CN115835595A - 散热装置及电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种散热装置及电子装置。散热装置用于对设于散热装置内的电子器件散热，散热装置包括多个基板、密封件和弹性件。多个基板沿第一方向间隔设置，相邻两个基板中的一者为第一基板，另一者为第二基板，第一基板朝向第二基板的一侧设置有凹槽，凹槽用于收容电子器件；密封件连接于相邻两个基板之间并与相邻两个基板合围形成容纳空间，容纳空间用于收容散热介质；弹性件设于容纳空间，弹性件一端用于与位于凹槽的电子器件连接，另一端与第二基板连接。根据本申请实施例的散热装置及电子装置，能够提高散热效率。

Description

散热装置及电子装置

技术领域

本申请属于散热器技术领域，尤其涉及一种散热装置及电子装置。

背景技术

电子器件在工作过程中，会产生大量的热量，热量的积累会严重影响电子器件的工作性能，通常采用散热装置吸收电子器件工作时产生的热量，然后将热量发散到外部环境中。电子器件和散热装置之间的连接直接影响电子器件的热量向散热装置传递的效率，现有的散热装置与电子器件之间的连接通常是直接贴合，散热装置与电子器件之间热接触不好，会导致散热通路不畅，影响散热效率。

发明内容

本申请实施例提供一种散热装置及电子装置，能够提高散热效率。

本申请第一方面实施例提供一种散热装置，用于对设于散热装置内的电子器件散热，散热装置包括多个基板、密封件和弹性件。多个基板沿第一方向间隔设置，相邻两个基板中的一者为第一基板，另一者为第二基板，第一基板朝向第二基板的一侧设置有凹槽，凹槽用于收容电子器件；密封件连接于相邻两个基板之间并与相邻两个基板合围形成容纳空间，容纳空间用于收容散热介质；弹性件设于容纳空间，弹性件一端用于与位于凹槽的电子器件连接，另一端与第二基板连接。

根据本申请第一方面的实施方式，第一基板包括朝向第二基板的内表面及位于其自身在第二方向一侧的第一表面，凹槽包括位于第一表面的第一开口和位于内表面的第二开口，第一方向和第二方向相交。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，散热装置还包括阻隔层，阻隔层用于密封第二开口，弹性件用于通过阻隔层与电子器件连接。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，散热装置还包括导热层，设置于凹槽的内壁。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，散热装置还包括第三基板，第三基板位于第一基板背离第二基板的一侧，第三基板朝向第一基板的一侧设置有凹槽，且第一基板的凹槽和第三基板的凹槽沿第一方向的投影错位。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，第一基板上设置有散热柱，散热柱与第一基板远离凹槽的表面连接。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，至少一个基板包括贯穿设置的通孔，通孔连通沿第一方向相邻的两个容纳空间。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，散热装置还包括介质入口和介质出口，介质入口和介质出口均与容纳空间连通。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，多个基板包括第一端板和第二端板，介质入口和介质出口均设于第一端板、或均设于第二端板、或分设于第一端板和第二端板。

本申请第二方面实施例提供了一种电子装置，包括电子器件和如前述第一方面中任一项的散热装置，电子器件置于凹槽内。

本申请实施例的散热装置及电子装置，散热装置包括多个基板，多个基板沿第一方向间隔设置，第一基板上设置有凹槽，用于收容电子器件；相邻两个基板和设于两个基板之间的密封件合围形成容纳空间，容纳空间内用于注入冷却介质以带走电子器件产生的热量；设置弹性件一端与第二基板连接，另一端用于与位于凹槽内的电子器件连接。通过设置凹槽和弹性件，将电子器件置于凹槽内，凹槽对电子器件起到一定的限位作用，并利用弹性件的弹性形变，压缩的弹性件将电子器件紧紧压在凹槽内，使得电子器件和凹槽的内壁紧密贴合，进而使得电子器件工作产生的热量更好的传递至第一基板，提高散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请第一方面实施例的一种散热装置的俯视图；

图2为图1中A-A的剖面示意图；

图3为本申请第一方面实施例的一种散热装置的主视图；

图4为图3中B-B的剖面示意图。

附图标记：

10、散热装置；1、基板；11、第一基板；111、第一表面；112、内表面；113、散热柱；12、第二基板；13、凹槽；131、第一开口；132、第二开口；14、第三基板；15、第一端板；16、第二端板；17、通孔；2、密封件；3、弹性件；4、容纳空间；5、螺栓；6、介质入口；7、介质出口；8、阻隔层；X、第一方向；Y、第二方向。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解，在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本申请造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

需要说明的是，在本文中，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指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，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的实施例的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

电子器件在工作过程中，会产生大量的热量，热量的积累会严重影响电子器件的工作性能。例如功率半导体模块，功率半导体模块时是用在功率电子电路中的半导体组件，通常用于车辆、太阳能以及工业领域中，如逆变器和整流器。在功率半导体模块工作时，功率半导体的芯片会产生大量的热量，热量的积累会严重影响其的工作性能。随着芯片向高功率和高集成度方向发展，其在热产生问题日益突出，对散热的要求越来越高。

现有的散热装置多种多样，例如堆叠式的散热装置，能够设置不同数量的散热单元扩大或者缩小散热区域，以适应不同的电子装置，或者能够同时对多个电子装置进行散热，实现集成化和小型化。但现有的堆叠式散热装置仅考虑散热装置本身散热的结构，未考虑散热装置与电子器件之间的热路连接。而电子器件和散热装置之间的连接直接影响电子器件的热量向散热装置传递的效率，现有的散热装置与电子器件之间的连接通常是直接贴合，散热装置与电子器件之间热接触不好，会导致散热通路不畅，影响散热效率。

为解决上述问题，本申请实施例提供了一种散热装置及电子装置，能够提高散热效率，以下将结合附图对散热装置及电子装置的各实施例进行说明。

请参照图1至图4，本申请第一方面实施例提供了一种散热装置10，用于对设于散热装置10内的电子器件散热，散热装置10包括多个基板1、密封件2和弹性件3。多个基板1沿第一方向X间隔设置，相邻两个基板1中的一者为第一基板11，另一者为第二基板12，第一基板11朝向第二基板12的一侧设置有凹槽13，凹槽13用于收容电子器件；密封件2连接于相邻两个基板1之间并与相邻两个基板1合围形成容纳空间4，容纳空间4用于收容散热介质；弹性件3设于容纳空间4，弹性件3一端用于与位于凹槽13的电子器件连接，另一端与第二基板12连接。

相邻两个基板1之间通散热介质，以带走电子器件传递至基板1的热量，基板1的导热性能应较好，可选的，基板1的材料选用铜。散热介质可选的为水或者水和乙二醇的混合溶液。示例性的，两个基板1之间还设置有散热通道，散热介质沿散热通道流动。多个基板1之间通过螺栓5紧固连接，可选的，螺栓5的数量为4个，基板1的形状为矩形，4个螺栓5分设于基板1的四个角。

相邻两个基板1中的一者为第一基板11，另一者为第二基板12，第一基板11朝向第二基板12的一侧设置有凹槽13。应当理解的是，同一块基板1，相对其相邻的基板1既可以是第一基板11也可以是第二基板12。具体的，与同一块基板1相邻的有两块基板1，分别位于该基板1的两侧，该基板1相对于其相邻的两块基板1中的一者为第一基板11，相对另一者可以是第一基板11也可以是第二基板12。也就是说，相邻两个基板1的相邻两个表面上，有凹槽13的基板1是第一基板11，另一基板1是第二基板12。

密封件2可以与基板1的边沿连接，与相邻两个基板1形成密闭的容纳空间4，以防止散热介质泄露导致损坏外部电路或者其他结构。弹性件3一端与第二基板12连接，电子器件置于凹槽13内后，弹性件3远离第一基板11的一端与电子器件抵接，压缩的弹性件3使得电子器件与凹槽13的底壁紧密贴合，减小接触热阻，提高散热效率。可选的，弹性件3为弹簧。

本申请实施例的散热装置10，散热装置10包括多个基板1，多个基板1沿第一方向X间隔设置，第一基板11上设置有凹槽13，用于收容电子器件；相邻两个基板1和设于两个基板1之间的密封件2合围形成容纳空间4，容纳空间4内用于注入冷却介质以带走电子器件产生的热量；设置弹性件3一端与第二基板12连接，另一端用于与位于凹槽13内的电子器件连接。通过设置凹槽13和弹性件3，将电子器件置于凹槽13内，凹槽13对电子器件起到一定的限位作用，并利用弹性件3的弹性形变，压缩的弹性件3将电子器件紧紧压在凹槽13内，使得电子器件和凹槽13的内壁紧密贴合，进而使得电子器件工作产生的热量更好的传递至第一基板11，提高散热效率。

在一些可选实施例中，第一基板11包括朝向第二基板12的内表面112及位于其自身在第二方向Y一侧的第一表面111，凹槽13包括位于第一表面111的第一开口131和位于内表面112的第二开口132，第一方向X和第二方向Y相交。也就是说凹槽13沿第一方向X和第二方向Y均与外界连通，弹性件3可经由第二开口132与位于凹槽13内的电子器件抵接。电子器件安装时，可以经由第一开口131***凹槽13内。同时，电子器件安装至凹槽13内后，引线端子能够经由第一开口131连接电子器件和外部电路。可选的，多个第一基板11上的凹槽13的第一开口131朝向同一方向，引线端子位于基板1的同一侧，便于多个电子器件直接与外部电路连接。

在这些可选实施例中，凹槽13具有第一开口131和第二开口132，方便电子器件安装至凹槽13内，以及弹性件3与电子器件抵接。

在一些可选实施例中，散热装置10还包括阻隔层8，阻隔层8用于密封第二开口132，弹性件3用于通过阻隔层8与电子器件连接。阻隔层8用于分隔凹槽13和容纳空间4。阻隔层8的大小可以只盖设于凹槽13的第二开口132，也可以完全覆盖第一基板11的内表面112，以更好的分隔容纳空间4和凹槽13。可选的，阻隔层8为柔性材料制成，弹性件3远离第二基板12的一端与阻隔层8抵接，进而将电子器件紧紧压在凹槽13内。可选的，阻隔层8为隔水层。

在这些可选实施例中，在凹槽13内安装电子器件并在容纳空间4内通散热介质后，阻隔层8将电子器件和散热介质隔离，避免散热介质对电子器件造成损坏。弹性件3通过阻隔层8与电子器件连接，将电子器件紧紧压在凹槽13内。

在一些可选实施例中，散热装置10还包括导热层(图中未示出)，设置于凹槽13的内壁。可选的，导热层为导热硅脂，导热硅脂具有高的导热性且为绝缘材料。导热层设于凹槽13的内壁，应当理解的是，导热层至少设于凹槽13的底壁，使得电子器件产生的热量能够从凹槽13的底壁传递至第一基板11。凹槽13的形状可以与电子器件适配，导热层设置于凹槽13的底壁和侧壁，散热层完全与电子器件接触。

在这些可选实施例中，在电子器件和凹槽13之间设置导热层，减小接触热阻，使得电子器件产生的热量能够更快的传递至第一基板11，提高散热效率。

在一些可选实施例中，如图3所示，散热装置10还包括第三基板14，第三基板14位于第一基板11背离第二基板12的一侧，第三基板14朝向第一基板11的一侧设置有凹槽13，且第一基板11的凹槽13和第三基板14的凹槽13沿第一方向X的投影错位。应当理解的是，同一块基板相对不同的基板1可以是第一基板11，也可以是第二基板12还可以是第三基板14。基板1的数量可以是多个，任意连续排列的三个基板1分别是第三基板14、第一基板11和第二基板12。

在这些可选实施例中，第一基板11的凹槽13和第三基板14的凹槽13沿第一方向X的投影错位，换句话说，位于相邻两个基板1上的凹槽13沿第一方向X的投影错位，位于凹槽13内的电子器件产生的热量不会聚集在某一区域，相邻基板1之间的电子器件相互影响较小，更有利于散热。

在一些可选实施例中，第一基板11上设置有散热柱113，散热柱113与第一基板11远离凹槽13的表面连接。散热柱113沿第一方向X延伸，散热柱113的形状可以是圆柱形、椭圆柱形、四棱柱、水滴形等等。在这些可选实施例中，散热柱113与第一基板11远离凹槽13的表面连接，电子器件产生的热量从凹槽13的底壁传递至第一基板11，第一基板11位于凹槽13附件的区域热量较高，设置散热柱113，增大与散热介质接触面积，进一步提高散热效率。

请结合参照图3和图4，在一些可选实施例中，散热装置10还包括介质入口6和介质出口7，介质入口6和介质出口7均与容纳空间4连通。

介质入口6和介质出口7的数量可以与容纳空间4的数量相同，也就是说，每一个容纳空间4对应一个介质入口6和一个介质出口7。该实施例中，相邻两层基板1之间的电子器件具备自己的散热介质，位于不同层的电子器件与电子器件之间散热相互独立，互不影响，散热相率高。

可选的，介质入口6和介质出口7的数量可以均为一个，至少一个基板1包括贯穿设置的通孔17，通孔17连通沿第一方向X相邻的两个容纳空间4。

在这些可选实施例中，在基板1上开设通孔17，以连通相邻的容纳空间4，使得散热介质经介质入口6进入后能够依次流经全部容纳空间4，最后从介质出口7流出，对散热装置10内的全部电子器件起到散热效果。且多个容纳空间4连通之后，只需开设一个介质入口6和一个介质出口7，便于加工。

在一些可选实施例中，多个基板1包括第一端板15和第二端板16，介质入口6和介质出口7均设于第一端板15、或均设于第二端板16、或分设于第一端板15和第二端板16。第一端板15和第二端板16为多个基板1中位于沿第一方向X两端的基板1。

在这些可选实施例中，无论是介质入口6和介质出口7设于第一端板15还是设于第二端板16或者分设于第一端板15和第二端板16，从介质入口6进入的散热介质均需流经全部容纳空间4后才能从介质出口7流出，以对散热装置10内的全部电子器件起到散热效果。

本申请第二方面实施例提供了一种电子装置，包括电子器件和如前述第一方面实施例中任一项的散热装置10，电子器件置于凹槽13内。散热装置10的基板1数量依据电子器件的数量设置。

该电子装置具有前述第一方面实施例的散热装置10的相关结构，可参见上述各实施例提供的散热装置10，具有前述散热装置10所有有益效果，为避免重复，在此不再赘述。

在一些可选实施例中，电子器件朝向凹槽13的表面设置有第二导热层，第二导热层连接电子器件和凹槽13的内壁，降低接触热阻，使得电子器件产生的热量更快的传递至散热装置10。

依照本申请如上文的实施例，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本申请的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本申请以及在本申请基础上的修改使用。应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种散热装置，用于对设于所述散热装置内的电子器件散热，其特征在于，包括：

多个基板，多个基板沿第一方向间隔设置，相邻两个所述基板中的一者为第一基板，另一者为第二基板，所述第一基板朝向所述第二基板的一侧设置有凹槽，所述凹槽用于***述电子器件；

密封件，所述密封件连接于相邻两个所述基板之间并与相邻两个所述基板合围形成容纳空间，所述容纳空间用于收容散热介质；

弹性件，设于所述容纳空间，所述弹性件一端用于与位于所述凹槽的所述电子器件连接，另一端与所述第二基板连接。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述第一基板包括朝向所述第二基板的内表面及位于其自身在第二方向一侧的第一表面，所述凹槽包括位于所述第一表面的第一开口和位于所述内表面的第二开口，所述第一方向和所述第二方向相交。

3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置还包括：

阻隔层，所述阻隔层用于密封所述第二开口，所述弹性件用于通过所述阻隔层与所述电子器件连接。

4.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置还包括：

导热层，设置于所述凹槽的内壁。

5.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，还包括第三基板，所述第三基板位于所述第一基板背离所述第二基板的一侧，所述第三基板朝向所述第一基板的一侧设置有凹槽，且所述第一基板的凹槽和所述第三基板的凹槽沿所述第一方向的投影错位。

6.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述第一基板上设置有散热柱，所述散热柱与所述第一基板远离所述凹槽的表面连接。

7.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，至少一个基板包括贯穿设置的通孔，所述通孔连通沿所述第一方向相邻的两个所述容纳空间。

8.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置还包括介质入口和介质出口，所述介质入口和所述介质出口均与所述容纳空间连通。

9.根据权利要求8所述的散热装置，其特征在于，多个基板包括第一端板和第二端板，所述介质入口和所述介质出口均设于所述第一端板、或均设于所述第二端板、或分设于所述第一端板和所述第二端板。

10.一种电子装置，其特征在于，包括电子器件和如权利要求1至9中任一项所述的散热装置，所述电子器件置于所述凹槽内。

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