CN220044012U - 一种电子设备散热装置及电子设备 - Google Patents

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CN220044012U CN202321089027.3U CN202321089027U CN220044012U CN 220044012 U CN220044012 U CN 220044012U CN 202321089027 U CN202321089027 U CN 202321089027U CN 220044012 U CN220044012 U CN 220044012U
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张智伟
黄章锋
张良
刘俊涛
郭金星
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Abstract

本实用新型公开一种电子设备散热装置及电子设备,电子设备散热装置包括:电路板、发热元件、第一导热元件、散热元件以及环形挡墙;发热元件安装于电路板的第一表面,第一导热元件填充于发热元件和散热元件之间;环形挡墙围设于发热元件和第一导热元件外部,且电路板和散热元件均与环形挡墙连接。环形挡墙可以将发热元件、第一导热元件围在环形挡墙内部,即使第一导热元件溢出发热元件或者脱落均可被环形挡墙拦截,第一导热元件的溢流或者碎屑也不会落到环形挡墙之外,可以有效避免第一导热元件的溢流或者碎屑污染电路板上的其它元器件。

Description

一种电子设备散热装置及电子设备
技术领域
本实用新型涉及电子设备技术领域,特别涉及一种电子设备散热装置及电子设备。
背景技术
随着芯片工艺制程的不断提高,相同尺寸空间下芯片的热流密度日益增大,芯片总功耗大幅增加。导热界面材料通常用于填充芯片晶体(发热部位)与均温散热器件的接触间隙,使得芯片内部热量及时导出,避免芯片过热。传统的导热界面材料通常使用氧化铝等金属氧化物作为辅料填充于有机基材,其已无法满足日益增长的散热需求。因此,以高导热材料作为主要填充介质的高导热界面材料应运而生。
高导热材料作为散热器和芯片之间的第一导热元件,第一导热元件直接与散热器和芯片接触,用于将芯片上的热量传递至散热器。然而,由于受到散热器与芯片的挤压,第一导热元件容易发生破碎脱落,污染电路板上其它的元器件,因此,如何避免第一导热元件的碎屑脱落至电路板上,污染电路板上的其它元器件是亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型公开了一种电子设备散热装置及电子设备,用于避免碎屑脱落至电路板污染其它元器件的问题。
为达到上述目的,本实用新型提供以下技术方案:
第一方面,本实用新型提供一种电子设备散热装置,包括:电路板、发热元件、第一导热元件、散热元件以及环形挡墙;
所述发热元件安装于所述电路板的第一表面,所述第一导热元件填充于所述发热元件和所述散热元件之间;
所述环形挡墙围设于所述发热元件和所述第一导热元件外部,且所述电路板和所述散热元件均与所述环形挡墙连接。
上述电子设备散热装置中,发热元件安装于电路板的第一表面,并通过第一导热元件将热量传递至散热元件,防止发热元件因热量集中而烧损,同时在电路板和散热元件之间设置环形挡墙,可以将发热元件、第一导热元件围在环形挡墙内部,即使第一导热元件溢出发热元件或者脱落均可被环形挡墙拦截,第一导热元件的溢流或者碎屑不会落到环形挡墙之外,可以有效避免第一导热元件的溢流或者碎屑污染电路板上的其它元器件。
在一些实施例中,所述环形挡墙围成的区域在所述第一表面上的正投影覆盖所述发热元件在所述第一表面上的正投影;
所述环形挡墙围成的区域在所述第一表面上的正投影覆盖所述第一导热元件在所述第一表面上的正投影。
在一些实施例中,所述第一导热元件在所述第一表面上的正投影覆盖所述发热元件在所述第一表面上的正投影。
在一些实施例中,所述发热元件在所述第一表面上的正投影大于且覆盖所述第一导热元件在所述第一表面上的正投影;
所述发热元件与所述散热元件之间还连接有第二导热元件,所述第二导热元件围设于所述第一导热元件外部,用于将所述发热元件的热量传递至所述散热元件。
在一些实施例中,所述第二导热元件围成的区域在所述第一表面上的正投影覆盖所述第一导热元件在所述第一表面上的正投影。
在一些实施例中,所述第二导热元件在所述第一表面上的正投影为第一投影,所述发热元件在所述第一表面上的正投影为第二投影;
所述第一投影的外轮廓包围所述第二投影。
在一些实施例中,所述环形挡墙可以为多层,且多层所述环形挡墙沿所述发热元件的中部至边缘方向依次设置。
在一些实施例中,多层所述环形挡墙中,存在至少两层环形挡墙采用不同材料制成。
在一些实施例中,所述第一导热元件包括碳纤维导热垫和液态金属中的一种或两种;或者,所述环形挡墙包括导热凝胶、绝缘泡棉、绝缘导热垫、绝缘塑料和绝缘耐热橡皮中的一种或多种。
在一些实施例中,所述环形挡墙为绝缘挡墙。
在一些实施例中,所述第二导热元件与所述第一导热元件为一体式结构;或者,
所述第二导热元件的材料与所述第一导热元件的材料相同;或者,
所述第二导热元件包括导热凝胶和弹性导热件中的一种或多种。
在一些实施例中,所述散热元件包括散热凸台,所述散热凸台位于所述散热元件朝向所述发热元件一侧;
所述散热凸台在所述第一表面上的正投影覆盖所述发热元件在所述第一表面上的正投影;所述散热凸台朝向所述第一导热元件一侧设置有环形凹槽,所述环形凹槽内填充有弹性导热体,且所述弹性导热体朝向所述第一导热元件一侧表面与所述散热凸台朝向所述第一导热元件一侧表面位于同一平面;
所述发热元件朝向所述散热凸台一侧表面为第二表面,所述弹性导热体在所述第二表面上的正投影覆盖所述发热元件的边缘。
在一些实施例中,所述散热元件包括散热凸台,所述散热凸台位于所述散热元件朝向所述发热元件一侧;
所述发热元件在所述第一表面上的正投影大于且覆盖所述散热凸台在所述第一表面上的正投影;
所述散热凸台与所述发热元件之间还设有导热弹片,所述导热弹片在所述第一表面上的正投影覆盖所述发热元件在所述第一表面上的正投影。
在一些实施例中,所述导热弹片位于所述散热凸台和所述第一导热元件之间。
在一些实施例中,所述散热元件包括散热凸台,所述散热凸台位于所述散热元件朝向所述发热元件一侧;
所述散热凸台在所述第一表面上的正投影覆盖所述发热元件在所述第一表面上的正投影;所述散热凸台朝向所述第一导热元件一侧设置有环形凹槽,所述环形凹槽内填充有弹性导热体,且所述弹性导热体朝向所述第一导热元件一侧表面与所述散热凸台朝向所述第一导热元件一侧表面位于同一平面;
所述发热元件朝向所述散热凸台一侧表面为第二表面,所述弹性导热体在所述第二表面上的正投影覆盖所述发热元件的边缘;
所述散热凸台与所述发热元件之间还设有导热弹片。
在一些实施例中,所述导热弹片设置于所述散热凸台朝向所述第一导热元件一侧表面,且所述导热弹片在所述第一表面上的正投影与所述弹性导热体在所述第一表面上的正投影存在重叠区域。
第二方面,本实用新型还提供一种电子设备,包括如第一方面中任一项所述的电子设备散热装置。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种电子设备散热装置的结构示意图一;
图2为本实用新型实施例提供的一种电子设备散热装置的结构示意图二;
图3为本实用新型实施例提供的一种电子设备散热装置的结构示意图三;
图4为本实用新型实施例提供的一种电子设备散热装置的结构示意图四;
图5为本实用新型实施例提供的一种电子设备散热装置的结构示意图五;
图6为本实用新型实施例提供的一种电子设备散热装置的结构示意图六;
图7为相关技术中裸Die芯片的结构示意图;
图8为本实用新型实施例提供的另一种电子设备散热装置的结构示意图一;
图9为本实用新型实施例提供的另一种电子设备散热装置的结构示意图二;
图10为本实用新型实施例提供的另一种电子设备散热装置的结构示意图三。
图标:1-电路板;2-芯片;3-导热件;4-散热器;41-散热凸台;7-支撑板;81-弹簧螺钉;82-螺柱;
100-电路板;200-发热元件;300-第一导热元件;400-散热元件;500-环形挡墙;600-第二导热元件;700-结构支撑板;800-连接件;
410-散热凸台;420-弹性导热体;430-导热弹片;810-弹簧螺钉;820-螺柱。
具体实施方式
首先介绍一下本申请的应用场景:为了满足芯片日益增长的散热需求,通常采用高导热材料填充芯片晶体(发热部位)与均温散热器件(散热器、外壳、铁板等扩展散热面积)的接触间隙,使得芯片内部热量及时导出,避免芯片过热。而材料的高导热通常伴随良好的导电性能。在安装误差、芯片表面复杂的热力耦合作用下,导热材料会露出芯片甚至脱落到电路板上引起短路。当高导热材料采用导电性能不好的材料时,仍存在导热材料出现碎屑或者脱落污染电路板上其它元器件的问题。最简单的做法是通过设计尺寸小于芯片尺寸的高导热材料,来保证导热材料不溢出芯片表面。但是这种直接的使用存在两方面的缺点。第一,存在尺寸确定、型号选择方面的困难。因为导热垫片尺寸受到散热器重力、散热器弹簧锁付力、芯片与散热器之间热变形量差异挤压等多因素影响,长期尺寸无法确定。此外,型号选择时,为了防止溢出,选用形变量小的型号高导热垫片,不易变形,通常硬度大,容易发生破碎脱落。第二,高导热垫片尺寸过小时,容易覆盖不到全部热源,从而带来器件超温,烧毁器件的后果。
基于上述应用场景,本申请实施例提供了一种电子设备散热装置和电子设备,电子设备散热装置中在电路板和散热元件之间设置环形挡墙,可以有效避免第一导热元件的碎屑或者溢流污染电路板上的其它元器件。
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
第一方面,如图1至图6所示,本实用新型实施例提供了一种电子设备散热装置,包括:电路板100、发热元件200、第一导热元件300、散热元件400以及环形挡墙500;发热元件200安装于电路板100的第一表面,第一导热元件300填充于发热元件200和散热元件400之间;环形挡墙500围设于发热元件200和第一导热元件300外部,且电路板100和散热元件400均与环形挡墙500连接。
上述电子设备散热装置中,发热元件200安装于电路板100的第一表面,并通过第一导热元件300将热量传递至散热元件400,防止发热元件200因热量集中而烧损,同时在电路板100和散热元件400之间设置环形挡墙500,可以将发热元件200、第一导热元件300围在环形挡墙500内部,即使第一导热元件300溢出发热元件200或者脱落均可被环形挡墙500拦截,第一导热元件300的溢流或者碎屑也不会落到环形挡墙500之外,可以有效避免第一导热元件300的溢流或者碎屑污染电路板100上的其它元器件。
需要说明的是,第一导热元件300位于散热元件400和发热元件200之间,且第一导热元件300在该电子设备散热装置中起主要的导热和支撑作用。环形挡墙500在安装使用时质地柔软,流动性差,可良好包围发热元件200和第一导热元件300并吸收高度公差,形成保护带。长期使用中环形挡墙500也不存在流失脱落风险,可提供长期可靠的保护。示例性的,发热元件200为芯片,散热元件400为散热器。
一种可能实现的方式中,参照图1-图6,电子设备散热装置中,芯片等发热元件200通常焊接或压接至电路板100上,并通过电路板100及发热元件200上方散热。当器件功耗较大时,只依靠电路板100及发热元件200自身的面积不足以及时散出热量,因此需要安装散热元件400增强散热能力。由于散热元件400和发热元件200表面存在平面度和粗糙度影响,当两元件靠近接触时,接触面上存在大量的微小间隙,带来较大的传热阻碍,因此在发热元件200与散热元件400之间需填充导热界面材料来填充间隙,由于导热界面材料的传热能力远大于间隙中的介质,因此可以大大降低接触热阻。本实施例中使用的高导热界面是导热界面材料中的一种,导热系数(导热能力)优于普通导热界面材料,且具有良好的机械性能,可起到支撑作用。
在一些实施例中,第一导热元件300包括碳纤维导热垫和液态金属中的一种或两种。
需要说明的是,本实施例中第一导热元件300包括但不仅限于碳纤维导热垫和液态金属,其中碳纤维导热垫和液态金属均为高导热界面材料。以碳纤维导热垫为例,使用一种可以设计导热取向的碳素纤维材料(导热系数能达到800W/m·K,纤维方向上的导热系数超过铜)时,其导热率能达到120W/m·K以上,并具有良好的机械性能和优异的导热及辐射散热能力。
在一些实施例中,环形挡墙500为绝缘挡墙。
可以理解的是,具有高导热性能的第一导热元件300通常伴随良好的导电性能。因而在安装误差、发热元件200如芯片表面复杂的热力耦合作用下,第一导热元件300会露出芯片甚至脱落到电路板100上引起短路,存在安规风险(即具有导电性的物体可能掉到电路板100上引起短路)。因此,将环形挡墙500设置为绝缘挡墙,可有效防止第一导热元件300落至电路板100上造成其它元器件短路。
在一些实施例中,环形挡墙500包括导热凝胶、绝缘泡棉、绝缘导热垫、绝缘塑料和绝缘耐热橡皮中的一种或多种。
需要说明的是,环形挡墙500的材料包括但不限于导热凝胶、绝缘泡棉、绝缘塑料、绝缘耐热橡皮等。当环形挡墙500为具有导热能力的导热凝胶或绝缘导热垫时,环形挡墙500还可起到导热作用。
在一些实施例中,环形挡墙500围成的区域在第一表面上的正投影覆盖发热元件200在第一表面上的正投影;环形挡墙500围成的区域在第一表面上的正投影覆盖第一导热元件300在第一表面上的正投影。
需要说明的是,环形挡墙500围成的区域在第一表面上的正投影覆盖发热元件200在第一表面上的正投影中:此处覆盖可以理解为环形挡墙500围成的区域在第一表面上的正投影等于发热元件200在第一表面上的正投影,即如图1和图5所示,环形挡墙500和发热元件200直接接触,即环形挡墙500和发热元件200之间不存在间隙,可以直接采用涂抹的方式在发热元件200如芯片侧面形成环形挡墙500,该结构充分利用了电路板100的有效面积,便于电路板100上布设更多的器件;当然,此处覆盖还可以理解为环形挡墙500围成的区域在第一表面上的正投影大于发热元件200在第一表面上的正投影,即如图2、图3、图4和图6所示,环形挡墙500和发热元件200存在不接触的部位,即环形挡墙500和发热元件200之间存在间隙,该结构使得环形挡墙500包围的形状和尺寸不受发热元件200形状和尺寸的限制或者所受发热元件200形状和尺寸的限制较小。
环形挡墙500围成的区域在第一表面上的正投影覆盖第一导热元件300在第一表面上的正投影中:此处覆盖可以理解为环形挡墙500围成的区域在第一表面上的正投影等于第一导热元件300在第一表面上的正投影,即如图1和图3所示,环形挡墙500和第一导热元件300直接接触,即环形挡墙500和第一导热元件300之间不存在间隙,可以直接采用涂抹的方式在第一导热元件300外侧面形成环形挡墙500,该结构充分利用了电路板100的有效面积,便于电路板100上布设更多的器件;当然,此处覆盖还可以理解为环形挡墙500围成的区域在第一表面上的正投影大于第一导热元件300在第一表面上的正投影,即如图2、图4和图6所示,环形挡墙500和第一导热元件300存在不接触的部位,即环形挡墙500和第一导热元件300之间存在间隙,该结构使得环形挡墙500包围的形状和尺寸不受第一导热元件300形状和尺寸的限制或者所受第一导热元件300形状和尺寸的限制较小。
在一些实施例中,第一导热元件300在第一表面上的正投影覆盖发热元件200在第一表面上的正投影。
需要说明的是,此处覆盖可以理解为第一导热元件300在第一表面上的正投影等于发热元件200在第一表面上的正投影,即如图1和图2所示,第一导热元件300在第一表面上的正投影的外轮廓与发热元件200在第一表面上的正投影的外轮廓重合;或者此处覆盖还可以理解为第一导热元件300在第一表面上的正投影大于发热元件200在第一表面上的正投影,即如图3和图4所示,定义第一导热元件300在第一表面上的正投影为第三投影,定义发热元件200在第一表面上的正投影为第二投影,第三投影的外轮廓围绕在第二投影外侧。上述两种结构都可以使得第一导热元件300完全覆盖发热元件200如芯片,避免发热元件200局部热点产生,进一步降低接触热阻。
在一些实施例中,发热元件200在第一表面上的正投影大于且覆盖第一导热元件300在第一表面上的正投影;发热元件200与散热元件400之间还连接有第二导热元件600,第二导热元件600围设于第一导热元件300外部,用于将发热元件200的热量传递至散热元件400。
需要说明的是,发热元件200在第一表面上的正投影大于且覆盖第一导热元件300在第一表面上的正投影,可以理解为:如图5和图6所示,定义发热元件200在第一表面上的正投影为第二投影,第一导热元件300在第一表面上的正投影为第三投影,第二投影的外轮廓围绕在第三投影外侧,这使得第一导热元件300不能完全覆盖发热元件200如芯片,可能会在发热元件200边缘产生局部热点,为缓解这一问题,发热元件200与散热元件400之间还连接有第二导热元件600,第二导热元件600围设于第一导热元件300外部,第二导热元件600除了起到支撑散热元件400的作用之外,还可以起到导热作用,防止发热元件200边缘产生局部热点。
可以理解的是,第二导热元件600与第一导热元件300可以为一体式结构,也可以是分体式结构,即第二导热元件600套设于第一导热元件300外部,第二导热元件600与第一导热元件300拼接形成的朝向发热元件200的表面均与发热元件200的朝向散热元件400的表面接触散热即可,以保证发热元件200不会产生局部热点。
在一些实施例中,第二导热元件600与第一导热元件300为一体式结构,一体成型,无需装配,避免第二导热元件600与第一导热元件300之间因装配误差存在间隙,导致第二导热元件600与第一导热元件300无法完全覆盖发热元件200的朝向散热元件400的表面,进而导致发热元件200产生局部热点。
可以理解的是,第二导热元件600与第一导热元件300可以采用相同材料制作而成,当然也可以采用不同材料制作而成。
在一些实施例中,第二导热元件600的材料与第一导热元件300的材料相同。采用相同材料,方便成型,同时材料特性相同,导热能力和使用寿命大致形同,运维成本低。
示例性的,第二导热元件600与第一导热元件300采用相同材料一体成型,制作工艺简单;当然,第二导热元件600与第一导热元件300也可以采用不同材料一体成型,第二导热元件600和第一导热元件300可以依据发热元件200边缘与中部热度差异选择不同材料,以便在达到散热目的的同时节约成本。
示例性的,第二导热元件600与第一导热元件300采用相同材料分别制作,即第二导热元件600与第一导热元件300为相同材料的分体式结构;当然,第二导热元件600与第一导热元件300也可以采用不同材料分别制作,即第二导热元件600与第一导热元件300为不同材料的分体式结构。
在一些实施例中,第二导热元件600包括导热凝胶和弹性导热件中的一种或多种。
需要说明的是,第二导热元件600的主要作用是在发热元件200和散热元件400之间起到支撑和导热作用,因此凡是能实现上述功能的材料均可用来制作第二导热元件600,不仅限于导热凝胶和弹性导热件。示例性的,第二导热元件600可以为高分子复合材料,如导热凝胶和导热垫,也可以为弹性导热件,如金属导热弹片,具体地金属导热弹片可以为铍铜片。
在一些实施例中,第二导热元件600围成的区域在第一表面上的正投影覆盖第一导热元件300在第一表面上的正投影。
一种可能实现的方式中,如图5和图6所示,第二导热元件600围成的区域在第一表面上的正投影覆盖第一导热元件300在第一表面上的正投影,具体可以理解为,第二导热元件600围成的区域在第一表面上的正投影等于第一导热元件300在第一表面上的正投影,即如图5和图6所示,第二导热元件600和第一导热元件300直接接触,即第二导热元件600和第一导热元件300之间不存在间隙,可以直接采用涂抹的方式在第一导热元件300外侧面形成第二导热元件600,该结构使得第二导热元件600和第一导热元件300共同覆盖发热元件200;当然,此处覆盖还可以理解为第二导热元件600围成的区域在第一表面上的正投影大于第一导热元件300在第一表面上的正投影,第二导热元件600和第一导热元件300存在不接触的部位,即第二导热元件600和第一导热元件300之间存在间隙,该结构使得环形挡墙500包围的形状和尺寸不受第一导热元件300形状和尺寸的限制或者所受第一导热元件300形状和尺寸的限制较小,但值得注意的是,该结构仅限于发热元件200功耗不高时使用,避免发热元件200局部热点的产生。
在一些实施例中,第二导热元件600在第一表面上的正投影为第一投影,发热元件200在第一表面上的正投影为第二投影;第一投影的外轮廓包围第二投影。
需要说明的是,此处包围可以理解为:第一投影的外轮廓与第二投影的外轮廓重合,也可以理解为第一投影的外轮廓位于第二投影外部。
一种可能实现的方式中,如图5和图6所示,第二导热元件600在第一表面上的正投影为第一投影,发热元件200在第一表面上的正投影为第二投影;第一投影的外轮廓与第二投影的外轮廓重合,且第二导热元件600与第一导热元件300之间不存在间隙,使得第二导热元件600和第一导热元件300完全覆盖发热元件200,可以应用于功耗较大的发热元件200,避免局部热点产生,进一步降低接触热阻。
在一些实施例中,环形挡墙500可以为多层,且多层环形挡墙500沿发热元件200的中部至边缘方向依次设置。
需要说明的是,为了更好的起到保护作用,环形挡墙500可以设置多层,且任意相邻两层环形挡墙500之间可以直接接触也可以存在间隙,任意两层环形挡墙500的形状可以相同也可以不同,此处不做具体限定。
在一些实施例中,多层环形挡墙500中,存在至少两层环形挡墙500采用不同材料制成。
可以理解的是,为了实现不同的效果,多层环形挡墙500中可以采用不同材料制作不同层的环形挡墙500。例如,电子设备散热装置包括两层环形挡墙500,位于外侧的环形挡墙500采用绝缘挡墙,位于内侧的环形挡墙500可以采用导热材料,既可以起到导热作用,又可以起到绝缘隔离作用。
需要说明的是,结合第一导热元件300的高导热性能和支撑作用,以及环形挡墙500的绝缘、隔离作用,本实施例中的电子设备散热装置可以应用于裸晶等高功耗、高冲击应力使用场景。
随着芯片功耗突破1000w,Lidless(裸die)封装成为解决芯片散热的有效方案之一。如图7所示,相关技术中,芯片2通过焊接或者压接在电路板1上,散热器4和电路板1通过弹簧螺钉81和螺柱82固定在支撑板7上,并通过电路板及芯片2、导热件3以及散热器4散热。为有效传热,散热器4的散热凸台41面积需要大于芯片2的die面积,此时在动态场景(装配、振动、冲击、跌落)下,散热凸台41的冲击力会直接作用到芯片2的die边缘,如图7中A处,die即芯片的晶圆,为硅基的脆性材料。而die边缘是一个直角的立边,属于应力集中即容易损伤的区域,受力后容易造成芯片die崩边、裂纹等损伤。因此,对于裸die芯片而言,电子设备散热装置还需要避免散热元件如散热器的冲击力直接作用于die边缘。
在一些实施例中,散热元件400包括散热凸台410,散热凸台410位于散热元件400朝向发热元件200一侧;散热凸台410在第一表面上的正投影覆盖发热元件200在第一表面上的正投影;散热凸台410朝向第一导热元件300一侧设置有环形凹槽,环形凹槽内填充有弹性导热体420,且弹性导热体420朝向第一导热元件300一侧表面与散热凸台410朝向第一导热元件300一侧表面位于同一平面;发热元件200朝向散热凸台410一侧表面为第二表面,弹性导热体420在第二表面上的正投影覆盖发热元件200的边缘。
一种可能实现的方式中,如图8所示,发热元件200通过焊接或者压接等方式安装在电路板100上,散热元件400和电路板100通过连接件800如弹簧螺钉810和螺柱820固定在结构支撑板700上,散热元件400包括散热凸台410,散热凸台410位于散热元件400朝向发热元件200一侧;发热元件200与散热凸台410之间填充有第一导热元件300,散热凸台410同第一导热元件300顶面(背离电路板100一侧)接触,第一导热元件300底面(朝向电路板100一侧)同发热元件200如芯片裸die接触。为避免散热凸台410的作用力直接作用于发热元件200边缘,故在散热凸台410朝向第一导热元件300一侧设置环形凹槽,环形凹槽内填充弹性导热体420,如图8中B处所示,弹性导热体420在发热元件200中第二表面上的正投影覆盖发热元件200的边缘。弹性导热体420在起到导热作用的基础上还能起到缓冲作用。弹性导热体420具体可以为弹性导热垫或者导热弹片430。
同时,为了进一步降低热阻,弹性导热体420朝向第一导热元件300一侧表面与散热凸台410朝向第一导热元件300一侧表面位于同一平面,使得散热凸台410与第一导热元件300之间直接接触导热。
如图8所示,本实施例利用设计环形避让凹槽,避免散热凸台410直接接触发热元件200如die边缘,避免直接接触导致的发热元件200如die损伤问题。利用弹性导热体420缓冲散热凸台410对发热元件200如die边缘的冲击,同时建立发热元件200如die边缘传热通道,提高散热性能。
在一些实施例中,散热元件400包括散热凸台410,散热凸台410位于散热元件400朝向发热元件200一侧;发热元件200在第一表面上的正投影大于且覆盖散热凸台410在第一表面上的正投影;散热凸台410与发热元件200之间还设有导热弹片430,导热弹片430在第一表面上的正投影覆盖发热元件200在第一表面上的正投影。
一种可能实现的方式中,如图9所示,直接将散热凸台410的尺寸做小,物理上避开发热元件200如die的边缘,即散热凸台410在第一表面上的正投影小于发热元件200在第一表面上的正投影,直接避开发热元件200如die的边缘,但也使得散热凸台410不能完全覆盖发热元件200,从而使得发热元件200的边缘散热受阻。故在散热凸台410与发热元件200之间设置导热弹片430,增加发热元件200边缘的传热通道,同样也可以避免散热凸台410直接接触发热元件200边缘导致的损伤问题。
在一些实施例中,如图9所示,导热弹片430位于散热凸台410和第一导热元件300之间,即导热弹片430直接与散热凸台410接触,可以有效缓解散热凸台410的作用力。
在一些实施例中,散热元件400包括散热凸台410,散热凸台410位于散热元件400朝向发热元件200一侧;散热凸台410在第一表面上的正投影覆盖发热元件200在第一表面上的正投影;散热凸台410朝向第一导热元件300一侧设置有环形凹槽,环形凹槽内填充有弹性导热体420,且弹性导热体420朝向第一导热元件300一侧表面与散热凸台410朝向第一导热元件300一侧表面位于同一平面;发热元件200朝向散热凸台410一侧表面为第二表面,弹性导热体420在第二表面上的正投影覆盖发热元件200的边缘;散热凸台410与发热元件200之间还设有导热弹片430。
一种可能实现的方式中,如图10所示,在散热凸台410和第一导热元件300之间同时设置弹性导热体420和导热弹片430,进一步提高缓冲效果。
在一些实施例中,导热弹片430设置于散热凸台410朝向第一导热元件300一侧表面,且导热弹片430在第一表面上的正投影与弹性导热体420在第一表面上的正投影存在重叠区域。
一种可能实现的方式中,如图10所示,将导热弹片430增加到弹性导热体420下面,即散热凸台410的环形凹槽中弹性导热体420与第一导热元件300之间设置导热弹片430,可以在解决上述die损伤和优化热性能的基础上,防止凹槽内部弹性导热体420脱落和移位。
需要说明的是,参照图7-图10,传热需要接触,接触将产生力的传递,力的传递将导致应力损伤。本实施例可以避免电子设备的装配、振动、周转运输等场景下,散热器冲击力直接作用于芯片die边缘导致die损伤;同时利用弹性导热体420和/或导热弹片430增加die边缘散热路径,改善散热性能,也就是说,可以同时解决传热和应力损伤的问题,不局限于裸die芯片的散热方案应用,可以应用于有类似热力耦合设计的场景。
第二方面,本实用新型实施例还提供一种电子设备,包括如第一方面实施例中任一种电子设备散热装置。
显然,本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (17)

1.一种电子设备散热装置,其特征在于,包括:电路板、发热元件、第一导热元件、散热元件以及环形挡墙;
所述发热元件安装于所述电路板的第一表面,所述第一导热元件填充于所述发热元件和所述散热元件之间;
所述环形挡墙围设于所述发热元件和所述第一导热元件外部,且所述电路板和所述散热元件均与所述环形挡墙连接。
2.根据权利要求1所述的电子设备散热装置,其特征在于,所述环形挡墙围成的区域在所述第一表面上的正投影覆盖所述发热元件在所述第一表面上的正投影;
所述环形挡墙围成的区域在所述第一表面上的正投影覆盖所述第一导热元件在所述第一表面电路板上的正投影。
3.根据权利要求2所述的电子设备散热装置,其特征在于,所述第一导热元件在所述第一表面上的正投影覆盖所述发热元件在所述第一表面上的正投影。
4.根据权利要求2所述的电子设备散热装置,其特征在于,所述发热元件在所述第一表面上的正投影大于且覆盖所述第一导热元件在所述第一表面上的正投影;
所述发热元件与所述散热元件之间还连接有第二导热元件,所述第二导热元件围设于所述第一导热元件外部,用于将所述发热元件的热量传递至所述散热元件。
5.根据权利要求4所述的电子设备散热装置,其特征在于,所述第二导热元件围成的区域在所述第一表面上的正投影覆盖所述第一导热元件在所述第一表面上的正投影。
6.根据权利要求4所述的电子设备散热装置,其特征在于,所述第二导热元件在所述第一表面上的正投影为第一投影,所述发热元件在所述第一表面上的正投影为第二投影;
所述第一投影的外轮廓包围所述第二投影。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的电子设备散热装置,其特征在于,所述环形挡墙可以为多层,且多层所述环形挡墙沿所述发热元件的中部至边缘方向依次设置。
8.根据权利要求7所述的电子设备散热装置,其特征在于,多层所述环形挡墙中,存在至少两层环形挡墙采用不同材料制成。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的电子设备散热装置,其特征在于,所述第一导热元件包括碳纤维导热垫和液态金属中的一种或两种;或者,
所述环形挡墙包括导热凝胶、绝缘泡棉、绝缘导热垫、绝缘塑料和绝缘耐热橡皮中的一种或多种。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的电子设备散热装置,其特征在于,所述环形挡墙为绝缘挡墙。
11.根据权利要求4所述的电子设备散热装置,其特征在于,所述第二导热元件与所述第一导热元件为一体式结构;或者,
所述第二导热元件的材料与所述第一导热元件的材料相同;或者,
所述第二导热元件包括导热凝胶和弹性导热件中的一种或多种。
12.根据权利要求1-6中任一项所述的电子设备散热装置,其特征在于,所述散热元件包括散热凸台,所述散热凸台位于所述散热元件朝向所述发热元件一侧;
所述散热凸台在所述第一表面上的正投影覆盖所述发热元件在所述第一表面上的正投影;所述散热凸台朝向所述第一导热元件一侧设置有环形凹槽,所述环形凹槽内填充有弹性导热体,且所述弹性导热体朝向所述第一导热元件一侧表面与所述散热凸台朝向所述第一导热元件一侧表面位于同一平面;
所述发热元件朝向所述散热凸台一侧表面为第二表面,所述弹性导热体在所述第二表面上的正投影覆盖所述发热元件的边缘。
13.根据权利要求1-6中任一项所述的电子设备散热装置,其特征在于,所述散热元件包括散热凸台,所述散热凸台位于所述散热元件朝向所述发热元件一侧;
所述发热元件在所述第一表面上的正投影大于且覆盖所述散热凸台在所述第一表面上的正投影;
所述散热凸台与所述发热元件之间还设有导热弹片,所述导热弹片在所述第一表面上的正投影覆盖所述发热元件在所述第一表面上的正投影。
14.根据权利要求13所述的电子设备散热装置,其特征在于,所述导热弹片位于所述散热凸台和所述第一导热元件之间。
15.根据权利要求1-6中任一项所述的电子设备散热装置,其特征在于,所述散热元件包括散热凸台,所述散热凸台位于所述散热元件朝向所述发热元件一侧;
所述散热凸台在所述第一表面上的正投影覆盖所述发热元件在所述第一表面上的正投影;所述散热凸台朝向所述第一导热元件一侧设置有环形凹槽,所述环形凹槽内填充有弹性导热体,且所述弹性导热体朝向所述第一导热元件一侧表面与所述散热凸台朝向所述第一导热元件一侧表面位于同一平面;
所述发热元件朝向所述散热凸台一侧表面为第二表面,所述弹性导热体在所述第二表面上的正投影覆盖所述发热元件的边缘;
所述散热凸台与所述发热元件之间还设有导热弹片。
16.根据权利要求15所述的电子设备散热装置,其特征在于,所述导热弹片设置于所述散热凸台朝向所述第一导热元件一侧表面,且所述导热弹片在所述第一表面上的正投影与所述弹性导热体在所述第一表面上的正投影存在重叠区域。
17.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1-16中任一项所述的电子设备散热装置。
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