电子设备
文献发布时间:2024-04-18 20:01:23
技术领域
本发明涉及电子设备(ELECTRONIC DEVICE),更详细地,涉及包括散热单元的电子设备,上述散热单元不仅能够防止印刷电路板的图案电路设计限制,而且,可提高朝向封装有发热器件的印刷电路板对面的散热性能。
背景技术
图1为示出现有技术的印刷电路板的多种散热状态的剖视图。
通常,电子设备包括印刷电路板(PCB,Printed Circuit Board)1000,如图1所示,印刷电路板1000由多种原材料层叠形成多层(Multi-layer)结构,在各层印刷有图案电路P,用于电连接各层的层桥(Layer bridge)B可以为孔形状。
其中,在印刷电路板1000的一面设置有至少一个发热器件Tr,通过供给电源驱动并释放规定热量。若从发热器件Tr释放的热量无法迅速散发到外部,则电子设备产生固有性能降低的问题,尤其,如图1所示,当需要朝向封装发热器件Tr的印刷电路板1000的相反方向(例如,后方)进行散热时,可将铜材料的导热片2100作为介质通过设置在后方侧的金属外壳3000散发到后方。
在此情况下,如图1所示,导热片2100以嵌入(embedded)形态插入在印刷电路板1000的背面侧,随着前端面与发热器件Tr实现表面热接触,后端面与金属外壳3000实现表面热接触,由此,通过热传导方式进行散热。
然而,为了以完全嵌入形态插入设置导热片2100,如图1的(a)部分所示,印刷电路板1000的厚度需要至少达到2.5mm,如图1的(b)部分所示,若印刷电路板1000的厚度小于1.6mm,则导热片2100的一部分沿着后方突出,因此,为了金属外壳3000的表面热接触而需要对金属外壳3000的内部面进行槽加工。
并且,由于印刷电路板1000的厚度需要达到2.5mm以上,因此,为了朝向后方侧散热从印刷电路板1000传导的热量而存在散热设计层面上的问题。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于,提供如下的电子设备,即,可通过去除向印刷电路板插入导热片的工序来消除印刷电路板的厚度限制并提高散热性能。
本发明的技术目的并不局限于以上提及的目的,本发明所属技术领域的普通技术人员可通过以下记载内容明确理解未提及的其他目的。
技术方案
为了实现上述目的,本发明的电子设备包括:印刷电路板,在一面配置有发热器件;以及导热片,一面以与上述印刷电路板的另一面中的上述发热器件的对面相接触的方式设置,用于对从上述发热器件生成的热量进行散热。
其中,在上述印刷电路板可形成有使得发热器件贯通的器件封装孔,上述导热片可覆盖上述器件封装孔,一面可以与上述发热器件的发热面相接触。
并且,上述导热片可由铜材料或黄铜材料制成。
并且,本发明的电子设备还可包括直线型加热管,一端部接触配置在上述导热片的另一面,另一端部朝向与上述印刷电路板的另一面平行的方向外侧突出配置。
并且,在上述导热片可形成有发热面收容槽,以收容包括上述发热器件的上述发热面在内的部分端部。
并且,上述导热片可通过导热粘合剂(Conductive adhesive)与上述印刷电路板的另一面实现面接触。
并且,上述导热片可通过贯通上述印刷电路板的组装螺丝紧贴结合在上述印刷电路板的另一面。
并且,本发明的电子设备还可包括屏蔽罩,覆盖上述印刷电路板的一面,以防止从上述发热器件生成的信号发生泄露,上述导热片可通过贯通上述屏蔽罩及上述印刷电路板的组装螺丝紧贴结合在上述印刷电路板的另一面。
并且,上述印刷电路板由多层结构层叠而成,厚度可以为1.6mm以下。
上述印刷电路板可包括多个区间,上述多个区间通过镀敷部沿着与上述印刷电路板的一面平行的方向区分,上述镀敷部用于在上述印刷电路板的一面形成印刷电路。上述器件封装孔可由多个器件封装孔构成,其分别在每个上述区间形成有一个。上述发热器件可由多个发热器件构成,其分别贯通上述多个器件封装孔。上述导热片可由多个导热片构成,一面分别与上述多个发热器件的各个发热面相接触。
本发明的电子设备包括:金属外壳,在内部形成有设置空间;印刷电路板,层叠在上述金属外壳的内侧面,在一面配置有发热器件;以及导热片,一面以与上述印刷电路板的另一面中的上述发热器件的对面相接触的方式设置,用于对从上述发热器件生成的热量进行散热。
其中,在上述金属外壳的内侧面可形成有安插槽,使得上述导热片完全插入。
并且,上述导热片可通过基板组装螺丝紧贴结合在上述印刷电路板的另一面,上述基板组装螺丝贯通上述印刷电路板并紧固在基板螺丝紧固孔,上述基板螺丝紧固孔形成在上述金属外壳的内侧面。
有关其他实施例的具体内容可参照以下详细说明及附图。
发明的效果
本发明的电子设备可实现以下多种效果。
第一,无需为了在印刷电路板设置包括导热片的散热单元而在印刷电路板执行槽加工等额外工序。
第二,无需采用规定以上厚度规格的印刷电路板,可采用薄厚度的印刷电路板,因此,可通过使得印刷电路板的两面散热来提高散热性能。
本发明的效果并不局限于以上提及的效果,本发明所属技术领域的普通技术人员可通过发明要求保护范围相关记载内容明确理解未提及的其他效果。
附图说明
图1为示出现有技术的印刷电路板的多种散热状态的剖视图。
图2a及图2b为示出本发明一实施例的电子设备的立体图。
图3a及图3b为图2a及图2b的分解立体图。
图4为示出图2a及图2b的散热单元的设置状态的分解立体图。
图5为图2a及图2b的俯视图。
图6为沿着图5的A-A线截取的剖视图。
图7a及图7b为沿着图5的A-A线截取的剖切立体图。
图8a及图8b为示出本发明再一实施例的电子设备的立体图。
图9a及图9b为图8a及图8b的分解立体图。
图10为图8a及图8b的俯视图。
图11为沿着图10的B-B线截取的剖视图。
图12为沿着图10的B-B线截取的剖切立体图。
附图标记的说明
1、1a:电子设备 5:金属外壳
5s:设置空间 5h:基板螺丝贯通孔
10:印刷电路板 15:器件封装孔
20、21:发热器件100:屏蔽罩
210、220:导热片230:加热管
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明实施例的散热装置。
应当留意的是,在对各个附图的结构要素赋予附图标记的过程中,即使显示在不同附图上,对于相同结构要素也赋予了相同附图标记。并且,在说明本发明实施例的过程中,当判断有关公知结构或功能的具体说明混淆本发明实施例的理解时,将省略其详细说明。
当说明本发明实施例的结构要素时,可使用“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”、“(b)”等术语。这种术语仅用于对一个结构要素和其他结构要素进行区分,相应结构要素的本质、重要程度或顺序等并不限定于上述术语。并且,除非另有定义,否则包括技术术语或科学术语在内的在此使用的所有术语的含义与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同。通常使用的词典中定义的术语应解释成含义与相关技术在文脉上所具有的含义相同,除非在本说明书中明确定义,否则不应以理想化或过于形式化的含义加以解释。
图2a及图2b为示出本发明一实施例的电子设备的立体图,图3a及图3b为图2a及图2b的分解立体图,图4为示出图2a及图2b的散热单元的设置状态的分解立体图,图5为图2a及图2b的俯视图,图6为沿着图5的A-A线截取的剖视图,图7a及图7b为沿着图5的A-A线截取的剖切立体图。
在以下说明中,一面是指附图上的上表面,另一面是指附图上的下表面,另一侧是指附图上的下侧。
如图2a至图7b所示,本发明一实施例的电子设备1包括:印刷电路板10;至少一个发热器件20,封装在印刷电路板10;以及散热单元200,用于向外部散热从发热器件20生成的热量。
虽未图示,但印刷电路板10由多种原材料板层叠构成多层结构,各层印刷有图案电路,可镀敷形成有用于电连接各层图案电路的过孔(via hole)。
其中,如图3a及图3b所示,在印刷电路板10可形成有至少一个器件封装孔15,用于封装上述至少一个发热器件20的发热面以使得其贯通突出在另一面。
在印刷电路板10的一面侧,至少一个发热器件20插入在器件封装孔15,封装片(未标记附图标记)封装在印刷电路板10的一面,发热面可沿着印刷电路板10的另一面侧突出。即,相比于印刷电路板10的另一面,发热器件20的发热面可更突出于外侧。
另一方面,至少一个发热器件20作为一种随着供电驱动而产生规定热量的电气部件,例如,在本发明实施例中,当电子设备1为天线装置时,可以为负责输出及传送的Rx器件及Tx器件中的一个。
另一方面,如图4所示,散热单元200可被定义为执行如下功能的结构,即,用于将发热器件20生成的驱动热量或印刷电路板10的热量散发到印刷电路板10的另一面。
其中,如图2a至图7b所示,散热单元200可包括:导热片210、220,由铜材料或黄铜材料制成;以及加热管230,从导热破片210接收热量并将其热传递到规定位置。
发热器件20可包括:第一发热器件20,发热量相对较多;以及第二发热器件(未图示,参照图9a的附图标记21),发热量相对较少。第一发热器件20突出配置在印刷电路板10的一面,可贯通器件贯通孔15。上述第二发热器件设置在印刷电路板10的一面,可突出配置在印刷电路板10的一面。
导热片210、220可包括:第一导热片210,用于从第一发热器件20接收热量;以及第二导热片220,用于从上述第二发热器件(未图示)接收热量。
发热器件20可突出配置在印刷电路板10的一面,导热片210、220以一面与印刷电路板10的另一面中的发热器件20的对面相接触的方式设置。其中,发热器件20的对面是指与配置发热器件20的一面相对应的对面部分,导热片210、220的一面可以与印刷电路板10的另一面中的与配置发热器件20的一面相对应的部分接触。
导热片210、220可由散热性能优秀的金属材料制成。在本发明实施例中,导热片210、220的一面可以与印刷电路板10的另一面相接触。其中,第一导热片210能够以一面配置在印刷电路板10的另一面的方式覆盖器件封装孔15。
在本发明实施例中,导热片210、220为方形板形状,但并不限定于此,也可以为圆形板及多边形板(三角形、五边形、六边形等)中的至少一种板形。
加热管230可考虑导热片210、220的发热量直接从导热片210、220中的一个(第一导热片210)接收热量,虽未图示,但也可以与全部导热片210、220相连接并接收热量。在以下说明中,主要以加热管230仅与第一导热片210及第二导热片220中的第一导热片210相连接的实施例进行说明。
可在第一导热片210的一面接触配置第一发热器件20的发热面,可在第一导热片210的另一面接触配置加热管230一端部。加热管230的另一端部可朝向与印刷电路板10的另一面平行的方向外侧(图2b中的左右方向右侧)从印刷电路板10突出配置。加热管230可以为直线型。
在第一导热片210的一面可形成有发热面收容槽215,以收容发热器件20的发热面。在发热面收容槽215可收容包括发热器件20的发热面在内的部分端部。更详细地,在印刷电路板10的另一面中,以贯通器件封装孔15的方式封装配置的发热器件20的发热面朝向另一侧突出规定长度,在导热片210的一面与印刷电路板10的另一面实现面接触的状态下,发热器件20的突出的发热面收容放置在发热面收容槽215内部,从而实现表面热接触。
其中,虽未图示,但导热片210、220可通过导热粘合剂(Conductive adhesive)与印刷电路板10的另一面实现面接触。导热粘合剂(未图示)由导热材料制成,可使得印刷电路板10的另一面与导热片210、220相互面接触来提高从印刷电路板10传递的导热性能。
尤其,考虑到导热片210没有沿着水平方向重叠结合在印刷电路板10的另一面,无需为了在印刷电路板10的另一面设置导热片210而单独在印刷电路板10加工形成槽,因此,不仅能够减少组装工序,而且,可缩短印刷电路板10的制作时间。
另一方面,由于发热器件20的发热面收容放置在导热片210的发热面收容槽215,因此,随着从发热器件20生成的驱动热量直接传递到导热片210,可使得传递到导热片210的热量经由上述加热管230直接传递到未图示的金属外壳来实现散热。
参照图3a,印刷电路板10可包括多个区间S1、S2、S3、S4,上述多个区间通过镀敷部沿着与印刷电路板10的一面平行的方向(图3a的左右方向)区分,上述镀敷部用于在印刷电路板10的一面形成印刷电路。本发明实施例的多个区间S1、S2、S3、S4可按照相同间隔区分,但并不限定于此,也可按照不同间隔区分。
在本发明实施例中,多个区间S1、S2、S3、S4为四个,但是,多个区间S1、S2、S3、S4的数量并不限定于四个,多个区间可至少形成有两个以上。以下,将多个区间S1、S2、S3、S4限定为四个进行说明。
多个区间S1、S2、S3、S4可包括第一区间S1、第二区间S2、第三区间S3及第四区间S4。
第一区间S1可配置在印刷电路板10的最左侧。在印刷电路板10中,第一区间S1可配置在第二区间S2的左侧。
在印刷电路板10中,第二区间S2可配置在第一区间S1的右侧。在印刷电路板10中,第二区间S2可配置在第三区间S3的左侧。在印刷电路板10中,第二区间S2可配置在第一区间S1与第三区间S3之间。
在印刷电路板10中,第三区间S3可配置在第二区间S2的右侧。在印刷电路板10中,第三区间S3可配置在第四区间S4的左侧。在印刷电路板10中,第三区间S3可配置在第二区间S2与第四区间S4之间。
在印刷电路板10中,第四区间S4可配置在第三区间S3的右侧。第四区间S4可配置在印刷电路板10的最右侧。
器件封装孔15可由多个器件封装孔15构成。多个器件封装孔15可分别在多个区间S1、S2、S3、S4各形成一个。即,多个器件封装孔15可包括:第一器件封装孔15A,形成在第一区间S1;第二器件封装孔15B,形成在第二区间S2;第三器件封装孔15C,形成在第三区间S3;以及第四器件封装孔15D,形成在第四区间S4。
第一发热器件20可由多个第一发热器件20构成。多个第一发热器件20可分别贯通各个器件封装孔15。即,多个第一发热器件20可包括:第1-1发热器件20A,贯通第一器件封装孔15A;第1-2发热器件20B,贯通第二器件封装孔15B;第1-3发热器件20C,贯通第三器件封装孔15C;以及第1-4发热器件20D,贯通第四器件封装孔15D。
第一导热片210可由多个第一导热片210构成。多个第一导热片210的各个一面可分别与多个第一发热器件20的各个发热面相接触。即,多个第一发热片210可包括:第1-1导热片210A,与第1-1发热器件20A的发热面相接触;第1-2导热片210B,与第1-2发热器件20B的发热面相接触;第1-3导热片210C,与第1-3发热器件20C的发热面相接触;以及第1-4导热片210D,与第1-4发热器件20D的发热面相接触。
发热面收容槽215可分别形成在多个第一导热片210的一面。即,发热面收容槽215可包括:第一发热面收容槽215A,形成在第1-1导热片210A的一面,用于收容第1-1发热器件20A的发热面;第二发热面收容槽215B,形成在第1-2导热片210B的一面,用于收容第1-2发热器件20B的发热面;第三发热面收容槽215C,形成在第1-3导热片210C的一面,用于收容第1-3发热器件20C的发热面;以及第四发热面收容槽215D,形成在第1-4导热片210D的一面,用于收容第1-4发热器件20D的发热面。
上述第二发热器件(未图示)可由多个第二发热器件构成。上述多个第二发热器件可分别在多个区间S1、S2、S3、S4的一面各设置一个。即,多个第二发热器件可包括:第2-1发热器件,设置在第一区间S1的一面;第2-2发热器件,设置在第二区间S2的一面;第2-3发热器件,设置在第三区间S3的一面;以及第2-4发热器件,设置在第四区间S4的一面。
第二导热片220可由多个第二导热片220构成。即,多个第二导热片220可包括:第2-1导热片220A,配置在印刷电路板10另一面中的上述第2-1发热器件的对面;第2-2导热片220B,配置在印刷电路板10另一面中的上述第2-2发热器件的对面;第2-3导热片220C,配置在印刷电路板10另一面中的上述第2-3发热器件的对面;以及第2-4导热片220D,配置在印刷电路板10另一面中的上述第2-4发热器件的对面。
加热管230可由多个加热管230构成,在各个第一导热片210的另一面分别接触配置一对。即,多个加热管230可包括:一对第一加热管230A,接触配置在第1-1导热片210A的另一面;一对第二加热管230B,接触配置在第1-2导热片210B的另一面;一对第三加热管230C,接触配置在第1-3导热片210C的另一面;以及一对第四加热管230D,接触配置在第1-4导热片210D的另一面。
如图2a至图3b所示,当本发明一实施例的电子设备1为天线装置时,本发明还可包括屏蔽罩(Shield cover)100。屏蔽罩100可用于防止从封装在印刷电路板10的信号相关发热器件20生成的信号发生泄露。
屏蔽罩100可包括屏蔽罩壁(Shield cover wall)103,呈格子状,用于在朝向印刷电路板10的面形成内部收容至少一个发热器件20所需的规定空间C。规定空间C可被屏蔽罩壁103及印刷电路板10的一面覆盖。上述屏蔽罩100可通过干扰规定空间C内的发热器件20与外部信号之间来执行防止信号泄漏的作用。
另一方面,在屏蔽罩100形成有罩螺丝贯通孔101,使得下述组装螺丝(未图示)贯通,在印刷电路板10形成有基板螺丝贯通孔11,使得贯通屏蔽罩100的罩螺丝贯通孔101的上述组装螺丝依次贯通,在导热片210、220中,至少在第一导热片210形成有用于紧固上述组装螺丝的螺丝紧固孔211。其中,当下述本发明再一实施例的电子设备1a包括金属外壳5(参照图8a)时,上述组装螺丝可最终紧固在金属外壳5。
其中,发热器件20的发热面与导热片210之间的接合面通过组装螺丝的组装力紧密贴合,由此,可最大限度地减少发热器件20与导热片210之间的接触热阻。
如上所述,本发明一实施例的电子设备1无需为了设置散热单元200中的导热片210、220而采用规定厚度以上(例如,2.5mm以上)的多层结构的印刷电路板10,由于可采用朝向两面侧易于导热的规定厚度以下(例如,1.6mm以下)的薄结构的印刷电路板10,因此,存在防止整体散热性能降低的优点。
而且,由于无需向印刷电路板10嵌入设置散热单元200中的导热片210、220,即使没有在印刷电路板10的另一面加工形成槽,也可利用导热粘合剂轻松附着导热片210、220,因此,存在缩短整体组装时间的优点。
图8a及图8b为示出本发明再一实施例的电子设备的立体图,图9a及图9b为图8a及图8b的分解立体图,图10为图8a及图8b的俯视图,图11为沿着图10的B-B线截取的剖视图,图12为沿着图10的B-B线截取的剖切立体图。
如图8a至图12所示,本发明再一实施例的电子设备1a可包括金属外壳5,在内部形成有设置空间5s。
金属外壳5由热导率优秀的金属材料制成,可在背面与多个散热销(heat sinkfin)5a形成为一体。多个散热销5a由沿着上下方向延伸形成的多个销构成,可沿着左右方向隔开配置。
另一方面,在金属外壳5的设置空间5s(参照图9a)内侧面可形成有安插槽6(参照图11),使得下述导热片210、220完全插入。
并且,本发明再一实施例的电子设备1a还可包括印刷电路板10,层叠在金属外壳5的设置空间5s内侧面,形成有沿着前后方向贯通的器件封装孔15。
其中,通过器件封装孔15封装下述发热器件20、21(尤其,第一发热器件20)的方式与上述本发明一实施例的电子设备1相同,因此,将省略其详细说明。但是,在下述发热器件20、21中,若第二发热器件21为发热量相对较少的电气部件(例如,若为天线装置的信号相关部件,则Rx器件(LNA)相当于此),则可直接封装在印刷电路板10的上部面,而无需设置器件封装孔15。
如图9a所示,本发明再一实施例的电子设备1a可包括:至少一个发热器件20(以下,称为“第一发热器件20”),封装在印刷电路板10的一面,以贯通印刷电路板10的器件封装孔15并使得发热面朝向印刷电路板10的另一面侧暴露。而且,本发明再一实施例的电子设备1a还可包括第二发热器件21,直接封装在印刷电路板10的上部面,不同于第一发热器件20,无需通过器件封装孔15。
当本发明再一实施例的电子设备1a为天线装置时,第一发热器件20可以为信号相关部件中发热量相对较多的Tx器件(Tr器件、Da器件),第二发热器件21可以为信号相关部件中发热量相对较少的Rx器件(LNA器件)。
其中,第一发热器件20的发热面贯通器件封装孔15并朝向印刷电路板10的另一面侧暴露,优选地,第一发热器件20的发热面与印刷电路板10的另一面可以为同一面。
另一方面,本发明再一实施例的电子设备1a还可包括导热片210、220,与印刷电路板10的另一面相结合,与第一发热器件20暴露的发热面实现表面热接触。
其中,导热片210、220可包括:第一导热片210,设置在与第一发热器件20相对应的位置以从第一发热器件20接收热量;以及第二导热片220,设置在与第二发热器件21相对应的位置以从第二发热器件21接收热量。
第一导热片210与第一发热器件20的发热面直接实现表面热接触,相反地,虽然第二导热片220与第二发热器件21并未直接实现表面热接触,但是,第二导热片220可通过上述导热粘合剂粘附在印刷电路板10的相向面,即,印刷电路板10的另一面。其中,与本发明一实施例的电子设备1相同地,第一导热片210及第二导热片220由热导率优秀的金属材料制成,例如,可由铜材料或黄铜材料制成。
另一方面,如图8a至图12所示,本发明再一实施例的电子设备1a还可包括屏蔽罩100,以覆盖印刷电路板10的一面的方式与金属外壳5的前端部相结合。
与本发明一实施例相同地,屏蔽罩100在背面形成有屏蔽罩壁(未标记附图标记),在上述屏蔽罩壁与印刷电路板10的前表面之间形成有规定空间C,用于在内部收容第一发热器件20及第二发热器件21,屏蔽罩100可防止规定空间C上的内部信号发生泄漏。
金属外壳5的与印刷电路板10的另一面相向的一面可被开放,印刷电路板10可通过金属外壳5的开放的一面插入在金属外壳5的设置空间5s,在印刷电路板10插入于金属外壳5的设置空间5s后,屏蔽罩100可覆盖金属外壳5的开放的一面。
另一方面,在印刷电路板10形成有基板螺丝贯通孔11,使得至少一个基板组装螺丝10s贯通,在金属外壳5形成有基板螺丝紧固孔5h,使得基板组装螺丝10s贯通印刷电路板10来紧固。
并且,在屏蔽罩100形成有罩螺丝贯通孔100h,使得至少一个罩组装螺丝100s贯通,随着罩组装螺丝100s贯通屏蔽罩100的罩螺丝贯通孔100h及印刷电路板10并紧固在形成于金属外壳5的罩螺丝紧固孔5h’,可向金属外壳5设置屏蔽罩100。
其中,随着基板组装螺丝10s贯通印刷电路板10并紧固在形成于金属外壳5内侧面的基板螺丝紧固孔5h,导热片210、220可通过基板组装螺丝10s紧密结合在印刷电路板10的另一面。
如上所述,与上述本发明一实施例的不同之处在于,本发明再一实施例的电子设备1a还包括金属外壳5,由于无需为了向印刷电路板10设置作为散热单元200的第一导热片210及第二导热片220而采用规定厚度(2.5mm)以上的印刷电路板10,因此,不仅无需单独加工形成槽,而且可缩短组装时间,由此,随着采用薄厚度(例如,1.6mm)的印刷电路板10,可提高印刷电路板10两面的散热性能。
以上,参照附图详细说明了本发明多个实施例的电子设备。但是,本发明的实施例并不限定于以上多个实施例,本发明所属技术领域的普通技术人员可在等同范围内实施多种变形。因此,本发明真正的权利范围应基于发明要求保护范围定义。
产业上的可利用性
本发明提供的电子设备可通过去除向印刷电路板插入导热片的工序来消除印刷电路板的厚度限制并提高散热性能。
- 一种AUV水下坞站非接触式通讯装置
- 一种利用AUV对水下作业单元进行非接触式充电的方法