一种电子设备芯片的屏蔽散热结构及电子设备的制造方法

文档序号:10474629阅读:547来源:国知局
一种电子设备芯片的屏蔽散热结构及电子设备的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种电子设备芯片的屏蔽散热结构及电子设备,其中电子设备芯片的屏蔽散热结构包括:印制电路板,所述印制电路板上固定有芯片;设置于所述印制电路板上、用于对所述芯片屏蔽散热的组合结构,所述组合结构与所述印制电路板组合形成一容置空间,其中所述组合结构的第一部分由热界面材料制成;所述芯片设置于所述容置空间内,且与所述第一部分贴合连接;设置于所述组合结构的外部且与所述第一部分贴合连接的导热架,通过所述第一部分和所述导热架将所述芯片上的热量导出。本发明实施例可以提升热传导效率,同时解决芯片屏蔽电磁以防干扰的问题。
【专利说明】
_种电子设备芯片的屏蔽散热结构及电子设备
技术领域
[0001]本发明涉及计算机技术领域,尤其涉及一种电子设备芯片的屏蔽散热结构及电子设备。
【背景技术】
[0002]随着智能移动终端的高速发展,处理器从单核、双核发展到目前的四核、八核,同时显示屏的分辨率和摄像头的像素也在不断上升,移动终端性能不断提升的同时芯片功耗越来越高,这直接导致芯片的温度不断上升,但由于芯片过热会影响芯片性能的发挥(比如中央处理器温度太高会降频,摄像头温度太高会影响成像质量及关闭程序等),甚至缩短芯片的寿命,所以芯片的散热显得越来越重要;与此同时,芯片往往由于干扰需要做屏蔽结构,如何在移动终端内部有限的空间里面既能实现芯片良好的屏蔽,又能兼顾好的散热,是智能移动终端设计必须要解决的问题。
[0003]当前智能移动终端普遍采用的芯片屏蔽散热结构如图1所示,屏蔽罩6包围在贴合于印制电路板I上的芯片2四周,在屏蔽罩6和芯片2之间增加导热材料8来实现将芯片2的热量快速传导到屏蔽罩6上,同时依靠贴在屏蔽罩6上面的散热膜7来进一步把热量均勾散开。
[0004]这种结构对于功耗不是很高的芯片(Iw以内),散热系统基本满足降低芯片降温的要求,但是对于功耗进一步升高的芯片,例如单个芯片的功耗超过2w,则不适用。如图2所示,由于整个散热系统的散热膜7面积有限,其面积受限于屏蔽罩6自身的面积,散热膜7的面积一般小于印制电路板I的区域,因此散热效能无法进一步提高。同时由于需要屏蔽的原因,在导热材料和散热膜之间有一层屏蔽材料,会增加芯片到散热膜之间的热阻,不利于热量快速传导到散热膜上。

【发明内容】

[0005]本发明的目的在于提供一种电子设备芯片的屏蔽散热结构及电子设备,可以在提升芯片功耗热传导效率的同时解决芯片屏蔽电磁以防干扰的问题。
[0006]为了实现上述目的,本发明实施例提供一种电子设备芯片的屏蔽散热结构,包括:
[0007]印制电路板,所述印制电路板上固定有芯片;
[0008]设置于所述印制电路板上、用于对所述芯片屏蔽散热的组合结构,所述组合结构与所述印制电路板组合形成一容置空间,其中所述组合结构的第一部分由热界面材料制成;所述芯片设置于所述容置空间内,且与所述第一部分贴合连接;
[0009]设置于所述组合结构的外部且与所述第一部分贴合连接的导热架,通过所述第一部分和所述导热架将所述芯片上的热量导出。
[0010]发明的上述技术方案的有益效果如下:
[0011]本发明实施例的方案中,通过在印制电路板上设置用于对芯片进行屏蔽散热的组合结构,使得组合结构与印制电路板形成一容纳芯片的容置空间。芯片产生的热量通过组合结构的由热界面材料制成的第一部分传递至导热架,进而将芯片产生的热量导出。同时组合结构与印制电路板形成一屏蔽结构,可以解决芯片屏蔽电磁以防干扰的问题。本发明实施例针对既需要屏蔽又需要良好散热的芯片,提供了一种较好的解决方案。
【附图说明】
[0012]图1为现有技术芯片屏蔽散热结构不意图一;
[0013]图2为现有技术芯片屏蔽散热结构示意图二;
[0014]图3为本发明实施例电子设备芯片的屏蔽散热结构示意图一;
[0015]图4为本发明实施例电子设备芯片的屏蔽散热结构示意图二;
[0016]图5为本发明实施例电子设备芯片的屏蔽散热结构示意图三;
[0017]图6为本发明实施例电子设备芯片的屏蔽散热结构传热示意图。
[0018]其中图中:1、印制电路板;2、芯片;3、组合结构;31、第一部分;32、第二部分;33、第一侧面;4、导热架;5、导电泡棉/导电双面胶;6、屏蔽罩;7、散热膜;8、导热材料。
【具体实施方式】
[0019]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0020]实施例一
[0021]如图3所示,本发明实施例提供一种电子设备芯片的屏蔽散热结构,包括:
[0022]印制电路板I,所述印制电路板I上固定有芯片2 ;
[0023]设置于所述印制电路板I上、用于对所述芯片2屏蔽散热的组合结构3,所述组合结构3与所述印制电路板I组合形成一容置空间,其中所述组合结构3的第一部分31由热界面材料制成;所述芯片2设置于所述容置空间内,且与所述第一部分31贴合连接;
[0024]设置于所述组合结构3的外部且与所述第一部分31贴合连接的导热架4,通过所述第一部分31和所述导热架4将所述芯片2上的热量导出。
[0025]具体的,在印制电路板I上固定芯片2,同时设置一组合结构3,组合结构3与印制电路板I形成一容置空间,芯片2位于容置空间内,且芯片2与组合结构3的第一部分31贴合连接。芯片2产生的热量首先传递至热界面材料制成的第一部分31,然后第一部分31将接收到的热量传递至与第一部分31贴合连接的导热架4,进而将芯片2产生的热量导出。且组合结构3与印制电路板I组合形成的容置空间,可以对芯片2进行屏蔽电磁以防干扰。本发明实施例针对既需要屏蔽电磁又需要良好散热的芯片,提供了一种较好的解决方案。
[0026]本发明实施例提供的一种电子设备芯片的屏蔽散热结构,通过在印制电路板I上设置用于对芯片2进行屏蔽散热的组合结构3,使得组合结构3与印制电路板I形成一容纳芯片2的容置空间。芯片2产生的热量通过组合结构3的由热界面材料制成的第一部分31传递至导热架4,进而将芯片2产生的热量导出。同时组合结构3与印制电路板I形成一屏蔽结构,可以解决芯片2屏蔽电磁以防干扰的问题。
[0027]实施例二
[0028]本发明实施例提供一种电子设备芯片的屏蔽散热结构,如图4所示,包括:
[0029]印制电路板I,所述印制电路板I上固定有芯片2 ;
[0030]设置于所述印制电路板I上、用于对所述芯片2屏蔽散热的组合结构3,所述组合结构3与所述印制电路板I组合形成一容置空间,其中所述组合结构3的第一部分31由热界面材料制成;所述芯片2设置于所述容置空间内,且与所述第一部分31贴合连接;所述组合结构3包括围设于所述芯片2外围的第二部分32,所述第二部分32的第一侧面33上设置有开孔,所述第一部分31设置于所述开孔处,所述第二部分32与所述第一部分31组合、并与印制电路板I形成为一封闭的容置空间。其中所述第一侧面33与所述芯片2的第一表面相对,所述芯片2上的与所述第一表面相对的第二表面固定连接于所述印制电路板I上;以及设置于所述组合结构3的外部且与所述第二部分32的第一侧面33贴合连接的导热架4,通过所述第一部分31和所述导热架4将所述芯片2上的热量导出。
[0031]具体的,在印制电路板I上固定芯片2,同时设置一组合结构3,组合结构3与印制电路板I形成一容置空间,芯片2位于容置空间内。且芯片2与组合结构3的第一部分31贴合连接。组合结构3围设于芯片2外围的第二部分32的与芯片2的第一表面相对的第一侧面33上设置有一开孔,第一部分31位于开孔位置,且第二部分32与第一部分31组合、并与印制电路板I形成为一封闭的容置空间,起到屏蔽电磁以防干扰作用。且第二部分32的第一侧面33与导热架4贴合连接,芯片2产生的热量依次通过组合结构3上的第一部分31和导热架4导出容置空间。
[0032]本发明实施例提供的一种电子设备芯片的屏蔽散热结构,通过在印制电路板I上设置用于对芯片2进行屏蔽散热的组合结构3,使得组合结构3与印制电路板I形成一容纳芯片2的容置空间。芯片2产生的热量通过组合结构3的由热界面材料制成的第一部分31传递至导热架4,且导热架4与第二部分32的第一侧面33贴合连接,保证了热量的有效传递,将芯片2产生的热量导出容置空间。同时组合结构3与印制电路板I形成一封闭的屏蔽结构,可以解决芯片2屏蔽电磁以防干扰的问题。
[0033]实施例三
[0034]本发明实施例提供一种电子设备芯片的屏蔽散热结构,如图5所示,包括:
[0035]印制电路板1,所述印制电路板I上固定有芯片2 ;
[0036]设置于所述印制电路板I上、用于对所述芯片2屏蔽散热的组合结构3,所述组合结构3与所述印制电路板I组合形成一容置空间,其中所述组合结构3的第一部分31由热界面材料制成;所述芯片2设置于所述容置空间内,且与所述第一部分31贴合连接;所述组合结构3包括围设于所述芯片2外围的第二部分32,所述第二部分32的第一侧面33上设置有开孔,所述第一部分31设置于所述开孔处,所述第二部分32的第一侧面33上还设置有导电泡棉或导电双面胶5,以及设置于所述组合结构3的外部且与所述第一部分31贴合连接的导热架4,通过所述第一部分31和所述导热架4将所述芯片2上的热量导出。
[0037]具体的,上述组合结构3的第二部分32为能屏蔽电磁的金属材料,例如铜、铝、铁等。由于上述由热界面材料制成的第一部分31,其填充厚度往往大于第二部分32的第一侧面33的厚度,可能导致第一侧面33与导热架4之间形成间隙。为了保证屏蔽电磁的效果,本发明的优选实施例在第一侧面33与导热架4之间形成间隙设置了导电泡棉或导电双面胶5。该优选的导电泡棉或导电双面胶5还可以避免第一侧面33与导热架4直接接触,从而避免两种金属支架之间的碰撞和摩擦。其中,所述导电泡棉或导电双面胶5位于所述开孔的两侧且与所述导热架4贴合连接,所述第一侧面33与所述芯片2的第一表面相对,所述芯片2上的与所述第一表面相对的第二表面固定连接于所述印制电路板I上。
[0038]具体的,在印制电路板I上固定芯片2,同时设置一组合结构3,组合结构3与印制电路板I形成一容置空间,芯片2位于容置空间内,且芯片2与组合结构3的第一部分31贴合连接。组合结构3围设于芯片2外围的第二部分32的与芯片2的第一表面相对的第一侧面33上设置有一开孔,第一部分31位于开孔位置,且开孔的两侧设置有导电泡棉或导电双面胶5,导电泡棉或导电双面胶5分别与第一侧面33和导热架4贴合连接。导电泡棉或导电双面胶5、组合结构3、印制电路板I以及导热架4组合形成一封闭结构,可以解决芯片2屏蔽电磁以防干扰的问题。如图6所示,芯片2产生的热量依次通过第一部分31和导热架4导出容置空间,提高了散热效率。
[0039]本发明实施例一种电子设备芯片的屏蔽散热结构,通过在印制电路板I上设置用于对芯片2进行屏蔽散热的组合结构3,使得组合结构3与印制电路板I形成一容纳芯片2的容置空间。芯片2产生的热量通过组合结构3的由热界面材料制成的第一部分31传递至导热架4,将芯片2产生的热量导出容置空间。同时导电泡棉或导电双面胶5、组合结构
3、印制电路板I以及导热架4组合形成一封闭结构,可以解决芯片2屏蔽电磁以防干扰的问题。
[0040]实施例四
[0041]本发明实施例提供一种电子设备芯片的屏蔽散热结构,如图3所示,包括:
[0042]印制电路板I,所述印制电路板I上固定有芯片2 ;
[0043]设置于所述印制电路板I上、用于对所述芯片2屏蔽散热的组合结构3,所述组合结构3与所述印制电路板I组合形成一容置空间,其中所述组合结构3的第一部分31由热界面材料制成;所述芯片2设置于所述容置空间内,且与所述第一部分31贴合连接,所述第一部分31的面积大于所述芯片2的面积;
[0044]设置于所述组合结构3的外部且与所述第一部分31贴合连接的导热架4,所述导热架4的面积大于所述第一部分31的面积,所述第一部分31的内表面粘贴在所述芯片2上,所述第一部分31的外表面粘贴在所述导热架4上,通过所述第一部分31和所述导热架4将所述芯片2上的热量导出。
[0045]具体的,在印制电路板I上固定芯片2,同时设置一组合结构3,组合结构3与印制电路板I形成一容置空间,芯片2位于容置空间内。且芯片2与组合结构3的第一部分31贴合连接,第一部分31的面积大于芯片2的面积,保证了热量传递过程中,芯片2散发的热量可以被热界面材料的第一部分31有效吸收。第一部分31得到热量后将热量传递至与第一部分31贴合连接的导热架4,导热架4的面积大于第一部分31的面积,保证了热量的有效传递,进而将芯片2产生的热量导出。第一部分31的内表面粘贴在芯片2上,外表面粘贴在导热架4上,该连接方式简单牢固且便于热量传递。同时组合结构3与印制电路板I形成一屏蔽结构,可以解决芯片2屏蔽电磁以防干扰的问题。
[0046]本发明实施例芯片2产生的热量经由热界面材料直接传导到导热架4上,热阻更低,更有利于芯片2的散热。且导热架4的面积大于传统的屏蔽罩6上散热膜7的面积,且往往是其面积的3-4倍以上,根据牛顿对流换热公式:
[0047]Q= a A (Tw-Tair)
[0048]其中Q为交换的热量,α为对流换热系数,A为换热面积,Tw为散热膜7或导热架4的温度,Tair为空气的温度。对于移动终端自然对流换热而言,对流换热系数一定,散热膜7或导热架4跟空气温度差一定时,换热面积A越大,散热越多。所以大面积的导热架4散热效率是传统屏蔽罩6上散热膜7的几倍以上。
[0049]实施例五
[0050]本发明实施例提供一种电子设备芯片的屏蔽散热结构,如图3所示,包括:
[0051]印制电路板1,所述印制电路板I上固定有芯片2 ;
[0052]设置于所述印制电路板I上、用于对所述芯片2屏蔽散热的组合结构3,所述组合结构3与所述印制电路板I组合形成一容置空间,其中所述组合结构3的第一部分31由热界面材料制成,所述热界面材料为导热凝胶或导热硅胶;所述芯片2设置于所述容置空间内,且与所述第一部分31贴合连接;
[0053]设置于所述组合结构3的外部且与所述第一部分31贴合连接的铝合金或者镁铝合金材料制成的导热架4,通过所述第一部分31和所述导热架4将所述芯片2上的热量导出。该铝合金或者镁铝合金材料支架为高导热性能的金属支架,进一步有助于传导芯片2产生的热量。
[0054]具体的,在印制电路板I上固定芯片2,同时设置一组合结构3,组合结构3与印制电路板I形成一容置空间,芯片2位于容置空间内。且芯片2与组合结构3的第一部分31贴合连接,芯片2产生的热量首先传递至热界面材料制成的第一部分31。优选地,该热界面材料采用具有较强导热性能的导热凝胶或导热硅胶,可以保证热量高效率的传递;并且该优选的导热凝胶或导热硅胶为凝胶状或软胶状,设置在导热架4和芯片2之间,从而增强散热效果。然后第一部分31将接收到的热量传递至与第一部分31贴合连接的导热架4,进而将芯片2产生的热量导出容置空间。导热架4采用导热系数较高的铝合金或者镁铝合金材料制成,可进一步保证热量的有效传递。且组合结构3与印制电路板I组合形成的容置空间,可以对芯片2进行屏蔽。
[0055]实施例六
[0056]本发明实施例提供一种电子设备,所述电子设备包括上述的电子设备芯片的屏蔽散热结构,且所述导热架4形成为所述电子设备的其中一支架。
[0057]通过在印制电路板I上设置用于对芯片2进行屏蔽散热的组合结构3,使得组合结构3与印制电路板I形成一容纳芯片2的容置空间。芯片2产生的热量通过组合结构3的由热界面材料制成的第一部分31传递至导热架4,进而将芯片2产生的热量导出。同时组合结构3与印制电路板I形成一屏蔽结构,可以解决芯片2屏蔽电磁以防干扰的问题。
[0058]进一步地,上述电子设备包括但不限于手机、导航、平板电脑、数码相机等移动终端设备。
[0059]本发明实施例提供巧妙利用移动终端设备(尤其是智能手机)内部大面积的金属支架,通过将热界面材料直接和内部金属支架接触,从而降低芯片到散热支架的热阻;由于散热面积大幅度增加,移动终端设备的散热效能得到大幅提升。并且,通过在屏蔽支架(即上述组合结构3)和内部金属支架(即上述导热架4)之间增加一圈导电泡棉或导电双面胶,还很好地解决了芯片同时需要屏蔽电磁以防干扰的问题。
[0060]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。
[0061]尽管已描述了本发明实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
[0062]最后,还需要说明的是,在本文中,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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。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过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
[0063]以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种电子设备芯片的屏蔽散热结构,其特征在于,包括: 印制电路板,所述印制电路板上固定有芯片; 设置于所述印制电路板上、用于对所述芯片屏蔽散热的组合结构,所述组合结构与所述印制电路板组合形成一容置空间,其中所述组合结构的第一部分由热界面材料制成;所述芯片设置于所述容置空间内,且与所述第一部分贴合连接; 设置于所述组合结构的外部且与所述第一部分贴合连接的导热架,通过所述第一部分和所述导热架将所述芯片上的热量导出。2.如权利要求1所述的电子设备芯片的屏蔽散热结构,其特征在于,所述组合结构包括围设于所述芯片外围的第二部分,所述第二部分的第一侧面上设置有开孔,所述第一部分设置于所述开孔处;其中所述第一侧面与所述芯片的第一表面相对,所述芯片上的与所述第一表面相对的第二表面固定连接于所述印制电路板上。3.如权利要求2所述的电子设备芯片的屏蔽散热结构,其特征在于,所述第二部分与所述第一部分组合、并与所述印制电路板形成为一封闭的容置空间。4.如权利要求3所述的电子设备芯片的屏蔽散热结构,其特征在于,所述导热架与所述第二部分的第一侧面贴合连接。5.如权利要求2所述的电子设备芯片的屏蔽散热结构,其特征在于,所述第二部分的第一侧面上设置有导电泡棉或导电双面胶,所述导电泡棉或导电双面胶与所述导热架贴合连接。6.如权利要求1所述的电子设备芯片的屏蔽散热结构,其特征在于,所述第一部分的面积大于所述芯片的面积。7.如权利要求1所述的电子设备芯片的屏蔽散热结构,其特征在于,所述第一部分的内表面粘贴在所述芯片上,所述第一部分的外表面粘贴在所述导热架上。8.如权利要求1所述的电子设备芯片的屏蔽散热结构,其特征在于,所述导热架的面积大于所述第一部分的面积。9.如权利要求1所述的电子设备芯片的屏蔽散热结构,其特征在于,所述热界面材料为导热凝胶或导热硅胶。10.如权利要求1所述的电子设备芯片的屏蔽散热结构,其特征在于,所述导热架由铝合金或者镁铝合金材料制成。11.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括如权利要求1?10任一项所述的电子设备芯片的屏蔽散热结构。12.如权利要求11所述的电子设备,其特征在于,所述导热架形成为所述电子设备的其中一支架。13.如权利要求11所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备包括手机、导航、平板电脑、数码相机中的至少一种。
【文档编号】H05K7/20GK105828571SQ201510689889
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年10月21日
【发明人】骆凯
【申请人】维沃移动通信有限公司
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