CN210839705U - 散热装置及手持终端设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种散热装置及手持终端设备，其中，散热装置包括扁平的散热器和风扇，所述散热器包括散热基板，所述散热基板具有风扇安装区和围绕所述风扇安装区的散热片连接区，所述风扇安装区设置有风扇，所述散热片连接区设置有多个散热片，所述风扇与所述散热片位于所述散热基板的同一侧，所述风扇的转动轴线垂直于所述散热基板，且所述风扇的最高点不高于所述散热片的最高点。本申请提供的散热装置结构扁平，可适应手持终端设备厚度薄的特点，而且采用风扇主动散热和散热器被动散热相结合的方式，大大提高了手持终端设备的散热能力。

Description

散热装置及手持终端设备

技术领域

本实用新型涉及手持移动终端散热技术领域，特别涉及一种散热装置及手持终端设备。

背景技术

随着手机、平板、便携式游戏机等手持终端设备处理器性能越来越强劲，其中处理器高性能、高功率的代价就是发热问题。

目前大多手持终端设备都采用空气自然对流的方式来解决发热问题，主要将芯片产生的热量通过新材料、新工艺传递到金属后壳上，金属后壳与外界环境空气发生自然对流后把后壳上的热量带走，以达到散热的效果。例如：高端手机采用石墨烯材料的超高导热率把芯片的热量快速传递到金属后壳上以达到散热，而中低端手机采用热管的超高导热率把芯片的热量快速传递到金属后壳上以达到散热。

这种采用空气自然对流散热效果差，目前已有手持终端设备采用玻璃、陶瓷和碳纤维等材料做后壳，但这些材料导热系数极小，更不利于采用自然对流的方式散热；石墨烯材料量产难度极高、价格昂贵；热管形状打扁或者折弯其导热能力下降，而且折弯时折弯半径不能太小，其结构受狭窄空间影响；加上手持终端设备高速运转时发热量较大，难以通过自然对流方式进行有效散热，而发烫的外壳同时也降低了用户使用手持终端设备的体验。

因此，为了使手持终端设备性能和体验不被发热问题束缚，如何对手持终端设备进行有效散热成为亟待解决的问题。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本实用新型的目的是提供一种散热装置及手持终端设备，解决现有技术采用空气自然对流方式散热具有散热能力低的问题。

本实用新型第一方面提供一种散热装置，包括：

扁平的散热器和风扇，

所述散热器包括散热基板，所述散热基板具有风扇安装区和围绕所述风扇安装区的散热片连接区，所述风扇安装区设置有风扇，所述散热片连接区设置有多个散热片，所述风扇与所述散热片位于所述散热基板的同一侧，

所述风扇的转动轴线垂直于所述散热基板，且所述风扇的最高点不高于所述散热片的最高点。

进一步的，所述多个散热片自所述转动轴线向外呈辐射状排布。

进一步的，所述每个散热片呈肋片状，相邻散热片的平均间距范围在1mm至5mm。

进一步的，所述风扇包括扇轮和驱动所述扇轮转动的电机，所述扇轮包括扇毂，所述扇毂具有电机安装槽，所述电机设置于所述电机安装槽内，所述电机安装槽的开口处设置有向外延伸的扇叶连接板，所述扇叶连接板上设置有多个扇叶，所述扇叶与所述扇毂位于所述扇叶连接板的同一侧。

进一步的，所述扇叶包括多个第一扇叶，所述多个第一扇叶自所述扇毂向外均弧形延伸，相邻所述第一扇叶的弦的夹角范围在10度至25度。

进一步的，至少部分相邻所述第一扇叶之间还设置有第二扇叶，所述第二扇叶的长度小于所述第一扇叶，所述第二扇叶位于靠近所述扇轮出风的边缘。

本实用新型第二方面提供一种手持终端设备，包括：

壳体，所述壳体包括背面板和侧板，所述壳体内设置有PCB板，所述PCB板朝向所述背面板的一侧设置有芯片，所述芯片上设置上述第一方面任一项所述的散热装置，所述背面板上对应于所述风扇的位置设有进风口，所述侧板上对应于所述散热器的位置设有至少一个出风口。

进一步的，所述背面板的进风口与所述风扇之间设有防尘网。

进一步的，所述散热基板与所述芯片之间设有导热材料。

进一步的，所述散热装置高度范围在4mm至12mm。

有益效果：本申请提供的散热装置包括扁平的散热器和风扇，风扇和散热片位于同一侧，且风扇高度不高于散热片高度，这种扁平的散热装置可适应手持终端设备厚度薄的特点，其次，这种扁平的散热装置采用风扇主动散热和散热器被动散热相结合的方式，相比现有技术，大大提高了手持终端设备的散热能力。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型提供的散热装置的俯视示意图；

图2为图1的左视示意图；

图3为图1中A-A面的剖视示意图；

图4为本实用新型提供的散热器的俯视示意图；

图5为本实用新型提供的风扇的俯视示意图；

图6为本实用新型提供的手持终端设备叠层结构的结构示意图；

附图标记：1散热器、2风扇、3电机、4散热基板、5风扇安装区、6散热片连接区、7散热片、8扇毂、9电机安装槽、10扇叶连接板、11扇叶、12第一扇叶、13第二扇叶、14背面板、15防尘网、16散热装置、17侧板、18导热材料、19芯片、20 PCB板、21前面板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

目前大多手持终端设备都采用空气自然对流的方式来解决发热问题，主要将芯片产生的热量通过新材料、新工艺传递到金属后壳上，金属后壳与外界环境空气发生自然对流后把后壳上的热量带走，以达到散热的效果。这种空气自然对流散热效果差，无法适应玻璃、陶瓷和碳纤维等导热系数极小的材料作为手持终端设备后壳的情况；有的新材料量产难度极高、价格昂贵；新工艺结构易受狭窄空间影响；手持终端设备高速运转时发热量较大，难以通过自然对流方式进行有效散热，而发烫的外壳同时也降低了用户使用手持终端设备的体验。

基于此，本实用新型提供一种散热装置及手持终端设备，可以解决上述问题。其中，本实用新型第一方面提出了一种散热装置，如图1至图4所示，该散热装置包括：

扁平的散热器1和风扇2，

所述散热器1包括散热基板4，所述散热基板4具有风扇安装区5和围绕所述风扇安装区5的散热片连接区6，所述风扇安装区5设置有风扇2，所述散热片连接区6设置有多个散热片7，所述风扇2与所述散热片7位于所述散热基板4的同一侧，

所述风扇2的转动轴线垂直于所述散热基板4，且所述风扇2的最高点不高于所述散热片4的最高点。

具体的，这里的散热片连接区位于所述风扇安装区外围，所述散热片连接区一方面可以理解为散热基板通过焊接连接有散热片，另一方面也可以理解为散热基板与散热片一体成型，例如采用铸造或挤压一体成型。优选的，散热器的材料为铝或者铜，这种材料导热系数大，因此散热好，而且有助于散热器的加工成型。

需要说明的是，风扇上平行风扇的转动轴线方向为散热装置的进风口，散热器上垂直风扇的转动轴线方向即散热器径向方向为散热装置的出风口，风扇旋转可使外界气流主动从进风口进入风扇，然后风扇将气流沿散热器径向方向传输到散热器中，气流将散热器本体的热量带走，最终从散热器径向方向的出风口流出以达到对散热器背部高温物体的散热降温，例如高温物体为需要散热的芯片。

优选的，风扇的最高点与散热片的最高点一样高，这时散热装置上表面平齐，使得散热装置结构更加规整，且降低了散热装置高度。

本实用新型提供的散热装置包括扁平的散热器和风扇，风扇和散热片位于同一侧，且风扇高度不高于散热片高度，这些结构特征使得散热装置结构扁平，这种扁平的散热装置可适应手持终端设备厚度薄的特点，其次，这种扁平的散热装置采用风扇主动散热和散热器被动散热相结合的方式，相比现有技术，大大提高了手持终端设备的散热能力。

进一步的，如图4所示，所述多个散热片7自所述转动轴线向外呈辐射状排布。

具体的，多个散热片在散热片连接区呈向外辐射状排布，优选的，多个散热片圆周均布于散热片连接区，即相邻两个散热片间的夹角相等。

进一步的，如图4所示，所述每个散热片7呈肋片状，相邻散热片7的平均间距范围在1mm至5mm。

具体的，每个散热片为肋片式，所述肋片可以为矩形板、梯形板、三角形板中的任意一种，也可以是其它形状，此处不作限制。

该散热器中相邻散热片的平均间距指的是相邻散热片间最大间距和最小间距的平均值，优选的，可在1mm至5mm范围之间任意选取。

进一步的，如图3和图5所示，所述风扇2包括扇轮和驱动所述扇轮转动的电机3，所述扇轮包括扇毂8，所述扇毂8具有电机安装槽9，所述电机3设置于所述电机安装槽9内，所述电机安装槽9的开口处设置有向外延伸的扇叶连接板10，所述扇叶连接板10上设置有多个扇叶11，所述扇叶11与所述扇毂8位于所述扇叶连接板10的同一侧。

优选的，如图3所示，这里的扇叶连接板为沿电机安装槽开口边缘向平行于槽底方向向外延伸出的一平板，该扇叶连接板与扇毂一体成型。

具体的，扇叶连接板上设置多个扇叶，扇叶连接板相当于风扇基板，一方面可以理解为多个扇叶通过焊接连接于该扇叶连接板上，另一方面可以理解为多个扇叶与扇叶连接板一体成型，例如通过铸造或挤压一体成型。优选的，风扇的扇轮、扇叶连接板和扇叶的材料为铝或者铜，这种材料导热系数大，因此散热好，而且有助于风扇的加工成型。

具体的，扇叶和扇毂位于扇叶连接板同一侧，可降低风扇高度，同时降低了散热装置的整体高度，使得散热装置更加适用于手持终端设备厚度薄的特点。

需要说明的是，电机设置于电机安装槽内，且电机驱动扇轮转动，可以理解为电机的转子与扇轮固定连接，电机的转子带动扇轮转动，电机的定子固定连接于散热基板上，这样电机驱动扇轮转动，扇轮相对于散热器转动。

进一步的，如图5所示，所述扇叶2包括多个第一扇叶12，所述多个第一扇叶12自所述扇毂8向外均弧形延伸，相邻所述第一扇叶12的弦的夹角范围在10度至25度。

具体的，第一扇叶沿扇毂向外弧形延伸，指的是从平行风扇转动轴线方向俯视风扇，第一扇叶为具有一定弧度的肋片，多个第一扇叶呈涡旋状分布。需要说明的是，第一扇叶的弧度范围不作限制。

优选的，多个第一扇叶圆周均布于扇叶连接板，即相邻两个第一扇叶的弦的夹角相等，如图5中两弦的夹角为α，其可在10度至25度之间任意取值。

进一步的，至少部分相邻所述第一扇叶12之间还设置有第二扇叶13，所述第二扇叶13的长度小于所述第一扇叶12，所述第二扇叶12位于靠近所述扇轮出风的边缘；

优选的，每个第二扇叶均位于相邻的两个第一扇叶的中间位置，即第二扇叶也圆周均布于扇叶连接板，只是位于靠近扇轮出风口的边缘位置。当然，每个第二扇叶也可位于相邻的多个第一扇叶的中间某个位置，即第二扇叶可间隔多个第一扇叶分布于其中任意两个相邻第一扇叶的中间位置。

优选的，所述第二扇叶13为矩形板，方便加工。设置第二扇叶有助于增大风扇的进风量，同时可分担第一扇叶受到的风阻反作用力。

优选的，第二扇叶高度与第一扇叶高度一致。这种设置可降低风扇扇叶整体高度，从而降低整个散热装置高度。

可选的，所述第一扇叶12和所述第二扇叶13的总个数为2的倍数，可使得风扇的转动振动较小。

本实用新型第二方面提供一种手持终端设备，包括：

壳体，所述壳体包括背面板和侧板，所述壳体内设置有PCB板(Printed CircuitBoard，即印刷电路板)，所述PCB板朝向所述背面板的一侧设置有芯片，所述芯片上设置上述第一方面任一项所述的散热装置，所述背面板上对应于所述风扇的位置设有进风口，所述侧板上对应于所述散热器的位置设有至少一个出风口。

可选的，所述背面板的进风口与所述风扇之间设有防尘网。

可选的，所述散热基板与所述芯片之间设有导热材料。

如图6所示，例如手持终端设备为手机，该手机包括壳体，所述壳体包括背面板14、前面板21和侧板17，该壳体内设置有PCB板20，PCB板20朝向背面板14的一侧设置有芯片19，芯片19朝向背面板14的一侧设置有散热装置16，散热装置16中散热器的散热基板与芯片19之间设有导热材料18，背面板14上对应于散热装置16中风扇的位置设有进风口，所述进风口与风扇之间还设防尘网15，侧板17上对应于散热装置16中散热器的位置设有至少一个出风口，例如侧板左右两侧各设置一个出风口，上述这种设置形成了图6所示的手机叠层结构。

优选的，散热装置中散热器的散热基板外伸设置有连接件，通过该连接件和螺柱可将散热装置整体固定在PCB板上，防止散热装置在手机壳体内的滑移。需要说明的是，为防止滑移，也可以是将散热装置通过散热装置上的其它部件固定在壳体内，故此处对散热装置固定在手机内的固定方式不作限制。

优选的，所述散热基板完全覆盖所述芯片，即散热基板面积大于与芯片面积，这使得散热基板与芯片充分接触以更大效率地降低芯片温度。

优选的，所述导热材料包括导热硅胶或导热硅脂，导热硅胶或导热硅脂的高导热率使得芯片上的热量可快速传递到散热器上。

该散热装置的高度由手持终端设备的叠层结构的高度决定，散热装置高度越高散热效果越好，优选的，所述散热装置16高度范围在4mm至12mm，这样不但更好地适应手持终端设备厚度薄的结构特点，而且相比现有技术，具有更好的散热效果。

需要说明的是，在实际手持终端设备产品中，可根据芯片的功率以及温度对散热装置进行仿真优化，优化散热基板厚度、散热片厚度、相邻散热片平均间距；优化风扇的扇叶弧度，相邻扇叶间的夹角，以实现散热装置最佳的散热效果，也可优化风扇的扇叶结构和转速，以实现最小的振动和噪声。

以带有该散热装置的手机为例，经对各个参数进行实际仿真优化，与现有采用空气自然对流进行散热的方式相比，该散热装置对流换热系数经测试在50W/m²·K左右，其散热能力提高了10倍。

因此，采用本实用新型提供的散热装置，可使得手持终端设备芯片集成度更高，具有更强大的处理功能，从而带来更好的用户体验，能抢占PC端的市场份额，推动芯片厂商的发展，加速手游行业的繁荣，使之前只能在PC端处理图形软件能够在移动终端上运行，使移动终端后壳材料的多样化发展，陶瓷、玻璃、碳纤维等材料也将运用到移动终端上。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的但不限于具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种散热装置，其特征在于包括：

扁平的散热器和风扇，

所述散热器包括散热基板，所述散热基板具有风扇安装区和围绕所述风扇安装区的散热片连接区，所述风扇安装区设置有风扇，所述散热片连接区设置有多个散热片，所述风扇与所述散热片位于所述散热基板的同一侧，

所述风扇的转动轴线垂直于所述散热基板，且所述风扇的最高点不高于所述散热片的最高点。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述多个散热片自所述转动轴线向外呈辐射状排布。

3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述每个散热片呈肋片状，相邻散热片的平均间距范围在1mm至5mm。

4.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述风扇包括扇轮和驱动所述扇轮转动的电机，所述扇轮包括扇毂，所述扇毂具有电机安装槽，所述电机设置于所述电机安装槽内，所述电机安装槽的开口处设置有向外延伸的扇叶连接板，所述扇叶连接板上设置有多个扇叶，所述扇叶与所述扇毂位于所述扇叶连接板的同一侧。

5.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，

所述扇叶包括多个第一扇叶，所述多个第一扇叶自所述扇毂向外均弧形延伸，相邻所述第一扇叶的弦的夹角范围在10度至25度。

6.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于，

至少部分相邻所述第一扇叶之间还设置有第二扇叶，所述第二扇叶的长度小于所述第一扇叶，所述第二扇叶位于靠近所述扇轮出风的边缘。

7.一种手持终端设备，其特征在于，包括壳体，所述壳体包括背面板和侧板，所述壳体内设置有PCB板，所述PCB板朝向所述背面板的一侧设置有芯片，所述芯片上设置权利要求1-6任一项所述的散热装置，所述背面板上对应于所述风扇的位置设有进风口，所述侧板上对应于所述散热器的位置设有至少一个出风口。

8.根据权利要求7所述的手持终端设备，其特征在于，

所述背面板的进风口与所述风扇之间设有防尘网。

9.根据权利要求7所述的手持终端设备，其特征在于，

所述散热基板与所述芯片之间设有导热材料。

10.根据权利要求7所述的手持终端设备，其特征在于，

所述散热装置高度范围在4mm至12mm。

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