CN212970579U - 带石墨片的散热器与电子器件散热结构 - Google Patents
带石墨片的散热器与电子器件散热结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种带石墨片的散热器与电子器件散热结构，涉及发热器件的热传导散热领域，解决现有散热器的扩散热阻较大，只通过增大散热器的尺寸来提高散热能力并不合理的问题。本实用新型采用的技术方案是：带石墨片的散热器，包括基板和石墨片，基板的前侧设置散热结构，石墨片的一面贴附于基板的后侧，石墨片的另一面为用于与发热器件接触的面。石墨片传递热量的速度快，能将热量快速传递至基板的整个后侧，提高散热结构的散热性能。电子器件的散热结构，包括PCB板，PCB板上安装发热器件，发热器件的外侧面设置带石墨片的散热器，发热器件的外侧面与石墨片之间还设置绝缘层。本实用新型适用于改善机顶盒、路由器、光猫等产品的散热性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及发热器件的热传导散热领域，具体是一种带石墨片的散热器，以及一种改善机顶盒、路由器、光猫等产品的散热性能的散热结构。
背景技术
随着芯片等发热器件集成度越来越高，功能越来越强大，功率密度越来越大，发热量也越来越高。尤其在数字电视机顶盒路由器、光猫等电子产品上，由于尺寸、成本等限制，一般都需要在发热器件上直接设置散热器进行散热。通常地，为了提高散热能力，会增大散热器的尺寸。
对于芯片，由于尺寸小、发热量大，为达到芯片的散热要求，芯片外侧设置尺寸远大于芯片尺寸的散热器进行散热。散热器一般选用金属材质，由于金属材质扩散热阻较大，散热器在使用时，和芯片接触的部分与不和芯片接接触的部分温差大，具体是散热器对应于芯片的位置温度偏高、周围位置的位置温度明显偏低，所以现有的散热结构并不能充分发挥散热器的能力。此外，限于空间限制，芯片外侧的散热器也不能无限制增大尺寸，因此只是通过增大散热器的尺寸来提升散热能力的方案具有局限性，也不合理。
实用新型内容
本实用新型首先提供一种带石墨片的散热器，解决现有散热器的扩散热阻较大，只是通过增大散热器的尺寸来提高散热能力并不合理的问题。
本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是：带石墨片的散热器，包括基板和石墨片，基板的前侧设置散热结构，石墨片的一面贴附于基板的后侧，石墨片的另一面为用于与发热器件接触的面。
具体的：基板前侧的散热结构为散热槽或散热鳍片。
具体的：石墨片的尺寸与基板后侧的尺寸一致。
具体的：石墨片厚度不大于0.1mm，石墨片平面方向的导热系数不低于1200W/m·K、垂直方向的导热系数不低于25W/m·K。
本实用新型带石墨片的散热器的有益效果是：基板的后侧设置石墨片，石墨片传递热量的速度快，能将热量快速传递至基板的整个后侧，提高散热结构的散热性能。石墨片的尺寸与基板后侧的尺寸一致，能充分发挥散热结构的能力。
本实用新型还提供一种电子器件的散热结构，解决现有散热结构只是通过增大散热器尺寸来提高散热能力并不合理的问题。本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是：电子器件的散热结构，包括PCB板，PCB板上安装发热器件，发热器件的外侧面设置上述任一带石墨片的散热器，发热器件的外侧面与石墨片之间还设置绝缘层。
具体的：绝缘层为热传界面材料，发热器件为芯片。
具体的：发热器件位于石墨片的中心位置。
进一步的是：石墨片的尺寸大于发热器件外侧面的尺寸。
具体的：石墨片的面积至少是发热器件外侧面面积的两倍。
进一步的是：电子器件的散热结构还包括外壳，PCB板、发热器件和带石墨片的散热器均位于外壳内。
本实用新型电子器件的散热结构的有益效果是：发热器件产生的热量通过绝缘层传递至石墨片，再通过基板的散热结构快速散热，改善整个结构的扩散热阻，提高整个散热器结构的散热性能，有效降低散热器、发热器的温度。绝缘层为热传界面材料，既实现了石墨片与发热器件之间的绝缘，保证电路的EMC、静电等测试的安全，又具有粘附固定石墨片以及传递热量的作用。电子器件的散热结构还包括外壳，外壳不仅具有保护作用，还可用于辅助固定基板。
附图说明
图1是本实用新型电子器件的散热结构实施例的示意图。
图2是本实用新型电子器件的散热结构另一实施例的示意图。
图3是对比例中芯片表面温度分布图。
图4是实施例中芯片表面温度分布图。
图1和图2附图标记：基板1、石墨片2、PCB板3、发热器件4、绝缘层5、外壳6。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
本实用新型的第一个主题：带石墨片的散热器，参见图1和图2，包括基板1和石墨片2，基板1的前侧设置散热结构，石墨片2的一面贴附于基板1的后侧，石墨片2的另一面为用于与发热器件4接触的面。基板1前侧的散热结构为散热柱、散热槽或散热鳍片，或者其他现有的散热结构，例如图1所示为基板1的前侧设置散热槽。基板1为金属材质，例如为铝型材。基板1本体与散热结构最好一体成型，即为一个整体。基板1的后侧贴附石墨片2，基板1和石墨片2之间可通过粘胶固定，或者两者无粘胶和其他物质而直接接触，该情况下，石墨片2可粘附于发热器件4，基板1可通过其他结构固定并与石墨片2保持紧密接触。石墨片2的尺寸与基板1后侧的尺寸最好一致，例如基板1和石墨片均呈矩形且尺寸相等，如图1所示。
石墨片2本身为现有的或根据现有工艺制得，石墨片2厚度不大于0.1mm。为了改善扩散热阻，石墨片2平面方向的导热系数不低于1200W/m·K、垂直方向的导热系数不低于25W/m·K。
本实用新型的第二个主题是：电子器件的散热结构，参见图1，包括PCB板3，PCB板3上安装发热器件4，例如发热器件4为芯片，发热器件4的外侧面设置上述第一个主题：带石墨片的散热器，发热器件4的外侧面与石墨片2之间还设置绝缘层5。绝缘层5选用热传界面材料，不仅起到绝缘作用，避免对电路的EMC、静电等测试造成影响，而且还具有粘附固定石墨片2以及传递热量的作用。发热器件4最好位于石墨片2的中心位置。石墨片2的尺寸大于发热器件4外侧面的尺寸。例如，石墨片2的面积至少是发热器件4外侧面面积的两倍。发热器件4产生的热量通过绝缘层5传递至石墨片2，再均匀地传递至基板1，并通过散热结构进行散热。
电子器件的散热结构的另一个实施例如图2所示，电子器件的散热结构还包括外壳6， PCB板3、发热器件4和带石墨片的散热器均位于外壳6内。
实施例和对比例
PCB板3上的发热器件4为芯片，芯片的尺寸为30×30mm，功耗5W，导热系数15W/m·K；基板1的尺寸80×80×10mm，材质为铝型材，导热系数203W/m·K；石墨片2的尺寸为 80×80×0.1mm，平面方向的导热系数为1200W/m·K，垂直方向的导热系数为25W/m·K。带石墨片的散热器自然散热，环境温度25℃。在上述条件下，本实用新型电子器件的散热结构运行一段时间后，芯片4表面的温度分布如图4所示。在相同环境和测试条件下，将本实用新型电子器件的散热结构中的石墨片2去掉，基板1后侧直接通过绝缘层5与芯片5接触，运行相同时间后，芯片4表面的温度分布如图3所示。通过实施例和对比例的比较可知，本实用新型电子器件的散热结构能通过石墨片2迅速将热量传递到基板1，降低扩散热阻，改善整个结构的散热性能。
Claims (10)
1.带石墨片的散热器，其特征在于：包括基板(1)和石墨片(2)，基板(1)的前侧设置散热结构，石墨片(2)的一面贴附于基板(1)的后侧，石墨片(2)的另一面为用于与发热器件(4)接触的面。
2.如权利要求1所述的带石墨片的散热器，其特征在于：基板(1)前侧的散热结构为散热槽或散热鳍片。
3.如权利要求1所述的带石墨片的散热器，其特征在于：石墨片(2)的尺寸与基板(1)后侧的尺寸一致。
4.如权利要求1、2或3所述的带石墨片的散热器，其特征在于：石墨片(2)厚度不大于0.1mm，石墨片(2)平面方向的导热系数不低于1200W/m·K、垂直方向的导热系数不低于25W/m·K。
5.电子器件的散热结构，包括PCB板(3)，PCB板(3)上安装发热器件(4)，其特征在于：发热器件(4)的外侧面设置上述如权利要求1～4任一权利要求所述的带石墨片的散热器，发热器件(4)的外侧面与石墨片(2)之间还设置绝缘层(5)。
6.如权利要求5所述的电子器件的散热结构，其特征在于：绝缘层(5)为热传界面材料，发热器件(4)为芯片。
7.如权利要求5所述的电子器件的散热结构，其特征在于：发热器件(4)位于石墨片(2)的中心位置。
8.如权利要求5、6或7所述的电子器件的散热结构，其特征在于：石墨片(2)的尺寸大于发热器件(4)外侧面的尺寸。
9.如权利要求8所述的电子器件的散热结构，其特征在于：石墨片(2)的面积至少是发热器件(4)外侧面面积的两倍。
10.如权利要求8所述的电子器件的散热结构，其特征在于：电子器件的散热结构还包括外壳(6)，PCB板(3)、发热器件(4)和带石墨片的散热器均位于外壳(6)内。
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