一种封闭空间内集成元件的散热结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种封闭空间内集成元件的散热结构，包括腔体和固接在腔体内的印制板，印制板上设有若干阵列布置的集成元件，集成元件顶端设有散热器，散热器前端底部两侧分别设有安装座，安装座通过螺钉A安装在印制板上，散热器后端与腔体内壁紧贴且贴合位置的腔体上开有安装孔，螺钉B从腔体外部向内插入并穿过安装孔与散热器相连。本实用新型通过改变散热器尺寸和结构，可以满足不同形式下，密闭空间或空气流通下的大规模集成电路散热需求，具有加工简单、散热效果好、美观实用等优点。
【专利说明】一种封闭空间内集成元件的散热结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及印制板上集成元件的散热结构，具体涉及一种封闭空间内集成元件的散热结构。
【背景技术】
[0002]现有电子元件散热器形式基本是基于空气流动散热，通过散热器形状设计增大散热器表面积，将散热器表面产生的热量通过空气的流动带走，从而降低发热器件的温度，其广泛应用于计算机机箱、电视机等一些具有通风条件的场所。目前，常采用的集成元件散热器结构主要分为以下两种:
[0003]第一种如图1所示，集成元件上安装的散热器多采用鳍片式设计，即在有限空间体积内将散热材料加工出最大表面积的形式，然后用导热胶将鳍片式散热器与集成元件进行连接，或通过螺钉、螺母等紧固件固定在印制板上，元件表面的热量通过散热器散失。
[0004]第二种是针对密闭空间内的，主要是在产品盖板上加工设计出散热装置，如图2所示，这类依靠产品自身盖板加工出来的散热器，中间使用导热垫与集成元件连接在一起，此类散热器对空间要求较高，需要具有足够的高度才能够使用。
[0005]上述两种散热器结构存在不同的问题，第一种结构的使用条件是:必须在空气流动的环境，通过空气的流动散热，而在空间密闭的环境下，该种结构的散热器是不能够达到散热效果的。而针对第二种，在结构尺寸限定的条件下，没有足够的空间将盖板加厚，同样不能够采用第二种所述的设计方法将产品盖板作为散热结构；且该种结构对于在外部结构受到较大冲击力时，尤其是盖板受到较大外力变形时，可能会由于外力作用，使得集成电路受损，导致产品内部损坏，不利于保护产品。
实用新型内容
[0006]本实用新型旨在提供一种封闭空间内集成元件的散热结构，通过改变散热器尺寸和结构，可以满足不同形式下，密闭空间或空气流通下的大规模集成电路散热需求，具有加工简单、散热效果好、美观实用等优点。
[0007]本实用新型是通过如下技术方案予以实现的:
[0008]一种封闭空间内集成元件的散热结构，包括腔体和固接在腔体内的印制板，印制板上设有若干阵列布置的集成元件，集成元件顶端设有散热器，散热器前端底部两侧分别设有安装座，安装座通过螺钉A安装在印制板上，散热器后端与腔体内壁紧贴且贴合位置的腔体上开有安装孔，螺钉B从腔体外部向内插入并穿过安装孔与散热器相连。
[0009]所述安装座与印制板之间设有一块或若干块垫片。
[0010]所述集成元件与散热器之间设有导热垫。
[0011]所述导热垫为硅橡胶或发泡橡胶制成的柔性导热垫。
[0012]所述安装孔为竖直布置的腰型孔。
[0013]所述螺钉B的直径大于螺钉A的直径。[0014]所述垫片的厚度为0.1mm。
[0015]所述安装孔至少有两个。
[0016]所述散热器为矩形。
[0017]本实用新型的有益效果是:
[0018]与现有技术相比，本实用新型提供的封闭空间内集成元件的散热结构，在集成元件上安装一个矩形的散热器，并通过柔性导热垫将集成元件产生的热量导至散热器进行散失，无需对腔体进行加厚，进而节省了耗材和成本；且不会在腔体受外力作用而导致加厚部分对印制板造成伤害，进而有效提高了安全性能，增长了使用寿命；此外，通过垫片和腰型安装孔能调节散热器的高度，可以满足不同形式下，密闭空间或空气流通下的大规模集成电路散热需求，具有加工简单、散热效果好、美观实用等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是传统开放式散热器布置结构图；
[0020]图2是传统封闭式散热器布置结构图；
[0021]图3是本实用新型的主视图；
[0022]图4是图3的A向视图；
[0023]图5是图3的B-B剖视图；
[0024]图中:1-印制板，2-垫片，3-散热器，4-导热垫，5-安装孔，6-腔体，7-螺钉A，8-集成元件，9-安装座，10-螺钉B。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；
[0026]如图3、5所示，本实用新型提供的封闭空间内集成元件的散热结构，包括腔体6和固接在腔体6内的印制板1，印制板I上设有若干阵列布置的集成元件8，所述集成元件8顶端设有散热器3，散热器3前端底部两侧分别设有安装座9，安装座9通过螺钉A7安装在印制板I上，散热器3后端与腔体6内壁紧贴且贴合位置的腔体6上开有安装孔5，螺钉BlO从腔体6外部向内插入并穿过安装孔5与散热器3相连。
[0027]所述安装座9与印制板I之间设有一块或若干块垫片2，通过改变垫片2的数量即可对散热器3的高度进行调节，能满足不同的使用要求，有效提升了本实用新型的使用灵活性。
[0028]为了提高将集成元件8的热量传递至散热器3的效率，所述集成元件8与散热器3之间设有导热垫4。
[0029]所述导热垫4为硅橡胶或发泡橡胶制成的柔性导热垫，硅橡胶的特点是弹性好，发泡橡胶的特点是形变范围大，导热效果好，耐压等级更高，能有效提升导热垫4的性能和使用寿命。
[0030]如图4所示，为了实现散热器3的高度调节要求，所述安装孔5为竖直布置的腰型孔，可通过该腰型的安装孔5实现散热器3不同高度的安装要求。
[0031]由于散热器3后端直接与腔体6内壁相连，其底部没有支撑，为了提高安装的稳固性，所述螺钉BlO的直径大于螺钉A7的直径。
[0032]为了提高高度调节的精细度，所述垫片2的厚度为0.1mm。
[0033]为了进一步提高散热器3的安装稳定性，所述安装孔5至少有两个。
[0034]所述散热器3为矩形，其能与集成元件8顶端完整贴合，进一步提升了热量传递效率。
[0035]实施例:对一个同时使用两片FPGA芯片(集成元件8)的产品，使用本实用新型提供的结构，并通过试验验证的形式说明这种结构的实际效果。
[0036]具体试验方法为:将未加装散热器3的集成元件8和加装散热器3的集成元件8进行对比试验，即无散热组合和有散热组合，通过对比常温、高温情况下未加装散热器3和加装散热器3的试验数据，以验证加装散热器3后能否对FPGA的温度情况进行改善。
[0037]在未加散热器3时，温度传感器通过导热垫4固定在FPGA上，将测试端连接至数字万用表，并将所有元件一同放入腔体6而处于密闭环境下形成无散热组合。
[0038]在加装散热器3时，散热器3后端用M2.5的螺钉BlO固定在腔体6内壁一侧，前端通过Ml.5的螺钉A7安装在印制板I上，形成有散热组合。
[0039]在温度测试中，由于使用的传感器为热敏电阻型，通过数字万用表测量出来的数据为电阻值，通过查表的方式得到温度值。
[0040]由于第一 FPGA的工作温度高于第二 FPGA，因此本实施例仅测试不同组合内第一FPGA芯片的工作温度，若不同组合内的第一 FPGA在高温工作时产生的热量能够通过散热器3传递出去，则对第二 FPGA同样适用。
[0041]常温实验中具体测试方法为:
[0042]分别记录无散热组合和有散热组合内的第一 FPGA在常温状态下的温度，记录三次，第一次为不通电的常温状态，第二次和第三次均为正常通电状态，第一次与第二次的记录间隔时间为15min,第二次与第三次的记录间隔时间为5min ；
[0043]高温试验中具体测试方法为:
[0044]将无散热组合和有散热组合在不加电工作的情况下保温Ih，记录不加电工作的情况下无散热组合和有散热组合内两块第一 FPGA芯片的表面温度；然后通过外部加电装置对两个组合加电，让它们正常工作，然后按时间分别记录下每个时刻的温度值读数。
[0045]得到如表I所示的数据:
[0046]表I
[0047]
【权利要求】
1.一种封闭空间内集成元件的散热结构，包括腔体(6)和固接在腔体(6)内的印制板(1)，印制板(I)上设有若干阵列布置的集成元件(8)，其特征在于:所述集成元件(8)顶端设有散热器(3 )，散热器(3 )前端底部两侧分别设有安装座(9 )，安装座(9 )通过螺钉A (7 )安装在印制板(I)上，散热器(3)后端与腔体(6)内壁紧贴且贴合位置的腔体(6)上开有安装孔(5)，螺钉B (10)从腔体(6)外部向内插入并穿过安装孔(5)与散热器(3)相连。
2.根据权利要求1所述的封闭空间内集成元件的散热结构，其特征在于:所述安装座(9 )与印制板(I)之间设有一块或若干块垫片(2 )。
3.根据权利要求1所述的封闭空间内集成元件的散热结构，其特征在于:所述集成元件(8)与散热器(3)之间设有导热垫(4)。
4.根据权利要求3所述的封闭空间内集成元件的散热结构，其特征在于:所述导热垫(4)为硅橡胶或发泡橡胶制成的柔性导热垫。
5.根据权利要求1所述的封闭空间内集成元件的散热结构，其特征在于:所述安装孔(5)为竖直布置的腰型孔。
6.根据权利要求1所述的封闭空间内集成元件的散热结构，其特征在于:所述螺钉B(10)的直径大于螺钉A (7)的直径。
7.根据权利要求2所述的封闭空间内集成元件的散热结构，其特征在于:所述垫片(2)的厚度为0.1mm。
8.根据权利要求1所述的封闭空间内集成元件的散热结构，其特征在于:所述安装孔(5)至少有两个。
9.根据权利要求1所述的封闭空间内集成元件的散热结构，其特征在于:所述散热器(3)为矩形。
【文档编号】H05K7/20GK203814116SQ201420175577
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】杨靖瓴 申请人:贵州航天电子科技有限公司