CN203279444U - 一种可安装在印刷电路板上的散热片及散热组件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种可安装在印刷电路板(PCB)上的散热片及散热组件。所述散热片包括安装面、与所述安装面相对的散热面，以及至少一个可与所述印刷电路板安装的凹槽。当散热片安装在印刷电路板上，且电子元件也安装在散热片的安装面上时，电子元件内的热量可由散热片的安装面传递至散热片的散热面。

Description

一种可安装在印刷电路板上的散热片及散热组件
技术领域
本实用新型涉及一种可安装在印刷电路板上的散热片及散热组件。
背景技术
热量是各种电子装置和电路的必然副产物。为了驱散电子系统产生的热量，可在该电子系统中安装散热片。散热片属于无源元件，其作用原理是通过将热量驱散到周围介质（通常为空气）中来实现冷却设备的目的。散热片可用于冷却安装在印刷电路板(PCB)上的电子元件，如半导体设备。散热片被设计为具有与空气接触的高比表面积，可通过辐射、对流和热传递等方式实现散热目的。为改进散热效果，应在散热片与周围冷却介质之间设立一个较高的热梯度。
印刷电路板散热片通常包含一个与散热的电子元件（如PCB）相连的底座，以及从底座延伸出的多个散热翅片。散热翅片增大了表面积并提供了一个将印刷电路板和电子元件内的热量传递出去的通道。图1为现有技术中用于冷却电子元件101的散热片的示意图，其中电子元件101安装在印刷电路板(PCB)103上。散热片105安装在印刷电路板（PCB）103上，而电子元件101则安装在散热片105上。散热片105包含了散热片底座107和多个散热翅片109。电子元件101安装在底座107上不包含散热翅器109的部分上。底座107被连接到印刷电路板103上，散热翅片器109从底座107和印刷电路板103向外延伸，以便提供一个将元件101内的热量传递出去的通道。设备、散热片和PCB可通过任何适当的连接装置相连，如夹子、螺钉、支架、导热胶带或弹簧夹。
这样，在图1所示的现有技术的组件中，电子元件和散热片同时安装在PCB的同一表面。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种经改进的、可安装在印刷电路板上的散热片及散热组件，该散热片用于冷却安装在印刷电路板上的电子元件。
本实用新型提供了一种可安装在印刷电路板上的散热片，所述散热片包含安装面；与所述安装面相对的散热面，所述散热面设置有多个散热翅片；及至少一个可与所述印刷电路板安装的凹槽，其中至少一个所述散热翅片可形成安装所述印刷电路板的所述凹槽。
上所述凹槽为开槽或流道。
上述凹槽的高度与所述印刷电路板的厚度相当。
上述散热面设有2个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个及以上的散热翅片，所述散热翅片包括针形翅片或叶片型翅片。
上述散热翅片为多个相互平行的细长叶片。
上述散热片为铝或铝合金材质，所述散热翅片为铜材质。
上述凹槽包括设于所述散热片两个相对外沿的两个凹槽，所述两个凹槽可分别安装所述印刷电路板的切口部的两个相对边沿部分。
上述散热片的散热面与沿所述印刷电路板切口部延伸的指状部啮合。
本实用新型还提供了一种散热组件，包括，印刷电路板，所述印刷电路板包括用于安装电子元件的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；上述的任一散热片，所述散热片通过所述凹槽安装在所述印刷电路板上，其中所述散热片的安装面可安装在与所述印刷电路板的第一表面相同的方向上，所述散热片的散热面可安装在与所述印刷电路板的第二表面相同的方向上；及安装在所述散热片安装面的电子元件，所述电子元件的热量可由所述散热片的安装面传动至所述散热片的散热面。
上述印刷电路板的指状部上设有孔眼，一个固定装置可在所述孔眼中延伸并将所述散热片、所述印刷电路板和所述电子元件固定在一起。
根据本实用新型的一方面，散热面包含多个具有散热功能的散热翅片。散热翅片增大了散热面的表面积，同时增强了散热片的散热功能。本领域人员应该理解，可提供任何适用数量的散热翅片，如两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或十个散热翅片。根据需要选择散热翅片的具体形状和数量，散热翅片的形状和数量会影响到散热片的热性能。例如，散热翅片可以包含针形翅片。可选地，散热翅片也可以包含细长叶片形翅片，此时，各个散热翅片可大致相互平行，也可能平行于散热片的一个平面。无需要求所有散热翅片的形状都相同。上述散热翅片可为多个相互平行的细长叶片。
此外在现有技术中，由于散热片在振动过程中发生移动，安装在印刷电路板的电子元件插脚可能会承受一定压力。然而，本实用新型提供的散热组件只允许散热片在与印刷电路板平行和垂直的两个方向上发生轻微移动，从而最大限度地减小振动过程中电子元件插脚所受的压力。此外，本实用新型提供的散热组件还可节省印刷电路板空间，因为无需在电子元件以外的区域开凿孔眼。
根据本实用新型的一方面，散热片大致呈长方体形状。此时，长方体的其中一个表面可以包含有安装面，而与其相对的另一表面可包含有散热面。散热片的具体尺寸取决于其将安装到的印刷电路板、待冷却的电子元件及其他设计参数。
根据本实用新型的一方面，叶片的形状可为任何适合的形状。例如，散热翅片可以包含板条、平板或板片。可根据实际需要及散热片所具有的热性能选择散热翅片的具体形状和数量。在一个散热片的实施例中，细长叶片与散热片的边沿大体平行。
根据本实用新型的一方面，至少一个散热翅片被配置为形成至少一个凹槽，此散热翅片可以是位于散热片外缘的一个或多个散热翅片。在一实施例中，两个外缘散热翅片呈细长叶片状，且被配置为分别沿散热片的两个对边形成凹槽。凹槽表现为开槽或流道的形式，可以沿着叶片的边沿延伸。优选地，只需将印刷电路板的某一部位滑入凹槽内，就可以将散热片安装在印刷电路板上。优选地，凹槽的高度大致与印刷电路板的厚度相当，便于实现顺畅滑行。可选地，也可在散热片的另一部位形成凹槽。
根据本实用新型的一方面，散热片的结构和数量会影响其热性能。例如，散热片可以包含具有适当热阻抗的各种适用材料，如铝或铝合金，这些材料的热导率较高且质量较轻，并具有一定的机械韧性。散热片可以包含挤制铝材或铝合金，或其他挤制材料，可选地，散热片也可由固体材料机加工而成。可选地，散热翅片的构成材料可与散热片主体的构成材料不同，散热翅片可插入散热片主体内进行加工。此时，散热翅片可以包含任何适用材料，如铜。散热片的表面可包含任何适用的颜色。因为表面颜色会影响散热速度，所以散热片的表面颜色会影响其热性能。例如，与裸露的金属表面相比，黑色亚光表面的散热能力更强。
根据本实用新型的一方面，通过将散热片安装在（优选地为滑入到）印刷电路板的切口部、凹部或凹口部处，就可以牢牢固定住散热片，并能最大限度减小散热片和印刷电路板的相对位移。切口部可位于印刷电路板的边沿。优选地，凹槽的高度大致与印刷电路板的厚度相当，以便散热片顺畅地滑到印刷电路板处，同时保证其在垂直印刷电路板的方向上的位移最小。
根据本实用新型的一方面，切口部位于印刷电路板的边沿，且其宽度大致与在两个凹槽之间延伸的散热片的外型尺寸相当。如此，位于散热片两条对边上的两个凹槽便可滑到印刷电路板的切口部处，从而将散热片固定在印刷电路板上。滑行方向与凹槽的纵轴大体平行。散热片一经固定，其在与切口部宽度所在边平行的方向上的位移将会受到限制。优选地，印刷电路板切口部的深度大致相当于另一种外型尺寸散热片的深度。这样，散热片便可滑入切口部并紧邻切口部的内部边沿。散热片一经固定，其在与切口部深度所在边平行的方向上的位移将会受到限制。可选地，散热片进一步地可沿与凹槽纵轴大体垂直的方向滑到印刷电路板处。
根据本实用新型的一方面，切口部可为任意适合的形状，以便与散热片相匹配。如果切口部位于印刷电路板的边沿，则其形状大致为U形。
根据本实用新型的一方面，印刷电路板切口部包括沿着该切口部延伸的指状部，散热片的散热面设置为可与沿切口部延伸的印刷电路板的指状部相啮合。当散热片安装在印刷电路板处时，切口部边沿和散热片上的凹槽啮合，印刷电路板指状部可沿散热片的散热面延伸并与散热面接触。
根据本实用新型的一方面，可使用某种固定装置将散热片、印刷电路板和电子元件相互固定。固定装置可以包含任何适用工具，如螺钉。固定装置可确保散热片、印刷电路板和电子元件相互紧密接触，进而实现良好的热传递，并限制散热片相对于印刷电路板的位移。
上述一个或多个散热片、印刷电路板和电子元件可设置有用于容纳固定装置的孔眼。固定装置可在一个或多个孔眼中延伸。印刷电路板指状部若要与散热面啮合，则需具在印刷电路板指状部上设置孔眼，固定装置可在该孔眼中延伸。
这样便节省了成本，因为只需使用一个紧固件就可以固定散热组件中的所有元件。散热片的连接原理也适用于电子元件。此外，该散热片还可节省印刷电路板空间，因为无需在电子元件插脚位以外的区域开凿孔眼。同时还最大限度地减小了散热片在与印刷电路板所在平面平行和垂直两个方向上的位移。
本实用新型还提供了一种散热组件，包括印刷电路板，如上所述的散热片及安装在所述散热片安装面的电子元件，所述印刷电路板包括用于安装电子元件的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述散热片通过凹槽安装在所述印刷电路板上，其中所述散热片的安装面可安装在与所述印刷电路板的第一表面相同的方向上，所述散热片的散热面可安装在与所述印刷电路板的第二表面相同的方向上，所述电子元件的热量可由所述散热片的安装面传动至所述散热片的散热面。
上述印刷电路板的指状部上设有孔眼，一个固定装置可在所述孔眼中延伸并将所述散热片、所述印刷电路板和所述电子元件固定在一起。
散热组件的设置应有利于对电子元件进行冷却，同时允许散热片（尤其是散热表面）位于印刷电路板的同一侧。在本实用新型提供的组件中，散热片在印刷电路板装有电子元件的一面（即顶部）及与其相对的另一面（即底部）之间延伸。这样便有利于散热片的散热面与印刷电路板底部的冷却介质接触，同时仍允许电子元件位于印刷电路板的顶部。这样的设置在多尘环境或腐蚀环境中特别有利。理想地，冷却介质为空气。散热片的散热面可位于电气设备的吹气室中。电子元件可通过任何适用的连接装置安装在散热片上。可以使用简单的连接步骤将电子元件连接至散热片，并将散热片连接至印刷电路板。
根据本实用新型的另一方面，散热片在印刷电路板装有电子元件的一面（即顶部）及与其相对的另一面（即底部）之间延伸。如此，散热片的散热面便能够与印刷电路板底部的冷却介质充分接触，同时允许电子元件位于印刷电路板的顶部。进一步地，可通过简单的连接流程，将电子元件连接至散热片并将散热片连接至印刷电路板。由于此时散热组件只允许散热片产生最小限度的位移，因此电子元件插脚在振动过程中所受的压力也最小。此外，散热组件还可节省印刷电路板空间，因为无需在电子元件插脚位以外的区域开凿孔眼。
根据本实用新型的另一方面，散热片的散热面可包含多个具有散热功能的散热翅片。散热翅片增大了散热表面的表面积，同时增强了散热片的散热功能。
根据本实用新型的另一方面，散热翅片可包含多个大体相互平行的细长叶片，且至少一个散热翅片被配置为形成至少一个可与印刷电路板安装的凹槽。
根据本实用新型的另一方面，印刷电路板包含切口部，且所述至少一个用于容纳印刷电路板的凹槽包括两个分别沿散热片的两条对边延伸的凹槽，这两个凹槽被设置为容纳位于切口部两条对边所在的印刷电路板部分。通过将散热片安装在（优选地为滑入到）印刷电路板的切口部处，就可将散热片固定到位并能最大限度地减小散热片相对于印刷电路板的位移。
根据本实用新型的另一方面，印刷电路板包含沿切口部延伸的指状部，散热片的散热面被设置为可与该印刷电路板指状部啮合。
根据本实用新型的另一方面，散热片元件还包含用于将散热片、印刷电路板和电子元件固定在一起的固定装置。固定装置可以包含任何适用工具，如螺钉。固定装置可用于确保散热片、印刷电路板和电子元件相互紧密接触，进而实现良好的热传递，并限制散热片相对于印刷电路板的位移。一个或多个散热片、印刷电路板和电子元件可设置有用于容纳固定装置的孔眼。固定装置可在所述一个或多个孔眼中延伸。这样便节省了成本，因为只需使用一个紧固件就可以固定散热组件中的所有元件。此外，因为无需在电子元件插脚位以外的区域开凿孔眼，该散热组件还可节省印刷电路板的空间。
与本实用新型某一方面相关的特点也适用于本实用新型的其他方面。
附图说明
接下来将仅使用示例并结合附图对本实用新型作进一步的说明，所述附图如下：
图1为采用现有技术的散热片的示意图。
图2为根据本实用新型实施方式之一提供的一种散热片的第一透视图；
图3为如图2所示散热片的第二透视图；
图4为容纳如图2和图3所示散热片的印刷电路板(PCB)部分的透视图；
图5根据本实用新型实施方式之一提供的一种散热组件的装配法；
图6为根据本实用新型实施方式之一提供的一种散热组件的第一透视图；及
图7为如图6所示散热组件的第二透视图。
具体实施方式
图2和图3显示了根据本实用新型实施方式之一提供的一种散热片。图2为散热片顶部的透视图，图3为散热片底部的透视图。如图2和图3所示，散热片201包含位于其顶部的安装面203和位于底部的散热面205。安装面203用于安装容纳待冷却的电子元件，将通过图5对此作进一步的说明。散热面205包含多个散热翅片207，这些散热翅片由散热片延伸开来，并在散热片上装有电子元件的情况下允许热量从电子元件内传递出去。在图中所示的实施例中，从横切面上看，散热片201基本呈矩形，散热片还设置有八个散热翅片207。这八个散热翅片207大体相互平行，并与矩形散热片201的边沿平行。但是，为实现最佳热性能，可提供任何适用数量和尺寸的翅片。
在如图2和图3所示的实施方式中，位于散热片外部边沿的两个散热翅片207被配置为适合的形状以形成两个凹槽209，分别分布于散热片201的两个边上。凹槽209用于当散热片滑到印刷电路板处时容纳印刷电路板(PCB)的边沿，将通过图4和图5对此作进一步的说明。在图中所示的实施方式中，两个凹槽由两个散热翅片207形成。但并不限定必须如此，散热片的其他部位也可以形成凹槽。可设置任何适合数量的凹槽，具体取决于将要安装散热片的印刷电路板的配置。
散热片还包含从其延伸并穿过该散热片的孔眼211，该孔眼可能具有螺纹。孔眼211用于容纳固定装置，将通过图5对此作进一步的说明。散热片201可以包含具有适当热阻抗的任何材料。例如，散热片可以包含挤制铝或铝合金。
图4为容纳如图2和图3所示散热片的印刷电路板部分的透视图。印刷电路板401（图4仅显示了一部分）包含大致呈U形的切口部403，该切口部具有两条侧边405和一条后边407。印刷电路板指状部409由后边407延伸至U形切口部403。印刷电路板指状部409包含从其延伸并穿过该指状部的孔眼411，该孔眼可能具有螺纹。孔眼411用于容纳固定装置，将通过图5对此作进一步的说明。在图4所示的实施方式中，切口部位于印刷电路板401的边沿，但并不限定必须如此。
图5显示了一种将图4所示的印刷电路板401与图2和图3所示散热片201进行装配以形成散热组件的方式。在该实施方式中，印刷电路板401中U形切口部403的每条侧边405均容纳在散热片201的凹槽209中。凹槽209的高度与印刷电路板401的厚度大致相当，以便散热片201沿着与凹槽209的长度所在边大体平行的方向顺畅地滑到印刷电路板401处，同时保证其在与印刷电路板垂直方向上的位移最小。散热片201滑到印刷电路板401处，直至散热片201的一条边与U形切口部403的后边407毗邻。U形切口部403与散热片201的外型尺寸大致相当，以保证散热片边沿与切口部403的后边407毗邻时，散热片相对于印刷电路板在与平行于印刷电路板所在面的方向上的位移受到限制。
散热片201滑入印刷电路板401的U形切口部403，使安装面203和散热面205的朝向分别与印刷电路板401的第一表面（即印刷电路板上安装电子元件的一面）和第二表面的朝向一致。在该实施例中，印刷电路板指状部409沿散热片201上散热翅片207之间的散热面205延伸。印刷电路板指状部409上的孔眼411与散热片201上的孔眼211对齐。
随后，可将待冷却的电子元件501安装到散热片201的安装面203。可通过任何适合的方式，如通过粘合方式，将电阻元件501安装到安装面203，从而确保热量从电子元件传递至散热片。电子元件501上可能设有具有螺纹的孔眼503与散热片201上的孔眼211和印刷电路板指状部409上的孔眼411对齐。电子元件501的电气接头505可（如通过焊接）与印刷电路板401的第一表面或第二表面相连。使用螺钉507或其他固定装置，使其穿过电子元件501上的孔眼503、散热片201上的孔眼211和印刷电路板指状部409上的孔眼411，即可将电子元件501、散热片201和印刷电路板401固定在一起。如果孔眼503、211和411具有螺纹，螺钉可优选地与该螺纹啮合。优选地，这三个孔眼中只有一个孔眼具有螺纹。优选地，只有孔眼411具有螺纹，以便螺钉507将电子元件501、散热片201和印刷电路板401紧固在一起。螺钉507最好具有一定的长度，以确保旋入孔眼503、211和411后，螺钉至少可与印刷电路板指状部409的顶部齐平。
图6和图7显示了根据本实用新型实施方式之一提供的一种散热组件601。该组件以图5所示的方式装配。图6和图7分别为散热组件601的顶部和底部透视图。由图6和图7可知，该组件包含由螺钉507固定在一起的电子元件501、散热片201和印刷电路板401。
在图6和图7所示的散热组件中，散热片201在印刷电路板401上安装有电子元件的第一表面和与其相对的第二表面之间延伸。如此，散热片201的散热面205便能够与印刷电路板底部的冷却介质（很可能为空气）充分接触，同时允许电子元件501仍位于印刷电路板的顶部。进一步地，可通过简单的连接流程，将电子元件501连接至散热片201以及将散热片201连接至印刷电路板401。
进一步地，图6和图7所示的散热组件只允许散热片产生最小限度的位移，因此减小了电子元件501的电气接头505（即插脚）所受的压力。由于散热片被限制在印刷电路板切口部403内并由螺钉507固定到位，故散热片201在平行于印刷电路板401所在平面的方向上的位移受到限制。由于散热片凹槽的宽度与印刷电路板401的厚度相当，散热片201在垂直于印刷电路板所在平面的方向上的位移受到螺钉507的限制。此外，散热组件601还可节省印刷电路板的空间，因为无需在电子元件501插脚位以外的区域开凿孔眼。并且，只需使用一个紧固件507就可以固定散热片201、电子元件501和印刷电路板401。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可安装在印刷电路板上的散热片，其特征在于，所述散热片包含：
安装面；
与所述安装面相对的散热面，所述散热面设置有多个散热翅片；及
至少一个可与所述印刷电路板安装的凹槽，
其中至少一个所述散热翅片可形成安装所述印刷电路板的所述凹槽。
2.根据权利要求1所述的散热片，其特征在于，所述凹槽为开槽或流道。
3.根据权利要求2所述的散热片，其特征在于，所述凹槽的高度与所述印刷电路板的厚度相当。
4.根据权利要求1所述的散热片，其特征在于，所述散热面设有2个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个及以上的散热翅片，所述散热翅片包括针形翅片或叶片型翅片。
5.根据权利要求4所述的散热片，其特征在于，所述散热翅片为多个相互平行的细长叶片。
6.根据权利要求4所述的散热片，其特征在于，所述散热片为铝或铝合金材质，所述散热翅片为铜材质。
7.根据权利要求1至6任一所述的散热片，其特征在于，所述凹槽包括设于所述散热片两个相对外沿的两个凹槽，所述两个凹槽可分别安装所述印刷电路板的切口部的两个相对边沿部分。
8.根据权利要求7所述的散热片，其特征在于，所述散热片的散热面与沿所述印刷电路板切口部延伸的指状部啮合。
9.一种散热组件，其特征在于，包括，
印刷电路板，所述印刷电路板包括用于安装电子元件的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
如权利要求1至8任一所述的散热片，所述散热片通过所述凹槽安装在所述印刷电路板上，其中所述散热片的安装面可安装在与所述印刷电路板的第一表面相同的方向上，所述散热片的散热面可安装在与所述印刷电路板的第二表面相同的方向上；及
安装在所述散热片安装面的电子元件，所述电子元件的热量可由所述散热片的安装面传动至所述散热片的散热面。
10.根据权利要求9所述的散热组件，其特征在于，所述印刷电路板的指状部上设有孔眼，一个固定装置可在所述孔眼中延伸并将所述散热片、所述印刷电路板和所述电子元件固定在一起。
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