CN209330511U - 散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种散热装置，所述散热装置(100)包括：底板(110)；散热模组(130)，安装在所述底板(110)上，并包括导热件(131)和弹性件(132)，所述导热件(131)能够在所述弹性件(132)施加的压力作用下与安装在处于所述底板(110)下方的印刷电路板(10)上的芯片(20)贴合；风机(120)，安装在所述底板(110)上并邻近所述散热模组(130)设置，以利用吹送的气流而从所述散热模组(130)带走热量。通过上述散热装置，使得导热件能够始终与作为热源的芯片完全贴合在一起，可显著减小散热模组与热源之间的热阻，提高散热效果。

Description

散热装置

技术领域

本实用新型涉及芯片散热领域，更具体地说，涉及一种用于对芯片进行散热的散热装置。

背景技术

印刷电路板通常是组装电子零件用的基板，是在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印制板，其主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接，起中继传输的作用，是电子产品的关键电子互连件。作为电子零件装载的基板和关键互连件，任何电子设备或产品均需配备。

在印刷电路板上有时会安装芯片等电子器件，在工作时，芯片会产热，因而为了保证芯片处于正常的温度范围而需要对其进行散热。

然而，由于每个芯片本身的制造尺寸以及安装到印刷电路板上的精度各不相同，引起芯片与执行散热功能的散热器件或装置可能并不能完全接触或者贴合，甚至两者之间可能存在较大的间隙，导致传热效率差，散热效率低。

实用新型内容

本实用新型的一个实施例提供了一种散热装置，芯片安装在印刷电路板上，其特征在于，所述散热装置包括：底板；散热模组，安装在所述底板上，并包括导热件和弹性件，所述导热件能够在所述弹性件施加的压力作用下与安装在处于所述底板下方的印刷电路板上的芯片贴合；风机，安装在所述底板上并邻近所述散热模组设置，以利用吹送的气流而从所述散热模组带走热量。

可选地，在所述底板上开设有导热孔，所述导热件通过所述导热孔与所述芯片贴合。

可选地，所述弹性件的数量为多个，每个弹性件为长条状弹片，并且一端连接到所述底板，另一端连接到所述导热件。

可选地，所述导热件与所述印刷电路板之间的距离小于所述芯片的厚度。

可选地，所述散热模组进一步包括：散热器；热管，所述热管的蒸发端连接在所述导热件上，冷凝端连接到所述散热器，工作流体能够在所述热管内流动。

可选地，在所述底板上开设有引导孔，所述热管的一部分沿着所述引导孔布置。

可选地，所述热管呈U型，并包括毛细结构，以允许工作流体在蒸发端和冷凝端之间循环流动。

可选地，在所述底板上进一步设置有风机安装螺柱，所述风机通过螺钉被安装在所述风机安装螺柱上，且所述风机与所述底板之间的距离至少为所述芯片在所述印刷电路板上的安装高度的最大值。

可选地，所述散热装置进一步包括用来安装所述风机的风机罩，所述风机罩位于所述导热件上方并与所述散热器设置在同一水平面内。

可选地，所述风机为离心式风机，所述导热件为导热铝块，所述散热器包括多个散热翅片。

根据本实用新型所提供的散热装置，通过在弹性件施加的压力作用下，使得导热件能够始终与作为热源的芯片完全贴合在一起，并且能够根据不同的芯片安装高度而适配地自动改变弹性件对导热件施加的压力，不会因为芯片尺寸公差和安装误差导致某些芯片贴合度不高，因而，可显著减小散热模组与热源之间的热阻，提高散热效果。同时，由于导热件是由于压力作用贴合在芯片上的，避免了在芯片附近额外地设置安装孔，因此，使得导热件在底板上的安装位置不受限制，更加灵活，显著提高了便捷性。

附图说明

以下附图仅对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。

图1为根据本实用新型的实施例的散热装置的安装状态示意图；

图2a是图1所示的散热装置的结构示意图；

图2b是图1所示的散热装置的分解示意图；

图3a是图1所示的散热装置的散热模组的示意图；

图3b是图3a所示的散热模组的分解示意图；

图4是图1所示的散热装置的底板的示意图。

附图标号说明：

10：印刷电路，20：芯片，100：散热装置，110：底板，111：导热孔，112：引导孔，113：风机安装螺柱，114：铆接点，120：风机，130：散热模组，131：导热件，132：弹性件，133：热管，1331：蒸发端，1332：冷凝端，1333：无效部分，134：散热器。

具体实施方式

为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本实用新型相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

根据本实用新型的实施例，参照图1、图2a和图2b，提供了一种用来对安装在印刷电路10上的芯片20进行散热的散热装置100。芯片20由于制造公差和安装精度等因素，导致对于同一型号的不同芯片而言，在被安装到印刷电路板10上之后，也可能相对于印刷电路板10而言具有不同的高度，这在一定程度上给芯片散热带来了一定的难度。

在本实施例中，散热装置100整体可安装在印刷电路板10上方，并可包括底板110以及安装在底板110上的散热模组130和风机120。

底板110可设置在印刷电路板10上，例如，底板110可以是钣金板件，或者可以采用起支撑作用的SECC或马口铁等材料制成，并且底板110具有适当的厚度来支撑安装于其上的各个部件，其与印刷电路板10之间可采用任何合适的方式连接。

散热模组130可包括导热件131和弹性件132，弹性件132能够在散热装置100安装到印刷电路板10上时对导热件131施加压力，例如，向下的压力，使得导热件131能够从上方完全地贴合在芯片20上，从而显著减小了两者之间的热阻，在芯片20产生热之后，在芯片20与导热件131直接接触的情况下，热量能够从芯片20热传导到导热件131，因而能够提高散热效果。

在底板110上可开设有导热孔111，如图4所示，导热件131可通过该导热孔111与芯片20贴合。导热孔111的尺寸可稍大于导热件131的尺寸。

导热件131可以是导热铝块，如图2b所示，其大体上呈矩形，具有一定厚度，并且导热铝块能够完全覆盖芯片20，以使得两者之间的接触面积最大。弹性件132可以是呈长条状的弹片或者是片状弹簧，并可设置多个，以便对导热件131施加均匀的压力。

具体地说，弹性件132可设置有四个，如图2b所示，这四个弹性件132可大体上以均匀分布的方式设置在导热件131上。例如，弹性件132的一端可连接到导热件131，另一端可连接到底板110上。弹性件132可具有弯曲部，在散热装置100尚未被装配到印刷电路板10上且导热件131未受力的状态下，弹性件132的与导热件131连接的一端要低于与底板110连接的一端。在这样的情况下，在将散热装置100安装到未设置芯片20的印刷电路板10上之后，使得导热件131与印刷电路板10之间的间隙或距离要小于芯片20相对于印刷电路板10的高度。因此，在装配好之后，由于在设计时使得导热件131与印刷电路板10之间的间隙或距离要小于芯片20相对于印刷电路板10的高度，芯片20向上顶着导热件131，使得弹性件132发生向上的形变，从而由于形变进而对导热件131施加向下的压力，将芯片20夹持导热件131和印刷电路板10之间，实现导热件131与芯片20完全贴合在一起。

或者，从另一角度上说，如上所述，在尚未将散热装置100安装到印刷电路板10之前，导热件131和弹性件132处于未受力状态，导热件131相对于底板110处于第一高度，而在将散热装置100安装到印刷电路板10上之后，受到芯片20的推顶，弹性件132向上发生形变，导热件131向上移动从而相对于底板110处于第二高度，且第二高度要高于第一高度。

因此，对于安装在不同印刷电路板上的不同芯片而言，导热件131的上下方位可能各不相同，从这点上来说，可认为本实施例中的散热模组130是浮动式散热模组130，即，导热件131在弹性件132的施压作用下是可调节装配高度或位置的。弹性件132与底板110之间可通过铆接的方式连接，例如，在底板110上可设置多个铆接点114，如图4所示，这些铆接点114可大体上处于导热孔114周围。每一个弹性件132可通过两个铆接点114连接在底板110上。或者，弹性件132也可通过诸如粘接、点焊等各种合适的方式与底板110连接。

此外，散热模组130还可包括热管133和散热器134。散热器134可包括散热翅片结构。热管133通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量，具有极高导热性能、优良的等温性、热流密度可变性、热流方向可逆性、可远距离传热、恒温特性、热二极管与热开关性能等一系列优点。

热管133可呈U型，在内部容纳有能够循环流动的工作流体。热管133可包括毛细结构，并可具有蒸发端1331、冷凝端1332以及处于蒸发端1331和冷凝端1332之间的无效部分1333，如图3a和图3b所示。蒸发端1331可以以直接接触的方式连接在导热件131上，冷凝端1332类似地以直接接触的方式连接到散热器134，从而便于热管133与导热件131和散热器134之间的传热。当芯片20通电而发热时，热量可从芯片20热传导到导热件131，进而传递到热管133的蒸发端1331，热管133内的工作流体在蒸发端1331吸热而蒸发变成汽态，并流向冷凝端1332从而带走热量，该热量可以是工作流体的蒸发潜热。呈蒸汽的工作流体经由热管133的中心通道而流动到冷凝端1332，并在冷凝端1332处被冷凝成液体而释放潜热，在毛细结构作用下，冷凝后的流体再次流回到蒸发端1331，并继续在蒸发端1331吸热，实现闭合循环流动。

另外，为了方便热管133的布置，在底板110上还可开设有引导孔112，如图4所示，该引导孔112可从导热孔111延伸，从而这两个孔整体上可大致呈T型。热管133的一部分管从导热件131沿着引导孔112延伸。引导孔112可相对于热管133稍宽些。

热管133内的工作流体可以是任何合适的流体介质，例如，水、空气等。

对于散热装置100的风机120，其是散热装置100的散热动力源，可安装在散热器134周围，从而能够朝向散热器134吹送气流，为散热器134提供快速流动的空气，以便于快速带走散热器134内的由于工作流体冷凝而释放出来的热量，并且这些气流在流过散热器134时也是沿着远离导热件131的方向流动的，以防止流经散热器134进行换热之后变热的气流再次流向导热件131而二次加热导热件131。在一个实施例中，风机120可以是离心式风机，其可安装在导热件131上方，并且可与散热器134处于同一水平面内，如图2a所示。在风机120作业时，气流由风机轴向进入叶片空间，然后在风机叶轮的驱动下一方面随叶轮旋转，另一方面在惯性的作用下提高能量，沿半径方向离开叶轮。

如图2a所示，风机120可安装在底板110上预定高度处，并可处于散热器134附近，从而风机120可驱使气流流过散热器134。如上所述，工作流体在冷凝端1332处释放热量，而这部分热量会传递到散热器134，外界气流在流经散热器134时，与散热器134换热，从而变成热空气而带走热量。

在一个实施例中，可在底板110上设置多个风机安装螺柱113，如图4所示，风机110可通过螺钉等紧固件安装在风机安装螺柱113上。例如，可设置两个或更多个风机安装螺柱113，只要能够可靠地固定风机120即可。

风机120与底板110之间的距离，或者大致上风机安装螺柱113相对于底板110的高度，可大于一定的预定距离，该预定距离可被限定为散热模组120上下浮动的最大距离或者说芯片20在印刷电路板10上的安装高度的最大值，以避免干涉导热件131对于不同的芯片进行的装配高度调节。

在一个实施例中，散热装置100可进一步包括风机罩，风机120可装配在风机罩内，风机罩和风机120可在同一水平面内安装在散热器134的一侧，在风机120运转时，驱动气流水平流过散热器134，流过散热器134而变热的气流继续向前流动而不流过导热件131。散热器134与导热件131在竖直方向上可处于不同高度，且在竖直方向上的投影可相互不重叠。风机120可设置在导热件131的上方，且散热器134位于风机120的一侧。

当然，除了这种安装方式以外，风机120还可以安装在其他位置，只要能够使得冷却气流顺利流过散热器134进行冷却即可。例如，风机120可安装在散热器134下方。

应理解的是，除了对印刷电路板上的芯片进行散热以外，本实用新型所提供的散热装置100还可以用于对其他类似的器件进行散热。

通过上述散热装置100，芯片20向上顶导热件131，同时弹性件132通过形变对导热件131施加向下的而压力，使得导热件131能够始终与作为热源的芯片20完全贴合在一起，并且能够根据不同的芯片安装高度而适配地自动改变弹性件132对导热件131施加的压力，不会因为芯片尺寸公差和安装误差导致某些芯片贴合度不高，因而相对于不同的芯片和实际安装状况，散热模组120可称为是浮动式的，从而可显著减小散热模组120与热源之间的热阻，提高散热效果。

另外，上述散热装置100均需要一个安装底板110即可，总体上来说安装和结构简单。由于导热件131是由于压力作用贴合在芯片上的，避免了在芯片附近额外地设置安装孔等结构，因此，使得导热件131在底板110上的安装位置不受限制，更加灵活，显著提高了便捷性。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种散热装置(100)，其特征在于，所述散热装置(100)包括：

底板(110)；

散热模组(130)，安装在所述底板(110)上，并包括导热件(131)和弹性件(132)，所述导热件(131)能够在所述弹性件(132)施加的压力作用下与处于所述底板(110)下方的印刷电路板(10)上的芯片(20)贴合；

风机(120)，安装在所述底板(110)上并邻近所述散热模组(130)设置，以利用吹送的气流而从所述散热模组(130)带走热量。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，在所述底板(110)上开设有导热孔(111)，所述导热件(131)通过所述导热孔(111)与所述芯片(20)贴合。

3.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述弹性件(132)的数量为多个，每个弹性件(132)为长条状弹片，并且一端连接到所述底板(110)，另一端连接到所述导热件(131)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的散热装置，其特征在于，所述导热件(131)与所述印刷电路板(10)之间的距离小于所述芯片(20)的厚度。

5.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述散热模组(130)进一步包括：

散热器(134)；

热管(133)，所述热管(133)的蒸发端(1331)连接在所述导热件(131)上，冷凝端(1332)连接到所述散热器(134)，工作流体能够在所述热管(133)内流动。

6.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于，在所述底板(110)上开设有引导孔(112)，所述热管(133)的一部分沿着所述引导孔(112)布置。

7.根据权利要求6所述的散热装置，其特征在于，所述热管(133)呈U型并包括毛细结构，以允许工作流体在所述蒸发端(1331)和所述冷凝端(1332)之间循环流动。

8.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，在所述底板(110)上进一步设置有风机安装螺柱(113)，所述风机(120)通过螺钉被固定在所述风机安装螺柱(113)上，且所述风机(120)与所述底板(110)之间的距离至少为所述芯片(20)在所述印刷电路板(10)上的安装高度的最大值。

9.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置(100)进一步包括用来安装所述风机(120)的风机罩，所述风机罩位于所述导热件(131)上方并与所述散热器(134)设置在同一水平面内。

10.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于，所述风机为离心式风机，所述导热件(131)为导热铝块，所述散热器(134)包括多个散热翅片。