CN210928128U - 用于电路模块的热沉及电路模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于电路模块的热沉及电路模块，该电路模块包括前述热沉和线路板，以及设置在线路板的第一侧上的待散热元件，其中热沉包括：具有顶部和底部的基体；设置在基体的底部上的凸台；设在基体的顶部上的散热构件。其中，热沉的凸台从线路板的第二侧穿透线路板并与待散热元件的底部相接触。本实用新型的热沉能够穿透电路模块的线路板与线路板上的待散热元件接触，对待散热元件实施更高效的散热，提高该热沉所在电路模块的稳定性及寿命。

Description

用于电路模块的热沉及电路模块

技术领域

本实用新型属于电子设备技术领域，具体涉及一种用于电路模块的热沉及包括该热沉的电路模块。

背景技术

对包含电路模块的电子产品而言，电路模块的散热是一项非常重要的技术。如果不及时将待散热模块(例如芯片或LED发光元件等)产生的热量散发出去，该待散热模块及其周边的器件就会持续的升温，严重影响该电路模块的稳定性及寿命。对于包含若干算力芯片的专用计算机而言，算力芯片的实际算力会在很大程度上受到散热效率的影响，因此，有效的散热方式可以视为专用计算机的核心技术。

一般而言，电路模块通常会包括线路板、设置在线路板第一侧上的待散热元件及设置在线路板第二侧上的热沉(又称散热器)。在传统技术中，热沉对待散热元件实施散热原理是，该待散热元件产生的热量先经线路板传递到热沉上，然后再通过热沉将吸收的热量散发出去。由于线路板的导热效率较差，使得该热沉无法对待散模块实施更高效的散热，进而影响电路模块的稳定性及寿命。

实用新型内容

为了解决上述全部或部分问题，本实用新型的目的是提供一种用于电路模块的热沉及包括该热沉的电路模块，该热沉能够穿透电路模块的线路板与线路板上的待散热元件接触，对待散热元件实施更高效的散热，提高该热沉所在电路模块的稳定性及寿命。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于电路模块的热沉，所述电路模块包括线路板及设置在所述线路板的第一侧上的待散热元件。其中，所述热沉包括：具有顶部和底部的基体；设置在所述基体的底部上的凸台；设在所述基体的顶部上的散热构件。所述热沉的凸台从所述线路板的第二侧穿透所述线路板并与所述待散热元件的底部相接触。

也正是因为该待散热元件设置在线路板的第一侧上，热沉的凸台又从线路板的第二侧穿透线路板并与待散热元件的底面相接触，由此消除了线路板的隔热作用，使得热沉能对待散热元件实施更高效的散热，进而提高该电路模块的稳定性及寿命。此外，该热沉的结构简单、制造方便，使用安全可靠，便于实施推广应用。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种电路模块，其包括：线路板；设置在所述线路板的第一侧上的待散热元件；热沉，包括具有顶部和底部的基体、设置在所述基体的底部上的凸台及设在所述基体的顶部上的散热构件。其中所述热沉的凸台从所述线路板的第二侧穿透所述线路板并与所述待散热元件的底面相接触。

也正是因为该待散热元件设置在线路板的第一侧上，热沉的凸台又从线路板的第二侧穿透线路板并与待散热元件的底面相接触，由此消除了线路板的隔热作用，使得热沉能对待散热元件实施更高效的散热，进而提高该电路模块的稳定性及寿命。此外，该电路模块的结构简单、制造方便，使用安全可靠，便于实施推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的模块或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各模块或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为根据本实用新型实施例的电路模块的立体示意图；

图2为根据本实用新型实施例的电路模块的分解示意图；

图3为图2中D处的放大示意图；

图4为根据本实用新型实施例的电路模块的热沉的结构示意图；

图5为根据本实用新型实施例的电路模块的待散热元件的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型各个实施例做进一步详细的描述。

实施例一

本实用新型实施例一的电路模块包括线路板、待散热元件及热沉。该线路板又称PCB基板，主要用于承载如待散热元件和热沉等电子元件。待散热元件优选为芯片，但事实上其可选为led或其他需要散热的电子元件。待散热元件设置在线路板的第一侧上。热沉又称为散热器，通常由铝或铝合金制成。热沉设于线路板的第二侧上，并包括具有顶部和底部的基体、设置在基体的底部上的凸台及设在基体的顶部上的散热构件。其中，热沉所用的散热构件可选为鳍片或散热柱体。热沉所用的凸台的横街面不需特别限定，不过为了降低制造及装配难度起见，凸台的横街面优选为矩形。

为了提高该电路模块的稳定性及寿命，该热沉的凸台从线路板的第二侧穿透线路板并与待散热元件的底面相接触。也正是因为该待散热元件设置在线路板的第一侧上，热沉的凸台又从线路板的第二侧穿透线路板并与待散热元件的底面相接触，由此消除了线路板的隔热作用，使得热沉能对待散热元件实施更高效的散热，进而提高该电路模块的稳定性及寿命。此外，该电路模块的结构简单、制造方便，使用安全可靠，便于实施推广应用。

待散热元件包括设置其底部上的绝缘区域，热沉的凸台在穿透线路板之后与待散热元件的绝缘区域相接触。其中，待散热元件除了包含设置其底部上的绝缘区域之外，还包含接线区域。当热沉的凸台与待散热元件的底部的绝缘区域相接触时，无论接线区域是否设置待散热元件的底部上，热沉都不能把待散热元件的接线区域内不同接线端子相连通，有效避免短路现象的出现。

电路模块的热沉既可以对待散热元件实施一对一的散热，也可以对待散热元件实施一对多的散热。

当热沉以一对一的方式对待散热元件实施散热时，热沉及待散热元件的数量均为n个，n为≥1的正整数，其中，第i个热沉的凸台穿透线路板并与第i个待散热元件的绝缘区域相接触，i∈[1,n]。比如说，当n＝2时，第1个热沉的凸台穿透线路板并与第1个待散热元件的绝缘区域相接触；第2个热沉的凸台也穿透线路板并与第2个待散热元件的绝缘区域相接触，其中第1个热沉主要对第1个散热元件实施散热，第2个热沉主要对第2个散热元件实施散热。

在上段文字内容记载的技术手段之外还可以利用如下方案实施：即当热沉以一对一的方式对待散热元件实施散热时，热沉的数量和待散热元件的数量均为m个，每个热沉具有n个凸台，第i个热沉的n个凸台穿透线路板并共同与第i个待散热元件相接触，n为≥2的正整数，m为≥1的正整数，i∈[1,m]。比如说，当n＝2、m＝2时，第1个热沉的2个凸台穿透线路板并共同与第1个待散热元件相接触；第2个热沉的2个凸台穿透线路板并共同与第2个待散热元件相接触。

当以一对多的方式对待散热元件实施散热时，待散热元件的数量为n个，热沉具有n个凸台，n为≥2的正整数。其中，第i个凸台穿透线路板并与第i个待散热元件的绝缘区域相接触，i∈[1,n]，即一个热沉的n个凸台穿透线路板后分别与n个待散热元件的绝缘区域相接触。举例说明，当n＝2时，第1个凸台穿透线路板并与第1个待散热元件的绝缘区域相接触，第2个凸台穿透线路板并与第2个待散热元件的绝缘区域相接触。

实施例二

如图1和图2所示，本实用新型实施例二的电路模块10包括线路板1、设在该线路板1的第一侧上的待散热元件2和设在该线路板1的第二侧上的热沉3。其中，线路板1又称PCB基板，主要用于承载如待散热元件2和热沉3等电子元件。虽然本实施例中的待散热元件2为芯片，但事实上其可选为led或其他需要散热的电子元件。

如图4所示，热沉3又称为散热器，通常由铝或铝合金制成。热沉3设于线路板1的第二侧上，并包括具有顶部和底部的基体31、设置在基体31的底部上的凸台32及设在基体31的顶部上的散热构件33。其中，该热沉3所用的散热构件可选为鳍片或散热柱体。该热沉3所用的凸台的横街面(与高度方向垂直)不需特别限定，不过为了降低制造难度和装配难度起见，凸台的横街面优选为矩形。

如图1到图3所示，该热沉3的凸台32从线路板1的第二侧(与前述第二侧相同)穿透线路板1并与待散热元件2的底面相接触。也正是因为该待散热元件2设置在线路板1的第一侧上，热沉3又从线路板1的第二侧穿透线路板1，使热沉3能与待散热元件2的底面相接触，以消除线路板的隔热作用，所以该热沉3能对待散热元件2实施更高效的散热，提高了该电路模块10的稳定性及寿命。

具体的讲，在该线路板1上设有容置通孔11。电路模板10包括至少一个预设组，每个预设组包括n个容置通孔、n+1个待散热元件和n个热沉，n为≥1的正整数。优选地，在每个预设组内，n个容置通孔、n+1个待散热元件和n个热沉共同位于同一条既定位线上，既定位线设于线路板1上。每个容置通孔11包括第一被挡区11a和第二被挡区11b(见图3)。在每个预设组内，第i个容置通孔11的第一被挡区11a被第i个待散热元件2所覆盖，而第i个容置通孔11的第二被挡区11b被第i+1个待散热元件2所覆盖，i∈[1,n]。每个待散热元件2包括设置于其底部上的接线区域，第i个热沉3穿入第i个容置通孔11内并与第i个待散热元件2的接线区域和第i+1个待散热元件2的接线区域相焊，使得第i个待散热元件2与第i+1个待散热元件2相连通。需要说明的是，n在不同的预设组内的取值既可以相同也可以不同，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

举例说明，当n＝2时,每个预设组包括2个容置通孔11、2个热沉3和3个待散热元件2。在每个预设组内，第1个容置通孔11的第一被挡区11a被第1个待散热元件2所覆盖，而第1个容置通孔11的第二被挡区11b被第2个待散热元件2所覆盖；第2个容置通孔11的第一被挡区11a被第2个待散热元件2所覆盖，第2个容置通孔11的第二被挡区11b被第3个待散热元件2所覆盖；第1个热沉3穿入第1个容置通孔11内并与第1个待散热元件2的接线区域和第2个待散热元件2的接线区域相焊，使得第1个待散热元件2和第2个待散热元件2相连通；第2个热沉3穿入第2个容置通孔11内并与第2个待散热元件2的接线区域和第3个待散热元件2的接线区域相焊，使得2个待散热元件2和第3个待散热元件2相连通。

在本实施例中，待散热元件2为芯片，其接线区域包括设在该待散热元件2的底面上的地线接线端子2b(代表符号VSS)，以及设在该待散热元件2的底面上的供电接线端子2a(代表符号VDD)，详见图5。在每个预设组内，第i个热沉3与第i个待散热元件2的地线接线端子2b和第i+1个待散热元件2的供电接线端子2a相焊，最后使同组内的待散热元件2全部串联起来。举例说明，当n＝2时，第1个热沉3与第1个待散热元件2的地线接线端子2b和第2个待散热元件2的供电接线端子2a相焊，第2个热沉3与第2个待散热元件2的地线接线端子2b和第3个待散热元件2的供电接线端子2a相焊，最后实现第1个待散热元件2、第2个待散热元件2和第3个待散热元件2三者的串联。在一个等同的实施例中，待散热元件2为芯片，其接线区域包括设在该待散热元件的底面上的地线接线端子2b和供电接线端子2a，其中第i个热沉3与第i个待散热元件2的地线接线端子2b和第i+1个待散热元件2的供电接线端子2a相焊，最后使同组内的待散热元件2全部串联起来。

容置通孔11的横截面形状不作限定，例如为矩形、条形或不规则图形。在本实施例中，为了降低制造难度的同时提高散热效率，该容置通孔11则选为条形通孔(即其为腰型孔或横截面呈现是长方形的孔，详见图3)，且该条形通孔在平行线路板1的方向上的两个端部分别为第一被挡区11a和第二被挡区11b。正是因为该容置通孔11为条形通孔，使得其在平行线路板1的方向上的两个端部只能是该容置通孔11的部分，所以其除了包括第一被挡区11a和第二被挡区11b之外，还得包含衔接第一被挡区11a和第二被挡区11b的连接区11c。当容置通孔11选择为条形通孔时，不仅在制造难度上要低于其他可选形状的孔，而且可以借助该连接区11c的存在为待散热元件2之间的间隔布置提供必要的支持，还可以通过热沉3裸露于连接区11c的部分提高该助热沉3对待散热元件2的散热效果。

在本实施例中，为了对待散热元件2实施更好的散热，电路模块10还可包括设置在线路板1的第一侧上且能对待散热元件2进行散热的散热鳍片(未示出)。该散热鳍片与热沉3不同之处在于，热沉3需要兼具导电和散热两个功能，而散热鳍片只需要具有散热功能。散热鳍片的固定方式有以下几种：一是，散热鳍片通过导热型粘胶直接粘胶待散热元件2上，其中散热鳍片既能以一对一的方式对待散热元件2进行散热，并直接粘接相应的待散热元件2的顶面上，也能以一对多的方式对若干个待散热元件2进行同步散热，并直接粘接这些待散热元件2的顶面上。二是，散热鳍片通过连接构件(如螺栓、卡接结构或锁定结构等)固定在线路板1并与待散热元件2的顶面相接触，其中散热鳍片既能以一对一的方式对待散热元件2进行散热，并直接与一个待散热元件2的顶面相接触，也能以一对多的方式对多个待散热元件2进行同时散热，并直接与多个待散热元件2的顶面相接触。

在本实施例中，每个预设组还可包括嵌入式铺设在线路板1的第一侧上的2n个焊接用片5，详见图3。在每个预设组内，第i个热沉3和第2i-1个焊接用片5同时与第i个待散热元件2的接线区域相焊，第i个热沉3和第2i个焊接用片5同时与第i+1个待散热元件2的接线区域相焊。举例说明，当n＝2时，第1个热沉3和第1个焊接用片5同时与第1个待散热元件2的接线区域相焊，第1个热沉3和第2个焊接用片5同时与第2个待散热元件2的接线区域相焊；第2个热沉3和第3个焊接用片5同时与第2个待散热元件2的接线区域相焊，第2个热沉3和第4个焊接用片5同时与第3个待散热元件2的接线区域相焊。其中，所述的焊接用片5优选为印制在线路板1的第一侧内的铜皮。焊接用片5不仅能提高热沉3与线路板1之间连接的稳定性，而且能间接提高热沉3与线路板1之间连接的稳定性。最为重要的是，焊接用片5可选为传统线路板接线区域内的且开设完容置通孔11所剩余的铜皮，以使制造者可以在传统线路板上直接实施本实施例，以避免大幅度改变线路板的制作工艺。

实施例三

本实用新型实施例三的电路模块包括线路板、待散热元件及热沉。该线路板又称PCB基板，主要用于承载如待散热元件和热沉等电子元件。待散热元件优选为芯片，但事实上其可选为led或其他需要散热的电子元件。待散热元件设置在线路板的第一侧上。热沉又称为散热器，通常由铝或铝合金制成。热沉设于线路板的第二侧上，并包括具有顶部和底部的基体、设置在基体的底部上的凸台及设在基体的顶部上的散热构件。其中，热沉所用的散热构件可选为鳍片或散热柱体。热沉所用的凸台的横街面不需特别限定，不过为了降低制造及装配难度起见，凸台的横街面优选为矩形。

为了提高该电路模块的稳定性及寿命，该热沉的凸台从线路板的第二侧穿透线路板并与待散热元件的底面相接触。也正是因为该待散热元件设置在线路板的第一侧上，热沉的凸台又从线路板的第二侧穿透线路板并与待散热元件的底面相接触，由此消除了线路板的隔热作用，使得热沉能对待散热元件实施更高效的散热，进而提高该电路模块的稳定性及寿命。此外，该电路模块的结构简单、制造方便，使用安全可靠，便于实施推广应用。

电路模板包括至少一个预设组，每个预设组包括m+1个待散热元件和m个热沉，m为≥1的正整数，待散热元件包括设置在其底部上的接线区域，在每个预设组中，每个热沉具有n个凸台，第i个热沉的n个凸台穿透线路板并使其中一部分凸台与第i个待散热元件的接线区域相焊而另一部分凸台与第i+1个待散热元件的接线区域相焊，使得第i个待散热元件与第i+1个待散热元件相连通，n为≥2的正整数，i∈[1,m]。比如说，当m＝2、n＝3时，在每个预设组中，每个热沉具有3个凸台，第1个热沉的3个凸台穿透线路板并使其中一部分凸台(如任一个)与第1个待散热元件的接线区域而另一部分凸台(如剩余的两个)与第2个待散热元件的接线区域相焊，使得第1个待散热元件与第2个待散热元件相连通；第2个热沉的3个凸台穿透线路板并使其中一部分凸台(如任一个)与第2个待散热元件的接线区域而另一部分凸台(如剩余的两个)与第3个待散热元件的接线区域相焊，使得第2个待散热元件与第3个待散热元件相连通。

在本申请中，术语“接触”应理解成包含“触碰”、“抵靠”、“焊接”和“粘接”。在本申请中，线路板的第一侧和第二侧之中包括一个正面和一个侧面，如果待散热元件设置在线路板的正面，那么该待散热元件常被称之为正面待散热元件，而如果待散热元件设置在线路板的背面，那么该待散热元件常被称之为背面待散热元件；同理，如果热沉设置在线路板的正面，那么该热沉常被称之为正面热沉，而如果热沉设置在线路板的背面，那么该热沉常被称之为背面热沉。上述实施例的电路模块既可以是主要由线路板、正面待散热模块和背面热沉所构成的第一种模块，也可以是主要由线路板、背面待散热模块和正面热沉所构成的第二种模块。对于电子产品而言，其所电路系统中既可以单独包括第一种模块，也可以单独包括第二种模块，还可以同时包含第一模块和第二模块。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“，安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个构件内部的连通或两个构件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (14)

1.一种用于电路模块的热沉，其中所述电路模块包括线路板及设置在所述线路板的第一侧上的待散热元件，其特征在于，所述热沉包括：

具有顶部和底部的基体；

设置在所述基体的底部上的凸台；

设在所述基体的顶部上的散热构件；

其中，所述热沉的凸台从所述线路板的第二侧穿透所述线路板并与所述待散热元件的底部相接触。

2.根据权利要求1所述的热沉，其特征在于，所述热沉由铝或铝合金制成，所述散热构件为鳍片或散热柱体，所述凸台的横街面为矩形。

3.根据权利要求1所述的热沉，其特征在于，所述热沉包括多个所述凸台。

4.一种电路模块，其特征在于，包括：

线路板；

设置在所述线路板的第一侧上的待散热元件；

热沉，包括具有顶部和底部的基体、设置在所述基体的底部上的凸台及设在所述基体的顶部上的散热构件；

其中所述热沉的凸台从所述线路板的第二侧穿透所述线路板并与所述待散热元件的底面相接触。

5.根据权利要求4所述的电路模块，其特征在于，所述待散热元件包括设置其底部上的绝缘区域，所述热沉的凸台穿透所述线路板并与所述待散热元件的绝缘区域相接触。

6.根据权利要求5所述的电路模块，其特征在于，所述热沉及待散热元件的数量均为n个，n为≥1的正整数，其中，第i个热沉的凸台穿透所述线路板并与第i个待散热元件的绝缘区域相接触，i∈[1,n]。

7.根据权利要求5所述的电路模块，其特征在于，所述热沉具有n个凸台，所述待散热元件的数量均为n个，n为≥2的正整数，其中，第i个凸台穿透所述线路板并与第i个待散热元件的绝缘区域相接触，i∈[1,n]。

8.根据权利要求5所述的电路模块，其特征在于，所述热沉的数量和待散热元件的数量均为m个，每个所述热沉具有n个凸台，第i个热沉的n个凸台穿透所述线路板并共同与第i个所述待散热元件相接触，n为≥2的正整数，m为≥1的正整数，i∈[1,m]。

9.根据权利要求4所述的电路模块，其特征在于，所述电路模板包括至少一个预设组，每个所述预设组包括m+1个所述待散热元件和m个所述热沉，m为≥1的正整数，所述待散热元件包括设置其底部上的接线区域，在每个所述预设组中，每个所述热沉具有n个凸台，第i个热沉的n个凸台穿透所述线路板并使其中一部分凸台与第i个待散热元件的接线区域相焊而另一部分凸台与第i+1个待散热元件的接线区域相焊，使得所述第i个待散热元件与第i+1个待散热元件相连通，n为≥2的正整数，i∈[1,m]。

10.根据权利要求4所述的电路模块，其特征在于：

在所述线路板上开设有容置通孔，所述电路模板包括至少一个预设组，每个所述预设组包括n个所述容置通孔、n+1个所述待散热元件和n个所述热沉，n为≥1的正整数；

每个所述容置通孔包括第一被挡区和第二被挡区，在每个所述预设组中，第i个容置通孔的第一被挡区被第i个待散热元件所覆盖，而第i个容置通孔的第二被挡区被第i+1个待散热元件所覆盖；

每个所述待散热元件包括设置其底部上的接线区域，在每个所述预设组中，第i个热沉穿入第i个容置通孔内并与第i个待散热元件的接线区域和第i+1个待散热元件的接线区域相焊，使得所述第i个待散热元件与第i+1个待散热元件相连通，i∈[1,n]。

11.根据权利要求10所述的电路模块，其特征在于，所述待散热元件为芯片；所述接线区域包括地线接线端子和供电接线端子；在每个所述预设组中，第i个热沉与第i个待散模块的地线接线端子和第i+1个待散模块的供电接线端子相焊，或者所述第i个热沉与所述第i个待散热元件的供电接线端子和第i+1个待散热元件的地线接线端子相焊。

12.根据权利要求10所述的电路模块，其特征在于，所述预设组还包括嵌入式铺设在所述线路板的第一侧上的2n个焊接用片；在每个所述预设组中，第i个热沉和第2i-1个焊接用片同时与第i个待散模块的接线区域相焊，第i个热沉和第2i个焊接用片同时与第i+1个待散模块的接线区域相焊。

13.根据权利要求10所述的电路模块，其特征在于，所述容置通孔为条形通孔，所述容置通孔在平行所述线路板的方向上的两个端部分别为所述第一被挡区和第二被挡区。

14.根据权利要求3到13任一项所述的电路模块，其特征在于，所述热沉由铝或铝合金制成，所述散热构件为鳍片或散热柱体，所述凸台的横街面为矩形。

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