CN108617082B - 一种散热组件以及电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种散热组件以及电子装置，该散热组件包括：电路板；热源芯片，设置于电路板上；屏蔽罩，罩设于电路板上，并包围热源芯片；其中，屏蔽罩顶壁设置有一与热源芯片对应的第一镂空区域；金属导热件，设置于第一镂空区域，并与屏蔽罩共同对热源芯片进行信号屏蔽；热管，其蒸发段设置于金属导热件远离热源芯片的一侧，用于将热源芯片的热量导出。通过上述方式，一方面，将屏蔽罩的一部分用金属导热材料来代替，能够增强屏蔽罩的导热性能，另一方面，避免了电子装置局部过热的问题，防止局部过热引起的元器件的损坏。

Description

一种散热组件以及电子装置

技术领域

本申请涉及移动终端技术领域，特别是涉及一种散热组件以及电子装置。

背景技术

电子装置的内部一般包括一控制芯片(即核心处理器)，随着其功能的多样化、智能化，对芯片的要求也非常高。现在的芯片的主频一般为1GHz、2GHz甚至更高，双核、四核乃至八核的芯片已经非常普遍。

芯片的发展不仅带来了功耗的问题，而且由于电子装置的轻薄化导致了芯片的热量被密封在电子装备内部，使得电子装备温度上升。

发明内容

本申请采用的一个技术方案是：提供一种散热组件，该散热组件包括：电路板；热源芯片，设置于电路板上；屏蔽罩，罩设于电路板上，并包围热源芯片；其中，屏蔽罩顶壁设置有一与热源芯片对应的第一镂空区域；金属导热件，设置于第一镂空区域，并与屏蔽罩共同对热源芯片进行信号屏蔽；热管，其蒸发段设置于金属导热件远离热源芯片的一侧，用于将热源芯片的热量导出。

本申请采用的另一个技术方案是：提供一种电子装置，该电子装置包括中框、设置于中框一侧面的前壳、以及设置于中框另一侧面的后壳；电路板，设置于中框靠近后壳的一侧；热源芯片，设置于电路板上，并位于电路板和中框之间；屏蔽罩，罩设于电路板上，并包围热源芯片；其中，屏蔽罩顶壁设置有一与热源芯片对应的第一镂空区域；金属导热件，设置于第一镂空区域，并与屏蔽罩共同对热源芯片进行信号屏蔽；热管，其蒸发段设置于金属导热件远离热源芯片的一侧，用于将热源芯片的热量导出，其冷凝段连接中框上的冷源区域。

区别于现有技术的情况，本申请提供的散热组件包括：电路板；热源芯片，设置于电路板上；屏蔽罩，罩设于电路板上，并包围热源芯片；其中，屏蔽罩顶壁设置有一与热源芯片对应的第一镂空区域；金属导热件，设置于第一镂空区域，并与屏蔽罩共同对热源芯片进行信号屏蔽；热管，其蒸发段设置于金属导热件远离热源芯片的一侧，用于将热源芯片的热量导出。通过上述方式，一方面，将屏蔽罩的一部分用金属导热材料来代替，能够增强屏蔽罩的导热性能，另一方面，利用热管良好的导热性能，将发热较为严重的芯片的热量传导至温度较低的冷源区域，避免了电子装置局部过热的问题，防止局部过热引起的元器件的损坏，另外通过将热量分散开来，有利于提高电子装置的握持手感，提高用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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。其中：

图1是本申请提供的散热组件第一实施例的结构示意图；

图2是本申请提供的散热组件第二实施例的结构示意图；

图3是本申请提供的散热组件第二实施例的另一结构示意图；

图4是本申请提供的散热组件第三实施例的结构示意图；

图5是本申请提供的电子装置第一实施例的结构示意图；

图6是本申请提供的电子装置第二实施例的结构示意图；

图7是本申请提供的电子装置第二实施例的另一结构示意图；

图8是本申请提供的电子装置第三实施例的结构示意图；

图9是本申请提供的电子装置第三实施例的另一结构示意图；

图10是本申请提供的电子装置第四实施例的结构示意图；

图11是本申请提供的电子装置第五实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1，图1是本申请提供的散热组件第一实施例的结构示意图，其中，图1为侧面剖视图，该散热组件包括电路板10、热源芯片20、屏蔽罩30、金属导热件40以及热管50。

电路板10，即PCB板(印制电路板)，是电子装置中比不可少的组件，在电路板10上可以设置各种电子元件以及对其进行耦接，可选的，电路板10包括单面电路板和双面电路板，双面电路板就是在其两个侧面都可以进行电子元件的安装。以手机为例，电路板上可以设置芯片、摄像头、SIM卡座、通信模组、传感器等等。

热源芯片20即CPU或GPU，是众多芯片中发热较为严重的芯片，设置于电路板10上。

屏蔽罩30罩设于电路板10上，并包围热源芯片20；其中，屏蔽罩30顶壁设置有一与热源芯片20对应的第一镂空区域30a。屏蔽罩30是用来屏蔽电子信号的工具。作用就是屏蔽外接电磁波对内部热源芯片20的影响和内部热源芯片20产生的电磁波向外辐射。屏蔽罩30的材料一般采用0.2mm厚的不锈钢和洋白铜为材料，其中洋白铜是一种容易上锡的金属屏蔽材料。

金属导热件40设置于第一镂空区域30a，并与屏蔽罩30共同对热源芯片20进行信号屏蔽。金属导热件40是具有良好导热新能的材料，一方面能够导热，另一方面因为其为金属材料，所以设置在第一镂空区域30a，起到信号屏蔽的作用。

可选的，屏蔽罩30和金属导热件40之间可以通过胶水固结、焊接、螺接、卡接等方式，这里不作限制。

热管50包括蒸发段和冷凝段，其中，蒸发段设置于金属导热件40远离热源芯片20的一侧，用于将热源芯片20的热量导出，冷凝段连接外部的冷源区域，以将热源芯片20的热量传导至冷源区域。

其中，热管是一种新型的导热介质，比铜导热能力提升了上千倍。热管内壁衬有多孔材料，叫吸收芯，吸收芯中充有酒精或其他易汽化的液体。热管的一端受热时，这一端(蒸发段)吸收芯中的液体因吸热而汽化，蒸汽沿管子由受热一端从热管中间的风道跑到另一端(冷凝段)，另一端由于未受热，温度低，蒸汽就在这一端放热而液化，冷凝的液体被热管壁内附的毛细结构吸收芯吸附，通过毛细作用又回到了受热的一端，如此循环往复，热管里的液体不断地汽化和液化，把热量从一端传到另一端。

可选地，在一实施例中，热管50为扁平状，热管的厚度为0.3mm至1mm。可以理解的，热管50蒸发段和冷凝段的长度可以根据需求来设置，两者的长度可以是不相同的。例如，由于一般热源芯片20和冷源区域之间是远离的，且热源芯片20较小而冷源区域较大，所以蒸发段的长度可以是小于冷凝段的长度的。

区别于现有技术的情况，本实施例提供的散热组件包括：电路板；热源芯片，设置于电路板上；屏蔽罩，罩设于电路板上，并包围热源芯片；其中，屏蔽罩顶壁设置有一与热源芯片对应的第一镂空区域；金属导热件，设置于第一镂空区域，并与屏蔽罩共同对热源芯片进行信号屏蔽；热管，其蒸发段设置于金属导热件远离热源芯片的一侧，用于将热源的芯片的热量导出。通过上述方式，一方面，将屏蔽罩的一部分用金属导热材料来代替，能够增强屏蔽罩的导热性能，另一方面，利用热管良好的导热性能，将发热较为严重的芯片的热量传导至温度较低的冷源区域，避免了电子装置局部过热的问题，防止局部过热引起的元器件的损坏，另外通过将热量分散开来，有利于提高电子装置的握持手感，提高用户体验。

参阅图2，图2是本申请提供的散热组件第二实施例的结构示意图，图2为侧面剖视图，该散热组件包括电路板10、热源芯片20、屏蔽罩30、金属导热件40以及热管50。

其中，热源芯片20设置于电路板10上；屏蔽罩30罩设于电路板10上，并包围热源芯片20；金属导热件40设置于第一镂空区域30a，并与屏蔽罩30共同对热源芯片20进行信号屏蔽；热管50包括蒸发段和冷凝段，其中，蒸发段设置于金属导热件40远离热源芯片20的一侧，用于将热源芯片20的热量导出。

在本实施例中，金属导热件40包括底面(未标示)、侧面(未标示)形成的一凹槽40a，以及连接侧壁的连接部40b，连接部40b与屏蔽罩30第一镂空区域30a的边缘连接，凹槽40a朝向热源芯片一侧，热管50设置于凹槽内40a。

结合图3所示，图3是本申请提供的散热组件第二实施例的另一结构示意图，屏蔽罩30的侧壁还设置有与第一镂空区域30a连通的第二镂空区域30b，金属导热件40的一侧面设置有与第二镂空区域对应的开口40c，当热管50容置在凹槽中时，从开口40c伸出。

参阅图4，图4是本申请提供的散热组件第三实施例的结构示意图，该散热组件包括电路板10、热源芯片20、屏蔽罩30、金属导热件40以及热管50。

其中，热源芯片20设置于电路板10上；屏蔽罩30罩设于电路板10上，并包围热源芯片20；金属导热件40设置于屏蔽罩30上的第一镂空区域，并与屏蔽罩30共同对热源芯片20进行信号屏蔽；热管50包括蒸发段和冷凝段，其中，蒸发段设置于金属导热件40远离热源芯片20的一侧，用于将热源芯片20的热量导出。

在本实施例中，金属导热件40和热源芯片20之间还设置有绝缘导热件60，绝缘导热件60与金属导热件40和热源芯片20接触。

可选的，在金属导热件40和热管50之间，也可以设置绝缘导热件50。

其中，在上述实施例中，金属导热件40为铜箔。绝缘导热件60为导热硅脂。

上述导热硅脂，俗名又叫散热膏，是以特种硅油做基础油，新型金属氧化物做填料，配以多种功能添加剂，经特定的工艺加工而成的膏状物，颜色因材料不同而具有不同的外观。其具有良好的导热、耐温、绝缘性能，是耐热器件理想的介质材料，而且性能稳定，在使用中不会产生腐蚀气体，不会对所接触的金属产生影响。高纯度的填充物和有机硅是产品光滑、均匀及高温绝缘的保证。涂抹于功率器件和散热器装配面，帮助消除接触面的空气间隙增大热流通，减小热阻，降低功率器件的工作温度，提高可靠性和延长使用寿命。

在本实施例中，通过增加导热硅脂，能够使热源芯片20的热量迅速的传递至热管50上，以便热管50能够对热量进行进一步的传递。

在上述两种实施例中，可以在金属导热件40上开设阵列分布的微孔，可选地，微孔的孔径大小为小于屏蔽罩30内屏蔽域的射频信号的波长的1/50，以金属导热件40的厚度为0.2～0.3mm为例，微孔的间距大于或等于该微孔的孔径大小的1/4，且小于或等于该微孔的孔径大小的1/2、该微孔的数量由该热源芯片31表面对应的该金属导热件40区域确定，即在热源芯片31表面对应的金属导热件40区域能容许的最大数值以内，也可以将微孔数量限制在1/2波长半径圆形区域内，但是必须保证在热源芯片31表面对应的金属导热件40区域能容许的最大数值以内。其中，从屏蔽效率角度微孔间距越大越好，但考虑确保微孔阵列区域的导热硅脂的导热性能，需要把间距限制在等于或略小于微孔半径范围，具体限定微孔的间距大于或等于该微孔的孔径大小的1/4，且小于或等于该微孔的孔径大小的1/2，以确保总屏蔽效率超过30dB/1GHz。

可选地，导热硅脂可以预先加工在金属导热件40的微孔阵列两侧，在微孔处不产生空隙，该导热硅脂有30％至70％的压缩性，总厚度在0.5mm-1mm之间。

作为可选的实施方式，微孔的形状包括以下至少之一：圆形、三角形、矩形、菱形，其他能实现相同效果的实施方式均在本申请实施例的保护范围之内。

参阅图5，图5是本申请提供的电子装置第一实施例的结构示意图，该电子装置包括中框70、设置于中框70一侧面的前壳71、以及设置于中框70另一侧面的后壳72。

另外，该电子装置还包括电路板10、热源芯片20、屏蔽罩30、金属导热件40以及热管50。

其中，电路板10设置在中框70靠近后壳72一侧，热源芯片20设置于电路板10上，并位于电路板10和中框70之间；屏蔽罩30罩设于电路板10上，并包围热源芯片20；金属导热件40设置于屏蔽罩上的镂空区域，并与屏蔽罩30共同对热源芯片20进行信号屏蔽；热管50包括蒸发段和冷凝段，其中，蒸发段设置于金属导热件40远离热源芯片20的一侧，用于将热源芯片20的热量导出。

在本实施例中，热管50的冷凝段连接中框70上远离热源芯片20的区域。

如图6所示，图6是本申请提供的电子装置第二实施例的结构示意图，蒸发段连接热源芯片20，冷凝段连接电池容纳仓70a，以将热源芯片20的热量传导至电池容纳仓70a。

如图7所示，图7是本申请提供的电子装置第二实施例的另一结构示意图，在本实施例中，中框70上设置有凹槽，凹槽用于容置热管50。可以理解的，凹槽的长度、宽度和深度分别与热管50的长度、宽度和厚度对应，以使热管50刚好可以放置于凹槽内。具体可以通过导热胶体等材料对热管50进行固定，也可以在凹槽上设置对应的卡合结构对热管50进行固定。

可选地，中框70上还设置有多个凸起的固定柱11，多个固定柱11与中框70可以是一体成型的，并形成用于容置电池的电池容纳仓70a。在本实施例中，电池容纳仓70a的底部还设置有铜箔或者石墨71a，用于隔绝电池和热管50。

参阅图8，图8是本申请提供的电子装置第三实施例的结构示意图，同时结合图5，该电子装置包括中框70、设置于中框70一侧面的前壳71、以及设置于中框70另一侧面的后壳72。

另外，该电子装置还包括电路板10、热源芯片20、屏蔽罩30、金属导热件40以及热管50。

其中，电路板10设置在中框70靠近后壳72一侧，热源芯片20设置于电路板10上，并位于电路板10和中框70之间；屏蔽罩30罩设于电路板10上，并包围热源芯片20；金属导热件40设置于屏蔽罩上的镂空区域，并与屏蔽罩30共同对热源芯片20进行信号屏蔽；热管50包括蒸发段和冷凝段，其中，蒸发段设置于金属导热件40远离热源芯片20的一侧，用于将热源芯片20的热量导出。

在本实施例中，蒸发段至少包括多个依次相连的子蒸发段，其中首端或末端的子蒸发段与冷凝段连接，每两个相邻的子蒸发段的延伸方向不同以形成弯折结构，以使多个子蒸发段均匀分布于屏蔽罩30。可选地，每两个相邻的子蒸发段的延伸方向相互垂直，多个子蒸发段形成一个矩形均匀分布在屏蔽罩30的表面。

冷凝段至少包括多个依次相连的子冷凝段，其中首端或末端的子冷凝段与蒸发段连接，每两个相邻的子冷凝段的延伸方向不同以形成弯折结构，以使多个子冷凝段均匀分布于电池容纳仓70a上。可选地，每两个相邻的子冷凝段的延伸方向相互垂直，多个子冷凝段形成一个矩形均匀分布在电池容纳仓70a的底部。

再参阅图9，图9是本申请提供的电子装置第三实施例的另一结构示意图，不同于上述实施例，在本实施例中，蒸发段为弧形结构，弧形结构的一端与冷凝段连接，弧形结构均匀分布于热源芯片20上。冷凝段为弧形结构，弧形结构的一端与蒸发段连接，弧形结构均匀分布于电池容纳仓70a上。

在上述图8和图9的实施例中，热管50以弯折(曲折)的方式分布，增加了热管50的蒸发段与屏蔽罩30的接触面积，以及增加了热管50的冷凝段与电池容纳仓70a的接触面积，这样能够更好的吸热和放热，加速散热速度。

可选地，在上述的多个实施例中，由于电池容纳仓的面积大于热源芯片，电池容纳仓上有大量的位置可以用于散热，所以可以对热管的形状进行改变，使冷凝段的宽度大于蒸发段的宽度，这样也可以加速冷凝段的放热效率。

可以理解的，由于热管50与屏蔽罩30的接触位置发生了变化，例如弯折和弧形，因此，在屏蔽罩30上设置的用于容置热管50的凹槽也可以进行相应的变形，这里不再赘述。

参阅图10，图10是本申请提供的电子装置第四实施例的结构示意图，结合图5，该电子装置包括中框70、设置于中框70一侧面的前壳71、以及设置于中框70另一侧面的后壳72。

另外，该电子装置还包括电路板10、热源芯片20、屏蔽罩30、金属导热件40以及热管50。

其中，电路板10设置在中框70靠近后壳72一侧，热源芯片20设置于电路板10上，并位于电路板10和中框70之间；屏蔽罩30罩设于电路板10上，并包围热源芯片20；金属导热件40设置于屏蔽罩上的镂空区域，并与屏蔽罩30共同对热源芯片20进行信号屏蔽；热管50包括蒸发段和冷凝段，其中，蒸发段设置于金属导热件40远离热源芯片20的一侧，用于将热源芯片20的热量导出。

在本实施例中，热管50的冷凝段沿着中框70的边框延伸，将热量导至中框70的边框处。可选的，可以在中框70的边框处开设凹槽以容置热管50，另外，在热管50和电池容纳仓70a之间还可以设置一隔热的石墨。

另外，热管50的冷凝段还可以连接SIM卡座，虽然热源芯片和SIM都安装于电路板上，但是一般情况下热源芯片和SIM卡座分别在电路板上相互远离的两端，因此，SIM卡座也可以认为是一种冷源。

参阅图11，图11是本申请提供的电子装置第五实施例的结构示意图，另外，还包括显示屏组件80，设置于中框70靠近前壳71的一侧。中框70和显示屏组件80之间还设置有石墨隔热层80a，石墨隔热层80a为石墨或铜箔。

其中，前壳71一般为透明的玻璃盖板，后壳72一般为金属或塑料制作的壳体。

可选地，中框70和前壳71之间，或中框70和后壳72之间还可以包括一装饰圈。

可以理解的，前述散热组件的实施例可以应用于本实施中的电子装置，具体可以是手机、平板电脑等，其具体的结构和实施原理类似，这里不再赘述。

通过本实施例的电子装置，其将电子装置内部发热较为集中的芯片的热量通过热管传导至温度较低的冷源区域，避免了电子装置局部过热的问题，防止局部过热引起的元器件的损坏，另外通过将热量分散开来，有利于提高电子装置的握持手感，提高用户体验。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种散热组件，其特征在于，所述散热组件应用于电子装置，所述散热组件包括：

电路板；

热源芯片，设置于所述电路板上；

屏蔽罩，罩设于所述电路板上，并包围所述热源芯片；其中，所述屏蔽罩的顶壁设置有与所述热源芯片对应的第一镂空区域，所述屏蔽罩的侧壁还设置有与所述第一镂空区域连通的第二镂空区域；

金属导热件，设置于所述第一镂空区域，并与所述屏蔽罩共同对所述热源芯片进行信号屏蔽；其中，所述金属导热件包括底面、侧面以及连接所述侧面的连接部，所述连接部与所述屏蔽罩的第一镂空区域的边缘连接，所述底面和所述侧面形成一凹槽，所述凹槽的开口朝向远离所述热源芯片一侧，所述金属导热件的一侧面设置有与所述第二镂空区域对应的开口；

热管，其蒸发段设置于所述凹槽内，并从所述开口伸出，其冷凝段沿所述电子装置的中框侧边朝向所述电子装置的电池容纳仓一侧延伸，且所述热管和所述电池容纳仓之间设置有隔热材料。

2.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，

所述金属导热件和所述热源芯片之间还设置有绝缘导热件，所述绝缘导热件与所述金属导热件和所述热源芯片接触。

3.根据权利要求1或2所述的散热组件，其特征在于，

所述金属导热件为铜箔。

4.根据权利要求2所述的散热组件，其特征在于，

所述绝缘导热件为导热硅脂。

5.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，

所述热管为扁平状，所述热管的厚度为0.3mm至1mm。

6.一种电子装置，其特征在于，包括中框、设置于所述中框一侧面的前壳、以及设置于所述中框另一侧面的后壳；

电路板，设置于所述中框靠近所述后壳的一侧；

热源芯片，设置于所述电路板上，并位于所述电路板和所述中框之间；

屏蔽罩，罩设于所述电路板上，并包围所述热源芯片；其中，所述屏蔽罩的顶壁设置有与所述热源芯片对应的第一镂空区域，所述屏蔽罩的侧壁还设置有与所述第一镂空区域连通的第二镂空区域；

金属导热件，设置于所述第一镂空区域，并与所述屏蔽罩共同对所述热源芯片进行信号屏蔽；其中，所述金属导热件包括底面、侧面以及连接所述侧面的连接部，所述连接部与所述屏蔽罩的第一镂空区域的边缘连接，所述底面和所述侧面形成一凹槽，所述凹槽的开口朝向远离所述热源芯片一侧，所述金属导热件的一侧面设置有与所述第二镂空区域对应的开口；

热管，其蒸发段设置于所述凹槽内，并从所述开口伸出，其冷凝段沿所述电子装置的中框侧边朝向所述电子装置的电池容纳仓一侧延伸，且所述热管和所述电池容纳仓之间设置有隔热材料。

7.根据权利要求6所述的电子装置，其特征在于，

所述电子装置还包括显示屏组件，设置于所述中框靠近所述前壳的一侧。

8.根据权利要求7所述的电子装置，其特征在于，

所述中框和所述显示屏组件之间还设置有石墨或铜箔。

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