热部和第二金属件17的第一导热孔10a的孔径。
在本申请的一例实施例中,一个第一金属件15与至少两个设于板主体11的第一板面的电子元器件13连接。
在本实施例中,与同一个第一金属件15连接的至少两个设于板主体11的第一板面的电子元器件13位于同一个电回路中,将至少两个电子元器件13与同一个第一金属件15连接时,可以减小主板10空间布局中用于设置第一金属件15和第二金属件17等结构的空间位置,避免布局空间不足而影响电路系统运作或影响散热效果。
可以理解,当板主体11的布局空间中可用于设置第一金属件15和第二金属件17的空间位置足够多时,同一个电回路中的各个设于板主体11的第一板面的电子元器件13也可以与不同的第一金属件15连接,以在保证各个电子元器件13均与第一金属件15连接导热的同时,方便结合电子元器件13位置合理设计布局,简化连接电子元器件13和第一金属件15的难度。
参见图2和图8,在本申请的一例实施例中,第四金属件55设有多个,多个第四金属件55间隔排布于陶瓷基片51的第二板面。
可以理解,第四金属件55可以为圆形、方形或者其它任意形状,在此不做进一步限制。将第四金属件55设置为多个,并将多个第四金属件55间隔排布可以减小陶瓷基板50和散热器连接的应力,便于PCB散热结构100和散热器连接安装,提高PCB散热结构100与散热器连接的稳固性。此外,将第四金属件55设置多个还可以保证第四金属件55分布在陶瓷基片51上的范围,保证第四金属件55与散热器连接接触的面积足够大,从而提高陶瓷基片51上的热能传递至散热器的效率,提高散热效果。
本申请实施例中,为了保证各个板之间热能导通,保证各个金属件之间热能传递的效果,需要相邻两个金属件相互接触。以主板10通过连接板30与陶瓷基板50连接为例,要保证主板10、连接板30、陶瓷基板50、以及散热器之间能够实现热能传递,也即要保证上述实施例中所述的第二金属件17和第五金属件33之间的连接、第七金属件21和第五金属件33之间的连接、第六金属件35和第三金属件53之间的连接、第四金属件55和散热器之间的连接。上述各个连接方式可以采用直接抵接接触的方式进行热传递。具体地,在本实施例中,可以通过卡接、螺钉或者螺栓连接等方式,连接锁紧板主体11、连接主板31、陶瓷基片51、以及散热器,从而使上述相邻的两个金属件能够抵接接触而连接传热。当然,于其他实施例中,也可以采用焊接的方式将第二金属件17和第五金属件33、第七金属件21和第五金属件33、第六金属件35和第三金属件53、以及第四金属件55和散热器连接接触,从而在保证相邻两个金属件连接接触的同时,连接固定主板10、连接板30、陶瓷基板50、以及散热器,保证PCB散热结构100连接固定的稳固性,避免由于相邻金属件脱离而影响电子元器件13的散热。具体实现中,焊接后的PCB散热结构100,板主体11的第二板面可以与连接主板31的第一板面直接接触、连接主板31的第二板面可以和陶瓷基片51的第一板面直接接触,陶瓷基片51的第二板面可以与散热器直接接触,从而保证结构连接紧密性,提高结构间的连接强度,并避免进入灰尘等杂质。
为了提高主板10、陶瓷基板50、连接板30、以及散热器之间连接的稳固性,可以在焊接的基础上,进一步采用螺钉或者螺栓锁紧主板10、陶瓷基板50、连接板30、以及散热器。以进一步提高结构间连接装配的稳固性。示例性的,在连接时,可以在散热器上设置螺孔,并在主板10、陶瓷基板50、以及连接板30的至少其中之二设置连接孔70a,例如,可以将第二金属件17与第五金属件33焊接,以连接主板31和连接板30,并在连接板30和陶瓷基板50上设置连接孔70a。螺钉或螺栓穿过连接孔70a锁紧在散热器的螺孔内,从而连接固定主板10、陶瓷基板50、连接板30、以及散热器。为了方便PCB散热结构100和散热器对位组装,可以在散热器朝向PCB散热结构100一侧设置螺柱,螺孔设置在螺柱内,并沿螺柱的中心轴线方向延伸。在组装时,可以先将陶瓷基板50、连接板30以及主板10根据位置关系先后套设在螺柱外,再将螺钉或螺栓插设在螺孔内,并限位抵接在主板10的第一板面,以限位锁紧固定PCB散热结构100和散热器的相对位置。
上述实施例中,在采用螺钉或螺栓连接时,为了提高连接的平稳性,连接孔70a和螺孔可以对应设有多个。并且,为了进一步提高平稳性,还可以将多个连接孔70a对称设置。同时,在设置连接孔70a时,为了避免干扰电子元器件13的安装排布,多个连接孔70a可以设置在主板10、陶瓷基板50或者连接板30邻近边缘的位置。
本发明还提出一种电源设备,该电源设备包括散热器和PCB散热结构100,该PCB散热结构100的具体结构参照上述实施例,由于本电源设备采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
其中,电源设备可以为开关电源等。散热器可以为片状结构,即散热片,第四金属件55连接在其一侧表面。或者,散热器可以包括安装板和多个散热翅片,多个散热翅片间隔连接在安装板的同一板面,第四金属件55连接于安装板背离散热翅片的一侧板面。其中,安装板和散热翅片的材质可以为金属材质,例如,铝、铜、金等,以保证第三导热件和散热器换热的高效性。具体地,散热器可以吸收第二金属连接件37上的热能,并能够与空间环境进行换热,从而散发掉吸收的热能,实现温度的降低,进而保证电子元器件13能够持续散热。
为了进一步提高PCB散热结构100的散热效果,电源设备还可以包括风冷结构和/或水冷结构,风冷结构和水冷结构都可以作用于散热器,以对散热器进行降温制冷,进一步加快散热器的降温效率。示例性的,电源设备还可以包括电扇,上述电扇作用于散热器,以提高散热器的降温效果。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种PCB散热结构,其特征在于,所述PCB散热结构包括:
主板,所述主板包括板主体、电子元器件、第一金属件、以及第二金属件,所述第一金属件和所述第二金属件分别设于所述板主体相背的两侧板面,且所述第一金属件对应所述第二金属件设置,定义所述板主体连接第一金属件的板面为所述板主体的第一板面,所述板主体连接第二金属件的板面为所述板主体的第二板面,所述板主体的第一板面和第二板面均设有所述电子元器件,设于所述板主体的第一板面的所述电子元器件与所述第一金属件连接,设于所述板主体第二板面的所述电子元 器件与所述第二金属件连接,所述主板形成有对应贯穿所述第一金属件、所述板主体、以及所述第二金属件的第一导热孔,所述第一导热孔的表面附着有第一金属连接件,所述第一金属连接件连接所述第一金属件和所述第二金属件;
陶瓷基板,所述陶瓷基板包括陶瓷基片、第三金属件、以及第四金属件,所述第三金属件设于所述陶瓷基板的第一板面,并与所述第二金属件连接,所述第四金属件设于所述陶瓷基片的第二板面,并用于与焊接散热器连接,所述陶瓷基片的第二板面与散热器接触,所述陶瓷基片的第一板面为所述陶瓷基片的两个板面中朝向所述板主体的板面,所述陶瓷基片的第二板面为所述陶瓷基片的两个板面中背离所述板主体的板面;以及
连接板,所述连接板包括连接主板、第五金属件、以及第六金属件,所述第五金属件设于所述连接主板的第一板面,并与所述第二金属件焊接连接,所述第六金属件设于所述连接主板的第二板面,并与所述第三金属件焊接连接,所述第五金属件对应所述第六金属件设置,所述连接板形成有对应贯穿所述第五金属件、连接主板、以及第六金属件的第二导热孔,所述第二导热孔的表面附着有第二金属连接件,所述第二金属连接件连接所述第五金属件和第六金属件,所述连接主板的第一板面为所述连接主板的两个板面中朝向所述板主体的板面,所述连接主板的第二板面为所述连接主板的两个板面中朝向所述陶瓷基片的板面,所述连接主板形成有容纳槽,连接于所述板主体的第二板面的所述电子元器件位于所述容纳槽内,所述连接主板的第一板面和所述板主体的第二板面接触,所述连接主板的第二板面与所述陶瓷基片的第一板面接触;
其中,所述第一金属件和所述第二金属件设有多个,所述第一金属件包括连接部和至少一个导热部,所述第一导热孔对应贯穿所述导热部、所述板主体和所述第二金属件设置,设于第一板面的所述电子元器件包括多个引脚,一个所述引脚与一个所述第一金属件的连接部连接,并通过所述连接部与所述至少一个导热部连接。
2.如权利要求1所述的PCB散热结构,其特征在于,所述容纳槽设有至少两个,一个设于所述板主体的第二板面的所述电子元器件位于一个所述容纳槽内。
3.如权利要求1所述的PCB散热结构,其特征在于,所述容纳槽贯穿所述连接主板设置。
4.如权利要求1所述的PCB散热结构,其特征在于,若设于所述板主体的第二板面的所述电子元器件与设于所述板主体的第一板面的所述电子元器件位于同一个电回路中,设于所述板主体的第二板面的所述电子元器件则与所述第二金属件连接。
5.如权利要求1所述的PCB散热结构,其特征在于,所述板主体的第二板面还设有第七金属件,所述第七金属件与所述第五金属件连接;
若设于所述板主体的第二板面的所述电子元器件与设于所述板主体的第一板面的所述电子元器件位于不同的电回路中,设于所述板主体的第二板面的所述电子元器件则与所述第七金属件连接。
6.如权利要求1所述的PCB散热结构,其特征在于,一个所述第一金属件与至少两个设于所述板主体的第一板面的电子元器件连接。
7.如权利要求1所述的PCB散热结构,其特征在于,所述第四金属件设有多个,多个所述第四金属件间隔排布于所述陶瓷基片的第二板面。
8.一种电源设备,其特征在于,所述电源设备包括散热器和如权利要求1至7中任意一项所述的PCB散热结构。
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