具有次级冷板的散热装置

技术领域

本发明的技术领域是电子设备，且更具体地，是由这种设备产生的热量的散热。

背景技术

电子设备（如晶体管或转换器）受到显著的焦耳效应，产生热量释放。电子设备通常设置在壳体中，以保护其免受周围环境的影响，并经由连接引脚2b连接到印刷电路板1。因此，设备中通过焦耳效应产生的热量在壳体2a中迅速积聚，并且必须被排出，以便不会在设备中积聚直到妨碍其运行或者甚至通过熔化或燃烧而破坏它的程度。

为了避免这种情况，通常的做法是使用如图1所示的散热装置，其通常包括与壳体2a接触的冷板4a。

根据所选择的实施例，冷板4a通过直接接触或经由用于传输所产生的热量的热管热连接到散热装置的主体3（例如具有高热容量的质量体），以形成散热器（英文中的“heatsink”）和/或大的热交换表面，从而形成散热器。

尽管进行了精密加工，但由于产生焦耳效应的电子设备的存在，热性能固有的功能间隙并不是最佳的，其由于结构而具有显著的公差，从而降低了散热装置的有效热导率。

为了改善该接触，采用具有高热导率的热膏，以确保冷板4a和电子设备的壳体2a之间的界面。在优选实施例中，这种热膏是电绝缘的，以避免任何短路。

如图2所示，散热装置因此使得可以在壳体2a处耗散由电子设备产生的热量。箭头φ表示热流。

因此，这种散热装置的性能受到所涉及的每个元件的热导率的限制，热导率通常与所使用的材料有关。

在微电子学发展过程中的重要研究阶段之后，明显的是，目前使用的材料不能被改进以使其能够增加散热装置的有效热导率。

其他研究内容涉及用高导热率的气体代替环境空气，以高进散热装置的有效导热率，或者使用大量的冷却剂，以将热量传输到更大的散热器。然而，这些解决方案不适用于机动车辆中常用的电子设备。

然而，仍然需要一种散热装置，针对相似体积或质量的材料，其展现出相比于现有技术改善的耗散，并且其在环境空气中起作用。

发明内容

本发明的主题是一种散热装置，其包括主体和与电子设备的至少一个壳体接触的至少一个主冷板，该电子设备还设置有用于连接到印刷电路板的至少两个连接引脚，并且在其被激活时产生热量，其特征在于，所述散热装置包括在连接引脚附近与印刷电路板接触的至少一个次级冷板。

该装置可以包括邻近至少一个连接引脚形成在印刷电路板中的至少一个通孔，每个通孔包括导热率大于印刷电路板的导热率的材料。

次级冷板可以与至少一个通孔直接或间接接触。

通孔可以用基于石墨或金属的复合材料填充。

通孔可以形成在邻近连接区的耗散区中，在该连接区中，电子设备的多个连接引脚连接到印刷电路板，第一耗散区与面对电子设备的壳体的区是分隔的。

耗散区的通孔可以形成周期性的排列。

附图说明

本发明的其它目的、特征和优点将通过阅读下面作为非限制性的示例并参考附图给出的描述而变得显而易见，其中：

–图1示出了根据现有技术的散热装置的主要元件，

–图2示出了根据现有技术的散热装置中的热流，

–图3示出了根据本发明的设置有次级冷板的散热装置的第一实施例的主要元件，

–图4示出了根据第一实施例的设置有次级冷板的散热装置中的热流，并且

–图5示出了根据本发明的设置有次级冷板的散热装置的第二实施例的主要元件。

具体实施方式

在电子设备中，部件中产生的热量传递到壳体2a和连接引脚2b。

如引言中所述，当前的散热装置使得可以从壳体2a中排出热量。然而，通过连接引脚2b扩散的那部分热量没有被吸收。这种热量会扩散到印刷电路板中，在那里产生有害影响。

为了克服这一点并提高散热装置的有效导热率，本发明提出，用于冷却电子设备的壳体2a的散热装置被改进，以便提供至少一个次级冷板4b，该次级冷板4b设置成在连接引脚与印刷电路板的连接区附近与印刷电路板直接或间接接触，并通过热膏热接触。图3示出了这种布置的分解图。

与现有技术相比，以这种方式改进的散热装置具有改善的有效热导率，因为考虑到了通过电子设备的连接引脚的热流。图4示出了该布置的侧视图，并通过编号为φ、φ1、φ2的箭头示出了主要的热流。

在图5所示的第二实施例中，本发明还在印刷电路板1中在连接引脚2b附近提供至少一个通孔5，以便形成热阱（英文中的“heat trap”）区。在优选实施例中，这些通孔填充有高热导率的材料，例如石墨或金属。

在连接引脚2b中流通的热量在连接引脚2b与印刷电路板的电迹线的连接点处扩散到印刷电路板1中。一旦进入印刷电路板和电迹线中，热量就根据热扩散定律向导热率更高的区扩散。在本发明的范围内，形成在印刷电路板1中的通孔5具有比印刷电路板1的其他元件更大的热导率，因此耗散的热量被吸引到那里。

为了避免产生新的热点，在第一实施例中描述的用于冷却电子设备的壳体和印刷电路板的散热装置被改进，使得至少一个次级冷板4b面对每个通孔5或通孔5的组设置，并且通过热膏热接触。

以这种方式改进的散热装置与设置有形成热阱的至少一个通孔5的印刷电路板1相结合，由于通孔5捕获通过连接引脚2b扩散的热量，然后将如此捕获的热量传递到次级冷板4b，因此该散热装置表现出改善的有效热导率。

与用于第一实施例的图4所示的热流φ1和φ2相对应的热流随后与前者相比得到改善。