一体散热式电路板的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种一体散热式电路板结构。本实用新型电路板包括电路基板、发热元件、电磁器件、常规功能元件、散热片；所述发热元件、电磁器件、常规功能元件焊接在所述电路基板上；所述散热片的一端与所述发热元件相贴合；所述散热片的另一端延伸至覆盖所述电磁元件所在的区域。本实用新型采用散热与电磁屏蔽一体化的结构，具有良好的电磁屏蔽和散热效果，同时增强了电路板的机械性能，降低了制造和装配成本。
【专利说明】一体散热式电路板
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电路板结构，尤其涉及一种散热与电磁屏蔽一体化的电路板。
【背景技术】
[0002]随着高集成以及高性能电子设备的快速发展，电子元器件体积越来越小，工作的速度和效率要求越来越高，相应的，电子元器件的发热量也越来越大，目前已知的金属类导热散热组件已经受到其材料与自身导热散热极限的限制，必须采用先进的导热散热工艺和性能优异的导热散热材料来有效的带走热量，保证电子类产品有效工作。
[0003]在均热片或散热片技术中，为加快导热效果，采用高导热金属材料制成。目前的散热片多由铝合金，黄铜或青铜做成板材，片状，多片状等。虽然达到快速散热的效果，但是一般要在电路板上附加片状的散热片，因需要考虑电子产品轻薄化及耐撞击等机械性能的要求，这对电路板的结构设计带来一定的障碍。
[0004]同时，电子通信技术和自动控制技术的发展，要求大多数的电路板上设置了电磁元件用以发送或接收电信号，用以与其他设备进行无线通信。为了避免一些不必要的电磁信号干扰，通常在电路板上与电磁元件临近的区域设置一个电磁屏蔽罩包围该电磁元件。如附图1所示，电路板100上通常会设置三种类型的元件:电磁元件101，发热元件102，常规功能元件103。在电磁元件101的上方通常会附加电磁屏蔽罩105，电磁屏蔽罩105的两端分别设置支撑部105与电路板100相接触形成一个对电磁元件101的包围结构。而在发热元件102的上方设置散热片106用以帮助发热器件102散热。
[0005]这种电路板通常结构复杂，装配困难，且容易对电子产品的其他结构(例如电子产品的壳体)形成机构干涉，并且具有较高的材料成本和比较复杂的装配工序。亟需一种新型的电路板结构以解决上述问题。
实用新型内容
[0006]本实用新型为了解决上述各问题而提出，目的在于提供一种同时能够完成散热和屏蔽功能的电路板结构。
[0007]本实用新型的另一目的在于提高电路板的装配效率，降低创配成本。
[0008]本实用新型的另一目的在于改善电路板的轻薄化设计，并提高电路板的机械强度。
[0009]本实用新型的另一目的在于改善电路板的散热效果和电磁屏蔽效果。
[0010]本实用新型的另一目的在降低电路板的制造成本。
[0011]为达到上述目的，本实用新型提供一种新型的一体散热式电路板。本实用新型的一体散热式电路包括电路基板，发热元件，电磁器件，常规功能元件，散热片；所述发热元件、电磁器件、常规功能元件焊接在所述电路基板上；所述散热片的一端与所述发热元件相贴合；所述散热片的另一端延伸至覆盖所述电磁元件所在的区域。
[0012]优选地，所述发热元件与所述电磁器件布置在所述电路基板上相邻的区域。
[0013]优选地，本实用新型的一体散热式电路板包括散热支撑部，所述散热支撑部的两端分别与所述散热片的一端和电路基板相连接以支撑所述散热片的一端。
[0014]优选地，所述支撑部为连续的导电体，所述电路基板与所述支撑部相接的区域与所述电路基板上的其他电路元件电绝缘。
[0015]优选地，所述支撑部与所述散热片为一体成型结构。
[0016]优选地，所述发热元件和所述常规功能元件布置在所述电路基板上所述电磁器件周边区域并包围所述电磁器件；所述散热片的另一端延伸至覆盖所述电磁器件与所述常规功能元件所在的区域。
[0017]优选地，本实用新型的一体散热式电路板还包括导热胶层，所述导热胶层设置于所述散热片一端与所述发热元件的封装面之间。
[0018]优选地，本实用新型的一体散热式电路板还包括绝缘隔离层，所述绝缘隔离层设置于所述散热片与所述常规功能元件、所述散热片与所述电磁器件之间以支撑所述散热片。
[0019]优选地，本实用新型的一体散热式电路板的所述散热片的表面呈曲面，所述散热片的表面包括复数个平行排列的凹槽或凸肋。
[0020]本实用新型提供的一体散热式散热片，能够同时实现电磁屏蔽和散热的要求，且结构简单，装配和生产成本低。同时采用散热片与电路板一体化的结构，提高了电路板的机械性能。同时，由于采用一体化的机构设计，能够改善电子产品轻薄化的设计，不会对电路板或其他设备部件形成机构干涉。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为现有技术中的电路板结构示意图。
[0022]图2示出了本实用新型的一体散热式电路板的第一个实施例的结构示意图。
[0023]图3示出了本实用新型的一体散热式电路板的第二个实施例的结构示意图。
[0024]图4示出了本实用新型的一体散热式电路板的第三个实施例的结构示意图。
[0025]图5示出了本实用新型的一体散热式电路板的第三个实施例的RF测试数据。
[0026]图6示出了本实用新型的一体散热式电路板的第三个实施例的水平方向测试数据。
[0027]图7示出了本出了本实用新型的一体散热式电路板的第三个实施例EMI垂直方向的HMI测试数据。
[0028]图8示出了本实用新型的一体散热式电路板的散热片106的结构示意图。
[0029]图9示出了本实用新型的一体散热式电路板的散热片106的另一结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0031]图2示出了本实用新型的一体散热式电路板的第一个实施例的结构示意图。
[0032]如图2所示，本实用新型的一体散热式电路板包括电路基板100，发热元件102，电磁器件101，常规功能元件103，散热片106 ;所述发热元件102、电磁器件101、常规功能元件103焊接在所述电路基板100上；所述散热片106的一端与所述发热元件102相贴合；所述散热片106的另一端延伸至覆盖所述电磁元件101所在的区域。
[0033]需要说明的是，本实用新型中所称的电磁器件101指的是需要与其他电子元器件进行有线或无线信号通信的电子元件或电子器件，包括集成电路等。本实用新型所称的发热元件102—般指的是会消耗一定功率的功率元器件，包括晶体管，集成电路，发热电阻，电感元件等在电路板通电工作后会发热的元器件，这些元器件在一般情况下的发热温度在30度以上(如果不在其上添加散热片)。而本实用新型所指的常规功能元件103指的是电路板上除了所述电磁器件101和发热元件102之外的所有电子元器件。
[0034]特别地，如图2、3和图4所示，所述发热元件102与所述电磁器件101布置在所述电路基板(100)上相邻的区域。
[0035]如图2所示，特别地，本实用新型的一体散热式电路板包括散热支撑部107，所述散热支撑部107的两端分别与所述散热片106的一端和电路基板100相连接以支撑所述散热片106的一端。特别地，所述支撑部(107)为连续的导电体，所述电路基板100与所述支撑部107相接的区域与所述电路基板100上的其他电路元件电绝缘，这样，散热片106和散热支撑部107构成了完全包围所述电磁元件的屏蔽罩，具有更好的电磁屏蔽效果。特别地，所述支撑部107与所述散热片106为一体成型结构。这样的结构在装配时更加简单，能提高生产效率，同时采用一体成型的结构，提高了电路板的机械性能，例如抗震，抗摔等，同时对电路基板形成了有力的支撑作用。
[0036]图3示出了本实用新型的一体散热式电路板的第二个实施例的结构示意图。特别地，本实用新型的一体散热式电路板还可以设计为所述发热元件102和所述常规功能元件103布置在所述电路基板100上所述电磁器件101周边区域并包围所述电磁器件101 ;所述散热片106的另一端延伸至覆盖所述电磁器件101与所述常规功能元件103所在的区域。这样的机构设计，使得电路板呈现出一体的平整型结构，且常规功能元件103也可以对散热片106起到一定的机械支撑作用，一举两得，在制造工序和成本上都会有较大的优势，整体上降低电路板的制造成本，并且避免散热片106对其他设备的结构件形成结构干涉。
[0037]图4示出了本实用新型的一体散热式电路板的第三个实施例的结构示意图。特别地，如图4所示，本实用新型的一体散热式电路板，其特征在于，还包括导热胶层108，所述导热胶层108设置于所述散热片106 —端与所述发热元件102的封装面之间。另外，优选地，还可以包括绝缘隔离层109，所述绝缘隔离层109设置于所述散热片106与所述常规功能元件103、所述散热片106与所述电磁器件101之间以支撑所述散热片106。
[0038]另外，本实用新型的所述散热片106还可以设计为表面呈曲面，所述散热片106的表面包括复数个平行排列的凹槽或凸肋。
[0039]图8示出了本实用新型的一体散热式电路板的散热片106的结构示意图。如图8所示，散热片106包括隔离层11，导热胶粘结层12，散热本体13和绕性热辐射涂层14 ;所述隔离层11、导热胶粘结层12、散热本体13和绕性热辐射涂层14依次堆叠在发热元件102的热源部位或与热源部位靠近的位置；所述散热本体13至少包括导热部；所述导热部与所述隔离层11通过所述导热胶粘结层12相粘合；所述导热部包括至少一个呈曲线状的粗糙面；所述绕性热辐射涂层14涂覆在所述粗糙面上。如图所示，所述绕性热辐涂层14随着粗糙面的起伏而起伏，所述绕行热辐射涂层14的厚度基本保持均匀。所述隔离层11可以选用隔离纸层制成，全部或部分地堆叠在电子元件的热源上，使散热本体13与电子元件之间保持电绝缘性并对电子元件起到一定的防护作用。
[0040]另外，所述粗糙面的粗糙度为2μπι?ΙΟμπι。选用这个粗糙度区间的好处是在保持散热本体13宏观结构和形状的情况下,增大散热本体13微观上的表面积，即散热面积，以达到更好的散热效果。
[0041]另外，优选地，可以在所述粗糙面上涂覆绕性热辐射涂层14，以增加散热本体13的散热效果。所述绕性热辐射涂层可以以均匀的厚度堆叠在所述粗糙面上，这样可以使散热本体13保持散热面积不变，达到更好的散热效果。
[0042]所述散热本体13有低比热的金属或合金制成。采用低比热金属或合金的好处是，在同等条件下，低比热金属或合金的吸收热量或散发热量的速度比较快，有利于热量的快速传导和散发。本实用新型采用一般实验条件下(例如常温25摄氏度，一个大气压，正常的空气湿度等，后不赘述)比热容为0.3J/g/C?0.9J/g/C的金属或合金材料组成。优选地，本实用新型采用铜或合金铜或铜的混合物作为制备散热本体13的材料。采用铜作为散热本体13的制备材料的其他好处是，同等条件下，铜具有比较低的比热容，另外，也具比较好的延展性。另外，利用铝制备散热本体13也是可以的。
[0043]图9示出了本实用新型的一体散热式电路板的散热片106的另一结构示意图。如图9所示，本实用新型的散热片106包括隔离层111、导热胶粘结层112、散热本体113、绕性热辐射涂层114和隔离部115 ;所述隔离层111、导热胶粘结层112、散热本体113和绕性热辐射涂层114依次堆叠在发热元件102的热源部位或与热源部位靠近的位置；所述散热本体113至少包括导热部；所述导热部与所述隔离层121通过所述导热胶粘结层122相粘合；所述隔离部125设置在所述散热本体113的表面且所述隔离部115的表面涂覆绕性热辐射涂层14。本实施例在散热本体的表面设置隔离部115，一方面增加了散热本体的面积，增强了散热本体的散热性能，另一方通过隔离部115散热本体表面预留一定的空气流通通道，改善了散热本体113周边的空气对流情况，尤其是，当本实用新型的散热装置与其他电子元器件在狭小的空间紧密贴合的时，能够保持散热本体周围的空气对流，加速空气流动，提高散热本体的热传导性能。需要说明的是，如图9所示，所述隔离部115为凸起的肋条。优选地，所述肋条的厚度为Imm?3mm，且所述肋条相互平行。这样的结构一方面可以使散热装置在整体上保持平整，且增大了散热本体的散热面积，一方面留下相对通畅的空气流通通道，能够获得了更好的散热效果。另外，隔离部115也可以选择为设置在散热本体表面的线型凹槽。线型凹槽的深度为Imm?3mm，且所述凹槽相互平行。这样的结构一方面可以使散热装置在整体上保持平整，且增大了散热本体的散热面积，一方面留下相对通畅的空气流通通道，能够更好的提升热传导效果。
[0044]需要说明的是，上述附图和描述只是示意性质的，不应当被机械死板地理解并限制本实用新型的结构原理。例如，第一实施例和第二实施例中描述的结构或技术特征可以应用在第三实施例中，而第三个实施例中的绝缘隔离层109，导热胶层108可以用于第一实施例或第二实施中的结构。这些说明是举例说明，其具体的技术特征可以根据实际需要进行调整，组合。
[0045]本实用新型提供的一体散热式散热片，能够同时实现电磁屏蔽和散热的要求，且结构简单，装配和生产成本低。同时采用散热片与电路板一体化的结构，提高了电路板的机械性能。同时，由于采用一体化的机构设计，能够满足电子产品轻薄化的设计要求，不会对电路板或其他设备部件形成机构干涉。同时，本实用新型的一体散热式散热板经过试验验证，其电磁屏蔽效果和散热效果较现有电路板结构设计有非常大的提升。图5示出了本实用新型的一体散热式电路板的第三个实施例的RF测试数据。图6示出了本实用新型的一体散热式电路板的第三个实施例的水平方向测试数据。图7示出了本出了本实用新型的一体散热式电路板的第三个实施例EMI垂直方向的EMI测试数据。试验结果表明，本实用新型的一体散热式电路板的电磁屏蔽效果相对于现有技术有非常大的提升。
[0046]本实用新型提供的均热片由于热辐射涂层上设置有隔离部，一方面可以增加均热片的整体散热面积，另一方面在均热片的表面形成了可供空气流通的空间，在均热片与热源紧密接触的结构中，可以起到局部通风孔的作用，改善局部空间的空气流通条件，改善均热片的热传导性能。
[0047]以上所述的【具体实施方式】，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的【具体实施方式】而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一体散热式电路板，其特征在于，包括电路基板(100)，发热元件(102)，电磁器件(101)，常规功能元件(103)，散热片(106);所述发热元件(102)、电磁器件(101)、常规功能元件(103)焊接在所述电路基板(100)上；所述散热片(106)的一端与所述发热元件(102)相贴合；所述散热片(106)的另一端延伸至覆盖所述电磁元件(101)所在的区域。
2.根据权利要求1所述的一体散热式电路板，其特征在于，所述发热元件(102)与所述电磁器件(101)布置在所述电路基板(100)上相邻的区域。
3.根据权利要求1所述的一体散热式电路板,其特征在于,包括散热支撑部(107)，所述散热支撑部(107)的两端分别与所述散热片(106)的一端和电路基板(100)相连接以支撑所述散热片(106)的一端。
4.根据权利要求3所述的一体散热式电路板，其特征在于，所述支撑部(107)为连续的导电体，所述电路基板(100)与所述支撑部(107)相接的区域与所述电路基板(100)上的其他电路元件电绝缘。
5.根据权利要求4所述的一体散热式电路板，其特征在于，所述支撑部(107)与所述散热片(106)为一体成型结构。
6.根据权利要求2所述的一体散热式电路板，其特征在于，所述发热元件(102)和所述常规功能元件(103)布置在所述电路基板(100)上所述电磁器件(101)周边区域并包围所述电磁器件(101);所述散热片(106)的另一端延伸至覆盖所述电磁器件(101)与所述常规功能元件(103)所在的区域。
7.根据权利要求6所述的一体散热式电路板，其特征在于，还包括导热胶层(108)，所述导热胶层(108)设置于所述散热片(106) —端与所述发热元件(102)的封装面之间。
8.根据权利要求7所述的一体散热式电路板，其特征在于，还包括绝缘隔离层(109)，所述绝缘隔离层(109)设置于所述散热片(106)与所述常规功能元件(103)、所述散热片(106)与所述电磁器件(101)之间以支撑所述散热片(106)。
9.根据权利要求8所述的一体散热式电路板，其特征在于，所述散热片(106)的表面呈曲面，所述散热片(106)的表面包括复数个平行排列的凹槽或凸肋。
【文档编号】H05K7/20GK204046918SQ201420383824
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】王智立 申请人:昆山立茂国际贸易有限公司