CN106413343A - 散热器、散热装置、散热***及通信设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种散热器、散热装置、散热***及通信设备,包括:散热基板,连接体以及固定件;散热基板用于对位于电路板的合封芯片散热,散热基板位于合封芯片的背离电路板的一面;散热基板中的第一散热基板和第二散热基板分别具有一个与合封芯片中的芯片进行热传导的热传导面,且不同热传导面对应不同的芯片,连接体的第一端固定于第一散热基板,连接体第二端悬浮在第二散热基板外侧,固定件抵接于第一散热基板外侧,以限制第一散热基板向远离第二散热基板的方向运动。通过将多个相互之间导热较慢的散热基板组成一个散热基板,为合封芯片中各个芯片提供合适有效的散热,有效提高了温度较低的芯片的使用寿命,进而提升电子产品的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及散热技术,尤其涉及一种散热器、散热装置、散热***及通信设备。
背景技术
随着科技的进步,为了降低电子产品的尺寸,就要求降低构建电子产品的芯片的封装尺寸,也即,会将多个芯片封装在同一个封装体内,从而可以有效的降低芯片的封装尺寸,达到降低电子产品尺寸的目的。如何为该多个芯片提供有效的散热是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种散热器、散热装置、散热***及通信设备,以克服现有技术中无法为合封芯片中各个芯片提供合适而有效的散热,从而降低了温度较低的芯片的使用寿命,进而降低了电子产品的寿命的问题。
本发明第一方面提供一种散热器,包括:
散热基板,连接体以及固定件;散热基板用于对位于电路板的合封芯片散热,散热基板位于合封芯片的背离电路板的一面。
散热基板包括第一散热基板和第二散热基板,第一散热基板和第二散热基板分别具有一个与合封芯片中的芯片进行热传导的热传导面,且不同热传导面对应不同的芯片,连接体的第一端固定于第一散热基板,连接体的第二端悬浮在第二散热基板的外侧,固定件抵接于第一散热基板的外侧,以限制第一散热基板向远离第二散热基板的方向运动。
本实施例中,由于散热器的不同散热基板可分别为合封芯片上的不同芯片进行散热,且不同散热基板之间通过连接体进行连接,因而相邻散热基板之间只能通过连接体进行导热,其导热速度较慢,能够有效阻隔相邻散热基板之间的热传导。当各个散热基板下方的芯片的温度不同时,各个芯片散发的热量不会通过散热基板传递至其他的芯片,也即在散热器的使用过程中不会将温度高的芯片散发的热量传递给温度低的芯片,有效提高了温度较低的芯片的使用寿命,进而提升了电子产品的寿命。
在前述第一方面的一些实施例中,第一散热基板和第二散热基板的热传导面均在同一平面上。
本实施例中,由于合封芯片中,各个芯片的远离电路板的一面均处于同一平面上,所以第一散热基板和第二散热基板的热传导面均位于同一平面上,从而可保证散热基板的热传导面均与合封芯片上的各个芯片相贴合,避免散热基板与合封芯片之间出现接触不良的情况。
在前述第一方面的一些实施例中,连接体为细长状。
而在前述第一方面的另一些实施例中,连接体为薄板状。
上述实施例中,连接体为细长状或薄板状时,可搭接在第一散热基板以及第二散热基板之间。由于细长状连接体或薄板状连接体在长度方向上的横截面积较小,所以根据导热规律,其单位时间内能传导的热量也较少,即导热速度较小。这样,因为连接体的长度方向通常为热量的传递方向,所以,连接体在该方向上的截面积大小一般要小于第一散热基板和第二散热基板在直接相连时,连接部分的截面积大小。其中,可定义第一连接面为第一散热基板上的与所述第二散热基板相对的面,第二连接面为第二散热基板上的和第一散热基板相对的面。一般,连接体在自身导热方向上的截面积应小于第一连接面和第二连接面之间的重叠面积。需要说明的是,上述连接体的形状并不限于细长状或薄板状,此外也可以为其它横截面较小的结构形式。
在前述第一方面的一些实施例中,第二散热基板在对应连接体的部位上开设有安置槽,安置槽用于避让连接体。
本实施例中,由于连接体的第二端悬浮于第二散热基板的外侧,为了避免连接体和第二散热基板之间产生干涉,同时进一步稳定的固定连接体,在第二散热基板上开设有安置槽,安置槽的大小和深度均与连接体相匹配,从而让连接体的第二端可放置在安置槽内,避免两者之间出现干涉,且安置槽的形状能够从平行于散热基板的方向上对连接体进行固定和定位。
在前述第一方面的一些实施例中,连接体的数量为至少两个。连接体为多个时,多个连接体可以对称设置在第一散热基板的两侧,以加强第一散热基板和第二散热基板之间的连接稳定性。
在前述第一方面的一些实施例中,连接体上开设有第一通孔,第二散热基板在对应第一通孔的位置上开设有第二通孔;且此时固定件还包括固定螺钉;固定螺钉穿设在第一通孔和第二通孔之中,第一散热基板位于固定螺钉头部和第二散热基板之间,且固定螺钉的尾部和第二散热基板固定连接,以将第一散热基板和第二散热基板连接在一起。
本实施例中,用于连接连接体和第二散热基板的固定螺钉,依靠常用的螺纹连接进行紧固和连接,所以连接较为可靠,同时,由于螺纹连接时,连接体或第二散热基板上的通孔和固定螺钉上的螺纹之间大多均为点接触或者线接触的方式,其接触面较小,能够进一步降低连接体和第二散热基板之间的导热速度,确保第一散热基板和第二散热基板之间的热隔离性能。
进一步的,在前述实施例的基础上,固定件还包括有弹性件,弹性件的两端分别抵接在固定螺钉的头部和第一散热基板之间,以使第一散热基板在弹性件的弹力作用下与合封芯片贴合。
本实施例中,固定件中的弹性件能够同时与固定螺钉以及第一散热基板相抵。因为固定螺钉与第二散热基板之间为固定连接,两者相对位置保持固定,所以在弹性件的作用下,第一散热基板会在弹性件的作用下被压向第二散热基板,从而产生一定的浮动效果,这样即可限制第一散热基板朝远离第二散热基板的方向移动,且第一散热基板与第二散热基板能够尽量保持与合封芯片相贴合,即第一散热基板和第二散热基板的热传导面共面。
在前述第一方面的一些实施例中,第二散热基板和连接体的第二端之间通过隔热胶连接。
本实施例中,在连接体的第二端与第二散热基板之间设置隔热胶,能够阻断连接体和第二散热基板之间的热量传递,进一步避免第一散热基板和第二散热基板之间的热量传递。
此外,本实施例中,连接体的第二端和第二散热基板之间也可以采用焊锡进行焊接,以实现两者的固定。
在前述第一方面的一些实施例中,固定件包括第一定位螺柱和第二定位螺柱;
第一定位螺柱的底端和第二散热基板连接,且第一定位螺柱的轴向方向垂直于第二散热基板所在平面,第二定位螺柱可旋合在第一定位螺柱的顶端,连接体的第二端固定在第一定位螺柱和第二定位螺柱的旋合处。
本实施例中,采用了双层螺柱式结构,连接体和定位螺柱之间一般接触面较小,且通常存在有间隙,所以连接体和定位螺柱之间传热速度和传热效率均较低,能够较好的避免热量经由连接体传递至不同的散热基板上。
在前述第一方面的一些实施例中,连接体的第二端和连接体的第一端与第二散热基板所在平面的垂直距离不同。
本实施例中,由于连接体和第二散热基板之间可通过双层的定位螺柱等结构进行连接,为了避让其它连接结构,连接体的第二端和第一端通常可以位于距离第二散热基板所在平面距离不同的位置,从而让连接体第二端避开连接结构进行固定。
在前述第一方面的一些实施例中,连接体的第一端和连接体的第二端之间通过折弯段连接。
在前述第一方面的一些实施例中,第二散热基板设置有缺口,至少部分第一散热基板位于缺口内,且第一散热基板的位于缺口内的部分的外缘形状与缺口形状相匹配。
本实施例中,由于第二散热基板设置有缺口,因而可让至少一部分第一散热基板进入该缺口中,使散热基板的位置能够更好的与合封芯片上的不同芯片位置相对应,同时减少散热基板的总体面积和尺寸。
在前述第一方面的一些实施例中,第一散热基板完全位于缺口内。
在前述第一方面的一些实施例中,第二散热基板围设在第一散热基板的外侧并构成封闭形状。
在前述第一方面的一些实施例中,散热器中还包括用于为第一散热基板散热的第一散热翅组和用于为第二散热基板散热的第二散热翅组,第一散热翅组位于第一散热基板的与热传导面背离的一面,第二散热翅组位于第二散热基板的与热传导面背离的一面,第二散热翅片组内部形成冷风通道,第二散热翅片组中设置有第二散热翅片,第二散热翅片位于冷风通道的两侧,第一散热翅组位于冷风通道内或者冷风通道的延长线上。
本实施例中,散热器的每个散热基板上还各自连接有为该散热基板进行散热的散热翅片组。且第二散热基板上的第二散热翅片组中开设有一条贯穿整个第二散热翅片组的冷风通道,可使外界冷却用的气流通过该冷风通道吹到第一散热翅片组上,以使第一散热翅片组和第二散热翅片组均具有较高的散热效率。
在前述第一方面的一些实施方式中,冷风通道内还设置有第三散热翅片,第三散热翅片的高度小于第二散热翅片的高度。
本实施例中,第三散热翅片能够辅助进行散热,同时,由于第三散热翅片的高度较低,所以仍然能够保证冷却用的气流从冷风通道中通过。
在前述第一方面的一些实施方式中,冷风通道内还设置有第四散热翅片,第四散热翅片的密度小于第二散热翅片的密度。
本实施例中,冷风通道内的第四散热翅片能够辅助对第二散热基板进行散热,同时由于第四散热翅片的密度小于第二散热翅片的密度,所以仍然能够保证冷却用的气流从冷风通道中通过。
在前述第一方面的一些实施方式中,散热器还包括用于为第一散热基板散热的第五散热翅片组和用于为第二散热基板散热的第六散热翅片组,第五散热翅组和第六散热翅片组叠放在散热基板的与热传导面背离的一面;
第五散热翅片组位于第六散热翅片组和散热基板之间,或者第六散热翅片组位于第五散热翅片组和散热基板之间。
本实施例中,分别用于为两个散热基板进行散热的散热翅片组上下叠放在散热基板上,从而可在散热基板的面积较小,以及难以构成有效冷风通道的时候,利用散热基板上方的高度空间设置散热翅片组,保证散热基板的散热效率。
在前述第一方面的一些实施方式中,至少一个散热基板的热传导面上设置有半导体制冷芯片,半导体制冷芯片和合封芯片上对应的芯片接触。
本实施例中,通过在散热基板的热传导面上设置半导体制冷芯片,可以利用半导体自身电子迁移的特性,加速热传导面上的热量传递速度,提高散热器的散热效率。此外,还可以采用其他原理的制冷芯片,提高散热基板热传导面上的导热速度。
在前述第一方面的一些实施方式中,构成连接体的材料的导热速率小于构成散热基板的材料的导热速率。
本实施例中,由于连接体的导热速率小于散热基板的导热速率,所以进一步降低了连接体的热传导速度,提高不同散热基板之间的热隔离水平。
本发明第二方面提供一种散热器,包括有散热基板,散热基板用于对位于电路板上的合封芯片散热,散热基板位于合封芯片的背离电路板的一面;
散热基板包括第一散热基板和第二散热基板,第一散热基板和第二散热基板分别具有一个与合封芯片中的芯片进行热传导的热传导面,且不同热传导面对应不同的芯片,第一散热基板和第二散热基板之间通过连接件进行连接,连接件的导热系数小于第一散热子基板的导热系数,且连接件的导热系数小于第二散热基板的导热系数。
本实施例中,为不同芯片进行散热的多个散热基板之间通过导热系数较低的连接件连接,由于散热基板之间导热较少,当各个散热子基板下方的芯片的温度不同时,各个芯片散发的热量不会通过该散热基板传递至其他的芯片,也即在散热器的使用过程中不会将温度高的芯片散发的热量传递给温度低的芯片,有效提高了温度较低的芯片的使用寿命,进而提升了电子产品的寿命。
在前述第二方面的一些实施方式中,第一散热基板和第二散热基板的热传导面均在同一平面上。
本实施例中,由于合封芯片中,各个芯片的远离电路板的一面均处于同一平面上,所以第一散热基板和第二散热基板的热传导面均位于同一平面上,从而可保证散热基板的热传导面均与合封芯片上的各个芯片相贴合,避免散热基板与合封芯片之间出现接触不良的情况。
在前述第二方面的一些实施方式中,构成连接件的材料为隔热材料。
本实施例中,采用隔热材料制成连接件,能够最大限度地减缓相邻的第一散热基板和第二散热基板之间的热量传递过程,使不同散热基板之间近似与热隔离状态,避免温度高的芯片所散发的热量传递给温度低的芯片,提高芯片的使用寿命。
在前述第二方面的一些实施方式中,第二散热基板在对应连接件的部位上开设有安置槽,安置槽用于避让连接件。
本实施例中,由于连接件的第二端悬浮于第二散热基板的外侧,为了避免连接件和第二散热基板之间产生干涉,同时进一步稳定的固定连接件,在第二散热基板上开设有安置槽,安置槽的大小和深度均与连接件相匹配,从而让连接件的第二端可放置在安置槽内,避免两者之间出现干涉,且安置槽的形状能够从平行于散热基板的方向上对连接件进行固定和定位。
在前述第二方面的一些实施例中,连接件的数量为至少两个。连接件为多个时,多个连接件可以对称设置在第一散热基板的两侧,以加强第一散热基板和第二散热基板之间的连接稳定性。
在前述第二方面的一些实施例中,连接件上开设有第一通孔,第二散热基板在对应第一通孔的位置上开设有第二通孔;且此时固定件还包括固定螺钉;固定螺钉穿设在第一通孔和第二通孔之中,第一散热基板位于固定螺钉头部和第二散热基板之间,且固定螺钉的尾部和第二散热基板固定连接,以将第一散热基板和第二散热基板连接在一起。
本实施例中,用于连接连接件和第二散热基板的固定螺钉,依靠常用的螺纹连接进行紧固和连接,所以连接较为可靠,同时,由于螺纹连接时,连接件或第二散热基板上的通孔和固定螺钉上的螺纹之间大多均为点接触或者线接触的方式,其接触面较小,能够进一步降低连接件和第二散热基板之间的导热速度,确保第一散热基板和第二散热基板之间的热隔离性能。
进一步的,在前述实施例的基础上,固定件还包括有弹性件,弹性件的两端分别抵接在固定螺钉的头部和第一散热基板之间,以使第一散热基板在弹性件的弹力作用下与合封芯片贴合。
本实施例中,固定件中的弹性件能够同时与固定螺钉以及第一散热基板相抵。因为固定螺钉与第二散热基板之间为固定连接,两者相对位置保持固定,所以在弹性件的作用下,第一散热基板会在弹性件的作用下被压向第二散热基板,从而产生一定的浮动效果,这样即可限制第一散热基板朝远离第二散热基板的方向移动,且第一散热基板与第二散热基板能够尽量保持与合封芯片相贴合,即第一散热基板和第二散热基板的热传导面共面。
在前述第二方面的一些实施例中,第二散热基板和连接件之间通过隔热胶连接。
本实施例中,在连接件与第二散热基板之间设置隔热胶,能够阻断连接件和第二散热基板之间的热量传递,进一步避免第一散热基板和第二散热基板之间的热量传递。
此外,本实施例中,连接件和第二散热基板之间也可以采用焊锡进行焊接,以实现两者的固定。
在前述第二方面的一些实施例中,散热器包括第一定位螺柱和第二定位螺柱;
第一定位螺柱的底端和第二散热基板连接,且第一定位螺柱的轴向方向垂直于第二散热基板所在平面,第二定位螺柱可旋合在第一定位螺柱的顶端,连接件的第一端和第一散热基板固定,连接件的第二端固定在第一定位螺柱和第二定位螺柱的旋合处。
本实施例中,采用了双层螺柱式结构,将连接件的第二端固定在第一定位螺柱和第二定位螺柱之间,并将第一定位螺柱固定在第二散热基板上,从而利用螺柱间接地实现了连接件和第二散热基板之间的连接,由于连接件和定位螺柱之间一般接触面较小,且通常存在有间隙,所以连接件和定位螺柱之间传热速度和传热效率均较低,能够较好的避免热量经由连接件传递至不同的散热基板上。
在前述第二方面的一些实施例中,连接件的第二端和连接件的第一端与第二散热基板所在平面的垂直距离不同。
本实施例中,由于连接件和第二散热基板之间可通过双层的定位螺柱等结构进行连接,为了避让其它连接结构,连接件的第二端和第一端通常可以位于距离第二散热基板所在平面距离不同的位置,从而让连接件第二端避开连接结构进行固定。
在前述第二方面的一些实施例中,连接件的第一端和连接件的第二端之间通过折弯段连接。
在前述第二方面的一些实施例中,第二散热基板设置有缺口,至少部分第一散热基板位于缺口内,且第一散热基板的位于缺口内的部分的外缘形状与缺口形状相匹配。
本实施例中,由于第二散热基板设置有缺口,因而可让至少一部分第一散热基板进入该缺口中,使散热基板的位置能够更好的与合封芯片上的不同芯片位置相对应,同时减少散热基板的总体面积和尺寸。
在前述第二方面的一些实施例中,第一散热基板完全位于缺口内。
在前述第二方面的一些实施例中,第二散热基板围设在第一散热基板的外侧并构成封闭形状。
在前述第二方面的一些实施例中,散热器中还包括用于为第一散热基板散热的第一散热翅组和用于为第二散热基板散热的第二散热翅组,第一散热翅组位于第一散热基板的与热传导面背离的一面,第二散热翅组位于第二散热基板的与热传导面背离的一面,第二散热翅片组内部形成冷风通道,第二散热翅片组中设置有第二散热翅片,第二散热翅片位于冷风通道的两侧,第一散热翅组位于冷风通道内或者冷风通道的延长线上。
本实施例中,散热器的每个散热基板上还各自连接有为该散热基板进行散热的散热翅片组。且第二散热基板上的第二散热翅片组中开设有一条贯穿整个第二散热翅片组的冷风通道,可使外界冷却用的气流通过该冷风通道吹到第一散热翅片组上,以使第一散热翅片组和第二散热翅片组均具有较高的散热效率。
在前述第二方面的一些实施方式中,冷风通道内还设置有第三散热翅片,第三散热翅片的高度小于第二散热翅片的高度。
本实施例中,由于冷风通道内存在有高度较低的第三散热翅片,所以能够辅助进行散热,保证第二散热基板上的散热效率,同时,由于第三散热翅片的高度较低,所以仍然能够保证冷却用的气流从冷风通道中通过。
在前述第二方面的一些实施方式中,冷风通道内还设置有第四散热翅片,第四散热翅片的密度小于第二散热翅片的密度。
本实施例中,冷风通道内的第四散热翅片能够辅助对第二散热基板进行散热,同时由于第四散热翅片的密度小于第二散热翅片的密度,所以仍然能够保证冷却用的气流从冷风通道中通过。
在前述第二方面的一些实施方式中,散热器还包括用于为第一散热基板散热的第五散热翅片组和用于为第二散热基板散热的第六散热翅片组,第五散热翅组和第六散热翅片组叠放在散热基板的与热传导面背离的一面;
第五散热翅片组位于第六散热翅片组和散热基板之间,或者第六散热翅片组位于第五散热翅片组和散热基板之间。
本实施例中,分别用于为两个散热基板进行散热的散热翅片组上下叠放在散热基板上,从而可在散热基板的面积较小,以及难以构成有效冷风通道的时候,利用散热基板上方的高度空间设置散热翅片组,保证散热基板的散热效率。
在前述第二方面的一些实施方式中,至少一个散热基板的热传导面上设置有半导体制冷芯片,半导体制冷芯片和合封芯片上对应的芯片接触。
本实施例中,通过在散热基板的热传导面上设置半导体制冷芯片,可以利用半导体自身电子迁移的特性,加速热传导面上的热量传递速度,提高散热器的散热效率。此外,还可以采用其他原理的制冷芯片,提高散热基板热传导面上的导热速度。
本发明第三方面提供一种散热装置,包括至少两个如上述第一方面或第二方面任一项所述的散热器和至少一根热管;
每个散热器对应一个合封芯片;
热管的两端分别连接在不同散热器的散热基板上,以将处于发热状态下的合封芯片所对应的散热器的热量传递给未发热的合封芯片所对应的散热器。
本实施例中,通过将不同散热器通过至少一根热管连接起来,可以将正在处于工作发热状态下的合封芯片的热量,通过散热器与热管之间的连接,传递至未工作或未发热的合封芯片所对应的的散热器上,从而更加有效的提升了对不同的合封芯片降温的作用。
本发明第四方面提供一种散热***,包括:至少一个如上述第一方面或第二方面任一项的散热器和至少一个合封芯片;其中每个散热器对应一个合封芯片;
散热器用于为合封芯片散热。
本实施例中,在每个合封芯片上均设置有一个散热器,散热器上的不同散热基板可对应合封芯片中不同芯片进行散热,从而在合封芯片中的芯片发热量不同时,为其中每个芯片都提供独立而有效的散热,包装合封芯片中各个芯片的正常工作和寿命。
本发明第五方面提供一种通信设备,包括至少一个如上述第一方面或第二方面任一项所述的散热器、至少一个合封芯片和至少一个电路板;
每个电路板上设置至少一个合封芯片;
每个散热器对应一个合封芯片,且散热器用于为合封芯片散热。
本实施例中,在通信设备内部电路板的合封芯片上均设置有一个散热器,散热器上的不同散热基板可对应合封芯片中不同芯片进行散热,从而在合封芯片中的芯片发热量不同时,为其中每个芯片都提供独立而有效的散热,包装合封芯片中各个芯片的正常工作和寿命。
本发明提供的散热器、散热装置、散热***和通信设备,其中,散热器,包括散热基板,连接体以及固定件;散热基板用于对位于电路板的合封芯片散热,散热基板位于合封芯片的背离电路板的一面。散热基板包括第一散热基板和第二散热基板,第一散热基板和第二散热基板分别具有一个与合封芯片中的芯片进行热传导的热传导面,且不同热传导面对应不同的芯片,连接体的第一端固定于第一散热基板,连接体的第二端悬浮在第二散热基板的外侧,固定件抵接于第一散热基板的外侧,以限制第一散热基板向远离第二散热基板的方向运动。当各个散热基板下方的芯片的温度不同时,各个芯片散发的热量不会通过散热基板传递至其他的芯片,也即在散热器的使用过程中不会将温度高的芯片散发的热量传递给温度低的芯片,有效提高了温度较低的芯片的使用寿命,进而提升了电子产品的寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,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所示为本发明实施例一提供的散热器的外形图;
图2是本发明实施例一提供的散热器的结构示意图;
图3为图2所示的散热器中的第一散热基板的具体结构示意图;
图4为图2所示的散热器中的第二散热基板的具体结构示意图;
图5是本发明实施例一提供的第一散热基板和第二散热基板之间的连接固定示意图;
图6是本发明实施例一提供的第一散热基板和第二散热基板之间的相对位置图一;
图7是本发明实施例一提供的第一散热基板和第二散热基板之间的相对位置图二;
图8是本发明实施例一提供的第一散热基板和第二散热基板之间的相对位置图三;
图9是本发明实施例一提供的第一散热子基板和第二散热子基板之间的相对位置图四;
图10是本发明实施例一提供的散热翅组的结构示意图一;
图11是本发明实施例一提供的散热翅组的结构示意图二;
图12是本发明实施例一提供的散热翅组的结构示意图三;
图13是本发明实施例一提供的散热翅组的结构示意图四;
图14是本发明实施例二提供的散热器的结构示意图;
图15是本发明实施例二提供的散热器的另一种结构示意图;
图16是本发明实施例三提供的散热器的结构示意图;
图17是本发明实施例四提供的散热器的结构示意图;
图18所示为本发明实施例五提供的散热装置的具体结构示意图;
图19所示为本发明实施例六提供的散热***的具体结构示意图;
图20所示为本发明实施例七提供的通信设备的具体结构示意图。
具体实施方式
芯片可以包括各种电子电路元件,其可以被用于构建电子产品。例如:计算机或移动终端。
随着科技的进步,重量轻和尺寸小已经成为电子产品的发展趋势,因此,在电子产品内的芯片的封装同样应当在尺寸上缩小。使具有不同功能的芯片封装在同一个封装体的多芯片封装体技术,由于实现了单个封装产品内的高容量和多功能操作,符合电子产品的发展趋势。例如:***级封装(System in Package,简称为:SIP)技术,能使具有不同功能的多个芯片布置在同一个衬底上,有效地将多个芯片封装成尺寸小的封装体。比如:可以将微处理器、存储器(例如:可擦写可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory,简称为:EPROM)和动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory,简称为:DRAM)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,简称为:FPGA)、电阻器、电容和电感器合并在一个容纳多达四或五个裸片的封装体中。
在朝着重量轻和尺寸小的电子产品的方向发展的同时,电子产品中各个器件工作的可靠性也是一个需要关心的问题。
由于每个芯片正常工作时的工作温度会有区别,因此,采用***级封装而成的合封芯片(多个芯片封装在一个封装体内)中,相邻的芯片间如果产生热传递,也即温度较高的芯片散发的热量传递至温度较低的芯片上,就会使得温度较低的芯片的温度高于自身正常工作时的温度,降低了温度较低的芯片的使用寿命,进而降低了电子产品的寿命。
而现有技术中的散热装置包括散热基板和设置在散热基板上的散热翅片,在使用过程中,都是将散热装置固定在芯片的封装体的上方,使得散热装置的散热基板与芯片的封装体的表面接触,以将芯片散发的热量传递给散热翅片,最后散热翅片将热量散发出去,但是无法有效的将同一个封装体内各个芯片散发的热量同时带走,而会通过散热基板将温度较高的芯片散发的热量传递至温度较低的芯片上,从而降低了温度较低的芯片的使用寿命,进而降低了电子产品的寿命。
本发明通过将散热装置的散热基板分为不同的散热子基板,每个子基板与合封芯片中的一个芯片对应,用于对该芯片进行散热,且各个子基板间不导热,从而使得温度较高的芯片产生的热量不会传递给温度较低的芯片,有效提高了温度较低的芯片的使用寿命,进而提升了电子产品的寿命。
本发明应用于合封芯片等将多个不同的芯片封装在同一个封装体内的器件。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1所示为本发明实施例一提供的散热器的外形图。图2是本发明实施例一提供的散热器的结构示意图。图3为图2所示的散热器中的第一散热基板的具体结构示意图。图4为图2所示的散热器中的第二散热基板的具体结构示意图。如图1至图4所示,本实施例中的散热器可以包括散热基板11,连接体22以及固定件33;
散热基板11用于对位于电路板的合封芯片散热,散热基板11位于合封芯片的背离电路板的一面;
散热基板11常用铝或者铜等导热性较好的材料制成,其包括第一散热基板111和第二散热基板112,第一散热基板111和第二散热基板112分别具有一个与合封芯片中的芯片进行热传导的热传导面,且不同热传导面对应不同的芯片,连接体22的第一端固定于第一散热基板111,连接体22的第二端悬浮在第二散热基板112的外侧,固定件33抵接于第一散热基板111的外侧,以限制第一散热基板111向远离第二散热基板112的方向运动。
上述的散热基板的一面与合封芯片中的对应的芯片接触可以为:每个散热基板对应合封芯片中的一个芯片,也可以对应合封芯片中的多个芯片,在一种可实现方式中,当对应合封芯片中的多个芯片时,每个散热基板所对应的多个芯片的发热量和散热要求相近或相同。
在本发明的一种可实现的方式中,第一散热基板111和第二散热基板112的热传导面均在同一平面上。因为在合封芯片中,各个芯片的远离电路板的一面均处于同一平面上,所以第一散热基板111和第二散热基板112的热传导面均位于同一平面上,可保证散热基板11的热传导面均与合封芯片上的各个芯片相贴合,避免散热基板11与合封芯片之间出现接触不良,以及单个散热基板和合封芯片未接触的情况。
在本发明的一种可实现的方式中,连接体22为细长状。连接体22为细长状时,可搭接在第一散热基板111以及第二散热基板112之间。由于细长状的连接体22在长度方向上的横截面积较小,所以根据导热规律,其单位时间内能传导的热量也较少,即导热速度较小。这样,因为连接体22的长度方向通常为热量的传递方向,所以,连接体22在该方向上的截面积大小一般要小于第一散热基板111和第二散热基板112在直接相连时,连接部分的截面积大小。其中,可定义第一连接面为第一散热基板111上的与所述第二散热基板112相对的面,第二连接面为第二散热基板112上的和第一散热基板111相对的面。一般,连接体22在自身导热方向上的截面积应小于第一连接面和第二连接面之间的重叠面积。
在本发明的另一种可实现的方式中,连接体22为薄板状。薄板状的连接体22同样具有较小的横截面积,能够有效降低自身的导热速度,从而阻碍热量在不同散热基板之间的传递过程,此处不再赘述。此外,薄板状的连接体22能够在实现较小的横截面积的同时具有较宽的宽度,以便于和固定件33等固定结构进行连接。
需要说明的是,上述连接体的形状并不限于细长状或薄板状,此外也可以为其它横截面较小的结构形式,例如空心结构等。
在本发明的一种可实现的方式中,第二散热基板112在对应连接体22的部位上开设有安置槽1121,安置槽1121用于避让连接体22。
因为在进行第一散热基板112和第二散热基板111之间的连接时,由于连接体22的第二端悬浮于第二散热基板112的外侧,如果连接体22和第二散热基板112直接相连,则可能会和第二散热基板112的自身结构产生干涉。图5是本发明实施例一提供的第一散热基板和第二散热基板之间的连接固定示意图。如图5所示,为了在尽量减少相邻散热基板之间距离的同时,避免连接体22和第二散热基板112之间产生干涉,需要在第二散热基板112上开设有安置槽1121,安置槽1121的大小和深度均与连接体22相匹配,从而让连接体22的第二端可放置在安置槽1121内,避免两者之间出现干涉,且安置槽1121的形状能够从平行于散热基板的方向上对连接体22进行固定和定位。
在本发明的一种可实现的方式中,连接体22的数量为至少两个。连接体22为两个或者两个以上时,多个连接体可以对称设置在第一散热基板的两侧,以加强第一散热基板111和第二散热基板112之间的连接稳定性。本实施例中,连接体22具体设置为四个,且四个连接体分别从第一散热基板111的两侧进行连接,这种设置方式,可以有效的保证第二散热基板112与第一散热基板111之间的固定。
为了实现连接体22和第二散热基板112之间的固定,避免第一散热基板111与第二散热基板112之间脱离连接,固定件33可以具有多种不同形式。在本发明的一种可实现的方式中,在连接体22上开设有第一通孔,第二散热基板112在对应第一通孔的位置上开设有第二通孔;且此时固定件33还包括固定螺钉331;固定螺钉331穿设在第一通孔和第二通孔之中,第一散热基板111位于固定螺钉331的头部和第二散热基板112之间,且固定螺钉331的尾部和第二散热基板112固定连接,以将第一散热基板111和第二散热基板112连接在一起。
其中,由于连接体22具有多个,所以固定螺钉331的数量也可以具有多个。而固定螺钉331的数量可以少于连接体22的数量,只要固定螺钉331能够保证对连接体22的固定效果即可,这样可减少固定螺钉331的数量,避免固定螺钉331占用过多的空间,而对其它元件的设置造成干涉。
在实际应用中,固定螺钉331还可以替换为螺栓等紧固件;第一通孔和第二通孔可以为螺孔或光孔。
当第一通孔或第二通孔中至少有一个孔为光孔时,固定件33中还包括螺母,通过螺钉和螺母的配合使得连接体与散热基板之间固定连接。
由于用于连接连接体22和第二散热基板112的固定螺钉331,依靠常用的螺纹连接进行紧固和连接,所以连接较为可靠,同时,在连接体22通过固定螺钉331进行螺纹连接时,固定螺钉331穿设在两个不同散热基板上的通孔之中,而连接体22的第一通孔或第二散热基板112上的第二通孔和固定螺钉331上的螺纹之间大多均为点接触或者线接触的方式,其接触面较小,能够进一步降低连接体22和第二散热基板112之间的导热速度,确保第一散热基板111和第二散热基板112之间的热隔离性能。
在上一个可实现的方式的基础上,固定件33还可以包括有弹性件332,弹性件332的两端分别抵接在固定螺钉331的头部和第一散热基板111之间,以使第一散热基板111在弹性件332的弹力作用下与合封芯片贴合。具体的,弹性件332可以为弹簧等常规弹性元件,且当弹性件332为弹簧时,弹簧可以套设在固定螺钉331上,其固定方式较为简便。
由于固定件33中的弹性件332能够同时与固定螺钉331以及第一散热基板111相抵,且固定螺钉331与第二散热基板112之间为固定连接,两者相对位置保持固定,所以在弹性件332的作用下,第一散热基板111会在弹性件332的作用下被压向第二散热基板112,从而产生一定的浮动效果,这样即可限制第一散热基板111朝远离第二散热基板112的方向移动,且第一散热基板111与第二散热基板112能够尽量保持与合封芯片相贴合,即第一散热基板111和第二散热基板112的热传导面共面。
在本发明的一种可实现的方式中,第二散热基板112和连接体22的第二端之间通过隔热胶连接。隔热胶在未凝固前为可流动状态,所以可以采用涂抹等方式设置在第二散热基板112以及连接体22的第二端之间,且隔热胶的用量可以根据实际需要而自由设定。这样在连接体22与第二散热基板112之间设置隔热胶,能够阻断连接体22和第二散热基板112之间的热量传递,从而进一步避免第一散热基板111和第二散热基板112之间的热量传递。需要说明的是,第二散热基板112和连接体22第二端之间也可以采用其它黏合剂进行粘接,以保证两者之间的固定效果。
此外,连接体22的第二端和第二散热基板112之间也可以采用其它固定方式,例如焊锡进行焊接,以实现两者的固定。利用焊锡进行焊接连接,因其连接强度较高,可对连接体进行有效固定。
在散热器对合封芯片进行散热时,因为合封芯片的结构较为紧凑,且不同芯片在合封芯片上具有多种可能位置,所以相应的,散热基板之间的相对位置和结构也较为多样,以适应不同的芯片散热需求。例如,第二散热基板112和第一散热基板111之间可以相互并排设置,且互不干涉;或者,第二散热基板112可设置有缺口,至少部分第一散热基板111位于缺口内,且第一散热基板111的位于缺口内的部分的外缘形状与缺口形状相匹配。一般的,第一散热基板111可以完全位于第二散热基板112的缺口内。图6是本发明实施例一提供的第一散热基板和第二散热基板之间的相对位置图一。图7是本发明实施例一提供的第一散热基板和第二散热基板之间的相对位置图二。图8是本发明实施例一提供的第一散热基板和第二散热基板之间的相对位置图三。如图6、图7和图8所示,第二散热基板112大致为一矩形板,且第二散热基板112的边缘开设有一个缺口,而第一散热基板111的至少一部分或者整个第一散热基板111完全位于该缺口内,并且第一散热基板111的外缘形状和缺口的形状相匹配,在图中均为矩形,从而使第一散热基板111和第二散热基板112拼合成一个大的矩形。
由于第一散热基板111的至少一部分嵌入第二散热基板112的缺口中,所以第一散热基板111和第二散热基板112所形成的结构较为紧凑,且两者之间间距较小,这样能够有效利用空间,且在合封芯片表面的面积较小时,能够准确的与合封芯片上的各个芯片对应贴合。
值得注意的是,无论通过何种方式排列第一散热基板111和第二散热基板112,必须保证第一散热基板111和第二散热基板112的热传导面位于同一个平面上,从而保证了与合封芯片的充分接触,避免某一个散热基板没有与合封芯片中对应芯片的表面接触而影响散热效率。
在本发明的一种可实现的方式中,第一散热基板111和第二散热基板112之间也可以在同一平面上呈现包含的关系。图9是本发明实施例一提供的第一散热子基板和第二散热子基板之间的相对位置图四。如图9所示,第二散热基板112可以围设在第一散热基板111的外侧,并构成封闭形状。这种设置方式适用于合封芯片中某些芯片的位置较为靠近中央的情况。
为了将散热基板上的热量传导至其它地方,以达到更好的散热效果,在散热器中设置有与散热基板相连的散热翅片。散热翅片具有较大的散热面积,能够利用外界冷却气流将自身积聚的热量散发出去。
在使用中,如果不同散热基板的散热翅之间彼此相连,例如第一散热基板111的散热翅与第二散热基板112上的散热翅连接,如果第二散热基板112的散热翅中积攒的热量高于第一散热基板111的散热翅的热量,则第二散热基板112的散热翅中的热量和第一散热基板111的散热翅中的热量会发生传递,使得第一散热基板111的散热翅温度升高,并影响第一散热基板111对芯片的散热。当芯片因散热不足而持续升温时,则会影响芯片的正常工作和芯片寿命。
为了解决上述问题,散热器包括用于为第一散热基板111散热的第一散热翅组141和用于为第二散热基板112散热的第二散热翅组142,第一散热翅组141位于第一散热基板11的与热传导面背离的一面,第二散热翅组142位于第二散热基板112的与热传导面背离的一面,第二散热翅片组142内部形成冷风通道142a,第二散热翅片组142中设置有第二散热翅片,第二散热翅片位于冷风通道142a的两侧,第一散热翅组141位于冷风通道142a内或者冷风通道142a的延长线上。
其中,根据第一散热基板111和第二散热基板112之间相对位置的不同,第一散热翅组141可以处于第二散热翅组142中的冷风通道142a内部,或者是位于冷风通道142a两端的延长线上。
具体的,散热器的每个散热基板上还各自连接有为该散热基板进行散热的散热翅片组,在散热翅组对散热基板进行散热时,可以向散热翅组中吹入冷却气流。冷却气流可以是通过外部导风结构而产生,也可以通过风机等主动散热设备所产生。图10是本发明实施例一提供的散热翅组的结构示意图一。如图10所示,用于散热的气流方向一般由第二散热基板112吹向第一散热基板111,此时,第一散热基板111位于风道的下游,第二散热基板112位于风道的上游,如图10所示。为了让第一散热翅组141也能够接触到冷却气流,第二散热翅组142上开设有贯穿整个第二散热翅片组142的冷风通道142a,可以让外界冷却用的气流从冷风通道142a中经过,并吹到第一散热翅组141上。由于第一散热翅组141和第二散热翅组142均能接触到冷却用的气流,所以散热翅组上积聚的热量均能够有效散发,以使第一散热翅片组141和第二散热翅片组142均具有较高的散热效率,从而避免第一散热基板111或者第二散热基板112上的热量无法及时散发而对合封芯片造成损害。
需要说明的是,在各个散热翅组中的单个散热翅的具体形状和结构均可以自由设置,此处不加以限制。
值得注意的是,为了达到更好的效果,散热翅的排列方向可以设置成与冷风的吹入方向相同。
图11是本发明实施例一提供的散热翅组的结构示意图二。作为一种可能的实施方式,为了加强散热基板的散热效率,在第二散热翅片组142中的冷风通道142a内还设置有第三散热翅片143,第三散热翅片143的高度小于第二散热翅片的高度,如图11所示。由于冷风通道内存在有高度较低的第三散热翅片143,所以能够辅助对散热基板进行散热,保证第二散热基板112上的散热效率,同时,由于第三散热翅片143的高度较低,所以仍然能够保证冷却用的气流从冷风通道142a中通过。
图12是本发明实施例一提供的散热翅组的结构示意图三。作为另一种可能的实施方式,冷风通道内还设置有第四散热翅片144,第四散热翅片144的密度小于第二散热翅片的密度,如图12所示。和第三散热翅片143类似,冷风通道142a内的第四散热翅片144能够加大整个第二散热翅组142的散热面积,从而辅助对第二散热基板112进行散热。同时,由于第四散热翅片144的密度小于第二散热翅片的密度,所以第四散热翅片144之间存在有较大的空隙,仍然能够保证冷却用的气流从冷风通道142a中通过,并为第一散热翅组141进行散热。
当第一散热基板111和第二散热基板112的面积较小,造成安置散热翅组的空间有限的时候,还可以采用叠放的形式设置散热翅组。图13是本发明实施例一提供的散热翅组的结构示意图四。如图13所示,散热器还包括用于为第一散热基板散热111的第五散热翅片组145和用于为第二散热基板散热112的第六散热翅片组146,第五散热翅组145和第六散热翅片组146叠放在散热基板的与热传导面背离的一面;
其中,既可以选择让第五散热翅片组145位于第六散热翅片组146和散热基板之间,或者也可以让第六散热翅片组146位于第五散热翅片组145和散热基板之间。这样两个散热翅片组在垂直于热传导面的方向上上下叠放,从而每个散热翅片组的面积均可以较大,且布满整个散热基板,而距离散热基板较远的散热翅片组可以通过热管等方式和散热基板之间进行热量传递,保证对散热基板的散热。因此,通过将分别用于为两个散热基板进行散热的散热翅片组上下叠放在散热基板上,可在散热基板的面积较小,以及难以构成有效冷风通道的时候,利用散热基板上方的高度空间设置散热翅片组,保证散热基板的散热效率。
在上述各个实施例的基础上,为了进一步的提高散热效率,至少一个散热基板的热传导面上还可以设置有半导体制冷芯片,半导体制冷芯片和合封芯片上对应的芯片接触。通过在散热基板的热传导面上设置半导体制冷芯片,可以利用半导体自身电子迁移的特性,加速热传导面上的热量传递速度,提高散热器的散热效率,加强对合封芯片上各个芯片的散热,保护芯片工作并延长芯片使用寿命。
此时,可以在部分散热基板的热传导面上设置半导体制冷芯片,也可以在全部散热基板的热传导面上设置半导体制冷芯片。半导体制冷芯片的设置方式和数量可以根据具体的散热需求而自由设定。
同时,也可以用其它类型的热电制冷器代替上述半导体制冷芯片,热电制冷器的使用方法与现有技术中相同,此处不再赘述。
此外,可选的,还可以通过选择连接体的材料,而进一步降低不同散热基板之间的导热速率和导热效率,加强散热基板之间的热隔离效果。例如,构成连接体的材料的导热速率可小于构成散热基板的材料的导热速率。
具体的,一般连接体可以选用不锈钢、锌合金等低导热系数的材料。相比构成散热基板的材料而言,其导热速度较慢,可以进一步阻隔不同散热基板之间的热量传递,使得各个芯片的散热过程更加独立,避免合封芯片中发热量大的芯片干扰到发热量小的芯片的正常散热。
本实施例中,散热器包括散热基板,连接体以及固定件;散热基板用于对位于电路板的合封芯片散热,散热基板位于合封芯片的背离电路板的一面。散热基板包括第一散热基板和第二散热基板,第一散热基板和第二散热基板分别具有一个与合封芯片中的芯片进行热传导的热传导面,且不同热传导面对应不同的芯片,连接体的第一端固定于第一散热基板,连接体的第二端悬浮在第二散热基板的外侧,固定件抵接于第一散热基板的外侧,以限制第一散热基板向远离第二散热基板的方向运动。当各个散热基板下方的芯片的温度不同时,各个芯片散发的热量不会通过散热基板传递至其他的芯片,也即在散热器的使用过程中不会将温度高的芯片散发的热量传递给温度低的芯片,有效提高了温度较低的芯片的使用寿命,进而提升了电子产品的寿命。
图14是本发明实施例二提供的散热器的结构示意图。本实施例中,在对合封芯片的不同芯片进行散热时,还可以通过低导热系数的材料来隔绝不同散热基板之间的热量传递。如图14所示,散热器包括有散热基板11,散热基板11用于对位于电路板上的合封芯片散热,散热基板位于合封芯片的背离电路板的一面;
散热基板11包括第一散热基板111和第二散热基板112,第一散热基板111和第二散热基板112分别具有一个与合封芯片中的芯片进行热传导的热传导面,且不同热传导面对应不同的芯片,第一散热基板111和第二散热基板112之间通过连接件23进行连接,连接件23的导热系数小于第一散热子基板111的导热系数,且连接件23的导热系数小于第二散热基板112的导热系数。
该散热器中,为不同芯片进行散热的多个散热基板之间通过导热系数较低的连接件23连接,由于用于连接相邻两个散热基板的连接件23,其导热系数要小于被连接的散热基板,所以相邻散热基板之间热量传递较少,当各个散热子基板下方的芯片的温度不同时,各个芯片散发的热量不会通过该散热基板传递至其他的芯片,也即在散热器的使用过程中不会将温度高的芯片散发的热量传递给温度低的芯片,有效提高了温度较低的芯片的使用寿命,进而提升了合封芯片和整个电子产品的寿命。
具体的,连接件23可以选用不锈钢、锌合金等低导热系数的材料。相比构成散热基板的材料而言,其导热速度较慢,可以进一步阻隔不同散热基板之间的热量传递,使得各个芯片的散热过程更加独立,避免合封芯片中发热量大的芯片干扰到发热量小的芯片的正常散热。
在本发明的一种可实现的方式中,第一散热基板111和第二散热基板112的热传导面均在同一平面上。由于合封芯片中,各个芯片的远离电路板的一面均处于同一平面上,所以第一散热基板111和第二散热基板112的热传导面均位于同一平面上,从而可保证散热基板的热传导面均与合封芯片上的各个芯片相贴合,避免散热基板与合封芯片之间出现接触不良的情况。
在本发明的一种可实现的方式中,构成连接件23的材料为隔热材料。采用隔热材料制成连接件23,能够最大限度地减缓相邻的第一散热基板111和第二散热基板112之间的热量传递过程,使不同散热基板之间近似与热隔离状态,避免温度高的芯片所散发的热量传递给温度低的芯片,提高芯片的使用寿命。其中,常用的隔热材料包括塑胶、玻璃纤维、石棉等。而由于塑胶的隔热性较好,且易于成型,因而是构成连接件的较佳材料。
可选的,为了进一步减少从连接件23经过的热量,连接件23在热量传递方向上的截面积大小一般要小于第一散热基板111和第二散热基板112在直接相连时,连接部分的截面积大小。其中,可定义第一连接面为第一散热基板111上的与所述第二散热基板112相对的面,第二连接面为第二散热基板112上的和第一散热基板111相对的面,而连接件23在自身导热方向上的截面积应小于第一连接面和第二连接面之间的重叠面积。一般,连接件23可以为细长状或薄板状,并搭接在第一散热基板111以及第二散热基板112之间。需要说明的是,上述连接件23的形状并不限于细长状或薄板状,此外也可以为其它横截面较小的结构形式。
在本发明的一种可实现的方式中,第二散热基板112在对应连接件23的部位上开设有安置槽1121,安置槽1121用于避让连接件23。这样由于连接件23和第二散热基板112连接,为了避免连接件23和第二散热基板112之间产生干涉,同时进一步稳定的固定连接件23,在第二散热基板112上开设有安置槽1121,安置槽1121的大小和深度均与连接件23相匹配,从而让连接件23可放置在安置槽1121内,避免两者之间出现干涉,且安置槽1121的形状能够从平行于散热基板的方向上对连接件23进行固定和定位。
在本发明的一种可实现的方式中,连接件23的数量为至少两个。连接件23为多个时,多个连接件可以对称设置在第一散热基板111的两侧,以加强第一散热基板111和第二散热基板112之间的连接稳定性。
可选的,连接件23和第二散热基板112之间可以直接采用焊锡进行焊接,以实现两者的固定。具体的,当采用焊锡进行焊接时,通常连接件23的材料可以为不锈钢或锌合金等能够和焊锡结合在一起的金属材料。此外,连接件23和第二散热基板112之间也可以采用黏合剂进行粘接,来实现两者之间的固定。
因为采用焊锡或黏合剂进行连接件23和第二散热基板112的连接时,整个散热器不易进行拆卸。为了实现散热器的可拆卸设计,作为另一种可实现的方式,连接件23和第二散热基板112之间可以通过固定螺钉等结构进行固定连接。图15是本发明实施例二提供的散热器的另一种结构示意图。如图15所示,在连接件23上开设有第一通孔,第二散热基板112在对应第一通孔的位置上开设有第二通孔;且此时散热器中还包括固定螺钉331;固定螺钉331穿设在第一通孔和第二通孔之中,第一散热基板111位于固定螺钉331头部和第二散热基板112之间,且固定螺钉331的尾部和第二散热基板112固定连接,以将第一散热基板111和第二散热基板112连接在一起。
其中,用于连接连接件23和第二散热基板112的固定螺钉331,依靠常用的螺纹连接进行紧固和连接,所以连接较为可靠,同时,由于螺纹连接时,连接件23或第二散热基板112上的通孔和固定螺钉331上的螺纹之间大多均为点接触或者线接触的方式,其接触面较小,能够进一步降低连接件23和第二散热基板112之间的导热速度,确保第一散热基板111和第二散热基板112之间的热隔离性能。
进一步的,在前述实施例的基础上,散热器还包括有弹性件332,弹性件332的两端分别抵接在固定螺钉331的头部和第一散热基板111之间,以使第一散热基板111在弹性件332的弹力作用下与合封芯片贴合。
由于弹性件332能够同时与固定螺钉331以及第一散热基板111相抵,,且固定螺钉331与第二散热基板112之间为固定连接,两者相对位置保持固定,所以在弹性件332的作用下,第一散热基板111会在弹性件332的作用下被压向第二散热基板112,从而产生一定的浮动效果,这样即可限制第一散热基板111朝远离第二散热基板112的方向移动,且第一散热基板111与第二散热基板112能够尽量保持与合封芯片相贴合,即第一散热基板111和第二散热基板112的热传导面共面。
在本发明的一种可实现的方式中,第二散热基板112和连接件23之间通过隔热胶连接。在连接件23与第二散热基板112之间设置隔热胶,能够阻断连接件23和第二散热基板112之间的热量传递,进一步避免第一散热基板111和第二散热基板112之间的热量传递。
此外,本实施例中,第二散热基板112和第一散热基板111之间的相对位置关系和实施例一种的类似。在本发明的一种可实现的方式中,第二散热基板112设置有缺口,至少部分第一散热基板111位于缺口内,且第一散热基板111的位于缺口内的部分的外缘形状与缺口形状相匹配,如图6、图7和图8所示。
在本发明的一种可实现的方式中,第一散热基板111完全位于缺口内。
在本发明的一种可实现的方式中,第二散热基板112围设在第一散热基板111的外侧并构成封闭形状,如图9所示。
在本发明的一种可实现的方式中,散热器中还包括用于为第一散热基板111散热的第一散热翅组141和用于为第二散热基板112散热的第二散热翅组142,第一散热翅组141位于第一散热基板111的与热传导面背离的一面,第二散热翅组142位于第二散热基板112的与热传导面背离的一面,第二散热翅片组142内部形成冷风通道142a,第二散热翅片组142中设置有第二散热翅片,第二散热翅片位于冷风通道142a的两侧,第一散热翅组141位于冷风通道142a内或者冷风通道142a的延长线上,如图10所示。
可选的,冷风通道142a内还设置有第三散热翅片143,第三散热翅片143的高度小于第二散热翅片的高度,如图11所示。
可选的,冷风通道142a内还设置有第四散热翅片144,第四散热翅片144的密度小于第二散热翅片的密度,如图12所示。
可选的,散热器还包括用于为第一散热基板111散热的第五散热翅片组145和用于为第二散热基板112散热的第六散热翅片组146,第五散热翅组145和第六散热翅片组146叠放在散热基板的与热传导面背离的一面;
第五散热翅片组145位于第六散热翅片组146和散热基板之间,或者第六散热翅片组146位于第五散热翅片组145和散热基板之间,具体如图13所示。
可选的,至少一个散热基板的热传导面上设置有半导体制冷芯片,半导体制冷芯片和合封芯片上对应的芯片接触。
本实施例中,散热器包括有散热基板,散热基板用于对位于电路板上的合封芯片散热,散热基板位于合封芯片的背离电路板的一面;散热基板包括第一散热基板和第二散热基板,第一散热基板和第二散热基板分别具有一个与合封芯片中的芯片进行热传导的热传导面,且不同热传导面对应不同的芯片,第一散热基板和第二散热基板之间通过连接件进行连接,连接件的导热系数小于第一散热子基板的导热系数,且连接件的导热系数小于第二散热基板的导热系数。这样由于相邻散热基板之间通过导热系数较低的连接件进行连接,当各个散热基板下方的芯片的温度不同时,各个芯片散发的热量不会通过散热基板传递至其他的芯片,也即在散热器的使用过程中不会将温度高的芯片散发的热量传递给温度低的芯片,有效提高了温度较低的芯片的使用寿命,进而提升了电子产品的寿命。
图16是本发明实施例三提供的散热器的结构示意图。本实施例中散热器的总体结构均和前述实施例一中类似,此处不再赘述。不同之处在于,用于固定连接体和第二散热基板的固定件不是选用固定螺钉,而是采用的双层螺柱结构。具体的,如图16所示,固定件33包括第一定位螺柱333a和第二定位螺柱333b;第一定位螺柱333a的底端和第二散热基板112连接,且第一定位螺柱333a的轴向方向垂直于第二散热基板112所在平面,第二定位螺柱333b可旋合在第一定位螺柱333a的顶端,连接体22的第二端固定在第一定位螺柱333a和第二定位螺柱333b的旋合处。
由于采用了双层螺柱式结构,将连接体22的第二端固定在第一定位螺柱333a和第二定位螺柱333b之间,并将第一定位螺柱333a固定在第二散热基板112上,从而利用螺柱间接地实现了连接体22和第二散热基板112之间的连接,由于连接体22和定位螺柱之间一般接触面较小,且通常存在有间隙,所以连接体22和定位螺柱之间传热速度和传热效率均较低,能够较好的避免热量经由连接体传递至不同的散热基板上。
在本发明的一种可实现的方式中,连接体22的第二端和连接体22的第一端与第二散热基板112所在平面的垂直距离不同。
具体的,由于连接体22和第二散热基板112之间可通过双层的定位螺柱等结构进行连接,为了避让其它连接结构,连接体22的第二端和第一端通常可以位于距离第二散热基板112所在平面距离不同的位置,从而让连接体22第二端避开连接结构进行固定。
因为连接体22的第二端和第一端的高度不一致,所以连接体22的第一端和连接体22的第二端之间可以通过折弯段连接。此外,连接体22也可以为弧形等可以满足两端具有高度差的结构,此处不再赘述。
本实施例中,散热器包括散热基板,连接体以及固定件;散热基板用于对位于电路板的合封芯片散热,散热基板位于合封芯片的背离电路板的一面。散热基板包括第一散热基板和第二散热基板,第一散热基板和第二散热基板分别具有一个与合封芯片中的芯片进行热传导的热传导面,且不同热传导面对应不同的芯片,连接体的第一端固定于第一散热基板,连接体的第二端悬浮在第二散热基板的外侧,固定件抵接于第一散热基板的外侧,以限制第一散热基板向远离第二散热基板的方向运动;其中,固定件包括第一定位螺柱和第二定位螺柱;第一定位螺柱的底端和第二散热基板连接,且第一定位螺柱的轴向方向垂直于第二散热基板所在平面,第二定位螺柱可旋合在第一定位螺柱的顶端,连接体的第二端固定在第一定位螺柱和第二定位螺柱的旋合处。当各个散热基板下方的芯片的温度不同时,各个芯片散发的热量不会通过散热基板传递至其他的芯片,也即在散热器的使用过程中不会将温度高的芯片散发的热量传递给温度低的芯片,有效提高了温度较低的芯片的使用寿命,进而提升了电子产品的寿命。
图17是本发明实施例四提供的散热器的结构示意图。本实施例中散热器的总体结构和工作原理均和前述实施例二中类似,此处不再赘述。不同之处在于,在实现连接件和第二散热基板之间的可拆卸连接时,使用的是和实施例三中相似的双层螺柱结构。具体的,如图17所示,散热器中包括第一定位螺柱333a和第二定位螺柱333b;第一定位螺柱333a的底端和第二散热基板112连接,且第一定位螺柱333a的轴向方向垂直于第二散热基板112所在平面,第二定位螺柱333b可旋合在第一定位螺柱333a的顶端,连接件23的第一端和第一散热基板111固定,连接件23的第二端固定在第一定位螺柱333a和第二定位螺柱333b的旋合处。
在本发明的一种可实现的方式中,连接件23的第二端和连接件23的第一端与第二散热基板112所在平面的垂直距离不同。
由于连接件23和第二散热基板112之间可通过双层的定位螺柱等结构进行连接,为了避让其它连接结构,连接件23的第二端和第一端通常可以位于距离第二散热基板112所在平面距离不同的位置,从而让连接件23第二端避开连接结构进行固定。
在本发明的一种可实现的方式中,连接件23的第一端和连接件23的第二端之间通过折弯段连接。此外,连接件23也可以为弧形等可以满足两端具有高度差的结构,此处不再赘述。
本实施例中,散热器包括有散热基板,散热基板用于对位于电路板上的合封芯片散热,散热基板位于合封芯片的背离电路板的一面;散热基板包括第一散热基板和第二散热基板,第一散热基板和第二散热基板分别具有一个与合封芯片中的芯片进行热传导的热传导面,且不同热传导面对应不同的芯片,第一散热基板和第二散热基板之间通过连接件进行连接,连接件的导热系数小于第一散热子基板的导热系数,且连接件的导热系数小于第二散热基板的导热系数;其中,固定件包括第一定位螺柱和第二定位螺柱;第一定位螺柱的底端和第二散热基板连接,且第一定位螺柱的轴向方向垂直于第二散热基板所在平面,第二定位螺柱可旋合在第一定位螺柱的顶端,连接体的第二端固定在第一定位螺柱和第二定位螺柱的旋合处。这样由于相邻散热基板之间通过导热系数较低的连接件进行连接,当各个散热基板下方的芯片的温度不同时,各个芯片散发的热量不会通过散热基板传递至其他的芯片,也即在散热器的使用过程中不会将温度高的芯片散发的热量传递给温度低的芯片,有效提高了温度较低的芯片的使用寿命,进而提升了电子产品的寿命。
此外,本发明实施例还提供一种散热装置,包括至少两个如上述实施例一至四任一项所述的散热器和至少一根热管;
每个散热器对应一个合封芯片;
热管的两端分别连接在不同散热器的散热基板上,以将处于发热状态下的合封芯片所对应的散热器的热量传递给未发热的合封芯片所对应的散热器。
图18所示为本发明实施例五提供的散热装置的具体结构示意图,如图18所示,本实施例提供的散热装置用于为第一合封芯片21和第二合封芯片22散热,本实施例提供的散热装置具体包括:第一散热器23、第二散热器24和热管25;第一散热器23位于第一合封芯片21之上,用于为第一合封芯片21散热,第二散热器24位于第二合封芯片22之上,用于为第二合封芯片22散热,而热管25连接在第一散热器23和第二散热器24之间。其中,第一散热器23包括散热基板231和设置在散热基板231上的散热翅232;第二散热器24包括散热基板241和设置在散热基板241上的散热翅242。
假设第一合封芯片21处于发热状态,而第二合封芯片22未发热,则热管25可将第一散热器23的热量传递至第二散热器24,让第二散热器24为第一合封芯片22辅助散热,而第二合封芯片22处于未工作或未发热的状态,则暂时无散热需求。
本实施例中,散热装置包括至少两个散热器和至少一根热管;每个散热器对应一个合封芯片;热管的两端分别连接在不同散热器的散热基板上,以将处于发热状态下的合封芯片所对应的散热器的热量传递给未发热的合封芯片所对应的散热器。正在处于工作发热状态下的合封芯片的热量,通过散热器与热管之间的连接,传递至未工作或未发热的合封芯片所对应的散热器上,从而更加有效的提升了对不同的合封芯片降温的作用。
本发明实施例还提供一种散热***,散热***包括至少一个如上述任一实施例提供的散热器和至少一个合封芯片;其中每个散热器对应一个合封芯片;散热器用于为合封芯片散热。
图19所示为本发明实施例六提供的散热***的具体结构示意图,如图19所示,本实施例提供的散热***用于为第一合封芯片31和第二合封芯片32散热,本实施例提供的散热***具体包括:第一合封芯片31、第二合封芯片32、第一散热器33和第二散热器34;
其中,第一散热器33位于第一合封芯片31之上,用于为第一合封芯片31散热,第二散热器34位于第二合封芯片32之上,用于为第二合封芯片32散热。
本实施例的散热***,其实现原理和技术效果与上述各个实施例类似,此处不再赘述。
本发明实施例还提供一种通信设备,包括至少一个如实施例一至四任一项所述的散热器、至少一个合封芯片和至少一个电路板;
每个电路板上设置至少一个合封芯片;
每个散热器对应一个合封芯片,且散热器用于为合封芯片散热。
图20所示为本发明实施例七提供的通信设备的具体结构示意图。如图20所示,本实施例提供的通信设备400,内部包括有电路板40,电路板40上设置有合封芯片41,合封芯片41与电路板40上的电路电连接,在合封芯片41上设置有用于为该合封芯片41进行散热的散热器42,散热器42的结构和实现原理均和上述实施例中的散热器类似,此处不再赘述。
本实施例的通信设备,其中的散热器的实现原理和技术效果与上述各实施例中的散热器类似,此处不再赘述。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (43)
1.一种散热器,其特征在于,包括:
散热基板,连接体以及固定件;
所述散热基板用于对位于电路板的合封芯片散热,所述散热基板位于所述合封芯片的背离电路板的一面;
所述散热基板包括第一散热基板和第二散热基板,所述第一散热基板和所述第二散热基板分别具有一个与所述合封芯片中的芯片进行热传导的热传导面,且不同热传导面对应不同的芯片,所述连接体的第一端固定于所述第一散热基板,所述连接体的第二端悬浮在所述第二散热基板的外侧,所述固定件抵接于所述第一散热基板的外侧,以限制所述第一散热基板向远离所述第二散热基板的方向运动。
2.根据权利要求1所述的散热器,其特征在于,所述第一散热基板和所述第二散热基板的所述热传导面均在同一平面上。
3.根据权利要求2所述的散热器,其特征在于,所述连接体为细长状。
4.根据权利要求2所述的散热器,其特征在于,所述连接体为薄板状。
5.根据权利要求1-4任一项所述的散热器,其特征在于,所述第二散热基板在对应所述连接体的部位上开设有安置槽,所述安置槽用于避让所述连接体。
6.根据权利要求1-5任一项所述的散热器,其特征在于,所述连接体的数量为至少两个。
7.根据权利要求1-6任一项所述的散热器,其特征在于,所述连接体上开设有第一通孔,所述第二散热基板在对应所述第一通孔的位置上开设有第二通孔;
所述固定件还包括:固定螺钉;所述固定螺钉穿设在所述第一通孔和所述第二通孔之中,所述第一散热基板位于所述固定螺钉头部和所述第二散热基板之间,且所述固定螺钉的尾部和所述第二散热基板固定连接,以将所述第一散热基板和所述第二散热基板连接在一起。
8.根据权利要求7所述的散热器,其特征在于,所述固定件还包括有弹性件,所述弹性件的两端分别抵接在所述固定螺钉的头部和所述第一散热基板之间,以使所述第一散热基板在所述弹性件的弹力作用下与所述合封芯片贴合。
9.根据权利要求1-8任一项所述的散热器,其特征在于,所述第二散热基板和所述连接体的第二端之间通过隔热胶连接。
10.根据权利要求1-6任一项所述的散热器,其特征在于,所述固定件包括:第一定位螺柱和第二定位螺柱;
所述第一定位螺柱的底端和所述第二散热基板连接,且所述第一定位螺柱的轴向方向垂直于所述第二散热基板所在平面,所述第二定位螺柱可旋合在所述第一定位螺柱的顶端,所述连接体的第二端固定在所述第一定位螺柱和所述第二定位螺柱的旋合处。
11.根据权利要求10所述的散热器,其特征在于,所述连接体的第二端和所述连接体的第一端与所述第二散热基板所在平面的垂直距离不同。
12.根据权利要求11所述的散热器,其特征在于,所述连接体的第一端和所述连接体的第二端之间通过折弯段连接。
13.根据权利要求1-12任一项所述的散热器,其特征在于,所述第二散热基板设置有缺口,至少部分所述第一散热基板位于所述缺口内,且所述第一散热基板的位于所述缺口内的部分的外缘形状与所述缺口形状相匹配。
14.根据权利要求13所述的散热器,其特征在于,所述第一散热基板完全位于所述缺口内。
15.根据权利要求1-12任一项所述的散热器,其特征在于,所述第二散热基板围设在所述第一散热基板的外侧并构成封闭形状。
16.根据权利要求1-15任一项所述的散热器,其特征在于,还包括:用于为所述第一散热基板散热的第一散热翅组和用于为所述第二散热基板散热的第二散热翅组,所述第一散热翅组位于所述第一散热基板的与所述热传导面背离的一面,所述第二散热翅组位于所述第二散热基板的与所述热传导面背离的一面,所述第二散热翅片组内部形成冷风通道,所述第二散热翅片组中设置有第二散热翅片,所述第二散热翅片位于所述冷风通道的两侧,所述第一散热翅组位于所述冷风通道内或者所述冷风通道的延长线上。
17.根据权利要求16所述的散热器,其特征在于,所述冷风通道内还设置有第三散热翅片,所述第三散热翅片的高度小于所述第二散热翅片的高度。
18.根据权利要求16所述的散热器,其特征在于,所述冷风通道内还设置有第四散热翅片,所述第四散热翅片的密度小于所述第二散热翅片的密度。
19.根据权利要求1-15任一项所述的散热器,其特征在于,还包括:用于为所述第一散热基板散热的第五散热翅片组和用于为所述第二散热基板散热的第六散热翅片组,所述第五散热翅组和所述第六散热翅片组叠放在所述散热基板的与所述热传导面背离的一面;
所述第五散热翅片组位于所述第六散热翅片组和所述散热基板之间,或者,
所述第六散热翅片组位于所述第五散热翅片组和所述散热基板之间。
20.根据权利要求1-19任一项所述的散热器,其特征在于,至少一个所述散热基板的热传导面上设置有半导体制冷芯片,所述半导体制冷芯片和所述合封芯片上对应的芯片接触。
21.根据权利要求1-20任一项所述的散热器,其特征在于,构成所述连接体的材料的导热速率小于构成所述散热基板的材料的导热速率。
22.一种散热器,其特征在于,包括:
散热基板,
所述散热基板用于对位于电路板的合封芯片散热,所述散热基板位于所述合封芯片的背离所述电路板的一面;
所述散热基板包括第一散热基板和第二散热基板,所述第一散热基板和所述第二散热基板分别具有一个与所述合封芯片中的芯片进行热传导的热传导面,且不同热传导面对应不同的芯片,所述第一散热基板和所述第二散热基板之间通过连接件进行连接,所述连接件的导热系数小于所述第一散热子基板的导热系数,且所述连接件的导热系数小于所述第二散热基板的导热系数。
23.根据权利要求22所述的散热器,其特征在于,所述第一散热基板和第二散热基板的所述热传导面均在同一平面上。
24.根据权利要求22或23所述的散热器,其特征在于,构成所述连接件的材料为隔热材料。
25.根据权利要求22-24任一项所述的散热器,其特征在于,所述第二散热基板在对应所述连接件的部位上开设有安置槽,所述安置槽用于避让所述连接件。
26.根据权利要求22-25任一项所述的散热器,其特征在于,所述连接件的数量为至少两个。
27.根据权利要求22-26任一项所述的散热器,其特征在于,所述连接件上开设有第一通孔,所述第二散热基板在对应所述第一通孔的位置上开设有第二通孔;
所述散热器还包括:固定螺钉;所述固定螺钉穿设在所述第一通孔和所述第二通孔之中,所述第一散热基板位于所述固定螺钉头部和所述第二散热基板之间,且所述固定螺钉的尾部和所述第二散热基板固定连接,以将所述第一散热基板和所述第二散热基板连接在一起。
28.根据权利要求27所述的散热器,其特征在于,还包括:弹性件,所述弹性件的两端分别抵接在所述固定螺钉的头部和所述第一散热基板之间,以使所述第一散热基板在所述弹性件的弹力作用下与所述合封芯片贴合。
29.根据权利要求22-28任一项所述的散热器,其特征在于,所述第二散热基板和所述连接件之间通过隔热胶连接。
30.根据权利要求22-26任一项所述的散热器,其特征在于,所述第一散热基板上具有第一定位螺柱和第二定位螺柱;
所述第一定位螺柱的底端和所述第二散热基板连接,且所述第一定位螺柱的轴向方向垂直于所述第二散热基板所在平面,所述第二定位螺柱可旋合在所述第一定位螺柱的顶端,所述连接件的第一端与所述第一散热基板连接,所述连接件的第二端固定在所述第一定位螺柱和所述第二定位螺柱的旋合处。
31.根据权利要求30所述的散热器,其特征在于,所述连接件的第二端和所述连接件的第一端与所述第二散热基板所在平面的垂直距离不同。
32.根据权利要求31所述的散热器,其特征在于,所述连接件的第一端和所述连接件的第二端之间通过折弯段连接。
33.根据权利要求22-32任一项所述的散热器,其特征在于,所述第二散热基板设置有缺口,至少部分所述第一散热基板位于所述缺口内,且所述第一散热基板的位于所述缺口内的部分的外缘形状与所述缺口形状相匹配。
34.根据权利要求33所述的散热器,其特征在于,所述第一散热基板完全位于所述缺口内。
35.根据权利要求22-32任一项所述的散热器,其特征在于,所述第二散热基板围设在所述第一散热基板的外侧并构成封闭形状。
36.根据权利要求22-35任一项所述的散热器,其特征在于,还包括:用于为所述第一散热基板散热的第一散热翅组和用于为所述第二散热基板散热的第二散热翅组,所述第一散热翅组位于所述第一散热基板的与所述热传导面背离的一面,所述第二散热翅组位于所述第二散热基板的与所述热传导面背离的一面,所述第二散热翅片组内部形成冷风通道,所述第二散热翅片组中设置有第二散热翅片,所述第二散热翅片位于所述冷风通道的两侧,所述第一散热翅组位于所述冷风通道内或者所述冷风通道的延长线上。
37.根据权利要求36所述的散热器,其特征在于,所述冷风通道内还设置有第三散热翅片,所述第三散热翅片的高度小于所述第二散热翅片的高度。
38.根据权利要求36所述的散热器,其特征在于,所述冷风通道内还设置有第四散热翅片,所述第四散热翅片的密度小于所述第二散热翅片的密度。
39.根据权利要求22-35任一项所述的散热器,其特征在于,还包括:用于为第一散热基板散热的第五散热翅片组和用于为所述第二散热基板散热的第六散热翅片组,所述第五散热翅组和所述第六散热翅片组叠放在所述散热基板的与所述热传导面背离的一面;
所述第五散热翅片组位于所述第六散热翅片组和所述散热基板之间,或者,
所述第六散热翅片组位于所述第五散热翅片组和所述散热基板之间。
40.根据权利要求22-39任一项所述的散热器,其特征在于,至少一个所述散热基板的热传导面上设置有半导体制冷芯片,所述半导体制冷芯片和所述合封芯片上对应的芯片接触。
41.一种散热装置,其特征在于,包括至少两个如权利要求1-40任一项所述的散热器和至少一根热管;
每个所述散热器对应一个合封芯片;
所述热管的两端分别连接在不同散热器的散热基板上,以将处于发热状态下的合封芯片所对应的散热器的热量传递给未发热的合封芯片所对应的散热器。
42.一种散热***,其特征在于,包括:至少一个如权利要求1-40任一项所述的散热器和至少一个合封芯片;其中每个所述散热器对应一个所述合封芯片;
所述散热器用于为合封芯片散热。
43.一种通信设备,其特征在于,包括至少一个如权利要求1-40任一项所述的散热器、至少一个所述合封芯片和至少一个电路板;
每个所述电路板上设置至少一个所述合封芯片;
每个所述散热器对应一个所述合封芯片,且所述散热器用于为所述合封芯片散热。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |