CN214477410U - 一种散热模组和终端 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种散热模组和终端，散热模组包括：屏蔽罩；导热件，与所述屏蔽罩接触；所述导热件包括：相变材料，所述相变材料在低于预设温度为固态，在高于或等于所述预设温度为液态，液态的所述相变材料至少填充所述导热件与所述屏蔽罩之间的缝隙。本公开实施例的技术方案减少了导热件在导热过程中因接触部位的接触面无法贴合产生的接触热阻，有效提高了传热效果，有利于提升发热元件的散热环境。

Description

一种散热模组和终端

技术领域

本公开涉及电子技术领域，尤其涉及一种散热模组和终端。

背景技术

终端以手机为例，手机在工作时，包括芯片的发热元件会持续发热，当散热环境不好时，发热元件温度容易过高，引发发热元件功能失灵等安全性问题。因此提升发热元件的散热环境，是提升手机整机性能表现的关键技术。

目前的导热垫一般为固体，如图1所示，与导热垫20接触的发热元件或其他接触物10也为固体，两种固体接触时，接触部位30宏观角度看似完全贴合，但实际微观角度时，接触部位30无法完全完美贴合。如图2所示，接触部位的表面会形成很多微小的空间31，如气泡、空腔等，这些气泡、空腔等会带来额外的接触热阻，接触热阻会降低发热元件或其他固体物10向外的传热效率，并恶化发热元件的散热环境。

发明内容

本公开提供一种散热模组和终端，利用液态的相变材料填充在导热件和屏蔽罩之间的缝隙内，至少降低了导热件与屏蔽罩之间的接触热阻，有效改善了导热效率低，发热元件散热环境恶化的问题。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种散热模组，包括：

屏蔽罩；

导热件，与所述屏蔽罩接触；

所述导热件包括：相变材料，所述相变材料在低于预设温度为固态，在高于或等于所述预设温度为液态，液态的所述相变材料至少填充所述导热件与所述屏蔽罩之间的缝隙。

在一些实施例中，所述导热件位于所述屏蔽罩内侧，并与所述屏蔽罩的第一表面接触；和/或，

所述导热件位于所述屏蔽罩外侧，所述导热件与所述屏蔽罩的第二表面接触；其中，所述第二表面为所述第一表面的相反面。

在一些实施例中，所述导热件填充在所述屏蔽罩的容纳空间内。

在一些实施例中，所述散热模组还包括：

挡墙，围设在所述导热件外，用于加固所述导热件。

在一些实施例中，所述屏蔽罩包括：

第一部分，具有容纳空间及开口，所述开口与所述容纳空间连通，所述导热件穿过所述开口后安装在所述容纳空间内；

第二部分，覆盖所述开口，并与所述导热件接触；

所述挡墙位于所述容纳空间内，并安装在所述第二部分上。

在一些实施例中，所述散热模组还包括：

散热件，与所述屏蔽罩层叠分布；

所述导热件位于所述散热件和所述屏蔽罩之间，并与所述散热件接触；

所述挡墙位于所述散热件和所述屏蔽罩之间；

所述挡墙安装在所述散热件上，和/或，所述挡墙安装在所述屏蔽罩上。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种终端，包括：

发热元件；

上述任一实施例所述的散热模组，所述发热元件位于所述散热模组的屏蔽罩内。

在一些实施例中，所述导热件位于所述屏蔽罩内侧，并分别与所述屏蔽罩的第一表面和所述发热元件接触；

液态的所述相变材料还填充所述导热件与所述发热元件之间的缝隙。

在一些实施例中，所述终端还包括：中框；

所述导热件位于所述屏蔽罩外侧，并分别与所述屏蔽罩的第二表面和所述中框接触。

在一些实施例中，所述终端还包括：

电路板，与所述发热元件电连接，并与所述屏蔽罩的容纳空间共同形成密闭腔体；

所述发热元件位于所述电路板和所述导热件之间。

在一些实施例中，所述散热模组的挡墙位于所述屏蔽罩内侧，并安装在所述电路板和/或所述屏蔽罩上。

在一些实施例中，所述散热模组的散热件和所述屏蔽罩的第二表面之间，以及所述屏蔽罩的第一表面和所述发热元件之间均设置所述导热件。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

由上述实施例可知，本公开利用导热件中相变材料在高于或等于预设温度时会相变为液态。相对于固态而言，液态的相变材料具有较好的流动性，改变了导热件的表面结构，增加了导热件表面结构的亲和力，使导热件与屏蔽罩的接触面更加贴合，降低了导热件在导热过程中因接触部位的接触面无法贴合产生的接触热阻，有效提高了传热效果，有利于提升发热元件的散热环境。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是宏观视角下，导热垫在接触部位的局部结构示意图；

图2是微观视角下，导热垫在接触部位的局部结构示意图；

图3是发热元件通过导热件向外界环境传递热量的原理示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的散热模组在终端内使用时的局部结构示意图之一；

图5是根据一示例性实施例示出的散热模组在终端内使用时的局部结构示意图之二；

图6是根据一示例性实施例示出的散热模组在终端内使用时的局部结构示意图之三；

图7是根据一示例性实施例示出的散热模组在终端内使用时的局部结构示意图之四；

图8是根据一示例性实施例示出的散热模组在终端内使用时的局部结构示意图之五；

图9是根据一示例性实施例示出的散热模组在终端内使用时的局部结构示意图之六；

图10是图9中挡墙安装在屏蔽罩第一表面时的结构示意图；

图11是根据一示例性实施例示出的散热模组在终端内使用时的局部结构示意图之七；

图12是根据一示例性实施例示出的散热模组在终端内使用时的局部结构示意图之八；

图13是图12中挡墙安装在均热板上时的结构示意图；

图14是根据一示例性实施例示出的散热模组在终端内使用时的局部结构示意图之九。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置的例子。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。

本公开实施例提供了一种终端的散热模组，包括：

屏蔽罩110；

导热件120，与所述屏蔽罩110接触；

所述导热件120包括：相变材料，所述相变材料在低于预设温度为固态，在高于或等于所述预设温度为液态，液态的所述相变材料至少填充所述导热件120与所述屏蔽罩110之间的缝隙。

一般地，终端内的发热元件130位于屏蔽罩110内。屏蔽罩110用于减少屏蔽罩110外侧的其他元件产生的电磁信号对发热元件130造成干扰，也能够屏蔽发热元件130产生的电磁波，减少发热元件130对屏蔽罩110外侧的其他元件造成影响。

非限制地，屏蔽罩110的材料可以是金属或合金。

如图4所示，导热件120可以位于屏蔽罩110内侧，此时，导热件120同时与屏蔽罩110内的发热元件130和屏蔽罩110接触，将发热元件130产生的热量传递至屏蔽罩110。如图5所示，导热件120还可以位于屏蔽罩110外侧，与屏蔽罩110接触，用于传递来自屏蔽罩110的热量。或者，如图6和图7所示，导热件120的数量至少为两个，屏蔽罩110内侧和外侧同时分布导热件120，热量的传递路线大致为：发热元件130产生的热量传递至位于屏蔽罩110内侧的导热件120，导热件120接着将热量传递至屏蔽罩110，屏蔽罩110的热量再经位于屏蔽罩110外侧的导热件120继续传递。

如图3所示，理想的传热路径应为A箭头指向，发热元件130的热量向外界环境300传热过程中无接触热阻200。应用于终端内时，外界环境300可以是终端外部的空间环境。但实际应用中，传热路径一般为B至C箭头指向，即发热元件130的热量向外界环境300传热过程中，会经过至少一个接触热阻200，接触热阻200带来传热消耗，导致热量传递效率低，不利于发热元件130的散热。

相变材料在由固态转变为液态时，利用液态相变材料的流动性，增加了导热件120的表面亲和力，导热件120与屏蔽罩110和/或发热元件130之间的接触部位更加贴合，减少了接触部位的接触热阻。可以理解的是，接触部位指导热件120与其他固体物之间相互接触的表面。其他固体物包括但不限于屏蔽罩110和发热元件130。

相变材料包括但不限于：石蜡、多元醇或金属等。

预设温度为相变材料的相变温度。

非限制地，导热件120可以全部由相变材料制作而成。但为了减少相变材料由固态转变为液态时泄露或不受控制地流动，导热件120包括：非相变材料和相变材料，非相变材料是用于限定相变材料在特定范围内流动。

例如，导热件120包括：非相变材料，和固定在非相变材料内的相变材料。温度达到预设温度时，固定在非相变材料内的相变材料会变成液态朝向导热件120的表面流动，提高导热件120与其他固体物之间的接触贴合性。非相变材料包括但不限于：高分子材料或金属等。例如：非相变材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、石墨或铝等。

再例如，导热件120包括：相变材料和包裹在相变材料外的非相变材料膜。相变材料变为液态时，由于非相变材料膜较薄，容易发生形变，液态的相变材料能够带动非相变材料膜填充相接触的两个表面之间的缝隙，减少接触部位的接触热阻。非相变材料膜可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。

利用导热件120的相变材料除了能够降低接触热阻外，相变材料在由固态转变为液态时，会吸收热量，进一步提高了对热量的传递效果。

因此，本公开利用导热件120中相变材料在高于或等于预设温度时会相变为液态。相对于固态而言，液态的相变材料具有较好的流动性，改变了导热件120的表面结构，增加了导热件120表面结构的亲和力，使导热件120与屏蔽罩110的接触面更加贴合，降低了导热件120在导热过程中因接触部位的接触面无法贴合产生的接触热阻，有效提高了传热效果，有利于提升发热元件130的散热环境。

在其他可选的实施例中，所述导热件120位于所述屏蔽罩110内侧，并与所述屏蔽罩110的第一表面接触；和/或，

所述导热件120位于所述屏蔽罩110外侧，所述导热件120与所述屏蔽罩110的第二表面接触；其中，所述第二表面为所述第一表面的相反面。

如图4所示，导热件120为片状结构。应用于终端时，导热件120可以与发热元件130层叠分布，导热件120位于发热元件130和屏蔽罩110的第一表面之间。

第一表面和第二表面均可以是屏蔽罩110的最大表面，例如，第一表面为屏蔽罩110内部与发热元件130相对的内表面。将导热件120安装在屏蔽罩110的最大表面有利于进一步提高传热效果。

如图5所示，将该散热模组应用于终端时，片状的导热件120可以位于中框150和屏蔽罩110的第二表面之间，中框150可作为散热件160，将导热件120传递的热量向外界环境散出。

如图6和图7所示，屏蔽罩110的内侧和外侧均设置有导热件120。屏蔽罩110的第一表面和第二表面分布与一个导热件120接触。

在其他可选的实施例中，所述导热件120填充在所述屏蔽罩110的容纳空间113内。

如图8所示，在将散热模组应用于终端时，承载发热元件130的电路板140会覆盖屏蔽罩110的容纳空间113，电路板140与屏蔽罩110共同形成密闭的空间，导热件120可以填充在该密闭的空间内。这种结构中，导热件120会与发热件的更多表面接触，也会与屏蔽罩110的更多内表面接触，提高传热面积，进而提高导热件120的传热效果。

在其他可选的实施例中，所述散热模组还包括：

挡墙170，围设在所述导热件120外，用于加固所述导热件120。

挡墙170可以安装在与导热件120接触或相邻设置的任一固体物上。如图9和图11所示，导热件120位于屏蔽罩110的第一表面和发热元件130之间，挡墙170可以固定在屏蔽罩110的第一表面上，挡墙170还可以固定在承载发热元件130的电路板140上。

如图9和图11所示，导热件120通常被夹持在层叠分布的两个固体物之间，这两个固体物对导热件120在层叠方向(亦称导热件120的厚度方向)具有固定作用，但与层叠方向垂直的方向(即与导热件120最大平面平行的方向)上，导热件120没有被固定。挡墙170围设在导热件120外，有利于进一步固定导热件120，减少导热件120沿与层叠方向垂直的方向移动，加强挡墙170与屏蔽罩110，和/或，挡墙170与发热元件130之间的接触性。

此外，对于液态时流动性较好的相变材料而言，挡墙170也有利于减少液态的相变材料从接触部位溢出的可能性。

如图10和图14所示，挡墙170呈环状，挡墙170的内径与导热件120的外径大致相等，或挡墙170的内径略小于导热件120的外径，此时，挡墙170与导热件120可以过盈配合，进一步提高了对导热件120的加固效果。

在其他可选的实施例中，所述屏蔽罩110包括：

第一部分111，具有容纳空间113及开口114，所述开口114与所述容纳空间113连通，所述导热件120穿过所述开口114后安装在所述容纳空间113内；

第二部分112，覆盖所述开口114，并与所述导热件120接触；

所述挡墙170位于所述容纳空间113内，并安装在所述第二部分112上。

如图5至图7所示，在所述散热模组应用于终端时，第一部分111安装在承载发热元件130的电路板140上。导热件120、发热元件130和导线走线中至少之一可通过开口114安装在电路板140上。

在其他可选的实施例中，所述散热模组还包括：

散热件160，与所述屏蔽罩110层叠分布；

所述导热件120位于所述散热件160和所述屏蔽罩110之间，并与所述散热件160接触；

所述挡墙170位于所述散热件160和所述屏蔽罩110之间；

所述挡墙170安装在所述散热件160上，和/或，所述挡墙170安装在所述屏蔽罩110上。

散热件160包括但不限于热管或均热板(VC，Vapor Chamber)。

如图7所示，导热件120具有多个时，屏蔽罩110内侧和外侧均可设置导热件120。且位于屏蔽罩110内侧的导热件120同时与屏蔽罩110的第一表面接触，位于屏蔽罩110外侧的导热件120可以同时与屏蔽罩110的第二表面及散热件160接触。

散热件160用于将导热件120的热量直接或间接地向外界环境散发。

如图12和图14所示，散热件160为均热板，导热件120位于屏蔽罩110外侧，并同时与屏蔽罩110的第二表面和均热板接触，挡墙170可以固定在屏蔽罩110的第二表面上，挡墙170用于加固导热件120和屏蔽罩110之间的接触性，降低导热件120和均热板之间的接触热阻。或者，挡墙170固定在均热板上，挡墙170用于加固导热件120和均热板之间的接触，降低导热件120和均热板之间的接触热阻。

本发明实施例还提供了一种终端，其特征在于，包括：

发热元件130；

上述任一实施例所述的散热模组，所述发热元件130位于所述散热模组的屏蔽罩110内。

终端包括但不限于手机、平板电脑、可穿戴设备或无人机等移动终端。

非限制地，发热元件130可以是各种芯片。例如，发热元件130为***(SOC，Systemon Chip)芯片或射频芯片。

在其他可选的实施例中，所述导热件120位于所述屏蔽罩110内侧，并分别与所述屏蔽罩110的第一表面和所述发热元件130接触；

液态的所述相变材料还填充所述导热件120与所述发热元件130之间的缝隙。

利用相变材料的固态转变为液态的特性，可降低导热件120任一表面参与的接触部位的接触热阻。例如，如图4、图6至图12所示，对于位于屏蔽罩110和发热元件130之间的导热件120而言，液态的相变材料填充了导热件120与屏蔽罩110之间的缝隙，降低了导热件120与屏蔽罩110之间的接触热阻；液态的相变材料也填充了导热件120与发热元件130之间的接触热阻。

在其他可选的实施例中，所述终端还包括：中框150；

所述导热件120位于所述屏蔽罩110外侧，并分别与所述屏蔽罩110的第二表面和所述中框150接触。

终端的中框150一般为金属材质，散热效果较好，可作为散热件160，将导热件120传递的热量向外界环境散发。

在其他可选实施例中，所述终端还包括：

电路板140，与所述发热元件130电连接，并与所述屏蔽罩110的容纳空间113共同形成密闭腔体；

所述发热元件130位于所述电路板140和所述导热件120之间。

电路板140上若有多个发热元件130，每个发热元件130上均可以设置一个屏蔽罩110和至少一个导热件120。

在其他可选实施例中，所述散热模组的挡墙170位于所述屏蔽罩110内侧，并安装在所述电路板140和/或所述屏蔽罩110上。

当导热件120位于屏蔽罩110外侧，并位于中框150和屏蔽罩110之间，导热件120可分别与中框150和屏蔽罩110接触，此时，可以在中框150和屏蔽罩110之间设置挡墙170。挡墙170可以安装在屏蔽罩110上，和/或，中框150上。

如图9和图11所示，当导热件120位于屏蔽罩110内侧，挡墙170也位于屏蔽罩110内侧时，挡墙170可以安装在屏蔽罩110上，和/或，电路板140上。

在其他可选实施例中，所述散热模组的散热件160和所述屏蔽罩110的第二表面之间，以及所述屏蔽罩110的第一表面和所述发热元件130之间均设置所述导热件120。

如图7所示，导热件120为多个时，可以在屏蔽罩110内侧和外侧分别设置导热件120。其中，位于外侧的导热件120设置在均热板或热管等散热件160和屏蔽罩110之间，位于内侧的导热件120设置在屏蔽罩110和发热元件130之间。

在一具体示例中，可相变导热垫(即导热件120)既可以应用于屏蔽罩110内部，与芯片(即发热元件130)之间(如图4)；也可以布置在屏蔽罩110与中框150之间(如图5)；也可以都布置(如图6)。

此外还可以使导热件120充满整个屏蔽罩110腔体，扩大对屏蔽罩110的第一部分111及第二部分112的散热面积(如图8)。非限制地，第二部分112可以是铜箔。

在屏蔽罩110内侧加入挡墙170，挡墙170内部可用来固定可相变导热垫，提升导热垫与芯片之间的接触性(如图9)，挡墙170的材质一般为金属及非金属泡棉、或橡胶。挡墙170也可通过焊接、粘接等方式安装在PCB(印制电路板，Printed Circuit Board)板上(如图12)。

如图12和图14所示，也可以在中框150与VC/热管之间加入挡墙170，也可以起到固定相变导热垫，提升表面间接触性的效果。

以上的几种方式都改善了导热垫与固体之间的接触性，最终实现改善芯片散热的目的。使用本方案后可改善芯片的散热条件，降低芯片在工作时的温度，发挥出芯片的性能

本公开所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种散热模组，其特征在于，包括：

屏蔽罩；

导热件，与所述屏蔽罩接触；

所述导热件包括：相变材料，所述相变材料在低于预设温度为固态，在高于或等于所述预设温度为液态，液态的所述相变材料至少填充所述导热件与所述屏蔽罩之间的缝隙。

2.根据权利要求1所述的散热模组，其特征在于，所述导热件位于所述屏蔽罩内侧，并与所述屏蔽罩的第一表面接触；和/或，

所述导热件位于所述屏蔽罩外侧，所述导热件与所述屏蔽罩的第二表面接触；其中，所述第二表面为所述第一表面的相反面。

3.根据权利要求1所述的散热模组，其特征在于，所述导热件填充在所述屏蔽罩的容纳空间内。

4.根据权利要求1所述的散热模组，其特征在于，所述散热模组还包括：

挡墙，围设在所述导热件外，用于加固所述导热件。

5.根据权利要求4所述的散热模组，其特征在于，所述屏蔽罩包括：

第一部分，具有容纳空间及开口，所述开口与所述容纳空间连通，所述导热件穿过所述开口后安装在所述容纳空间内；

第二部分，覆盖所述开口，并与所述导热件接触；

所述挡墙位于所述容纳空间内，并安装在所述第二部分上。

6.根据权利要求4所述的散热模组，其特征在于，所述散热模组还包括：

散热件，与所述屏蔽罩层叠分布；

所述导热件位于所述散热件和所述屏蔽罩之间，并与所述散热件接触；

所述挡墙位于所述散热件和所述屏蔽罩之间；

所述挡墙安装在所述散热件上，和/或，所述挡墙安装在所述屏蔽罩上。

7.一种终端，其特征在于，包括：

发热元件；

权利要求1至6任一项所述的散热模组，所述发热元件位于所述散热模组的屏蔽罩内。

8.根据权利要求7所述的终端，其特征在于，所述导热件位于所述屏蔽罩内侧，并分别与所述屏蔽罩的第一表面和所述发热元件接触；

液态的所述相变材料还填充所述导热件与所述发热元件之间的缝隙。

9.根据权利要求7或8所述的终端，其特征在于，所述终端还包括：中框；

所述导热件位于所述屏蔽罩外侧，并分别与所述屏蔽罩的第二表面和所述中框接触。

10.根据权利要求7所述的终端，其特征在于，所述终端还包括：

电路板，与所述发热元件电连接，并与所述屏蔽罩的容纳空间共同形成密闭腔体；

所述发热元件位于所述电路板和所述导热件之间。

11.根据权利要求10所述的终端，其特征在于，所述散热模组的挡墙位于所述屏蔽罩内侧，并安装在所述电路板和/或所述屏蔽罩上。

12.根据权利要求10所述的终端，其特征在于，所述散热模组的散热件和所述屏蔽罩的第二表面之间，以及所述屏蔽罩的第一表面和所述发热元件之间均设置所述导热件。

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