专利名称：散热装置及安装有该散热装置的电子组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及散热器技术领域，尤其涉及散热装置及安装有该散热装置的电子组件。
背景技术：
在电子元器件高度集成的今天，ー块PCB (Printed Circuit Board,印刷电路板)上通常集成有多个芯片。这些芯片在工作时会产生大量热量，如果热量大量聚集就会使芯片的温度升高，过高的温度会导致芯片损坏。为了使多个芯片同时散热,现有的解决方案之ー是多个芯片共用一个散热器,散 热器与各芯片的背面(用干与散热装置接触的ー个表面，且与设置有引脚的正面相対)间设置导热介质。但由于芯片的制造水平、制造技术的限制，各芯片的高度不能完全相同，存在高度差Ah(如图Ia所示)。为了消除高度差Ah，通常采用面积与芯片背面面积相同的导热垫片或导热凝胶作为导热介质，由于导热垫片及导热凝胶受カ后都会发生形变，因此具有间隙填充能力。使得在将散热器固定到PCB上时，通过从散热器朝向芯片施加一定的力，使较高芯片上的导热垫片或导热凝胶形变多ー些，而较低芯片上的导热垫片或导热凝胶形变少ー些，从而消除芯片间的高度差Ah(如图Ib所示)。但是，导热垫片通常较厚，因此热阻较大，另外，由于采用面积与芯片背面面积相同的导热垫片或导热凝胶作为导热介质，因此，导热凝胶及导热垫片的面积受芯片背面的面积大小的限制，散热面积小，从而导致热阻増大，进而影响散热效果。
发明内容
本发明的实施例提供一种散热装置及安装有该散热装置的电子组件，用于解决现有技术为消除多个芯片之间的高度差而在散热器与芯片背面之间设置面积与芯片背面面积相同的导热介质，导致的热阻増大、影响散热效果的问题。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案一种散热装置，应用于位于印刷电路板上的芯片散热，所述散热装置包括ー个或多个导热平板，散热器；所述导热平板包括第一表面以及第二表面，所述第一表面与所述芯片的背面相连接，用于将所述芯片产生的热传导到所述导热平板；所述第二表面通过具有间隙填充能力的第一导热介质与所述散热器相连接，用于将所述导热平板上的热通过所述第一导热介质传导到所述散热器；其中，所述ー个或多个导热平板第一表面的面积之和大于所述芯片背面的面积；且所述ー个或多个导热平板第一表面的、覆盖所述芯片背面的面积之和与所述芯片背面的面积基本相同，用于充分导热。ー种电子组件，包括印刷电路板及位于所述印刷电路板上的芯片，其中还包括上述的散热装置；所述散热装置的所述散热器通过支撑柱固定连接至所述印刷电路板，使所述散热装置中的所述导热平板与所述芯片的背面相连接。
本发明实施例提供的散热装置及安装有该散热装置的电子组件中，由于在芯片背面与第一导热介质之间增设了导热平板，且导热平板第一表面的面积之和大于芯片背面的面积，因此，相当于间接地増大了芯片背面与散热器之间的接触面积，从而降低了芯片背面与散热器之间热阻，提高了散热效果。另外，由于在导热平板与散热器之间使用了具有间隙填充能力的第一导热介质，因此可利用第一导热介质的形变来消除印刷电路板上多个芯片之间的高度差。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。图Ia为现有技术中多芯片共用一个散热器的结构示意图；图Ib为现有技术中为消除芯片间高度差而在散热器与芯片间设置导热介质的结构示意图；图2a为本发明实施例提供的、与芯片接触的一种散热装置的结构示意图；图2b为本发明实施例提供的、与芯片接触的另ー种散热装置的结构示意图；图3为本发明实施例提供的、与芯片接触的又一种散热装置的结构示意图；图4为本发明实施例提供的、与芯片接触的再一种散热装置的结构示意图；图5为本发明实施例提供的ー种电子组件的结构示意图；图6为本发明实施例提供的另ー种电子组件的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供一种散热装置，如图2a所示，应用于位于印刷电路板(图2a中未示出)上的芯片21散热，所述散热装置包括一个或多个导热平板23 (图2a中示出了只有一个导热平板的情形)，散热器22 ;所述导热平板23包括第一表面232以及第二表面231，所述第一表面232与所述芯片21的背面211相连接，用于将所述芯片21产生的热传导到所述导热平板23 ;所述第二表面231通过具有间隙填充能力的第一导热介质24与所述散热器22相连接，用于将所述导热平板23上的热通过所述第一导热介质24传导到所述散热器；其中，所述ー个或多个导热平板第一表面的面积之和大于所述芯片背面的面积；且所述一个或多个导热平板23第一表面232的、覆盖所述芯片21背面211的面积之和与 所述芯片21背面211的面积基本相同，用于充分导热。芯片21工作时产生的热量通过芯片21的背面211传递给导热平板23的第一表面232，导热平板23迅速将热量扩散到未与芯片21背面连接的部分，使得导热平板23成为一个均热体。随后，整个导热平板23上的热量通过第一导热介质24传递至散热器22。
需要说明的是如本领域技术人员所知，“面积基本相同”是以“充分导热”为前提的，可以是导热平板覆盖芯片的部分或全部背面，当导热平板覆盖芯片的部分背面时，只要能达到充分导热的目的，即能够使得芯片产生的热通过该部分背面传导至与其连接的ー个或多个导热平板上，再通过导热介质传导至散热器的热传导效率，高于现有技术中芯片产生的热通过导热介质传导至散热器的热传导效率。图2b示出了两个导热平板同时与ー个芯片的背面相连接的情形，图2b中与图2a中相同的组成部分具有相同的附图标记。如图2b所示，导热平板23'与导热平板23"分别覆盖芯片的一部分背面，且两个导热平板厚度相同，相互紧靠，中间没有缝隙。当然，两个导热平板的厚度也可以不同，另外它们之间也可以存在缝隙，即两个导热平板第一表面的、覆盖芯片背面的面积之和与芯片背面的面积不完全相等(基本相同)，根据上一段的分析，只要这种基本相同满足充分散热的前提条件，同样能实现本发明的目的。需要说明的是，与ー个芯片连接的导热平板的 个数并不限于图2a及图2b所示的ー个和两个，也可以是两个以上的个数，可根据实际需要进行选择。本发明实施例中，由于在芯片背面与第一导热介质之间增设了导热平板，且导热平板第一表面的面积之和大于芯片背面的面积，因此，相当于间接地増大了芯片背面与散热器之间的接触面积，从而降低了芯片背面与散热器之间热阻，提高了散热效果。另外，由于在导热平板与散热器之间使用了具有间隙填充能力的第一导热介质，因此可利用第一导热介质的形变来消除印刷电路板上多个芯片之间的高度差。如图2a所示，其中的导热平板23为ー个，且所述导热平板23第一表面232的几何中心与对应于所述芯片21背面211的几何中心重合，可使得芯片21位于导热平板23的中心位置，芯片21上产生的热量可以从导热平板23的中心向导热平板23四周均匀扩散，间接地増加芯片21背面与散热器22之间的接触面积，使散热器22表面热均匀化，有利于热量的迅速扩散。上述散热装置还可形成为图3所示的结构，该结构与图2a所示结构的不同之处在干增设了弹簧螺丝A。需要说明的是图3所示的结构中与图2a所示结构相同的部分采用的相同的附图
ο如图3所示，所述弹簧螺丝A贯穿所述散热器22、所述第一导热介质24及所述导热平板23，用于使所述散热器22、所述第一导热介质24及所述导热平板23在垂直于所述弹簧螺丝A轴线B的方向上相互之间不发生位移；所述弹簧螺丝A上的弹簧C卡固在所述散热器22与所述导热平板23之间，随着所述弹簧螺丝A上弹簧C的弾性形变，所述导热平板23沿着所述弹簧螺丝A的轴线B方向上相对于所述散热器22发生位移。需要说明的是导热平板上可开设如图3所示的凹槽，用于容纳部分弹簧C，也可以不开设凹槽。由于导热平板23沿着弾簧螺丝A的轴线B方向上相对于散热器22能发生位移，当芯片之间存在高度差时，较高的芯片上的导热介质形变多ー些，随着该导热介质的形变，弹簧螺丝上的弹簧也发生相同量的形变，使导热平板相对于散热器发生相同量的位移；而较低芯片上的导热介质形变少ー些，相应的弹簧螺丝上弹簧的形变及导热平板相对于散热器发生的位移都会少ー些。因此，该散热装置能消除多个芯片之间的高度差。
上述弹簧螺丝A的安装方向可以如图3所示为从导热平板23穿过后，穿过第一导热介质24，最后穿过散热器22。也可以如图4所示为从散热器22穿过后，穿过导热介质24，最后穿过导热平板23。需要说明的是图4所示的结构中与图3所示结构相同的部分具有相同的附图标记。上述的散热装置中，具有间隙填充能力的第一导热介质可以为导热垫片或导热凝胶。导热平板可以为均热板或金属板。其中，金属板的材质可以为铜或铝。对于与一个芯片相连接的导热平板有多个的情形(如图2b)，每ー个导热平板上都可以设置上面描述的弹簧螺丝，且根据需要每ー个导热平板上设置的弹簧螺丝的个数可以选择。本发明实施例还提供ー种电子组件，如图5所示，该电子组件包括印刷电路板51及位于所述印刷电路板51上的芯片52，还包括上述散热装置53 ;所述散热装置53的所述散热器531通过支撑柱532固定连接至所述印刷电路板51，使所述散热装置53中的所述导热平板533与所述芯片52的背面521相连接。图5中的散热装置53采用的是弹簧螺丝A从导热平板533向散热器531方向安装的方式，当然，散热装置53的结构并不限于此，可采用上述实施例中所描述的任意ー种散热装置的结构。另外，图5中示出的芯片个数为2个，在实际应用时，芯片的个数不限于此，可以是不小于ー个的任意个数。上述的电子组件中，散热装置53的导热平板533与其相连接的芯片52背面521之间可设置第二导热介质54，如导热膏，以实现热的充分传导，从而进ー步降低芯片52与导热平板533之间的热阻。如图5所示，当左侧芯片低于右侧芯片，使得两芯片之间存在高度差时，安装散热装置53，使左侧的导热平板正好与左侧芯片的背面接触，这时，由于右侧芯片较高，会挤压右侧的导热平板，使得右侧的导热介质受挤压发生形变，且使得右侧的导热平板上的弹簧也发生形变，右侧的导热平板沿着弾簧螺丝的轴线方向上相对于散热器发生位移，使得两个芯片的背面都能与对应的导热平板紧密接触。因此，该散热装置53能消除多个芯片之间的高度差。实验表明，在图5所示的电子装置中，如果导热平板采用尺寸为60_*60_的金属铝板，第一导热介质采用导热凝胶，第二导热介质采用导热膏，导热膏的涂覆面积(即芯片背面的面积)为45mm*45mm，则计算获得的散热介质(包括导热膏、金属铝板、导热凝胶、散热器)的总热阻为O. 17 ;而现有技术所采用的芯片背面直接接触导热凝胶的方案中，如果采用相同大小的芯片(芯片背面的面积为45mm*45mm)，则计算获得的散热介质(包括导热凝胶及散热器)的总热阻为O. 2。说明本发明实施例提供的散热装置能提高散热效果。如图6所示，电子组件通常整体安装在机箱(图6中未示出)内，且在印刷电路板61与机箱之间还设置有防火板62,即防火板62与印刷电路板61的、未设置芯片63的一面相对，以防止印刷电路板61上产生的明火引发火灾。防火板62通常固定在机箱上，为了使散热装置64更稳固，对于设置有弹簧螺丝A的散热装置64，且当弹簧螺丝A从散热器641向导热平板642方向安装时，可以使弹簧螺丝A延长，贯穿印刷电路板61及防火板62，从而将散热装置64及印刷电路板61 —起固定在防火板62上。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为 准。
权利要求
1.一种散热装置，其特征在于，应用于位于印刷电路板上的芯片散热，所述散热装置包括: 一个或多个导热平板，散热器； 所述导热平板包括第一表面以及第二表面，所述第一表面与所述芯片的背面相连接，用于将所述芯片产生的热传导到所述导热平板；所述第二表面通过具有间隙填充能力的第一导热介质与所述散热器相连接，用于将所述导热平板上的热通过所述第一导热介质传导到所述散热器； 其中，所述ー个或多个导热平板第一表面的面积之和大于所述芯片背面的面积；且所述ー个或多个导热平板第一表面的、覆盖所述芯片背面的面积之和与所述芯片背面的面积基本相同，用于充分导热。
2.根据权利要求I所述的散热装置，其特征在于，所述导热平板为ー个，且所述导热平板的第一表面的几何中心与所述芯片背面的几何中心重合。
3.根据权利要求I所述的散热装置，其特征在于，还包括弹簧螺丝，所述弹簧螺丝贯穿所述散热器、所述第一导热介质及所述导热平板，用于使所述散热器、所述导热介质及所述导热平板在垂直于所述弹簧螺丝轴线的方向上相互之间不发生位移； 所述弹簧螺丝上的弹簧卡固在所述散热器与所述导热平板之间，随着所述弹簧螺丝上弹簧的弾性形变，所述导热平板沿着所述弹簧螺丝的轴线方向上相对于所述散热器发生位移。
4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述弹簧螺丝的安装方向为从所述导热平板穿过后，穿过所述导热介质，最后穿过所述散热器。
5.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述弹簧螺丝的安装方向为从所述散热器穿过后，穿过所述导热介质，最后穿过所述导热平板。
6.根据权利要求I 5任一项所述的散热装置，其特征在于，所述第一导热介质为导热垫片或导热凝胶。
7.根据权利要求I 5任一项所述的散热装置，其特征在于，所述导热平板为均热板或金属板。
8.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，所述金属板的材质为铜或铝。
9.ー种电子组件，包括印刷电路板及位于所述印刷电路板上的芯片，其特征在于，还包括权利要求I 8任一项所述的散热装置； 所述散热装置的所述散热器通过支撑柱固定连接至所述印刷电路板，使所述散热装置中的所述导热平板与所述芯片的背面相连接。
10.根据权利要求9所述的电子组件，其特征在于，所述散热装置的所述导热平板与和其相连接的所述芯片背面之间设置有第二导热介质，以实现热的充分传导。
11.根据权利要求9所述的电子组件，其特征在干，还包括防火板，所述防火板与所述印刷电路板的、未设置所述芯片的一面相対；所述防火板、所述印刷电路板及所述散热装置固定连接。
全文摘要
本发明实施例提供一种散热装置及安装有该散热装置的电子组件，涉及散热器技术领域，解决了现有技术为消除多个芯片之间的高度差而在散热器与芯片背面之间设置面积与芯片背面面积相同的导热介质，导致的热阻增大、影响散热效果的问题。本发明实施例中，由于在芯片背面与第一导热介质之间增设了导热平板，且导热平板第一表面的面积之和大于芯片背面的面积，因此，相当于间接地增大了芯片背面与散热器之间的接触面积，从而降低了芯片背面与散热器之间热阻，提高了散热效果。另外，由于在导热平板与散热器之间使用了具有间隙填充能力的第一导热介质，因此可利用第一导热介质的形变来消除印刷电路板上多个芯片之间的高度差。
文档编号H05K7/20GK102686086SQ20121015389
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月17日 优先权日2012年5月17日
发明者杨右权 申请人:华为技术有限公司