CN213755463U - 一种散热结构及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种散热结构及电子设备，散热结构包括电路板、设置在所述电路板上的芯片，以及设置在所述芯片与外壳之间的金属传热件，还包括第一导热层、第二导热层和弹性组件，所述第一导热层的厚度小于所述第二导热层的厚度，所述第一导热层设置在所述芯片与所述金属传热件之间，所述第二导热层设置在所述金属传热件与所述外壳之间；所述弹性组件设置为连接所述金属传热件与所述电路板，或连接所述金属传热件与所述外壳，用以向所述芯片一侧推拉所述金属传热件而挤压所述第一导热层。该电子设备包括外壳和上述散热结构。本实用新型涉及芯片散热领域，提供了一种散热结构及电子设备，可减小第一导热层引起的温差，保证芯片快速散热。

Description

一种散热结构及电子设备

技术领域

本实用新型涉及芯片散热领域，更具体地，涉及一种散热结构及电子设备。

背景技术

针对自然散热下的高功率密度芯片，往往采用散热凸台的方案，并在芯片和外壳上的凸台之间填充导热垫，由此，芯片的热量可散热至凸台，随后再导到设备外壳上。

但是，受各个零件尺寸公差的影响，往往不能选用较薄的导热垫，导热垫上引起的温差甚至能达到几十度，严重影响芯片散热。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种散热结构，包括电路板、设置在所述电路板上的芯片，以及设置在所述芯片与外壳之间的金属传热件，还包括第一导热层、第二导热层和弹性组件，所述第一导热层的厚度小于所述第二导热层的厚度，所述第一导热层设置在所述芯片与所述金属传热件之间，所述第二导热层设置在所述金属传热件与所述外壳之间；所述弹性组件设置为连接所述金属传热件与所述电路板，或连接所述金属传热件与所述外壳，用以向所述芯片一侧推拉所述金属传热件而挤压所述第一导热层。

本实用新型实施例还提供了一种电子设备，包括外壳和上述的散热结构。

本实用新型实施例的散热结构，利用弹性组件将金属传热件挤压向第一导热层，可以避免芯片与金属传热件之间的结构间隙公差，使第一导热层可尽可能减少自身厚度，从而减小第一导热层引起的温差，保证芯片快速散热。该弹性组件消除芯片与金属传热件之间的结构间隙公差的同时也使得金属传热件无需精加工来保证公差，整体结构方便加工、造价也相对低。

本实用新型实施例的散热结构，利用销钉连接了电路板和金属传热件，水平限位了该金属传热件，避免运输或使用过程中产生位移。

本实用新型实施例的第一导热层可采用导热相变材料，导热相变材料可在加热后呈半液化状态，在弹簧的作用下，导热相变材料的厚度进一步降低，可进一步提升散热效果。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为根据本实用新型的一实施例的散热结构示意图；

图2为根据本实用新型的另一实施例的散热结构示意图；

图3为根据本实用新型的又一实施例的散热结构示意图；

图4为根据本实用新型的另一实施例的散热结构示意图。

附图标记：100-外壳、101-凹槽、200-电路板、300-芯片、400-金属传热件、500-第一导热层、600-第二导热层、700-弹性组件、701-弹簧、702-调节件、703-销钉主体、704-定位帽、800-第一间隙、900-第二间隙。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。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任意组合。

请参阅图1的本实用新型的散热结构。该散热结构包括电路板200和设置在其上的芯片300，该芯片300与外壳100之间设有金属传热件400，此外，该散热结构还包括第一导热层500、第二导热层600和弹性组件700，该第一导热层500的厚度小于第二导热层600的厚度，第一导热层500设置在芯片300与金属传热件400之间，第二导热层600设置在金属传热件400与外壳100之间；该弹性组件700设置为连接金属传热件400与电路板200，用以向芯片300一侧推拉金属传热件400而挤压第一导热层500。

如图1所示，上述电路板200固定在外壳100内，其上设有芯片300，该芯片300靠近外壳100一侧的内壁，且在该芯片300与外壳100之间设有上述金属传热件400，可将芯片300的热量传递到外壳100，使得芯片300得到散发。上述金属传热件400为金属薄板，采用铜板，但不限于为铜板，也可采用铝板、铁板等传热效果较好的金属板。由于芯片300和金属传热件400都是硬质材料，受表面的粗糙度等影响，即使两者相抵也难以保证充分贴合，很难保证传热效果，因此，在芯片300与金属传热件400之间添加了均有弹性的第一导热层500，以弥补贴合不充分的问题。受金属传热件400、电路板200、芯片300的加工偏差和安装位置偏差的影响，安装后金属传热件400与外壳100之间存在结构间隙公差，因此，在金属传热件400与外壳100之间添加了具有弹性的第二导热层600，以弥补结构间隙公差。由此，该散热结构由上至下依次为电路板200、芯片300、第一导热层500、金属传热件400、第二导热层500和外壳100。

又如图1所示，上述电路板200和金属传热件400之间形成了第一间隙800，金属传热件400和外壳100之间则形成了第二间隙900，该金属传热件400通过弹性组件700和电路板200固定为一体。上述第一导热层500和第二导热层600分别居中设置在金属传热件400的上下表面，该弹性组件700设有多个，多个弹性组件700均匀设置在芯片300外周，使得水平方向得到稳定限位，而且无需贯穿第一导热层500和第二导热层600。任一弹性组件700包括销钉和弹性件，该销钉贯穿电路板200和金属传热件400并两端分别突出两者，销钉两端设有限位结构，上述弹性件套设在销钉上，该弹性件采用弹簧701，而销钉则包括带有定位帽704的销钉主体703和调节件702，定位帽704和调节件702构成了上述限位结构，其中，销钉主体703贯穿电路板200和金属传热件400，电路板200和金属传热件400上分别对应设有用以贯穿的通孔，调节件702与销钉主体703螺接，可通过旋转调节其在销钉主体703上的位置；该定位帽704处于金属传热件400的下侧，以向上限位该销钉主体703；而调节件702处于电路板200的上侧，该弹簧701设在电路板200背向芯片300的一侧，两端分别与调节件702和电路板200相抵，提供给销钉主体703远离外壳100的力，而拉动金属传热件400靠近芯片300；而且在旋转调节件702时可对弹簧701的压缩量进行调节。在其他一些实施例中，该调节件不可在销钉主体上移动，在弹簧压缩量足够的情况也可实现对第一导热层的挤压，但是使用灵活性稍差，也不利于后期维护。另外，外壳100内壁对应销钉设有凹槽101，以为销钉的端头提供安装空间。

在一些示例性实施例中，如图2所示，该弹簧701可设置在金属传热件400背向芯片300的一侧。销钉主体703上的定位帽704处于电路板200的上侧，以向下限位该销钉主体703；而调节件702处于金属传热件400的下侧，该弹簧701设在金属传热件400背向芯片300的一侧，两端分别与调节件702和金属传热件400相抵，提供给销钉主体703远离外壳100的力，而推动金属传热件400靠近芯片300，旋转调节件702同样可对弹簧701的压缩量进行调节，完全消除芯片300与金属传热件400之间的结构间隙公差。

在一些示例性实施例中，如图3所示，任一销钉主体703的两端都螺接有调节件702，上侧的调节件702与电路板200之间以及下侧的调节件702和金属传热件400之间都设有弹簧701，两根受压的弹簧701可同时作用调节电路板200和金属传热件400之间的间隙，以完全消除芯片300与金属传热件400之间的结构间隙公差。

由上述可知，在弹簧701的作用下，上述第一间隙800为尺寸可变的间隙，以消除芯片300与金属传热件400之间的结构间隙公差，使得第一导热层500可尽可能减少自身厚度，提升传热效果，同时也使得金属传热件400无需精加工来保证公差，整体结构方便加工、造价也相对较低廉。该第一导热层500的横截面与芯片300的横截面相同，以保证传热，而第二导热层600的截面小于金属传热件400，使得销钉无需贯穿第二导热层600，方便加工和生产。该第一导热层500和第二导热层500都为导热材料构成，该第一导热层500采用导热温差性能更低的导热相变材料，但不限于此，在其他示例中也可采用导热垫、导热硅脂、或导热凝胶等，兼顾多种导热材料，该第一导热层500厚度设置为0.1-0.2mm，约为现常用的导热件厚度的十分之一，为导热相变材料的第一导热层500可在加热后呈半液化状态，在弹簧700的挤压作用下，第一导热层500的厚度可进一步降低，可进一步提升散热效果。该第二导热层600采用导热垫，厚度控制为1-1.5mm，厚度虽然较厚，但因为第二导热层600的面积很大，热阻较小，从而保证了第二导热层600两侧较小的温差。

在一些示例性实施例中，如图4所示，多个弹性组件700将金属传热件400与外壳100连接为一体，对金属传热件400进行限位，同样可向芯片300一侧推顶金属传热件400而挤压第一导热层500。该弹性组件700也包括销钉和弹性件，该销钉的一端与外壳100固定，另一端穿过金属传热件400，该弹性件页采用弹簧701，而销钉则包括销钉主体703和调节件702，其中，销钉主体703下端固定在电路板200上，调节件702与销钉主体703螺接并处于金属传热件400上侧，可通过旋转调节其在销钉主体703上的位置；该弹簧701套设在销钉主体703且处于第二间隙900内，两端分别与外壳100和金属传热件400相抵，处于压缩状态的弹簧701可推动金属传热件400靠近芯片300；而且旋转调节件702，同样可对弹簧701的压缩量进行调节，以完全消除芯片300与金属传热件400之间的结构间隙公差。

在一些示例性实施例中，一种电子设备，包括外壳和上述的散热结构，可为其内的芯片进行散热。

结合上述实施例，本实用新型实施例的散热结构，利用弹性组件将金属传热件挤压向第一导热层，可以避免芯片与金属传热件之间的结构间隙公差，使第一导热层可尽可能减少自身厚度，从而减小第一导热层引起的温差，保证芯片快速散热。该弹性组件消除芯片与金属传热件之间的结构间隙公差的同时也使得金属传热件无需精加工来保证公差，整体结构方便加工、造价也相对低。本实用新型实施例的散热结构，利用销钉连接了电路板和金属传热件，水平限位了该金属传热件，避免运输或使用过程中产生位移。本实用新型实施例的第一导热层可采用导热相变材料，导热相变材料可在加热后呈半液化状态，在弹簧的作用下，导热相变材料的厚度进一步降低，可进一步提升散热效果。

在本实用新型中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (10)

1.一种散热结构，包括电路板、设置在所述电路板上的芯片，以及设置在所述芯片与外壳之间的金属传热件，其特征在于，还包括第一导热层、第二导热层和弹性组件，所述第一导热层的厚度小于所述第二导热层的厚度，所述第一导热层设置在所述芯片与所述金属传热件之间，所述第二导热层设置在所述金属传热件与所述外壳之间；所述弹性组件设置为连接所述金属传热件与所述电路板，或连接所述金属传热件与所述外壳，用以向所述芯片一侧推拉所述金属传热件而挤压所述第一导热层。

2.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述金属传热件与所述电路板之间设有多个所述弹性组件，多个所述弹性组件均匀设置在所述芯片外周。

3.根据权利要求2所述的散热结构，其特征在于，所述弹性组件包括销钉和弹性件，所述销钉贯穿所述电路板和所述金属传热件且两端设有限位结构，所述弹性件套设在销钉上，所述弹性件设置在所述电路板背向所述芯片的一侧，或者设置在所述金属传热件背向所述芯片的一侧。

4.根据权利要求3所述的散热结构，其特征在于，所述外壳内壁对应所述销钉设有凹槽，以为所述销钉的端头提供安装空间。

5.根据权利要求3所述的散热结构，其特征在于，所述销钉包括销钉主体和调节件，所述弹性件套设在所述销钉主体上，所述销钉主体的一端设有定位帽，另一端设有位置可调的调节件。

6.根据权利要求3所述的散热结构，其特征在于，所述第一导热层和第二导热层居中设置在所述金属传热件表面，所述金属传热件设有用以所述销钉贯穿的通孔，所述通孔布置在所述第二导热层的外周。

7.根据权利要求1-6任一所述的散热结构，其特征在于，所述第一导热层的横截面与所述芯片的横截面相同。

8.根据权利要求1-6任一所述的散热结构，其特征在于，所述第一导热层设置为导热垫、导热硅脂、导热凝胶或导热相变材料。

9.根据权利要求1-6任一所述的散热结构，其特征在于，所述第一导热层的厚度设置为0.1-0.2mm，所述第二导热层的厚度大于1mm。

10.一种电子设备，包括外壳，其特征在于，还包括如权利要求1-9任一所述的散热结构。

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