CN216087104U - 一种散热结构及具有该散热结构的电源 - Google Patents

Abstract

本申请属于电子器件的散热结构技术领域，尤其涉及一种散热结构及具有该散热结构的电源，散热结构包括电路板以及安装于所述电路板的电子元件和散热组件，所述散热组件包括连接于所述电路板并与所述电子元件连接的散热层，以及设置于所述散热层以增加所述散热层的散热面积的导热结构。电源包括电源本体和上述的散热结构，所述散热结构设置于所述电源本体。本申请提供的散热结构及具有该散热结构的电源，通过连接于电路板上的散热层来传导电子元件工作时所产生的热量，防止电子元件的热量集中，同时，利用设置在散热层上的导热结构来增加散热层的散热面积，加快散热层的散热速度，进一步提高散热结构的散热效果。

Description

一种散热结构及具有该散热结构的电源

技术领域

本申请属于电子器件的散热结构领域，更具体地说，是涉及一种散热结构及具有该散热结构的电源。

背景技术

随着科学技术的发展，各类电子产品对小型化、便携化的要求越来越高，以电子设备的电源或充电器为例，现今的电子设备为了提高供电或充电效率，其电源设计功率密度较高，在保证功率密度的情况下，尽可能减小体积，成为了市场的趋势。

现有的电源(或充电器)内部具有大量的电子元件，使用时会产生大量的热量(尤其是在小体积设计的情况下)，热量集中会影响电源内部电子元件的使用寿命。功率管作为电源中重要的电子元件，其在工作时会产生热量，现有的电源的散热结构，一般是通过与空气接触的方式来进行散热，但是在电源小型化、高功率的设计要求下，现有的散热结构难以对功率管进行有效散热，容易导致热量集中，因半导体器件的高温特性变化而影响使用寿命和可能的降低电源整机效率。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种散热结构及具有该散热结构的电源，以解决现有技术中存在的散热结构散热效果不佳的技术问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：

一方面，本申请实施例提供了一种散热结构，包括电路板以及安装于所述电路板的电子元件和散热组件，所述散热组件包括连接于所述电路板并与所述电子元件连接的散热层，以及设置于所述散热层以增加所述散热层的散热面积的导热结构。

可选地，所述散热层的第一表面与所述电路板连接，所述散热层的第二表面与所述导热结构连接。

可选地，所述散热组件还包括连接于所述散热层的第二表面的油漆层，所述油漆层设有散热缺口，所述导热结构为填充于所述散热缺口并凸起外露于所述油漆层的导热层。

可选地，所述散热缺口呈圆孔形、方孔形、片状、条形或弧形中的至少一种。

可选地，所述散热组件还包括设置于所述电子元件与所述散热层之间且用于将热量传导至所述散热层的第一导热件。

可选地，所述散热组件还包括连接于所述电子元件且用于将热量传导至空气中的第二导热件。

可选地，所述电路板两侧表面均设置有所述散热组件，所述电路板对应电子元件的位置处设有导热过孔，所述导热过孔内设置有用于连接各所述散热组件的连接镀层。

可选地，所述电路板包括至少一层基板，当所述基板设置有两层以上时，所述电路板还包括设置于相邻的所述基板之间的内散热层，所述导热过孔穿过各所述基板，并通过所述连接镀层连接各所述内散热层。

可选地，所述导热结构为锡导热层，和/或，所述散热层和所述内散热层为金属散热层。

本申请实施例提供的一种散热结构的有益效果在于：与现有技术相比，本申请实施例提供的散热结构，通过连接于电路板上的散热层来传导电子元件工作时所产生的热量，防止电子元件的热量集中，同时，利用设置在散热层上的导热结构来增加散热层的散热面积，加快散热层的散热速度，进一步提高散热结构的散热效果，使电路板上的电子元件能够在适宜的温度下正常工作，有利于延长电子元件以及相关设备的使用寿命。

另一方面，本申请实施例还提供了一种电源，包括电源本体和上述的散热结构，所述散热结构设置于所述电源本体。

本申请实施例提供的一种电源的有益效果在于：与现有技术相比，本申请实施例提供的电源，通过上述的散热结构来对电源本体中的各个电子元件进行高效散热，防止电子元件的热量集中，保证电源的正常工作，有利于延长各电子元件以及电源的使用寿命，同时也有利于电源的小型化、高功率的设计。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的散热结构的俯视图；

图2为本申请实施例提供的散热结构的截面示意图。

其中，图中各附图标记：

1、电路板；101、导热过孔；10、基板；11、油漆层；110、散热缺口；12、散热层；21、导热结构；210、导热层；22、内散热层；23、第一导热件；24、第二导热件；25、焊接层；30、电子元件。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例/实施方式的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本申请中各个具体技术特征/实施例/实施方式的各种可能的组合方式不再另行说明。

请一并参考图1和图2，本申请实施例提供了一种散热结构，其可以应用于各类电子设备的散热，尤其是电源或充电器等供电装置的散热。本申请实施例的散热结构包括电路板1、电子元件30和散热组件，电子元件30和散热组件可以安装在电路板1上，通过散热组件为电子元件30提供高效散热。具体地，散热组件包括散热层12和导热结构21，散热层12连接于电路板1和电子元件30，导热结构21设置于散热层12。具体应用中，电子元件30工作时所产生的热量可以传导至散热层12上，防止热量集中在电子元件30内，保证电子元件30的正常工作。进一步地，热量传导至散热层12上后，散热层12一方面可以将热量传导至电路板1上，借助于电路板1进行散热；另一方面，散热层12还可以将热量传导辐射至空气中，并借助于设置在散热层12的导热结构21来增加散热层12的散热面积，加快散热层12的散热效率，进一步提高本实施例散热结构的散热效果，使得电子元件30的热量能够及时传导并发散，有利于保证电子元件30的正常工作及延长电子元件30的使用寿命。

具体应用中，本实施例的散热结构可以应用于各类电子设备的发热电子元件30的散热，为了便于说明，本实施例以及下文中的各实施方式将以功率管为例进行解释说明，但这并非是对本申请实施例的具体限制。可以理解地，本实施例不对功率管的具体种类限定，功率管包括但不限于MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金属-氧化物半导体场效应晶体管)、BJT(Bipolar Junction Transistor，双极结型晶体管)、GaN FET(Gallium Nitride Field-Effect Transistor，氮化镓场效应晶体管)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、Diode(二极管)、SiCDiode(碳化硅二极管)、SiC MOSFET(碳化硅晶体管)以及其他晶体管。

作为本实施例的其中一种可选实施方式，请参考图1和图2，散热层12具有相对设置的第一表面和第二表面，其中，散热层12的第一表面可以与电路板1连接，散热层12的第二表面可以与导热结构21连接。这样的设计，当电子元件30的热量传导至散热层12后，散热层12可以将热量分别传导至空气中和与第一表面连接的电路板1上，以及与第二表面连接的导热结构21上，通过扩大与空气接触面积，电路板1和导热结构21来提高散热层12的散热效率。具体应用中，散热层12的第一表面可以与电路板1贴合，以增加两者的接触面积，提高散热层12的导热效率。

作为本实施例的其中一种可选实施方式，请继续参考图1和图2，散热结构还包括油漆层11，油漆层11可以连接于散热层12的第二表面，油漆层11设有散热缺口110，导热结构21可以为填充于散热缺口110中的导热层210，导热层210可以凸起于散热缺口110并外露于油漆层11。这样的设计，填充于散热缺口110内的导热层210能够增加散热层12的散热面积，加快散热层12的热量向外传导辐射，提高散热层12的散热效果。

需要说明的是，本实施方式的油漆层11可以覆盖于电路板1的表面(油漆层11可以为电路板1的组成部分)，散热层12可以位于电路板1与油漆层11之间，散热层12的面积可以根据应用的设备尺寸不同而合理选择，一般而言，散热层12的面积越大，其散热效果便越佳，同时，为了避免散热层12和导热结构21影响电路板1上的其他电子元件，散热层12和导热结构21不与其他电子元件30连接。

具体应用中，导热层210可以为导热材料熔融后，填充于散热缺口110内经冷却凝固而形成，本实施方式中，利用油漆层11的散热缺口110来限制具有一定流动性的导热材料，使熔融后的导热材料能够保持特定的形状，直至其冷却定型并形成连接于散热层12的导热层210。进一步地，当熔融的导热材料填充至散热缺口110后，根据不同导热材料的性质，导热材料会在散热层12的第二表面上形成具有不同弧面的导热层210，该导热层210的外表面面积必然大于导热层210与散热层12的接触面积，从而增加散热层12的散热面积。

示例性的，导热结构21可以为散热锡，锡在常温下呈固态，且具具有较佳的导热性，具体地，可以先将锡加热至熔融状态，再将其填充至散热缺口110中，锡冷却后会形成表面为弧面的导热层210，并连接在散热层12的第二表面上。当然，在别的实施方式中，导热结构21也可以为其他合适的材料制成，例如低熔点金属或合金(熔点一般在300℃以下)。

具体地，作为本实施例的其中一种可选实施方式，请参考图1和图2，散热缺口110可以呈圆孔形、方孔形、片状、条形或弧形中的至少一种，散热缺口110可以根据散热层12的面积合理设置数量和形状。本实施方式中，散热缺口110优选为条形缺口，散热缺口110可以设置有多个，且各散热缺口110可以间隔并平行设置，使得散热层12各位置的散热效果更为均衡，并且各散热缺口110可以全部设置导热结构21，也可以部分设置导热结构21，另外部分不设置导热结构21(即该部分散热层12直接裸露)。具体应用中，根据散热缺口110的不同结构，冷却后的导热层210也会呈现相应的结构，当散热缺口110为条形时，导热层240也会呈现为条形。

作为本实施例的其中一种可选实施方式，请参考图2，散热组件还包括第一导热件23，第一导热件23可以设置于电子元件30与散热层12之间，第一导热件23可以用于将电子元件30的热量传导至散热层12。具体应用中，不同电子元件30的具体结构存在差异，第一导热件23可以使电子元件30更好地贴合于散热层12上，提高热传导效率。进一步地，不同电子元件30与散热层12的连接方式可以不同，示例性的，当电子元件30为功率管时，电子元件30可以焊接于散热层12上，电子元件30与散热层12之前可以形成有焊接层25，焊接层25的上表面可以与第一导热件23及电子元件30连接，焊接层25的下表面可以与散热层12贴合。

作为本实施例的其中一种可选实施方式，请参考图1和图2，散热组件还包括第二导热件24，第二导热件24可以连接于电子元件30，并将电子元件30的热量传导至空气中。具体地，根据电子元件30的结构不够，第二导热件24可以连接于电子元件30的不同部位，一般而言，电子元件30的下侧面与散热层12连接，电子元件30的上侧面可以与第二导热件24连接(上侧面和下侧面可以为电子元件30面积最大的侧面)，如此，通过第一导热件23和第二导热件24分别从电子元件30的相对两侧面将热量导出，进一步提高电子元件30的散热效果。

示例性的，第一导热件23和第二导热件24可以硅胶垫或导热贴，并且第一导热件23和第二导热件24的尺寸可以大于电子元件30的尺寸(可参考图1，尺寸指投影在电路板1上的面积)，如此，可以使电子元件30更好地与第一导热件23和第二导热件24贴合连接，增加接触面积，提高电子元件30的散热效果。

具体应用中，第一导热件23也可以为电子元件30的一部分，并固定连接在电子元件30上，第一导热件23的尺寸相对固定且可以小于电子元件30，示例性的，第一导热件23可以为电子元件30的散热焊盘或者引脚。

作为本实施例的其中一种可选实施方式，请参考图1和图2，电路板1具有两个相对设置的表面，电路板1的两侧表面可以均设置有散热组件，电子元件30安装在其中一侧表面上，并与该侧表面上的散热组件连接。同时，电路板1设有导热过孔101，导热过孔101可以设置在电子元件30的位置处，进一步地，导热过孔101可以设置在第一导热件23的正下方，导热过孔101内设置有连接镀层，两组散热组件可以通过导热过孔101内的连接镀层连接，这样的设计，将来自第一导热件23的热量以尽可能短的路径通过导热过孔101将热量传导至另一侧的散热组件上，同时利用两组散热组件进行散热，提高散热效果。

具体地，对于电路板1上没有设置电子元件30一侧的散热组件，该组散热组件的散热层12可以与导热过孔101的连接镀层连接，并且散热层12的外表面对应导热过孔101的位置处形成焊接层。

作为本实施例的其中一种可选实施方式，电路板1包括基板10和内散热层22，其中，当基板10设置有一层时，电路板1可以为双面板，电路板1的两面均设置有散热组件(此时电路板1内不设置内散热层22)；而当基板10至少设置有两层时，电路板1可以为双层板或多层板，内散热层22设置于相邻的基板10之间，导热过孔101可以穿过各层基板10，并通过连接镀层连接内散热层22和散热组件。这样的设计，通过导热过孔101的连接镀层将热量进一步传导至基板10之间的内散热层22上，有利于进一步提高散热效果，降低电子元件30的温度。

示例性的，作为本实施例的其中一种可选实施方式，导热过孔101可以为Via孔，导热过孔101可以间隔设置有多个，各导热过孔101内均设置有连接镀层，相邻的导热过孔101之间的间距可以为导热过孔101直径的三倍左右，防止因导热过孔101的数量过多而导致散热层12和内散热层22的完整性被破坏，进而影响散热效果，如此，可以通过多个间距合理的导热过孔101来提高散热组件间的热传导效率。需要说明的是，本实施方式中的散热镀层可以为金属镀层，散热镀层也可以为焊锡填充于导热过孔101中后形成。

示例性的，散热层12和内散热层22可以为金属散热层12，金属具有较佳的导热性，电子元件30所产生的热量能够快速传导至散热层12上，有利于电子元件30的散热。本实施方式中，散热层12和内散热层22均优选为铜镀层。进一步地，散热层12和内散热层22的尺寸可以大于电子元件30的尺寸(尺寸指投影在电路板1上的面积)，一方面，有利于电子元件30的安装连接，另一方面，有利于增加接触面积和散热面积，提高散热效果。

本申请实施例提供的一种散热结构的有益效果在于：与现有技术相比，本申请实施例提供的散热结构，通过连接于电路板1上的散热层12来传导电子元件30工作时所产生的热量，防止电子元件30的热量集中，同时，利用设置在散热层12上的导热结构21来增加散热层12的散热面积，加快散热层12的散热速度，进一步提高散热结构的散热效果，使电路板1上的电子元件30能够在适宜的温度下正常工作，有利于延长电子元件30以及相关设备的使用寿命。

本申请实施例还提供了一种电源，包括电源本体和上述的散热结构，散热结构设置于电源本体。具体应用中，电源本体内的电子元件30均可以使用上述的散热结构，尤其是开关管或功率管等易产生热量的电子元件30。进一步地，本实施例中的电源，其既可以为充电器，也可以为供电器，示例性的，以电子产品的充电器为例，现有的充电器(尤其是氮化镓充电器)，功率较高，体积较小，在使用过程中，其内部的电子元件30会产生大量的热，而本实施例中的散热结构能够将电子元件30的热量充分传导并散热，避免热量集中在电子元件30内部，避免热量聚集使电子元件30的温度快速上升，有助于改善电子元件30的散热，提高电子元件30使用可靠性和充电器整机效率，并缩小充电器体积。

本申请实施例提供的一种电源的有益效果在于：与现有技术相比，本申请实施例提供的电源，通过上述的散热结构来对电源本体中的各个电子元件30进行高效散热，防止电子元件30的热量集中，保证电源的正常工作，有利于延长各电子元件30以及电源的使用寿命，同时也有利于电源的小型化、高功率的设计。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种散热结构，其特征在于，包括电路板以及安装于所述电路板的电子元件和散热组件，所述散热组件包括连接于所述电路板并与所述电子元件连接的散热层，以及设置于所述散热层以增加所述散热层的散热面积的导热结构。

2.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热层的第一表面与所述电路板连接，所述散热层的第二表面与所述导热结构连接。

3.如权利要求2所述的散热结构，其特征在于，所述散热组件还包括连接于所述散热层的第二表面的油漆层，所述油漆层设有散热缺口，所述导热结构为填充于所述散热缺口并凸起外露于所述油漆层的导热层。

4.如权利要求3所述的散热结构，其特征在于，所述散热缺口呈圆孔形、方孔形、片状、条形或弧形中的至少一种。

5.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热组件还包括设置于所述电子元件与所述散热层之间且用于将热量传导至所述散热层的第一导热件。

6.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热组件还包括连接于所述电子元件且用于将热量传导至空气中的第二导热件。

7.如权利要求1至6中任一项所述的散热结构，其特征在于，所述电路板两侧表面均设置有所述散热组件，所述电路板对应电子元件的位置处设有导热过孔，所述导热过孔内设置有用于连接各所述散热组件的连接镀层。

8.如权利要求7所述的散热结构，其特征在于，所述电路板包括至少一层基板，当所述基板设置有两层以上时，所述电路板还包括设置于相邻的所述基板之间的内散热层，所述导热过孔穿过各所述基板，并通过所述连接镀层连接各内散热层。

9.如权利要求8所述的散热结构，其特征在于，所述导热结构为锡导热层，和/或，所述散热层和所述内散热层为金属散热层。

10.一种电源，其特征在于，包括电源本体和如权利要求1至9中任一项所述的散热结构，所述散热结构设置于所述电源本体。

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