一种钣金件散热结构和电路板的制作方法

文档序号:15421274发布日期:2018-09-11 23:27阅读:282来源:国知局

本实用新型涉及电路板技术领域,具体而言,涉及一种钣金件散热结构和电路板。



背景技术:

目前,小尺寸的IC芯片等发热器件通常采用鳍片式散热结构或钣金件散热结构。但是,现有的鳍片式散热结构占用空间较大,制作成本较高。

现有的钣金件散热结构中通常采用螺钉连接或焊接的形式将钣金件固定在PCB上。这些连接形式都极大占用了PCB上的布局面积,限制了其他器件的布置,而且,加工工序和装配工序复杂,成本较高。

因此,设计一种钣金件散热结构,在保证钣金件与PCB之间的连接强度的同时,能够节省PCB的布局面积,简化加工和装配工序,降低成本,这是目前亟待解决的技术问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型提供一种钣金件散热结构和电路板,在保证钣金件主体与电路板主体之间的连接强度的同时,能够节省电路板主体的布局面积,简化加工和装配工序,降低成本。

第一方面,本实用新型实施例提供一种钣金件散热结构,所述钣金件散热结构包括钣金件主体和连接在所述钣金件主体上的多个卡脚,所述卡脚采用弹性材料制成,所述卡脚用于卡接在电路板主体上。

结合第一方面,在第一方面的第一种实施方式中,所述卡脚包括连接部和卡接部,所述连接部连接在所述钣金件主体上,所述卡接部连接在所述连接部上,所述卡接部用于卡接在电路板主体上。

结合第一方面的第一种实施方式,在第一方面的第二种实施方式中,所述卡接部相对所述连接部向靠近或者远离所述钣金件主体中心的方向凸出。结合第一方面,在第一方面的第三种实施方式中,所述钣金件主体上至少相对两边连接有所述卡脚。

结合第一方面,在第一方面的第四种实施方式中,多个所述卡脚在所述钣金件主体上呈矩阵形式排布。

第二方面,本实用新型实施例提供一种电路板,所述电路板包括电路板主体和钣金件散热结构,所述电路板主体上开设有通孔,所述钣金件散热结构包括钣金件主体和连接在所述钣金件主体上的多个卡脚,所述卡脚采用弹性材料制成,所述卡脚卡接在所述通孔内。

结合第二方面,在第二方面的第一种实施方式中,所述卡脚包括连接部和卡接部,所述连接部连接在所述钣金件主体上,所述卡接部连接在所述连接部上,所述连接部贯穿所述通孔,所述卡接部相对所述钣金件主体位于所述电路板主体的另一侧,所述卡接部抵触在所述电路板主体的表面。

结合第二方面的第一种实施方式,在第二方面的第二种实施方式中,所述卡接部相对所述连接部向靠近或者远离所述钣金件主体中心的方向凸出。

结合第二方面的第一种实施方式,在第二方面的第三种实施方式中,两个相向设置的所述卡接部内侧之间的间距小于其连接的两个所述通孔内侧之间的间距;或者,两个相反设置的所述卡接部外侧之间的间距大于其所处的两个所述通孔外侧之间的间距。

结合第二方面至第二方面的第三种实施方式中的任一方案,在第二方面的第四种实施方式中,所述钣金件主体上的多个所述卡脚在所述电路板主体上的投影的几何中心与一个或多个发热器件矩阵的几何中心重合。

与现有技术相比,本实用新型实施例提供的钣金件散热结构以及采用该钣金件散热结构的电路板,在保证钣金件主体与电路板主体之间的连接强度的同时,能够节省电路板主体的布局面积,简化加工和装配工序,降低成本。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。

图1是本实用新型第一实施例提供的电路板一种视角的分解结构示意图。

图2是本实用新型第一实施例提供的电路板另一种视角的分解结构示意图。

图3是本实用新型第一实施例提供的电路板的装配结构示意图。

图4是图3中局部A的放大结构示意图。

图5是本实用新型第二实施例提供的电路板的装配结构示意图。

图6是图5中局部B的放大结构示意图。

图7是本实用新型第三实施例提供的电路板的装配结构示意图。

图8是图7中局部C的放大结构示意图。

图9是本实用新型第四实施例提供的电路板的装配结构示意图。

图10是图9中局部D的放大结构示意图。

附图标记:100-电路板;10-电路板主体;11-通孔;20-IC芯片;30-导热介质层;40-钣金件散热结构;41-钣金件主体;42-卡脚;421-连接部;422-卡接部。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

现有的钣金件散热结构中通常采用螺钉连接或焊接的形式将钣金件固定在PCB上。

其中,采用螺钉连接的形式将钣金件固定在PCB上至少存在以下缺陷:

1.PCB上需要设置螺柱焊接面,螺柱焊接面占用面积大,限制了其他器件的布置。

2.在PCB上需要设置螺柱,在钣金件上设置螺钉,导致成本较大。

3.组装过程中,需要进行螺钉螺柱锁附操作,增加了人工成本;螺柱在PCB上的焊接强度有限,螺钉螺柱锁附过程中螺柱易脱落,而且螺钉螺柱连接的长期可靠性差。

4.螺柱重量大,一般无法二次回流,对B/T面器件的布局限制较大。

采用焊接的形式将钣金件固定在PCB上至少存在以下缺陷:

1.PCB上需要设置钣金件的焊接面和补焊空间,限制了其他器件的布置。

2.钣金件的焊接引脚需额外镀锡,以确保可焊性,导致钣金件的制作成本较大。

3.手工补焊操作成本高,效率低,不适合批量生产。

4.焊接后,钣金件底部的器件不易返修,且返修过程容易引入其他不良。

本实用新型的具体实施方式提供一种电路板100,该电路板100包括电路板主体10和钣金件散热结构40,所述电路板主体10上开设有通孔11,钣金件散热结构40包括卡脚42,所述卡脚42卡接在所述通孔11内,在保证钣金件主体41与电路板主体10之间的连接强度的同时,能够节省电路板主体10的布局面积,简化加工和装配工序,降低成本。

第一实施例

请参阅图1至图2,本实施例提供一种电路板100。这里的电路板100可以是PCB。电路板100包括电路板主体10、IC芯片20、导热介质层30和钣金件散热结构40。发热器件设置在电路板主体10上。这里的发热器件主要指IC芯片20。IC芯片20在工作过程中将产生大量的热量。钣金件散热结构40覆盖在IC芯片20上,以达到对IC芯片20散热的作用。导热介质层30设置在IC芯片20与钣金件散热结构40之间,起到导热、加快散热效率的作用。

钣金件散热结构40包括钣金件主体41和连接在钣金件主体41上的多个卡脚42,卡脚42采用弹性材料制成,弹性材料可以选用金属,例如磷青铜、铍青铜、锰钢、不锈钢等。弹性材料也可以选用塑料,例如苯乙烯、聚丙乙烯、聚丙烯等。卡脚42也可以与钣金件主体41一体成型。

钣金件主体41上至少相对两边连接有卡脚42。钣金件主体41上的多个卡脚42在电路板主体10上的投影的几何中心与发热器件的几何中心重合,如果有多个发热器件则与所有发热器件矩阵的几何中心重合,使钣金件主体41受力均匀、稳定。优选地,钣金件主体41设计为方形,钣金件主体41的四个角位置均连接有卡脚42,或者多个卡脚42在钣金件主体41上呈矩阵形式排布。电路板主体10上开设有通孔11,通孔11可以是圆形孔或条形孔等。卡脚42卡接在通孔11内,以实现钣金件散热结构40与电路板主体10之间的连接。

请参阅图4,卡脚42包括连接部421和卡接部422。连接部421的截面形状为直线形,连接部421连接在钣金件主体41上,卡接部422连接在连接部421上,连接部421的长度大于电路板主体10的厚度也就是通孔11的深度,连接部421贯穿通孔11。卡接部422相对钣金件主体41位于电路板主体10的另一侧,卡接部422抵触在电路板主体10的表面,从而将钣金件主体41卡接在电路板主体10上。

需要说明的是,卡脚42采用弹性材料制成,卡接部422插入通孔11的过程中呈收缩状态,卡接部422穿过通孔11后呈自由展开状态,这样,卡接部422穿过通孔11后则能够抵触在电路板主体10的表面,防止钣金件主体41从电路板主体10上脱落。

卡接部422的截面形状为曲线形。本实施例中,请参阅图3和图4,卡接部422的截面形状为向钣金件主体41的中心凸出的弧形。两个相向设置的卡接部422内侧之间的间距a1小于其连接的两个通孔11内侧之间的间距b1,从而保证卡接部422能够抵触在电路板主体10的表面,并保留足够的接触面积,提高钣金件主体41与电路板主体10之间的连接强度。

本实施例提供的钣金件散热结构40和电路板100具有以下有益效果:、

1.通过弹性的卡脚42与通孔11的卡接,能够实现钣金件散热结构40与电路板主体10牢固连接,无需再设置螺钉连接的形式和焊接的形式,降低了物料的成本。

2.卡脚42与通孔11的连接形式对电路板主体10表面面积占用较小,节省了电路板主体10的布局面积,方便了其他器件的布置,也有利于产品小型化设计。

3.通孔11采用金属化孔、并与电路板主体10中的地层连接,使卡脚42通过通孔11与地层间接接触,有利于提高钣金件散热结构40的散热效率。

4.钣金件散热结构40能够直接扣合在电路板主体10上,即可完成二者之间的连接,安装方便,不再需要锁紧螺钉、手工补焊等操作,提高了加工效率和组装效率,进一步降低了成本,有利于实现批量化生产。

5.卡脚42具有弹性,便于从电路板主体10上拆卸,有利于IC芯片20等电路板主体10上的器件的返修,降低电路板100的返修成本和报废率。

第二实施例

本实施例提供一种电路板100,其与第一实施例提供的电路板100结构相近,不同之处在,卡脚42的形式不同。

请参阅图5和图6,本实施例提供的电路板100中,卡脚42包括连接部421和卡接部422。连接部421的截面形状为直线形,连接部421连接在钣金件主体41上,卡接部422连接在连接部421上,连接部421贯穿通孔11。

卡接部422的截面形状为曲线形。本实施例中,卡接部422的截面形状为弧形,该弧形向远离钣金件主体41中心的方向凸出。两个相反设置的卡接部422外侧之间的间距a2大于其连接的两个通孔11外侧之间的间距b2,从而保证卡接部422能够抵触在电路板主体10的表面,并保留足够的接触面积,提高钣金件主体41与电路板主体10之间的连接强度。

第三实施例

本实施例提供一种电路板100,其与第一实施例提供的电路板100结构相近,不同之处在,卡脚42的形式不同。

请参阅图7和图8,本实施例提供的电路板100中,卡脚42包括连接部421和卡接部422。连接部421的截面形状为直线形,连接部421连接在钣金件主体41上,卡接部422连接在连接部421上,连接部421贯穿通孔11。

卡接部422的截面形状为曲线形。本实施例中,卡接部422的截面形状为螺旋形。该螺旋形相对连接部421向钣金件主体41的中心凸出。两个相向设置的卡接部422内侧之间的间距a3小于其连接的两个通孔11内侧之间的间距b3,从而保证卡接部422能够抵触在电路板主体10的表面,并保留足够的接触面积,提高钣金件主体41与电路板主体10之间的连接强度。

第四实施例

本实施例提供一种电路板100,其与第一实施例提供的电路板100结构相近,不同之处在,卡脚42的形式不同。

请参阅图9和图10,本实施例提供的电路板100中,卡脚42包括连接部421和卡接部422。连接部421的截面形状为直线形,连接部421连接在钣金件主体41上,卡接部422连接在连接部421上,连接部421贯穿通孔11。

卡接部422的截面形状为曲线形。本实施例中,卡接部422的截面形状为螺旋形。该螺旋形相对连接部421向远离钣金件主体41中心的方向凸出。两个相向设置的卡接部422外侧之间的间距a4大于其连接的两个通孔11外侧之间的间距b4,从而保证卡接部422能够抵触在电路板主体10的表面,并保留足够的接触面积,提高钣金件主体41与电路板主体10之间的连接强度。

在其他实施例中,卡脚42的形式还可以有多种选择,只要卡脚42在所述电路板主体10上的投影超出其连接的所述通孔11的区域即可,也就是说,卡脚42从通孔11伸出的部分能够抵触在所述电路板主体10的表面,防止卡脚42脱离通孔11,从而将钣金件主体41卡接在电路板主体10上。

需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

需要说明的是,在本文中,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“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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