CN208850120U - 一种散热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种散热装置，所述散热装置包括：发热机构、导热机构和散热机构，导热机构包括：导热层和填充层；发热机构设置在散热机构上；导热机构设置在发热机构和散热机构之间，并且导热机构分别与发热机构和散热机构接触；填充层与发热机构不接触；填充层将导热均温层的热量传递至散热机构。
Description
技术领域
本实用新型涉及但不限于散热技术领域，尤其涉及一种散热装置。
背景技术
随着无线通讯技术由第二代移动通讯技术(2-Generation wireless telephonetechnology，2G)网络发展到***移动通讯技术(the 4th Generation mobilecommunication technology，4G)网络，以及即将投入应用的第五代移动通讯技术(5th-Generation，5G)网络，无线通讯技术需要更快传输速度和更大输出功率；然而，更快的传输速度和更大的输出功率使得室外通讯基站***热耗由 300W(瓦特)提升到1500W，单位体积的热耗由20W/L(瓦特/升)提升到 30W/L-40W/L，尤其是高功耗芯片的热耗提升更明显。
为了给室外通讯基站的高功耗芯片进行可靠稳定的散热，相对技术中主要采用在芯片与散热壳体之间设置均温散热基板，从而将芯片的中心温度传递至均温散热基板上，进而通过均温散热基板将热量传递至散热壳体上，达到对芯片散热的目的。然而，由于芯片和均温散热基板均存在加工和安装公差，均温散热基板和芯片之间存在间隙，导致芯片与均温散热基板之间存在较大的热阻，为了解决上述问题，相关技术中在芯片与均温散热基板之间设置一层界面材料，从而减小热阻并提高热传递。但是，界面材料的厚度较厚且界面材料的导热系数很小，导致传热效率不高，使得芯片的散热效果较差。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种散热装置，能够在弥补发热机构和导热机构的加工和安装公差的基础上，提高传热效率，提升对发热机构的散热效果。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种散热装置，所述散热装置包括：发热机构、导热机构和散热机构，所述导热机构包括：导热层和填充层；其中，
所述发热机构设置在所述散热机构上；
所述导热机构设置在所述发热机构和所述散热机构之间，并且所述导热机构分别与所述发热机构和所述散热机构接触；
所述填充层与所述发热机构不接触；
所述填充层将所述导热层的热量传递至所述散热机构。
本实用新型的实施例所提供的散热装置，该散热装置包括发热机构、导热机构和散热机构，导热机构包括：导热层和填充层，发热机构设置在散热机构上，导热机构设置在发热机构和散热机构之间，并且导热机构分别与发热机构和散热机构接触，填充层与发热机构不接触，且填充层将导热层的热量传递至散热机构。如此，导热机构直接与发热机构接触，填充层不与发热机构接触，发热机构产生的热量可以直接传递给导热层，从而导热层能够快速将发热机构中心的热量传递给散热机构，提高对发热机构产生的热量的导热效率，且保证了发热机构的散热效果。
附图说明
在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。
图1为本实用新型一种可选实施方式提供的散热装置的结构示意图；
图2为本实用新型另一可选实施方式提供的散热装置的结构示意图；
图3为本实用新型另一可选实施方式提供的散热装置的结构示意图；
图4为本实用新型另一可选实施方式提供的散热装置的结构示意图；
图5为本实用新型另一可选实施方式提供的散热装置的结构示意图；
图6为本实用新型另一可选实施方式提供的散热装置的结构示意图；
图7为本实用新型另一可选实施方式提供的散热装置的结构示意图；
图8为本实用新型另一可选实施方式提供的散热装置的结构示意图；
图9为本实用新型另一可选实施方式提供的散热装置的结构示意图；
图10为本实用新型另一可选实施方式提供的散热装置的结构示意图；
图11为本实用新型另一可选实施方式提供的散热装置的结构示意图。
具体实施方式
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。
为使本领域技术人员能够清楚的理解本实用新型的技术方案，现结合附图及具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明，应当理解，所述具体实施例及附图仅是为了便于本领域技术人员对本实用新型技术方案的理解进行的说明，并不构成对本实用新型技术方案的限定，只要在本实用新型的思想范围内，未作出任何创造性的改进都应该包括在本实用新型的保护范围内。
应理解，说明书通篇中提到的“本实用新型实施方式”或“前述实施方式”意味着与实施方式有关的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施方式中。因此，在整个说明书各处出现的“本实用新型实施方式中”或“在前述实施方式中”未必一定指相同的实施方式。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施方式中。
参照图1所示，本实用新型的一种可选实施方式提供了一种散热装置，散热装置包括：发热机构1、导热机构2和散热机构3，导热机构2包括：导热层 2a和填充层2b；其中，
发热机构1设置在散热机构3上；
导热机构2设置在发热机构1和散热机构3之间，并且导热机构2分别与发热机构1和散热机构3接触；
在本实施方式中，导热机构2采用具有良好导热性能的材料制成，导热机构2分别与发热机构1和散热机构3接触，发热机构1产生的热量被导热机构 2快速传导至散热机构3上，从而实现给发热机构1的散热。
填充层2b与发热机构1不接触；
这里导热层2a可以是铜板、均温(Vapor Chamber，VC)板、铝板或热管等导热性能良好的导热材料制成的导热层2a。填充层2b可以是具有弹性的导热材料或不定型的导热材料，例如导热硅胶、导热胶等。
填充层2b将导热层2a的热量传递至散热机构3。
需要说明的是，图1中以散热装置包括一个发热机构的情况作为示例，应当理解的是，本实施方式中，散热装置包括多个发热机构时，本实施方式提供的散热装置同样能够适用。
在散热装置包括多个发热机构时，由于多个发热机构在加工时，相互之间存在加工公差，导致发热机构的厚度存在差异，从而导致发热机构与导热机构之间存在间隙，增大了将发热机构产生的热量传递至导热机构上的热阻；在本实施方式中，如图1所示，将导热机构设置成包括导热层和填充层，并且填充层与发热机构不接触；如此，在发热机构设置在散热机构上后，由于填充层将导热层与散热机构之间的间隙填充，因此，能够使得导热层被紧紧的与发热机构压合在一起，由于导热层采用的是铜板、VC板、铝板或热管等导热性能良好的导热材料制成的导热层，导热层的导热系数能够达到380W/mk(瓦特/米* 开尔文)，因此，导热层能够迅速将发热机构产生的热量传递至散热机构，减小了发热机构与散热机构之间的热阻，从而提高了将发热机构产生的热量传递至散热机构的传递效率。
在本实施方式中，参照图1所示，散热机构3的表面可以设置有槽口，导热机构2设置在槽口内，并且填充层2b可以是具有弹性的导热材料，如此，在导热层2a与发热机构1压合在一起时，填充层2b能始终对导热层2a提供指向发热机构1的弹力，使得导热层2a能与发热机构1压合的更加紧密；当然，本实施方式中，散热机构3的表面也可以不设置槽口，此时，导热机构2直接设置在散热机构3的表面，填充层2b同样能起到相同的作用。
本实用新型的实施方式所提供的散热装置，在对发热机构进行散热时，直接将导热机构与发热机构接触，而填充层不与发热机构接触，如此，发热机构产生的热量直接传递给导热层，从而导热层能够快速将发热机构中心的热量传递给散热机构，提高对发热机构产生的热量的导热效率；提升对发热机构的散热效果。
参照图1所示，本实施方式中，散热机构3可以包括散热壳体3a和多个散热齿3b；其中，
多个散热齿3b设置在散热壳体3a上，并与散热壳体3a固定连接；
多个散热齿3b远离发热机构1和导热机构2设置。
本实施方式中，多个散热齿和散热壳体可以采用相同的导热材料制成；如图1所示，多个散热齿与散热壳体相互垂直设置，如此，多个散热齿能够增加散热机构的散热面积，提升散热效果，增强对发热机构的降温散热效果。
基于前述实施方式，本实用新型的一种可选实施方式中，参照图2所示，图2中以散热装置包括一个发热机构的情况作为示例；导热层2a设置在填充层 2b上。
如图2所示，在本实施方式中，导热层2a是与发热机构1直接接触的；填充层2b设置在导热层2a与散热机构3之间。
本实施方式中，将发热机构直接与导热层接触，在安装完成之后，由于填充层的存在，使得导热层紧密压合在发热机构上；同时，由于导热层采用的是铜板、VC板、铝板或热管等导热性能良好的导热材料制成的，且导热层的导热系数能够达到380W/mk，因此，导热层能够迅速将发热机构产生的热量传递至散热机构，减小了发热机构与散热机构之间的热阻，从而提高了将发热机构产生的热量传递至散热机构的传递效率。
基于前述实施方式，参照图3所示，本实用新型的一种可选实施方式中，填充层2b设置在导热层2a上。
如图3所示，图3中以填充层2b设置在导热层2a上，并且以设置有两个发热机构的情况作为示例，本实施方式中提供的散热装置还包括第一传热层4，第一传热层4设置在导热机构2上；第一传热层4将发热机构1的热量传递至导热机构2。
如图3所示，在本实施方式中，第一传热层4直接与发热机构1接触；第一传热层4可以是由铜片、VC板、铝板等具有良好导热性能的材料制成的。
需要说明的是，在本实施方式中，第一传热层4的材料可以和导热层2a采用相同的材料；当然，第一传热层4也可以和导热层2a采用不同的材料，只要第一传热层4是采用具有良好导热性能的材料制成的即可，本实施例中不做特别限定。
填充层2b设置在导热层2a与第一传热层4之间。
当然，在本实施方式中，填充层2b也可以是设置在导热层2a与散热机构 3之间的；或者，填充层2b可以是设置在导热层2a与第一传热层4之间，并且，同时填充层2b也设置在导热层2a与散热机构3之间的。
在本实施方式中，当填充层设置在导热层与散热机构之间时，第一传热层直接与导热层接触，并且安装完成后，在填充层的作用下，第一传热层被填充层紧密压合在发热机构上，第一传热层将发热机构产生的热量迅速传递至导热层上，减小了导热层与发热机构之间的热阻，提高热传递效率，导热层能够迅速将发热机构产生的热量传递至散热机构，减小了发热机构与散热机构之间的热阻，从而提高了将发热机构产生的热量传递至散热机构的传递效率。
基于前述实施方式，参照图4所示，图4中以散热机构包括两个发热机构的情况作为示例，本实用新型的一种可选实施方式中，导热层2a靠近第一传热层4的面上设置有凹槽2c；其中，
第一传热层4设置在凹槽2c内。
如图4所示，本实施方式中，凹槽2c是与发热机构1正对设置，第一传热层4设置在凹槽2c内；填充层2b设置在导热层2a与散热机构3之间；当然，填充层2b也可以设置在凹槽2c内，并设置在第一传热层23与导热层2a之间。
在本实施方式中，将第一传热层设置在凹槽内，有效避免因震动等原因造成第一传热层松动脱落，提高散热的稳定性。
基于前述实施方式，参照图5所示，图5中以散热机构包括两个发热机构的情况作为示例，本实用新型一种可选实施方式中提供的散热装置还包括所至少两个限位立柱5；至少两个限位立柱5设置在导热层2a靠近第一传热层4的面上；第一传热层4设置在至少两个限位立柱5之间。
如图5所示，本实施方式中，两个限位立柱5相对一侧之间的区域是与发热机构1正对设置，第一传热层4设置在两个限位立柱5相对一侧之间的区域内；填充层2b设置在导热层2a与散热机构3之间；当然，填充层2b也可以设置在两个限位立柱5相对一侧之间的区域内，并设置在第一传热层4与导热层 2a之间。图5中以填充成2b设置在导热层2a和散热机构3之间的情况作为示例，需要说明的是，填充层2b也可以设置在第一传热层4与导热层2a之间，此时，填充层2b设置在两个限位立柱5相对一侧之间的区域，并且，填充层 2b可以是导热衬垫，导热衬垫同时具有一定的硬度和弹性，安装后，导热衬垫的弹性将第一传热层4紧密压合在发热机构1上。
在本实施方式中，将第一传热层设置在两个限位立柱相对一侧之间的的区域内，有效避免因震动等原因造成第一传热层松动脱落，提高散热的稳定性。
基于前述实施方式，参照图6所示，图6中以散热机构包括两个发热机构的情况作为示例，本实用新型的一种可选实施方式提供的散热装置还包括第二传热层6，其中：
第二传热层6设置在第一传热层4上；第二传热层6将发热机构1的热量传递至第一传热层4。
本实施方式中，第二传热层6可以是具有良好导热性能的弹性热界面材料，例如导热硅胶、导热胶或者相界面材料等。
在安装完成后，第二传热层6被第一传热层4紧密压合在发热机构1上。
在本实施方式中，第二传热层是具有弹性的热界面材料，并且具有良好的导热性，在将第二传热层设置在第一传热层与发热机构之间后，第二传热层被紧密压合在发热机构上，减小发热机构与第一传热层之间的热阻，从而提高了将发热机构产生的热量传递至散热机构的传递效率。
基于前述实施方式，参照图7所示，图7中以散热机构包括两个发热机构的情况作为示例，本实用新型的一种可选实施方式中提供的散热装置还包括粘贴层7，粘贴层7将第一传热层4粘接在发热机构1上，并且，粘贴层7将发热机构1的热量传递至第一传热层4。
本实施方式中，粘贴层7可以是导热胶，导热胶是单组份、导热型、室温固化有机硅粘接密封胶，导热胶具有良好的抗冷热交变性能、耐老化性能和电绝缘性能。并具有良好的防潮、抗震、耐电晕、抗漏电性能和耐化学介质性能。可持续使用在-60℃～280℃且保持性能。并且对大多数金属和非金属材料具有良好的粘接性。
如图7所示，在本实施方式中，第一传热层是通过导热胶粘接在发热机构上，如此，能够在避免第一传热层因震动等原因掉落的同时，减小发热机构与第一传热层之间的热阻，提高将发热机构产生的热量传递至散热机构的传递效率，增强对发热机构的降温散热效果。
基于前述实施方式，参照图8所示，图8中以散热机构包括两个发热机构的情况作为示例，本实用新型一种可选实施方式提供的散热装置还包括传热件 8，传热件8的一端与第一传热层4连接，传热件8的另一端与导热机构2连接。
在本实施方式中，传热件8包括热管；如图8所示，热管包括蒸发侧8a和冷凝侧8b；
热管的蒸发侧8a与第一传热层4连接；
热管的冷凝侧8b与导热层2a连接。
在本实施方式中，热管是由管壳、吸液芯和端盖组成，将管壳内抽成 1.3×10- 1Pa－10-4Pa的负压后充入适量的工作液体，工作液体可以根据实际需要选择热相变液体，吸液芯采用具有多空的毛细材料制成，并且紧贴在管壳的内壁，工作液体将吸液芯充满后加以密封。热管内的工作液体受热后被蒸发的一侧为蒸发侧，热管内工作液体受冷后冷凝的一侧为冷凝侧。当热管的蒸发侧受热时吸液芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向冷凝侧放出热量凝结成液体，液体沿着吸液芯，依靠吸液芯的虹吸力的作用流回蒸发侧。如此循环，热量由热管的蒸发侧传至冷凝侧。
本实施方式中，将热管的蒸发侧与第一传热层连接，热管的蒸发侧与第一传热层的连接方式可以是焊接、粘接或其他连接方式连接，将热管的冷凝侧与导热层连接，热管的冷凝侧与导热层的连接方式可以是焊接、粘接或其他连接方式连接，热管的蒸发侧的热量能够快速传递至热管的冷凝侧，并通过热管的冷凝侧传递至导热层上，减小了第一传热层与导热层之间的热阻，提高将发热机构产生的热量传递至散热机构的传递效率，增强对发热机构的降温散热效果。
基于前述实施方式，参照图9所示，图9中以散热机构包括两个发热机构的情况作为示例，本实用新型一种可选实施方式中提供的散热装置还包括至少一个第一弹性连接件；图9中以每个发热机构对应两个第一弹性连接件作为示例，其中，
至少一个第一弹性连接件的一端与第一传热层4连接，至少一个第一弹性连接件的另一端与导热层2a连接；
至少一个第一弹性连接件延靠近发热机构1的方向给第一传热层4提供弹力。
如图9所示，第一弹性连接件9是垂直于导热层2a与第一传热层4接触的面设置的，在安装完成后，第一弹性连接件9给第一传热层4提供的弹力垂直于发热机构1的靠近导热层2a的面；并且，第一弹性连接件9给第一传热层4 提供的弹力的方向是指向发热机构1的。也就是说，本实施方式中，第一传热层4在第一弹性连接件9的作用下，被紧密压合在发热机构1上。
如图9所示，在图9中以填充层2b设置在第一传热层4与导热层2a之间的情况作为示例，应当理解，填充层2b也可以是设置在导热层2a与散热机构 3之间的，填充层2b还可以是设置在第一传热层4与导热层2a之间，并且同时设置在导热层2a与散热机构3之间。
本实施方式中，第一弹性连接件可以是弹簧螺钉，弹簧螺钉在将两个物体连接后，能够在弹簧螺钉连接的两个物体之间，给弹簧螺钉连接的两个物体提供弹力；本实施方式中，第一弹性连接件9给第一传热层4提供指向发热机构 1的弹力。
在本实施方式中，如图9所示，所述装置还包括至少两个第一固定连接件，至少两个第一固定连接件将导热层2a固定在散热机构3上。
本实施方式中，第一固定连接件10可以是普通螺钉，第一固定连接件10 通过设置在散热机构3上的螺纹孔将导热层2a固定在散热机构3上。
在本实施方式中，采用第一弹性连接将第一传热层与导热层连接，在安装完成后，第一传热层被紧密压合在发热机构上，如此，通过第一弹性连接件提供的弹性力减小第一传热层与发热机构之间的间隙，从而减小发热机构与第一传热层之间的热阻，提高将发热机构产生的热量传递至散热机构的传递效率，增强对发热机构的降温散热效果。
基于前述实施方式，参照图10所示，本实用新型的一种可选实施方式中，发热机构1设置在基板11上；散热装置还包括至少两个第二弹性连接件；其中，
至少两个第二弹性连接件的一端与导热层2a连接，至少两个第二弹性连接件的另一端与基板11连接；
至少两个第二弹性连接件延靠近发热机构1的方向给导热层2a提供弹力。
本实施方式中，第二弹性连接件12可以是与第一弹性连接件相同的弹簧螺钉或者其他弹性连接件。
本实施方式中，如图10所示，第二弹性连接件12是设置在导热层2a的两端的，并且，第二弹性连接件12垂直于导热层2a靠近基板11的面设置，第二弹性连接件12对导热层2a提供垂直于发热机构1与导热层2a接触的面的弹力，导热层2a被弹力紧密压合在发热机构1上。
在本实施方式中，基板11可以是印制电路板(Printed Circuit Board，PCB) 板，PCB板是电子元器件的支撑体和电子元器件电气连接的载体；若干电子元器件设置在PCB板上，并且通过PCB板上的印制电路实现相互电气连接。
如图10所示，基板11与散热机构3固定连接，并且基板11上设置有电子元器件的一面与散热机构3正对设置，也就是说，如图10所示，基板11上的电子元器件是设置在基板11与散热机构3之间的。
发热机构1设置在基板11与散热机构3之间，并与基板11连接；
这里发热机构1可以是设置在基板11上的发热芯片，发热机构1作为电子元器件，与其他电子元器件一同设置在基板11上，并且通过基板11的印制电路与其他电子元器件电气连接。
本实施方式中，在导热层与基板之间通过弹簧螺钉连接，弹簧螺钉在导热层与基板之间提供弹力，从而使得导热层紧密压合在发热机构上，减小发热机构与导热层之间的热阻，提高将发热机构产生的热量传递至散热机构的传递效率，增强对发热机构的降温散热效果。
基于前述实施方式，如图11所示，图11中以散热机构包括两个发热机构的情况作为示例，本实用新型的一种可选实施方式中，发热机构1设置在基板 11上；散热装置还包括至少两个第二固定连接件，至少两个第二固定连接件将导热层2a与基板11固定连接。
本实施方式中，第二固定连接件13可以是与第一固定连接件相同的普通螺钉，第二固定连接件13通过螺纹孔将导热层2a固定在基板11上。
基于前述实施方式，在本实用新型其他实施方式中，填充层包括弹性热界面材料，弹性热界面材料的厚度为0.30mm-1.00mm。
导热层包括均温导热基板，均温导热基板的面积大于发热机构与导热机构的接触面积。本实施方式中，均温导热基板可以采用铜板、VC板、铝板或热管等导热性能良好的导热材料制成。
第二传热层包括弹性热界面材料，弹性热界面材料的厚度为 0.10mm-0.15mm。本实施方式中弹性热界面材料可以是弹性硅胶、导热胶等；当然，本实施方式中第二传热层的材料可以和填充层的材料一样，也可以不一样，只要是具有良好导热性能，且具有一定的弹性均可，本实施方式不做具体限定。
以上，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种散热装置，其特征在于，所述散热装置包括：发热机构、导热机构和散热机构，所述导热机构包括：导热层和填充层；其中，
所述发热机构设置在所述散热机构上；
所述导热机构设置在所述发热机构和所述散热机构之间，并且所述导热机构分别与所述发热机构和所述散热机构接触；
所述填充层与所述发热机构不接触；
所述填充层将所述导热层的热量传递至所述散热机构。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导热层设置在所述填充层上。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述填充层设置在所述导热层上。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一传热层，所述第一传热层设置在所述导热机构上；所述第一传热层将所述发热机构的热量传递至所述导热机构。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述导热层靠近所述第一传热层的面上设置有凹槽；其中，
所述第一传热层设置在所述凹槽内。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括至少两个限位立柱；其中，
所述至少两个限位立柱设置在所述导热层靠近所述第一传热层的面上；
所述第一传热层设置在所述至少两个限位立柱之间。
7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二传热层，其中：
所述第二传热层设置在所述第一传热层上，所述第二传热层将所述发热机构的热量传递至所述第一传热层。
8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括传热件，所述传热件设置在所述第一传热层与所述填充层之间；
所述传热件包括热管；其中，
所述热管的蒸发侧与所述第一传热层连接；
所述热管的冷凝侧与所述导热层连接。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括至少一个第一弹性连接件；其中，
所述至少一个第一弹性连接件的一端与所述第一传热层连接，所述至少一个第一弹性连接件的另一端与所述导热层连接；
所述至少一个第一弹性连接件延靠近所述发热机构的方向给所述第一传热层提供弹力。
10.根据权利要求1-3、5-9任一项所述的装置，其特征在于，所述发热机构设置在基板上，所述装置还包括至少两个第二弹性连接件；其中，
所述至少两个第二弹性连接件的一端与所述导热层连接，所述至少两个第二弹性连接件的另一端与所述基板连接；
所述至少两个第二弹性连接件延靠近所述发热机构的方向给所述导热层提供弹力。
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