CN109065504B - 一种芯片防尘结构及计算设备、矿机 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及芯片防尘领域，且提供了一种芯片防尘结构及计算设备、矿机。其中，芯片防尘结构设置在芯片与散热器之间，且包括焊盘和金属屏蔽层；其中，所述焊盘焊接在所述芯片周围，所述金属屏蔽层通过所述焊盘焊接并罩在所述芯片上方，所述金属屏蔽层上方连接所述散热器；所述金属屏蔽层和所述芯片之间填充有具有高导热系数的热界面材料。本发明由于在芯片和散热器之间设置了金属屏蔽层，故保护了芯片免受灰尘进入到管脚引起不良现象的发生，并可以增强芯片区域的强度，免受震动影响；而且，由于在金属屏蔽层的顶板的四个顶角处开设有通孔，防止了金属屏蔽层内的热压过高，且在顶板和散热器之间填充有热界面材料，故可以增强散热效果。
Description
技术领域
本发明涉及芯片防尘领域，尤其涉及一种芯片防尘结构及计算设备、矿机。
背景技术
目前，矿机的搭建环境一般是在人员稀少，风尘大且荒凉的地方。如果在这样的环境下长期使用，如图1所示，矿机芯片会很容易进入灰尘并沉积在芯片管脚处，并因此导致芯片工作性能下降，甚至失效。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
本发明公开一种芯片防尘结构及计算设备、矿机，以减少由于灰尘进入而导致芯片不良现象的发生。
为了达到上述目的，本发明实施例公开了一种芯片防尘结构，设置在芯片与散热器之间，且包括焊盘和金属屏蔽层；其中，所述焊盘焊接在所述芯片周围，所述金属屏蔽层通过所述焊盘焊接并罩在所述芯片上方，所述金属屏蔽层上方连接所述散热器；所述金属屏蔽层和所述芯片之间填充有具有高导热系数的热界面材料。
在一种实施方式中，所述金属屏蔽层包括顶板及侧板；所述顶板及侧板组成为腔体结构并罩在所述芯片上方，且所述顶板连接所述散热器，所述侧板焊接于所述焊盘。
在一种实施方式中，所述金属屏蔽层和所述散热器之间通过螺丝或卡扣的方式固定连接。
在一种实施方式中，所述金属屏蔽层与散热器之间采用具有高导热系数的热界面材料填充两者之间的结构间隙。
在一种实施方式中，所述金属屏蔽层的顶板的四个顶角处开设有通孔用于散热，以防止所述金属屏蔽层内部的热压过高。
在一种实施方式中，所述通孔的大小为1mm至2mm。
在一种实施方式中，所述焊盘的宽度为0.6mm至0.7mm。
在一种实施方式中，所述金属屏蔽层的材质为铜。
在一种实施方式中，所述具有高导热系数的热界面材料的导热系数为3-12W/M*K。
在一种实施方式中，所述热界面材料包括导热凝胶、导热硅脂、导热硅胶垫、导热泥、相变材料中的至少一种或多种。
为了达到上述目的，本发明实施例还公开了一种计算设备，包括电路印刷板以及焊接在所述电路印刷板上的芯片，其中，所述电路印刷板上还包括如前述实施例所述的芯片防尘结构，且所述芯片防尘结构罩接在所述芯片上方。
为了达到上述目的，本发明实施例还公开了一种挖矿机，包括机箱、位于机箱内部的控制板、与控制板连接的运算板以及如前述实施例所述的芯片防尘结构；其中，所述芯片防尘结构罩接在所述控制板和/或运算板的芯片上方。
本发明实施例所揭示的芯片防尘结构及具有这种芯片防尘结构的计算设备、挖矿机，由于在芯片和散热器之间设置了金属屏蔽层，故保护了芯片免受灰尘进入到管脚引起不良现象的发生，并可以增强芯片区域的强度，免受震动影响；而且，由于在金属屏蔽层的顶板的四个顶角处开设有通孔，防止了金属屏蔽层内的热压过高，且在顶板和散热器之间填充有热界面材料，故可以增强散热效果。
参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为现有的矿机中的芯片设置方式；
图2为本发明实施例的芯片防尘结构的结构示意图；
图3为本发明实施例的芯片防尘结构的俯视剖面图；
图4为本发明实施例的芯片防尘结构中，在金属屏蔽层的顶板的四个顶角处开设有通孔的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。
本发明实施例的芯片防尘结构主要是在矿机中的运算芯片区域及/或储存芯片区域周围加一圈焊盘，然后在焊盘上焊接一个导热性好的金属屏蔽罩，在金属屏蔽罩和芯片之间填充导热系数高的导热材料，除了可以避免灰尘进入到芯片管脚引起不良现象的发生，还可以保证芯片的散热不受影响。
图2为本发明实施例的芯片防尘结构的结构示意图，图3为其俯视剖面图。图2及图3中标识的芯片、芯片管脚、PCB板以及散热器等器件仅为了说明清楚，并非认定其属于芯片防尘结构的一部分。如图2所示，本实施例中的芯片防尘结构设置在芯片与散热器之间，且包括焊盘(图3中示出)和金属屏蔽层；其中，所述焊盘焊接在所述芯片周围，所述金属屏蔽层通过所述焊盘焊接并罩在所述芯片上方，所述金属屏蔽层上方连接所述散热器；所述金属屏蔽层和所述芯片之间填充有具有高导热系数的热界面材料。由图2可以看到，由于加入了防尘结构，灰尘会被挡在金属屏蔽层外部，从而避免了灰尘进入到芯片管脚处而引发不良现象的发生。
在工程实际中，由于任何固体表面之间的接触都不可能是紧密的，因此接触面两侧都会存在温度差。在这种情况下，两个接触面之间只有接触的地方才直接导热，在不接触处存在空隙，热量是通过充满空隙的流体的导热、对流和辐射的方式传递的，因而存在传热阻力，称为接触热阻。在本发明实施例中，在金属屏蔽层和芯片之间，金属屏蔽层和散热器之间，其接触面之间都存在结构间隙，因此需要使用具有高导热系数的热界面材料来填充结构间隙，以降低界面接触热阻，提高散热效率。在本发明实施例中，为了更好地实现芯片的散热，在所述金属屏蔽层与散热器之间，金属屏蔽层和芯片之间，均采用具有高导热系数的热界面材料填充结构间隙，高导热系数的热界面材料包括导热凝胶、导热硅脂、导热硅胶垫、导热泥、相变材料中的至少一种或多种，且热界面材料的导热系数为3-12W/M*K，甚至可以高达60W/M*K。
在本实施例中，焊盘可以焊接在运算芯片和存储芯片区域，也就是说，可以将一个区域的芯片都用一个焊接在焊盘上的金属屏蔽层罩起来，如图3所示，焊盘所包围的区域不但包括运算芯片，还包括多个存储芯片，而此种情况，只需要使用一个金属屏蔽层就可以达到防尘的效果。在本实施例中，焊盘的宽度可以为0.6mm-0.7mm，较优为0.6mm，当然，焊盘的宽度可以根据电路板的线路布局以做适应性改变。并且，在本实施例中，金属屏蔽层的材质可以选为铜，也可以采用诸如其他导热性能比较好的金属，例如锡，但是以铜的散热效果为最好。
如图2所示，在本实施例中，所述金属屏蔽层包括顶板及侧板；所述顶板及侧板焊接组成为腔体结构并罩在所述芯片上方，且所述顶板连接所述散热器，所述侧板焊接于所述焊盘。
在一种实施方式中，金属屏蔽层和散热器之间通过螺丝或卡扣的方式固定连接。如果采用螺丝固定的方式，可以在散热器和金属屏蔽层对应的位置开设有通孔，利用螺丝穿过金属屏蔽层和散热器，从而将散热器和金属屏蔽层进行固定连接；如果采用卡扣的方式，可以在金属屏蔽层上设置有弹簧卡片，在散热器上设置有卡扣，将散热器上的卡扣扣接在金属屏蔽层上的弹簧卡片中，以将所述散热器和金属屏蔽层固定连接在一起。这种固定连接方式，不但拆卸方便，便于技术人员检查问题，还可以在两者之间填充高导热系数的热界面材料以替代导热系数较低的导热胶，更加便于芯片的散热。如上所述，高导热系数的热界面材料包括导热凝胶、导热硅脂、导热硅胶垫、导热泥、相变材料中的至少一种或多种，且热界面材料的导热系数为3-12W/M*K，甚至可以高达60W/M*K
在本发明的另一种实施例中，如图4所示，在所述金属屏蔽层的顶板的四个顶角处开设有通孔与外界相通，以防止金属屏蔽层里面的热压过高。在一种实施方式中，开设的通孔的大小为1mm至2mm。通孔的大小决定了金属屏蔽层的通风能力，1mm-2mm的孔径的散热孔通风散热能力较为突出，可以直接降低金属屏蔽层内的物理温度。当然，这种通孔的开设方法只是一种较优实施例，但是本发明不限于此，为了散热均匀，根据实际操作，也可以在金属屏蔽层的边缘处均开设一定数量的通孔，但是并不是说越多越好，还要同时保证金属屏蔽层的防尘效果。
本发明实施例还公开了一种计算设备，包括电路印刷板以及焊接在所述电路印刷板上的芯片，所述电路印刷板上还包括如上述实施例所公开的芯片防尘结构，且所述芯片防尘结构罩接在所述芯片上方。此处所指的芯片，可以理解为由多个芯片组成的区域，芯片可以包括运算芯片，也可以包括存储芯片。
本发明实施例还公开了一种挖矿机，包括机箱、位于机箱内部的控制板、与控制板连接的扩展板、与扩展板连接的运算板以及如上述实施例所公开的芯片防尘结构；其中，所述芯片防尘结构罩接在所述控制板和/或运算板的芯片上方。
本发明实施例所揭示的芯片防尘结构及具有这种芯片防尘结构的计算设备、挖矿机，由于在芯片和散热器之间设置了金属屏蔽层，故保护了芯片免受灰尘进入到管脚引起不良现象的发生，并可以增强芯片区域的强度，免受震动影响；而且，由于在金属屏蔽层的顶板的四个顶角处开设有通孔，防止了金属屏蔽层内的热压过高，且在顶板和散热器之间填充有具有高导热系数的热界面材料，故可以增强散热效果。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种芯片防尘结构，其特征在于，设置在多个芯片与散热器之间，所述多个芯片至少包括运算芯片和存储芯片，所述芯片防尘结构包括焊盘和金属屏蔽层；其中，
所述焊盘焊接在所述多个芯片周围，所述金属屏蔽层通过所述焊盘焊接并罩在所述多个芯片上方，所述金属屏蔽层上方连接所述散热器；
所述金属屏蔽层和所述多个芯片之间分别填充有具有高导热系数的热界面材料，所述具有高导热系数的热界面材料的导热系数为3-12W/M*K，所述热界面材料包括导热凝胶、导热硅脂、导热硅胶垫、导热泥、相变材料中的至少一种或多种；
所述金属屏蔽层包括顶板及侧板，所述金属屏蔽层的顶板的四个顶角处开设有通孔用于散热，以防止所述金属屏蔽层内部的热压过高。
2.根据权利要求1所述的芯片防尘结构，其特征在于，
所述顶板及侧板组成为腔体结构并罩在所述芯片上方，且所述顶板连接所述散热器，所述侧板焊接于所述焊盘。
3.根据权利要求2所述的芯片防尘结构，其特征在于，所述金属屏蔽层和所述散热器之间通过螺丝或卡扣的方式固定连接。
4.根据权利要求3所述的芯片防尘结构，其特征在于，所述金属屏蔽层与散热器之间采用具有高导热系数的热界面材料填充两者之间的结构间隙。
5.根据权利要求1所述的芯片防尘结构，其特征在于，所述通孔的大小为1mm至2mm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的芯片防尘结构，其特征在于，所述焊盘的宽度为0.6mm至0.7mm。
7.根据权利要求1-5任一项所述的芯片防尘结构，其特征在于，所述金属屏蔽层的材质为铜。
8.一种计算设备，包括电路印刷板以及焊接在所述电路印刷板上的芯片，其特征在于，所述电路印刷板上还包括如权利要求1-7任一项所述的芯片防尘结构，且所述芯片防尘结构罩接在所述芯片上方。
9.一种挖矿机，其特征在于，包括机箱、位于机箱内部的控制板、与控制板连接的运算板以及如权利要求1-7任一项所述的芯片防尘结构；其中，所述芯片防尘结构罩接在所述控制板和/或运算板的芯片上方。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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