CN111935956A - 散热组件和电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热动力学领域，公开了一种散热组件和电子装置。本发明中，通过在电路板上安装形成有空气通道的通风结构，并将热源芯片设置在空气通道所在区域的电路板上，从而在热源芯片工作，温度升高时，外界冷空气能够从壳体侧壁上贯设的进气口进入壳体，然后从空气通道的进风口进入空气通道，在冷空气上升到热源芯片所在区域时，借助空气管道内冷热空气形成的负压，快速穿过热源芯片所在区域，带走热源芯片所在区域的热空气，达到降低热源芯片的效果，热空气经空气通道的出风口、壳体侧壁贯设的散热口流出，释放到外界，即本发明提供的散热组件通过利用“拔风”效应，加强了热交换速度，达到了风冷散热的目的，从而大大提高了散热效率。

Description

散热组件和电子装置

技术领域

本发明涉及热动力学领域，特别涉及一种散热组件和电子装置。

背景技术

现有高功耗硬件产品主要热源集中在主芯片(以下称为：热源芯片)上。因而解决热源芯片的散热问题便可以解决整机散热问题。

但是，目前的散热方案，要么是通过在产品外壳上布局散热孔，从而使内部电路板上的热源芯片通过散热孔与外界空气热对流进行散热，但是由于这种散热方式是被动散热，因而散热效率低，对于高功率、小体积的产品，往往无法达到热源芯片的降温要求；要么是通过在热源芯片所在区域设置电风扇，借助电风扇加强空气对流，进而提升散热效率，虽然这种方式改变了上述主动散热的不足，但是由于需要额外增加电风扇，因而会导致产品成本增加。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种散热组件和电子装置，旨在解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种散热组件，包括：

壳体，具有一安装腔，以及贯设于其侧壁的进气口和散热口，且所述进气口和所述散热口相对设置；

电路板，安装在所述安装腔内；

通风结构，安装在所述电路板上，所述通风结构具有分别与所述进气口和所述散热口相对设置的进风口和出风口，所述进风口和所述出风口相互连通形成空气通道；

热源芯片，位于所述空气通道内，且与所述电路板电性连接。

本发明的实施方式还提供了一种电子装置，包括：上文所述的散热组件。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过在电路板上安装形成有空气通道的通风结构，并将热源芯片设置在空气通道所在区域的电路板上，从而在热源芯片工作，温度升高时，外界冷空气能够从壳体侧壁上贯设的进气口进入壳体，然后从空气通道的进风口进入空气通道，在冷空气上升到热源芯片所在区域时，借助空气管道内冷热空气形成的负压，快速穿过热源芯片所在区域，带走热源芯片所在区域的热空气，达到降低热源芯片的效果，热空气经空气通道的出风口、壳体侧壁贯设的散热口流出，释放到外界，即本发明提供的散热组件通过利用“拔风”效应，加强了热交换速度，从而可以对热源芯片快速降温。

此外，通过上述描述可知，本发明实施方式相对于现有技术而言，由于散热组件利用了“拔风”效应，使得散热组件具备风冷散热的条件，从而将现有采用自动对流散热的被动方式转换为了主动散热方式，进而大大提高了散热效率。

此外，通过上述描述可知，本发明实施方式相对于现有技术而言，由于主动散热是基于风冷散热这一条件实现的，而并非借助风扇等散热装置，从而在提高散热效率的同时，有效降低了实现成本。

另外，所述空气通道的开口自所述进风口至所述出风口呈渐窄设置。通过选用上窄下宽的通风结构，使得外界冷空气进入空气通道后，能够形成“峡管效应”，通过“拔风”效应和“峡管效应”的相互配合，大大加强了热交换速度，从而可以利用在热源芯片区域形成的“峡谷风”达到快速风冷散热的目的。

另外，所述热源芯片位于所述空气通道靠近所述出风口的一侧。通过将热源芯片设置于空气通道靠近出风口的一侧，即空气管道较窄的的部分，使得外界的冷空气经壳体上贯设的进气口进入空气通道后，冷空气流经热源芯片所在的高温区，形成“峡谷风”，从出风口快速流出，进而快速带走热源芯片的温度，使得热源芯片的温度迅速下降。

另外，所述散热组件还包括：散热片；所述散热片固定在所述热源芯片上，且所述散热片背对所述热源芯片的一面，沿所述空气通道贯设有若干条通风渠道。通过在热源芯片上固定贯设有若干条通风渠道的散热片，进一步增强了“拔风”效应和“峡管效应”，从而能够使热源芯片的温度快速下降。

另外，所述散热片与所述热源芯片之间设置有硅脂层，所述散热片采用螺丝固定在所述硅脂层上。通过设置硅脂层，将螺丝固定在硅脂层中，避免造成热源芯片的损坏。

另外，所述硅脂层与所述散热片之间设置有导热件。通过在散热片与硅脂层之间设置导热件，以便热源芯片的温度能够更好的传递到散热件。

另外，所述壳体包括：壳本体和壳盖；所述安装腔开设于所述壳本体内，所述进气口和散热口贯设于所述壳本体的侧壁；所述壳盖以可拆卸方式固定在所述壳本体开设有所述安装腔的一面。通过采用可拆卸方式固定，方便对安装在安装腔内的电路板、热源芯片、通风结构的维护。

另外，所述电路板背对所述热源芯片的一面远离所述壳本体固定。电路板不贴合壳本体设置，便于冷空气从电路板与壳本体之间的缝隙穿过，带走部分余热。

另外，所述壳本体贯设有所述进气口的侧壁设置有支撑件；所述支撑件使所述壳本体放置在水平面时，与所述水平面形成间隙，从而方便外界冷空气从进气口进入壳体，并沿空气通道流出带走热源芯片的余热。

附图说明

一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是第一实施方式中散热组件的结构***示意图示意图；

图2是第一实施方式中散热组件的侧视图；

图3是第一实施方式中散热组件的散热原理示意图；

图4是第二实施方式中散热组件的结构***示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

以下各个实施方式的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施方式在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

本发明的第一实施方式涉及一种散热组件包括：壳体，具有一安装腔，以及贯设于其侧壁的进气口和散热口，且所述进气口和所述散热口相对设置；电路板，安装在所述安装腔内；通风结构，安装在所述电路板上，所述通风结构具有分别与所述进气口和所述散热口相对设置的进风口和出风口，所述进风口和所述出风口相互连通形成空气通道；热源芯片，位于所述空气通道内，且与所述电路板电性连接。

为了更好的理解本实施方式中提供的散热组件，下面结合图1和图2对本实施方式的散热组件的具体结构进行说明。

如图1、图2所示，散热组件包括壳体10、电路板20、通风结构30和热源芯片40。

其中，壳体10，又进一步包括壳本体11和壳盖12。所述安装腔开设于壳本体11内，所述进气口和所述散热口贯设于所述壳本体11的侧壁上。

此外，需要说明的是，关于所述进气口和所述散热口在的具体贯设位置，具体可以根据壳体10的放置情况来确定。

比如说，在壳体10为立式结构，即位于壳本体11中的电路板20、通风结构30和热源芯片40均与水平面呈垂直关系，则所述进气口贯设于面向水平面的侧壁，与所述进气口相对设置的散热口则贯设于远离水平面的侧壁，具***置详见图1中的进气口111和散热口112。

此外，由于电路板20、通风结构和热源芯片40均安装在壳本体11中开始的安装腔中，故而为便于后续对这些部件的维护，在本实施方式中，壳盖12是以可拆卸方式固定在所述壳本体11开设有所述安装腔的一面的，从而在将壳盖固12固定在壳本体11上之后，能够形成一密闭容置空间，起到保护安装在安装腔内的电路板20、通风结构30和热源芯片40的作用。

应当理解的是，关于上述所说的可拆卸方式，在实际应用中，可以是以螺丝，或者卡扣的方式，此处不再一一列举，本实施方式对此也不做限制。

此外，值得一提的是，为了进一步提升散热组件的散热效果，尽快降低热源芯片40的温度，在实际应用中，将电路板20固定在壳本体11内开设的安装腔时，具体可以将电路板20背对热源芯片40的一面，即不安装热源芯片40和通风结构30的一面远离壳本体11固定。

具体可以在壳本体11中开设的安装腔的底面注塑若干个，比如4个能够与螺栓21配套的凸起，如图1或图2中的113(图1仅示出一个，图2示出两个)，从而在采用螺栓21将电路板20固定在安装腔后，能够与壳本体有一点的缝隙，具体结构详见图2。

通过上述结构，即电路板20与壳本体11不贴合设置，可以使冷空气从电路板20与壳本体11之间的缝隙穿过，带走部分余热，从而加快热源芯片40温度的降低速度。

进一步地，对于立式结构的壳体10，在实际应用中，为了保证外界冷空气能够从壳本体11侧壁上贯设的进气口进入安装腔内设置的通过结构30形成的通风管道中，壳本体11贯设有所述进气口的侧壁上还需要设置支撑件，从而使壳本体11垂直放置在水平面上时，能够与水平面形成一定间隙。

为了保证壳本体11能够稳定的立在水平面上，可以在壳本体11贯设有所述进气口的侧壁(以下称为底面)，设置4个支撑件，具体可以设置在底面的四个顶角位置，详见图2(图2示出两个)中的支撑件114。

此外，值得一提的，为了提升散热效果，壳体10可以选优易于散热的铝合金材质制备而成。

应当理解的是，以上给出的仅为一种壳体10的具体结构和制备材料，在实际应用中，本领域技术人员可以根据需要进行合理调整，本实施方式对此不做限制。

此外，关于通风结构30由进风口31和出风口32相互连通形成的空气通道，在本实施方式中，其开口自进风口31至出风口32呈渐窄设置，即本实施方式中的通风结构30是上窄(朝向壳本体11侧壁上贯设的散热口)下宽(朝向壳本体11侧壁上贯设的进气口)，基于这种结构形成的空气管道，可以有助于“拔风”效应和“峡管效应”的形成，从而通过“拔风”效应和“峡管效应”的相互配合，大大加强热交换速度，进而利用在热源芯片40所在区域形成的“峡谷风”达到快速风冷散热的目的。

为了便于理解，本实施方式给出了一种具体的通风结构，详见图1、图2所示的通风结构30。

应当理解的是，上述示例仅是为了更好的理解本实施方式的技术方案而列举的示例，不作为对本实施方式的唯一限制，在实际应用中，通风结构30只要满足由进风口31和出风口32相互连通形成的空气通道的开口自进风口31至出风口32呈渐窄设置即可。

进一步地，在具体实现时，为了更好的借助“峡管效应”达到快速降低热源芯片40温度的效果，热源芯片40具体可以设置在空气通道靠近出风口32的一侧，即空气管道较窄的的部分，从而使得外界的冷空气经壳本体11上贯设的进气口111进入空气通道后，冷空气流经热源芯片40所在的高温区，形成“峡谷风”，从出风口32、散热口12快速流出，进而快速带走热源芯片40的余热，使得热源芯片40的温度迅速下降。

此外，值得一提的是，在本实施方式中，为了保证热源芯片40和电路板20能够电性连接，且热源芯片40能够固定在电路板20上，具体可以选用能够实现电性连接的材料将二者焊接在一起，或者采用SMT贴片的方式将二者固定在一起，具体的实现方式，本领域技术人员可以根据需要选择，本实施方式对此不做限制。

此外，为了将通风结构30固定在电路板20上，在具体实现时同样可以由本领域技术人员根据需要选择固定方式，比如焊接、卡接等，本实施方式对此不做限制。

为了便于理解本实施方式中提供的散热组件的散热原理，以下结合图3进行具体说明：

在介绍散热组件的散热原理之前，首先对“拔风”效应、“峡管效应”和“峡谷风”等技术名称进行解释。

所谓“拔风”，具体是指当热空气上升，在底部形成负压区，冷空气就会进入补充而加大大气流动，目前通常应用于烟囱。

所述“峡管效应”，也称“狭管效应”或“峡谷效应”，就像峡谷里的风总比平原风猛烈一样，城市高楼间的狭窄地带风力也特强。

所谓“峡谷风”，目前是指是因经过山区而形成的地方性风。当空气由开阔地区进入山地峡谷口时，气流的横截面积减小，由于空气质量不可能在这里堆积，于是气流加速前进(流体的连续性原理)，从而形成强风。

通过上述介绍，以及上述对散热组件结构的描述可知，本实施方式中提供的散热组件，正是由于采用上窄下宽的通风结构30，从而使得通过结构30固定在电路板20之后形成的通风管道能够满足“拔风”效应和“峡管效应”，并且通过将热源芯片40设置在容易形成“峡管风”的区域，从而使得本实施方式提供的散热组件具备风冷散热的条件。

如图3所示，热源芯片40设置靠近通风管道的出风口32一侧对应的电路板20区域上，在热源芯片40工作时，随着温度的升高，这一区域便会成为高温区，从而使得未设置热源芯片40的区域(通风管道的进风口31一侧的区域)便会形成负压区，此时外界的冷空气就会通过壳本体11上贯设的进气口111、通风结构30上开设的进风口31补充到通风管道内的负压区，由于壳本体11上贯设的散热口112对应的外界空气的温度、通风管道内高温区的温度，以及负压区的温度不同从而引起气体密度差异，这种密度差异产生的压力就是拔风力，也称为烟囱抽力，从而克服阻力使负压区的冷空气推动高温区的热空气向上流动，通过散热孔112释放。

通过上述描述不难发现，本实施方式中提供的散热组件，通过在电路板上安装形成有空气通道的通风结构，并将热源芯片设置在空气通道所在区域的电路板上，从而在热源芯片工作，温度升高时，外界冷空气能够从壳体侧壁上贯设的进气口进入壳体，然后从空气通道的进风口进入空气通道，在冷空气上升到热源芯片所在区域时，借助空气管道内冷热空气形成的负压，快速穿过热源芯片所在区域，带走热源芯片所在区域的热空气，达到降低热源芯片的效果，热空气经空气通道的出风口、壳体侧壁贯设的散热口流出，释放到外界，即本发明提供的散热组件通过利用“拔风”效应，加强了热交换速度，从而可以对热源芯片快速降温。

此外，通过上述描述可知，本发明实施方式相对于现有技术而言，由于散热组件利用了“拔风”效应，使得散热组件具备风冷散热的条件，从而将现有采用自动对流散热的被动方式转换为了主动散热方式，进而大大提高了散热效率。

此外，通过上述描述可知，本发明实施方式相对于现有技术而言，由于主动散热是基于风冷散热这一条件实现的，而并非借助风扇等散热装置，从而在提高散热效率的同时，有效降低了实现成本。

本发明的第二实施方式涉及一种散热组件。如图4所示，第二实施方式提供的散热组件与第一实施方式提供的散热组件大致相同，主要区别之处在于：在第二实施方式中，散热组件还包括固定在热源芯片40上的散热片50。

具体的说，进一步增强了“拔风”效应和“峡管效应”，从而能够使热源芯片40的温度快速下降，在本实施方式中，散热片50背对热源芯片40的一面，即与热源芯片40不接触的一面，沿通风结构30形成的空气通道贯设有若干条通风渠道，从而使得流经热源芯片40所在高温区域的空气能够形成更加强劲的“峡谷风”，进而更加快速的流过热源芯片40，带走此区域的热空气，使热源芯片40快速降温。

此外，为了将散热片50固定在热源芯片40上，本实施方式具体是采用硅脂层与螺丝相结合的方式，将散热片50固定在热源芯片40上的。

具体的说，所述硅脂层(图4中未示出)设置在散热片50与热源芯片40之间，然后采用螺丝(图4中未示出)穿过散热片50上开设的孔(图4中未示出)，并将螺丝拧入硅脂层中，进而实现将散热片50固定在热源芯片40上。

应当理解的是，在采用硅脂层与螺丝结合的方式将散热片50固定在热源芯片40上时，需要在散热片40上提前开设对应的孔。

通过设置硅脂层，将螺丝固定在硅脂层中，从而避免造成热源芯片的损坏。

进一步地，为了使热源芯片40的温度能够更好的传递到散热件50，所述散热组件还包括导热件(图4中未示出)。

具体的，所述导热件设置于所述硅脂层与所述散热片之间。

应当理解的是，上述给出的仅为一种具体的结构，对本实施方式提供的散热组件并不构成任何限定，在实际应用中，本领域技术人员可以根据需要进行设置，并选取合适的材料，比如选用石墨或铜箔材料制备的导热件，选择铝合金材料制备的通风结构30和散热件50。

通过上述描述不难发现，本实施方式提供的散热组件，通过在高温芯片上固定贯设有若干条通风渠道的散热件，从而使得流经热源芯片所在高温区域的空气能够形成更加强劲的“峡谷风”，进而更加快速的流过热源芯片，带走此区域的热空气，使热源芯片快速降温，进一步提升散热效率。

本发明的第三实施方式涉及一种电子装置。其中，所述电子装置包括如第一实施方式或第二实施方式所述的散热组件。

关于散热组件的具体结构参照上述实施方式，本实施方式不再赘述。

此外，由于该电子装置采用了上述实施方式的技术方案，因此具有上述实施方式的技术方案所带来的有益效果。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施方式，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种散热组件，其特征在于，包括：

壳体，具有一安装腔，以及贯设于其侧壁的进气口和散热口，且所述进气口和所述散热口相对设置；

电路板，安装在所述安装腔内；

通风结构，安装在所述电路板上，所述通风结构具有分别与所述进气口和所述散热口相对设置的进风口和出风口，所述进风口和所述出风口相互连通形成空气通道；

热源芯片，位于所述空气通道内，且与所述电路板电性连接。

2.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述空气通道的开口自所述进风口至所述出风口呈渐窄设置。

3.根据权利要求1或2所述的散热组件，其特征在于，所述热源芯片位于所述空气通道靠近所述出风口的一侧。

4.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述散热组件还包括：散热片；

所述散热片固定在所述热源芯片上，且所述散热片背对所述热源芯片的一面，沿所述空气通道贯设有若干条通风渠道。

5.根据权利要求4所述的散热组件，其特征在于，所述散热片与所述热源芯片之间设置有硅脂层，所述散热片采用螺丝固定在所述硅脂层上。

6.根据权利要求5所述的散热组件，其特征在于，所述硅脂层与所述散热片之间设置有导热件。

7.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述壳体包括：壳本体和壳盖；

所述安装腔开设于所述壳本体内，所述进气口和散热口贯设于所述壳本体的侧壁；

所述壳盖以可拆卸方式固定在所述壳本体开设有所述安装腔的一面。

8.根据权利要求7所述的散热组件，其特征在于，所述电路板背对所述热源芯片的一面远离所述壳本体固定。

9.根据权利要求7所述的散热组件，其特征在于，所述壳本体贯设有所述进气口的侧壁设置有支撑件；

所述支撑件使所述壳本体放置在水平面时，与所述水平面形成间隙。

10.一种电子装置，其特征在于，包括：权利要求1至9任意所述的散热组件。

Images