CN212519534U - 一种单板散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种单板散热结构。涉及散热技术领域。该单板散热结构包括印刷电路板，设置于印刷电路板的第一发热元件以及衬板，其中：印刷电路板包括相对设置的第一面和第二面；第一发热元件设置于衬板与印刷电路板的第一面之间；衬板与印刷电路板固定连接，且衬板上具有散热结构。通过将一部分发热元件设置于衬板与印刷电路板的第一面之间，这样可以使印刷电路板的第二面有更多的空间用来设置内存、网卡、硬盘以及灯等元器件，以使印刷电路板上设置的元器件的布局较为合理，从而使用于设置印刷电路板的空间的利用率得到提高。

Description

一种单板散热结构

技术领域

本实用新型涉及到散热技术领域，尤其涉及到一种单板散热结构。

背景技术

随着单板上设置的芯片的规模越来越大，功能越来越强，芯片所需的功耗越来越高，一些单芯片的功耗已经达到几百瓦。这些功耗较高的芯片的产热量也较高，为了不影响其工作性能，需要对这些芯片进行散热。另外，当芯片的功耗较大时，其所需要的供电电流较大，提供该电流的供电模块的产热量较高，因此，也需要对该供电模块进行散热。

目前，在对单板上的芯片以及供电模块这些发热元件进行散热时，通常会在对应的发热元件上设置一个散热器件。而受产品形态的影响，带散热器件的供电模块以及芯片等大多都设置在单板的印刷电路板(printed circuit board，PCB)的同一侧，这将导致PCB的空间得不到充分的利用。

实用新型内容

本实用新型技术方案提供了一种单板散热结构，以使单板的空间利用率得到提高。

本实用新型技术方案提供了一种单板散热结构，该单板散热结构主要包括印刷电路板，设置于印刷电路板的第一发热元件以及衬板，其中：印刷电路板，具有相对设置的第一面和第二面；第一发热元件，设置于衬板与印刷电路板的第一面之间；衬板，与印刷电路板固定连接，衬板具有散热结构。采用本实用新型实施例的单板散热结构，衬板在起到支撑印刷电路板的作用，以避免印刷电路板在使用的过程中发生变形，从而提高其结构稳定性的同时，还可以实现对第一发热元件的散热作用。另外，通过衬板对第一发热元件进行散热时，可以增加设置于印刷电路板的第二面的元器件，从而可以使其能够满足更多的功能要求。

在本实用新型一个可能的实施方式中，具体设置衬板的散热结构时，该散热结构可以为设置于衬板的散热通道。为了提高衬板对第一发热元件散热的有效性，可以使散热通道布满整个衬板。另外，该散热通道可以为气体流通通道，也可以是液体流通通道，从而通过气体或者液体在该散热通道内的流通来实现对第一发热元件的散热。

在本实用新型另一个可能的实施方式中，衬板上还可以设置有容置槽，该容置槽与第一发热元件相对设置，散热结构为容置于容置槽内的均热板或者热管等散热器件。这样，在将衬板通过螺钉、螺栓等紧固件固定于印刷电路板时，可以使散热器件与第一发热元件紧贴，从而使散热器件对第一发热元件进行散热。

另外，还可以通过调整衬板在印刷电路板上的投影的面积的大小，以使衬板能够对印刷电路板起到支撑的作用，从而避免印刷电路板在使用的过程中发生变形，提高其结构稳定性。并且，当衬板的面积较大时，在衬板上设置的散热结构的面积也可以较大，这样，针对发热量较大的第一发热元件，可以满足其散热的要求，以实现对第一发热元件的有效散热。

在本实用新型一个可能的实施方式中，在第一发热元件与衬板之间还可以设置热界面材料，以提高发热元件与衬板的散热结构之间的热传导效率，从而提升对第一发热元件的散热效果。

在本实用新型一个可能的实施方式中，单板散热结构还可以包括第二发热元件，该第二发热元件为供电模块，供电模块设置于印刷电路板的第二面；第一发热元件为待供电器件，待供电器件与供电模块电连接。在通过供电模块为待供电器件进行供电时，供电模块提供的电流可通过印刷电路板后，进入待供电器件。

在本实用新型一个可能的实施方式中，在将待供电器件设置于印刷电路板时，待供电器件具有第一引脚，印刷电路板的第一面具有第一焊盘，待供电器件可通过该第一引脚与第一焊盘的焊接固定于印刷电路板的第一面。

在本实用新型一个可能的实施方式中，在具体设置供电模块时，供电模块具有第二引脚，印刷电路板的第二面具有第二焊盘，供电模块可通过该第二引脚与第二焊盘的焊接固定于印刷电路板的第二面。

在将待供电器件与供电模块相连接时，可以但不限于在印刷电路板上设置电流流通通道，供电模块的第二引脚以及待供电器件的第一引脚可通过该电流流通通道相电连接。其中，电流流通通道可以但不限于为贯穿于印刷电路板的铜柱、过孔或者金属走线。

另外，采用本实用新型实施例的技术方案，还可以使电流流通通道垂直于印刷电路板设置，另外，还可以使供电模块与待供电器件相对设置。通过将供电模块和待供电器件相对设置，并通过垂直于印刷电路板的电流流通通道将二者电连接，可实现供电模块对待供电器件的垂直供电，从而有效的缩短供电路径，降低电压损耗。另外，采用本技术方案，还能够有效的避免印刷电路板的层数的增多，从而使印刷电路板的成本得到有效的控制。

在本实用新型一个可能的实施方式中，在具体设置供电模块时，供电模块还可以设置有第一连接器，该供电装置还包括设置于印刷电路板上的第二连接器，第一连接器与第二连接器通过线缆电连接。第二连接器可通过贯穿印刷电路板的电流流通通道与待供电器件的第一引脚连接。当电流流通通道垂于印刷电路板时，可通过将供电模块和第二连接器与待供电器件相对设置，以实现对待供电器件的垂直供电。从而有效的缩短供电路径，其可以简化供电路径的设计成本，还可以减少供电模块对待供电器件进行供电的过程中的电流的损耗。另外，采用本技术方案，还能够有效的避免印刷电路板的层数的增多，从而使印刷电路板的成本得到有效的控制。

在本实用新型一个可能的实施方式中，供电模块具有多个供电单元，待供电器件具有多个待供电单元，供电单元与待供电单元一一对应电连接。从而使供电模块的供电单元为待供电器件的待供电单元提供对应的电压的电流，以满足待供电器件对于不同的供电电流的要求。

附图说明

图1为现有技术实施例提供的单板散热结构的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的单板散热结构的结构示意图；

图3为本实用新型另一实施例提供的单板散热结构的结构示意图；

图4为图3中提供的衬板的俯视图；

图5为本实用新型另一实施例提供的单板散热结构的结构示意图；

图6为本实用新型另一实施例提供的单板散热结构的结构示意图。

具体实施方式

为了方便理解本实用新型实施例提供的单板散热结构，下面首先说明一下本实用新型实施例提供的单板散热结构的应用场景，该单板散热结构可设置于手机、平板电脑、掌上电脑(personal digital assistant,PDA)等电子设备中。以在实现对单板上设置的中央处理器(central processing unit，CPU)、人工智能(artificial intelligence，AI)处理器、片上系统(system on chip， SoC)或电源管理单元等元器件的散热的同时，提高设置在单板上的元器件的布局的合理性。

首先参考图1，一个现有的技术方案中，在具体设置单板散热结构时，该单板散热结构主要包括印刷电路板(printed circuit board，PCB 01)，设置于PCB 01的元器件02，以及用于对PCB 01起支撑作用的衬板03。其中，PCB 01包括相对设置的第一面011和第二面012。

由于一些规模较大，功能较强的元器件02，例如芯片等待供电器件，其所需的功耗较高，有些甚至可达到300瓦以上。这些功耗较高的待供电器件的产热量也较高，为了不影响其工作性能，需要对这些元器件进行散热，常用的方式是在待供电器件上设置散热器件04。另外，当待供电器件的功耗较大时，其所需要的供电电流较大，提供该电流的供电模块的产热量也较高，因此，也需要对该供电模块进行散热。

而为了实现对产热量较高的待供电器件以及供电模块等元器件02进行有效的散热，所采用的散热器件04的体积也较大，占用的空间较多。受单板散热结构在电子设备中的设置空间的限制，带有散热器件04的待供电器件以及供电模块等元器件02均设置在PCB 01的第一面 011，而占用空间较小的衬板03则固定于PCB 01的第二面012。综上可以看出，采用该技术方案的设置方式，会导致PCB 01的第一面011可以设置的元器件02的数量受到限制，而PCB 01的第二面012的空间得不到充分的利用。为了解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种单板散热结构，下面结合附图对该单板散热结构的具体设置方式进行详细的说明，以便于对该单板散热结构进行理解。

参照图2，本实用新型的一个实施例提供的单板散热结构，该单板散热结构主要包括PCB 1，设置于PCB 1的发热元件2，以及衬板3。其中，发热元件2可设置于衬板3与PCB 1之间。在具体设置衬板3时，衬板3中设置有散热通道(图中未示出)，该散热通道可为液体流通通道或者气体流通通道，以通过液体(例如水)或者气体(例如空气)在该散热通道中的流通，来实现对发热元件的散热。

另外，参照图2，在本实用新型实施例中，可以通过调整衬板3在PCB 1上的投影的面积，以使衬板3能够对PCB 1起到支撑的作用，从而避免PCB 1在使用的过程中发生变形，提高其结构稳定性。并且，当衬板3的面积较大时，在衬板3上设置的散热通道的面积也可以较大，这样，针对发热量较大的发热元件2，可以满足其散热的要求，以实现对发热元件2 的有效散热。

在将衬板3与PCB 1连接时，可通过螺钉、螺栓等紧固件4将衬板3锁紧于PCB 1，其中，紧固件4的数量可根据衬板3的大小确定，例如可以为一个、两个或者更多个，只要能够使衬板3与PCB 1可靠的连接即可。这样，在对衬板3进行固定的同时，还可将发热元件 2挤压于PCB 1，以实现对发热元件2的固定。

另外，在发热元件2与衬板3之间还可以设置热界面材料(图中未示出)，以提高发热元件2与衬板3的散热通道之间的热传导效率，从而提升对发热元件2的散热效果。

继续参照图2，采用本技术方案，通过将一部分发热元件2设置于衬板3与PCB 1之间，这样可以使PCB 1的与衬板3相对的另一面有更多的空间用来设置内存5、网卡、硬盘以及灯等元器件，以使PCB 1上能够设置的元器件的数量更多，布局更为合理，从而使用于设置该单板散热结构的空间的利用率得到提高。另外，通过增加设置于该单板散热结构的元器件，可以使包括该单板散热结构的单板能够实现更多的功能。

参照图3，在本实用新型的一些实施例中，还提供了一种单板散热结构，该单板散热结构主要包括PCB 1，设置于PCB 1的发热元件2，以及衬板3。其中，发热元件2可设置于衬板3与PCB 1之间。

在具体设置衬板3时，参照图3，在衬板3上设置有容置槽31，该容置槽31与发热元件 2相对设置，在该容置槽31中容置有散热器件6。散热器件6可以但不限于为均热板(vapor chamber，VC)或者热管。

继续参照图3，还可以通过调整衬板3在PCB 1上的投影的面积，以使衬板3能够对PCB 1起到支撑的作用，从而避免PCB 1在使用的过程中发生变形，提高其结构稳定性。另外，参照图4，图4为图3中衬板3的俯视图，还可以使设置于衬板3上的散热器件6延伸至衬板3的边界，这样，当衬板3的面积较大时，可以将散热器件6的散热面积设置的较大，这样，针对发热量较大的发热元件2，可以满足其散热的要求，以实现对发热元件2的有效散热。

在将衬板3固定于PCB 1时，参照图3，可以但不限于通过螺钉、螺栓等紧固件4将衬板3固定于PCB 1，紧固件4的数量可根据衬板3的大小确定，例如可以为一个、两个或者更多个，只要能够使衬板3与PCB 1可靠的连接即可。这样，在对衬板3进行固定的同时，还可使散热器件6与发热元件2相贴合，以实现对发热元件2的有效散热。为了提高发热元件2与衬板3的散热通道之间的热传导效率，从而提升对发热元件2的散热效果，还可以在发热元件2与散热器件6之间设置热界面材料。

继续参照图3，采用本实用新型实施例的技术方案，通过将一部分发热元件2设置于衬板3与PCB 1之间，这样可以使PCB 1的与衬板3相对的另一面有更多的空间用来设置内存 5、网卡、硬盘以及灯等元器件，以使PCB 1上设置的元器件的数量更多，布局较为合理，从而使用于设置PCB 1的空间的利用率得到提高。另外，通过增加设置于该单板散热结构的元器件，可以使包括该单板散热结构的单板能够实现更多的功能。

由于设置于PCB 1上的发热元件可以为多种，以芯片为例，芯片在工作的过程中还需要设置在PCB 1上的供电模块为其供电。目前，在通过供电模块对芯片进行供电时，电流从供电模块出来后，要经过PCB 1中的电流走线后进入对应的芯片。而对于功耗较高的芯片，其所需要的供电电流较大。这样，在通过供电模块为芯片供电时，为了满足电流的通流要求，就需要在PCB 1中布置较宽的走线，而通常情况下，PCB 1的单层结构的面积有限，这就需要在PCB 1中设置多层结构进行布线。随着PCB 1的层数增加，会导致其成本急剧升高，又考虑到在PCB 1的每层上设置的走线的厚度较小，每层之间的走线还需要通过在层结构上打孔进行连接，这些都将导致通过PCB 1的电压的损耗较大。

为了解决上述问题，参照图5，在本实用新型实施例提供的单板散热结构中，将待供电器件21与供电模块22分设于PCB 1的第一面11和第二面12。以待供电器件21设置于第一面11，供电模块22设置于第二面12为例，在具体设置待供电器件21时，将待供电器件21设置于衬板3与PCB 1的第一面11之间。其中，待供电器件21具有第一引脚211，PCB 1 的第一面11具有第一焊盘(图中未示出)，待供电器件21可通过该第一引脚211与第一焊盘的焊接固定于PCB 1的第一面11。另外，衬板3上可以设置有散热通道，或者在衬板3的与待供电器件21相对应的位置设置一个容置槽，并将散热器件容置于该容置槽，以实现对待供电器件21的散热。

继续参照图5，在具体设置供电模块22时，供电模块22具有第二引脚221，PCB 1的第二面12具有第二焊盘(图中未示出)，供电模块22可通过该第二引脚221与第二焊盘的焊接固定于PCB 1的第二面12。

另外，参照图5，还可以在PCB 1上设置电流流通通道13，供电模块22的第二引脚221 以及待供电器件21的第一引脚211可通过该电流流通通道13相电连接。其中，电流流通通道13可以但不限于为贯穿于PCB 1的铜柱、过孔或者金属走线。这样，在通过供电模块22为待供电器件21供电时，供电模块22提供的电流可通过第二引脚221进入电流流通通道13，并经过电流流通通道13到达第一引脚211后进入待供电器件21。

可以理解的是，也可以将供电模块22设置于衬板3与PCB 1之间，而将待供电器件21 设置与PCB 1的另一侧。其与待供电器件21设置于第一面11，供电模块22设置于第二面12 的设置方式相类似，此处不再赘述。

在一些实施例中，同一待供电器件21可能具有多个对电流要求不同的待供电单元，这样可以使供电模块22具有多个供电单元，以使供电单元与对应的待供电单元相电连接，从而使供电模块22为待供电器件21提供不同电压的电流。

继续参照图5，还可以电流流通通道13垂直于PCB 1设置，另外，还可以使供电模块22 与待供电器件21相对设置。采用本实用新型实施例的技术方案，通过将供电模块22和待供电器件21相对设置，并通过与PCB 1相垂直的电流流通通道13将二者电连接，可实现供电模块22对待供电器件21的垂直供电，从而有效的缩短供电路径，其可以简化供电路径的设计成本，还可以减少供电模块22对待供电器件21进行供电的过程中的电流的损耗。另外，采用本技术方案，还能够有效的避免PCB 1的层数的增多，从而使PCB 1的成本得到有效的控制。

另外，参照图6，供电模块22还可以设置有第一连接器222，该供电装置还包括设置于 PCB 1的第二连接器7，第一连接器222通过线缆8与第二连接器7电连接。第二连接器7与电流流通通道13电连接。这样，从供电模块22输出的电流，可通过第一连接器222以及线缆8进入第二连接器7；然后，经过电流流通通道13到达第一引脚211后进入待供电器件 21，并进入待供电器件21，以完成对待供电器件21的供电。在图6所示的实施例中，可以使第二连接器7以及供电模块22均与待供电器件21相对设置，这样，当电流流通通道13与 PCB 1相垂直设置时，可实现供电模块22以及第二连接器7对待供电器件21的垂直供电，从而有效的缩短供电路径，其可以简化供电路径的设计成本，还可以减少供电模块22对待供电器件21进行供电的过程中的电流的损耗。另外，采用本技术方案，还能够有效的避免PCB 1的层数的增多，从而使PCB 1的成本得到有效的控制。

在本申请一些实施例中，供电模块22具有多个供电单元，待供电器件21具有多个待供电单元，这时，供电单元与待供电单元可一一对应电连接。从而使供电模块22的供电单元为待供电器件21的待供电单元提供对应的电压的电流，以满足待供电器件21对于不同的供电电流的要求。可以理解的是，一些供电单元可与第一连接器222连接，并通过第二连接器7 以实现对相对应的待供电单元的供电。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种单板散热结构，其特征在于，包括印刷电路板，设置于所述印刷电路板的第一发热元件以及衬板，其中：

所述印刷电路板，包括相对设置的第一面和第二面；

所述第一发热元件，设置于所述衬板与所述印刷电路板的第一面之间；

所述衬板，与所述印刷电路板固定连接，所述衬板具有散热结构，所述第一发热元件与所述散热结构接触。

2.如权利要求1所述的单板散热结构，其特征在于，所述散热结构为设置于所述衬板的散热通道。

3.如权利要求2所述的单板散热结构，其特征在于，所述散热通道为液体流通通道或者气体流通通道。

4.如权利要求1所述的单板散热结构，其特征在于，所述衬板具有容置槽，所述容置槽与所述发热元件相对设置；所述散热结构为散热器件，所述散热器件容置于所述容置槽。

5.如权利要求1所述的单板散热结构，其特征在于，所述第一发热元件与所述散热结构通过热界面材料接触。

6.如权利要求1所述的单板散热结构，其特征在于，所述单板散热结构还包括第二发热元件，所述第二发热元件为供电模块，所述供电模块设置于所述第二面；

所述第一发热元件为待供电器件，所述待供电器件与所述供电模块电连接。

7.如权利要求6所述的单板散热结构，其特征在于，所述印刷电路板还具有电流流通通道，所述供电模块与所述待供电器件通过所述电流流通通道电连接。

8.如权利要求7所述的单板散热结构，其特征在于，所述电流流通通道为贯穿所述印刷电路板的铜柱、过孔或者金属走线。

9.如权利要求7所述的单板散热结构，其特征在于，所述电流流通通道垂直于所述印刷电路板设置。

10.如权利要求6所述的单板散热结构，其特征在于，所述待供电器件具有第一引脚，所述第一面具有第一焊盘，所述待供电器件通过所述第一引脚与所述第一焊盘的焊接固定于所述第一面。

11.如权利要求6～10任一项所述的单板散热结构，其特征在于，所述供电模块具有第二引脚，所述第一面具有第二焊盘，所述供电模块通过所述第二引脚与所述第二焊盘的焊接固定于所述第一面。

12.如权利要求7～9任一项所述的单板散热结构，其特征在于，所述供电模块包括第一连接器，所述印刷电路板上设置有第二连接器，所述第一连接器通过线缆与所述第二连接器电连接；所述第二连接器通过所述电流流通通道与所述待供电器件电连接。

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