CN206294475U - 电子产品散热结构及小型化电子产品 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子产品散热结构及小型化电子产品，包括外壳和外置接口，在所述外壳内部封装有多块电路板、多个发热器件和多块散热片；所述多个发热器件至少分成两组，每组发热器件布设在不同的电路板上，在布设有发热器件的电路板上一一对应设置有不同的散热片，所述多块散热片分别连接至所述外置接口。本实用新型通过对电子产品内部的电路板进行分割，将电子产品内部的发热器件布设在不同的电路板上，由此可以将电子产品内部的发热源分散开来，不至于出现因发热源过分集中而导致散热不畅的问题。此外，本实用新型针对布设有发热器件的电路板配置不同的散热片分别进行散热，由此可以加快散热速度，提高散热效率，确保电子产品安全运行。

Description

电子产品散热结构及小型化电子产品

技术领域

本实用新型属于电子元器件散热方法技术领域，具体地说，是针对狭小空间内的电子元器件提出的一种快速散热的技术。

背景技术

随着科学技术的迅速发展，电子产品的功能越来越丰富，性能越来越强大，但体积反而越来越小，电子产品小型化明显已成为一种趋势。但是，电子产品的小型化设计也随之带来了许多问题，对技术研发带来了更多的挑战，其中散热就成为困扰工程师的一个非常棘手的问题。

目前，业内常用的解决散热问题的方法主要有三种：

其一，加装风扇散热法：该方法散热速度快，能够快速地将电子产品内部的热量吹散掉；但缺点是：需要产生额外的功耗，一般应用在外部电源供电的情况下，在仅有电池供电的电子产品中极少应用；再者，风扇所需占用的空间较大，电子产品中必须预留出至少能够放下风扇的空间，因此，很难应用在小型化的电子产品中；

其二，使用铝制散热片的散热方法：该方法将导热硅胶贴合在电子产品中的发热器件上，然后将铝制散热片压在导热硅胶上，热量通过导热硅胶传递到铝制散热片上，经由铝制散热片导出；该方法价格便宜，导热面大，不需要消耗额外的功耗，但缺点是会大大增加产品的重量，并且散热速度较慢；

其三，使用石墨散热片的散热方法：石墨散热片是专门应对现代高集成化、高智能化、狭小空间、高发热量且大部分无法使用主动散热的电子产品而提出的一种新型高效散热材料，其水平导热系数可达1500W/MK到1800W/MK，厚度可做到0.019mm，可广泛应用于显示屏、平板电脑、智能手机、笔记本电脑、电池、投影仪、车载终端等电子产品中。使用石墨散热片对电子产品内部的发热器件进行散热的方法，虽然可以有效解决电子产品内部空间过度占用的问题，但是对于发热器件较多的电子产品来说，由于产品内部的发热源较多、热源位置相对集中，因此仅通过一块石墨散热片进行集中散热，会存在散热速度慢，热传导效果不理想等问题。

发明内容

本实用新型针对小型化的电子产品提出了一种新型的散热结构，在不过度占用电子产品内部空间的前提下，可以显著提高电子产品的散热速度，提高散热效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

本实用新型在一个方面提出了一种电子产品散热结构，所述电子产品包括外壳和外置接口，在所述外壳内部封装有多块电路板、多个发热器件和多块散热片；所述多个发热器件至少分成两组，每组发热器件布设在不同的电路板上，在布设有发热器件的电路板上一一对应设置有不同的散热片，所述的多块散热片分别连接至所述的外置接口。

为了减轻电子产品的重量，加快散热速度，所述散热片优选采用石墨散热片或纳米碳膜。

优选的，在所述每组发热器件的顶部分别贴装有一块所述的散热片，所述的多块散热片彼此间隔设置，从发热器件的顶部延伸至所述的外置接口。

为了满足芯片之间信号传输速率的要求，本实用新型将所述的多个发热器件按照彼此之间信号传输速率的要求进行分组，信号传输速率要求高的发热器件分在一组，布设在同一块电路板上，其余的发热器件布设在另一块电路板上或者分布在不同的电路板上，继而在满足系统电路高效运行的同时，改善系统电路的散热效果。

优选的，所述多个发热器件分成两组，分布在两块不同的电路板上，所述两块不同的电路板上下间隔层叠布设或者前后间隔并行布设或者左右间隔并行布设，且两块电路板布设发热器件的表面彼此相对；所述散热片包括两块，形成彼此间隔的双层结构，分别将两组发热器件产生的热量传导至所述的外置接口，进而经由所述外置接口散发至外界。

进一步的，所述多块电路板通过板间接口连接，进行电源输送和/或信号交互，以满足板间电路的协同运行要求。

为了进一步加快散热速度，提高散热效率，本实用新型在所述电子产品的外壳上还开设有散热孔，所述散热孔位于邻近所述外置接口的位置处。

本实用新型在另一个方面提出了一种小型化电子产品，包括外壳和外置接口，在所述外壳内部封装有多块电路板、多个发热器件和多块散热片；所述多个发热器件至少分成两组，每组发热器件布设在不同的电路板上，在布设有发热器件的电路板上一一对应设置有不同的散热片，所述的多块散热片分别连接至所述的外置接口。

优选的，当所述发热器件为系统主芯片、DDR存储器和FLASH存储器时，优选将所述系统主芯片和DDR存储器布设在同一块电路板上，而将所述FLASH存储器布设在另一块电路板上。采用这种分组布设方式，不仅可以对芯片进行快速散热，而且可以满足芯片之间数据高速传输的工作要求。

优选的，所述小型化电子产品为支持无线通信的智能终端，在所述智能终端上设置有USB接口，所述系统主芯片和DDR存储器布设在智能终端的主板上，所述FLASH存储器布设在智能终端的射频板上；所述散热片包括两块，其中一块散热片从所述系统主芯片和DDR存储器的顶部延伸至所述USB接口，另一块散热片从所述DDR存储器的顶部延伸至所述USB接口。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型通过对电子产品内部的电路板进行分割，将电子产品内部的发热器件布设在不同的电路板上，由此可以将电子产品内部的发热源分散开来，不至于出现因发热源过分集中而导致散热不畅的问题。此外，本实用新型针对布设有发热器件的电路板配置不同的散热片分别进行散热，由此可以加快散热速度，提高散热效率。通过快速降低电子产品的内部温度，使电子产品的表面温度能够始终维持在较低的温度范围内，继而保障了电子元器件的安全运行，使得系统电路运行的稳定性和可靠性得以提升，有助于延长电子产品的使用寿命，尤其适合应用在小型化电子产品的散热结构设计中。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型所提出的小型化电子产品中所涉及的主要散热器件的一种实施例的线路连接关系示意图；

图2是本实用新型所提出的电子产品散热结构的一种实施例的电路板分割、布局的分解结构示意图；

图3是采用图2所示散热结构的小型化电子产品去除顶盖后的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

本实施例针对现有的小型化电子产品，因其结构壳的内部空间狭小，而结构壳内持续发热的电子元器件较多，大量热量散发不出去，内部温度不断累积，电子元器件受高温影响，容易导致系统电路工作不稳定的问题，提出了一种全新的散热结构。本实施例通过将电子产品内部的电路板进行分割，并对发热器件进行分组，分别布设在不同的电路板上，并进一步针对不同的电路板配置不同的散热片分别进行散热，由此解决了狭小空间内的热量累积问题。将通过散热片传导的热量经由电子产品上既有的外置接口导出，或进一步在电子产品的外壳上开孔散热，由此实现了电子元器件的快速散热，有效降低了电子产品的内部温度，保证了系统电路的正常运行。

下面结合图1-图3，对本实施例的散热结构的具体设计进行详细阐述。

在现有的智能电子产品中，其电路板上布设的电子元器件数量众多，其中在运行过程中发热比较严重的器件也有多个，例如，系统主芯片SoC（SoC称为系统级芯片，也有称片上系统,是一个有专用目标的集成电路，其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容）、DDR存储器以及FLASH存储器（特别是NAND FLASH存储器）等。若将这些发热器件布设在同一块电路板上，会出现热源集中，热量在狭小的空间中累积严重的问题。为此，本实施例将这类电子产品内部的电路板进行分割，即，在电子产品的外壳内设置多块电路板，并将这些发热器件进行分组，不同组的发热器件布设在不同的电路板上，以使热源分散，以便于及时散热。

为加快散热速度，本实施例在布设有发热器件的每一块电路板上分别增设一块散热片，即，在所述电子产品中设置有多块散热片，分别对不同电路板上的发热器件单独散热。具体来讲，可以将散热片贴装在发热器件的顶部，并沿发热器件的顶部延伸并连接到电子产品的某一个外置接口上，进而经由所述外置接口将产品内部的热量导出至外界，达到散热目的。

在本实施例中，出于减轻电子产品的重量，提高散热效率等方面的考虑，所述散热片优选使用石墨散热片或纳米碳膜，亦或者是二者的组合，以更好地适应小型化电子产品异常紧张的内部空间。

对于多个发热器件的分组规则，最好遵循：信号传输速率要求高的发热器件分在一组，并布设在同一块电路板上（若存在多组信号传输速率要求高的发热器件，则将每一组高速率传输的发热器件分开，布设在不同的电路板上）；信号传输速率要求不高的发热器件布设在另一块电路板上或者分布在不同的电路板上。各电路板之间通过板间接口进行插接或者进一步经由线缆连接各块电路板之间的板间接口，以实现电路板之间电源和信号的有效传送。采用这种分组方式，既可以照顾到芯片之间的数据传输速率的特殊要求，保证系统程序的快速运行，又可以将热源分散，改善系统电路的散热效果。

以系统电路中的主要发热器件为系统主芯片SoC、DDR存储器和NAND FLASH存储器为例进行说明。如图1所示，在系统电路设计中，系统主芯片SoC需要分别与DDR存储器和NAND FLASH存储器对应连接，以根据系统程序的运行需要，适时访问DDR存储器或NANDFLASH存储器，以进行数据的读写操作。对于这三个集成芯片，系统主芯片SoC与DDR存储器之间通常要求较高的数据传输速率，以确保系统程序的快速运行和及时响应。而相比DDR存储器，NAND FLASH存储器与系统主芯片SoC之间通常不需要那么高的数据传输速度。因此，可以将系统主芯片SoC和DDR存储器分为一组，布设在同一块电路板上，而将NAND FLASH存储器单独布设在另一块电路板上，通过在两块电路板上配置板间接口进行通信，从而实现系统主芯片SoC与NAND FLASH存储器之间的数据交互。

以支持无线通信的智能终端（例如手机、平板电脑、网络音视频收发器等）作为所述的小型化电子产品为例进行说明。在这类智能终端产品中，其电路板通常分为主板10、射频板20和电源板等多个部分。在现有电路板布线设计中，其系统主芯片SoC 30、DDR存储器40和NAND FLASH存储器50都是布设在主板10上的，位置较近，热源较为集中，不利于快速散热。为此，本实施例将系统主芯片SoC 30和DDR存储器40布设在主板10上，而将NAND FLASH存储器50改为布设在射频板20上，借助主板10上的板间接口11和射频板20上的板间接口21实现系统主芯片SoC 30与NAND FLASH存储器50之间信号线的连通，以实现数据交互。

具体来讲，可以将主板10和射频板20设计成上下叠放且彼此间隔的位置关系，如图2所示。当然，也可以将主板10和射频板20设计成前后并行且彼此间隔的位置关系，或者左右并行且彼此间隔的位置关系，本实施例并不仅限于以上举例。将系统主芯片SoC 30和DDR存储器40布设在主板10上且面对射频板20的表面上，而将NAND FLASH存储器50布设在射频板20上且面对主板10的表面上，即，使主板10和射频板20布设发热器件的表面彼此相对，然后在系统主芯片SoC 30和DDR存储器40的顶面贴装一块石墨散热片12，并使所述石墨散热片12从系统主芯片SoC 30和DDR存储器40的顶面延伸到智能终端的外置接口60，例如智能终端上的USB接口60，使系统主芯片SoC 30和DDR存储器40发出的热量通过石墨散热片12传导至USB接口60，由于USB接口60与外界相通，因此可以通过USB接口60将系统主芯片SoC 30和DDR存储器40产生的热量传导至外界，实现散热。同理，在NAND FLASH存储器50的顶面也贴装一块石墨散热片22，并使所述石墨散热片22从NAND FLASH存储器50的顶面延伸到智能终端的所述外置接口60，例如USB接口60，从而使NAND FLASH存储器50发出的热量通过石墨散热片22传导至USB接口60，进而经由USB接口60传导至外界，进行散热。

在布设两块石墨散热片12、22时，应使两块石墨散热片12、22间隔开，以确保热量有效导出。

当然，所述石墨散热片12、22也可以选用纳米碳膜代替，本实施例对此不进行具体限制。

为了进一步提高散热效果，本实施例在所述智能终端的外壳70上还可以进一步开设散热孔80，如图3所示，以使封装在所述外壳70内的发热器件产生的热量能够通过所述散热孔80释放到外界，以配合散热片12、22实现快速散热的效果。

在本实施例中，所述散热孔80可以开设一个，也可以开设多个，形状优选设计成长条形，且内置有格栅，以起到阻挡外界异物，避免异物进入到外壳70内，继而对智能终端的电路板产生不利影响的作用。

此外，所述散热孔80在外壳70上的开设位置最好邻近所述外置接口60在外壳70上的安装位置。例如，可以将散热孔80开设在外壳70上安装所述外置接口60的侧壁72上；对于安装外置接口60的侧壁72较窄的情况，可以选择将散热孔80开设在与所述侧壁72相邻的外壳壁上，例如外壳的前面板71（如图3所示）或者外壳的后面板73上，以利于前部或后部热量的散发。

本实施例采用分割电路板、使用多层散热片、外壳开孔相结合的方法设计电子产品的散热结构，可以对有限空间内的发热器件实现迅速降温的效果，继而确保了电子产品中的系统电路能够正常运行，起到了保护系统电路的作用。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子产品散热结构，所述电子产品包括外壳和外置接口，特征在于，在所述外壳内部封装有多块电路板、多个发热器件和多块散热片；所述多个发热器件至少分成两组，每组发热器件布设在不同的电路板上，在布设有发热器件的电路板上一一对应设置有不同的散热片，所述的多块散热片分别连接至所述的外置接口。

2.根据权利要求1所述的电子产品散热结构，其特征在于，所述散热片为石墨散热片或纳米碳膜。

3.根据权利要求1所述的电子产品散热结构，其特征在于，在所述每组发热器件的顶部分别贴装有一块所述的散热片，所述的多块散热片彼此间隔设置，从发热器件的顶部延伸至所述的外置接口。

4.根据权利要求1所述的电子产品散热结构，其特征在于，所述多个发热器件按照彼此之间信号传输速率的要求进行分组，信号传输速率要求高的发热器件分在一组，布设在同一块电路板上，其余的发热器件布设在另一块电路板上或者分布在不同的电路板上。

5.根据权利要求4所述的电子产品散热结构，其特征在于，所述多个发热器件分成两组，分布在两块不同的电路板上，所述两块不同的电路板上下间隔层叠布设或者前后间隔并行布设或者左右间隔并行布设，且两块电路板布设发热器件的表面彼此相对；所述散热片包括两块，形成彼此间隔的双层结构，分别将两组发热器件产生的热量传导至所述的外置接口。

6.根据权利要求1所述的电子产品散热结构，其特征在于，所述多块电路板通过板间接口连接，进行电源输送和/或信号交互。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电子产品散热结构，其特征在于，在所述外壳上邻近所述外置接口的位置处开设有散热孔。

8.一种小型化电子产品，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的电子产品散热结构。

9.根据权利要求8所述的小型化电子产品，其特征在于，所述发热器件为系统主芯片、DDR存储器和FLASH存储器，所述系统主芯片和DDR存储器布设在同一块电路板上，所述FLASH存储器布设在另一块电路板上。

10.根据权利要求9所述的小型化电子产品，其特征在于，所述小型化电子产品为支持无线通信的智能终端，在所述智能终端上设置有USB接口，所述系统主芯片和DDR存储器布设在智能终端的主板上，所述FLASH存储器布设在智能终端的射频板上；所述散热片包括两块，其中一块散热片从所述系统主芯片和DDR存储器的顶部延伸至所述USB接口，另一块散热片从所述DDR存储器的顶部延伸至所述USB接口。