芯片散热结构及电子设备的制作方法
1.本技术涉及电子设备
技术领域：
：，具体是涉及芯片散热结构及电子设备。
背景技术：
：：2.5g通信时代的来临，电子设备譬如路由器的功耗密度迅速增长，导致相关电子器件的工作温度面临严峻的超温风险。为使线路板上的芯片上的热量快速传递至散热器，通常使芯片直接贴合于所述散热器上。由于芯片与散热器之间由于公差的存在需设置较大的间隙，目前通常采用界面材料直接填充该间隙，但是界面材料通常导热系数较小，使得芯片上的热量难以有效传导进而存在超温风险。技术实现要素：3.本技术提供一种能够提高散热效率的芯片散热结构及电子设备。4.本技术提供了一种芯片散热结构，包括：5.散热器，所述散热器包括散热板；6.线路板，所述线路板与所述散热板平行间隔设置；7.芯片，所述芯片贴设于所述线路板朝向所述散热板的表面；以及8.导热组件，所述导热组件位于所述芯片与所述散热板之间；其中所述导热组件包括依次层叠设置的第一界层、热沉板和第二界层，所述第一界层位于所述热沉板与所述芯片之间，所述第二界层位于所述热沉板与所述散热板之间。9.本技术实施例提供的芯片散热结构，通过使导热组件中的第一界层、热沉板与第二界层依次层叠设置，其中第一界层位于热沉板与芯片之间，第二界层位于热沉板与散热板之间，既能够减小导热组件的热阻，进而提高芯片的散热效果，又能够吸收芯片与散热板之间公差，减小公差对散热的影响。附图说明10.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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。11.图1是本技术实施例提供的电子设备的立体示意图；12.图2是图1所示的电子设备沿a-a方向的截面示意图；13.图3是图2所示的电子设备中芯片散热结构的立体示意图；14.图4是图3所示的芯片散热结构沿b-b方向的截面示意图；15.图5是图3所示的芯片散热结构的爆炸示意图；16.图6是图3所示的芯片散热结构又一个实施例的截面示意图；17.图7是图6所示的芯片散热结构一个变形的截面示意图；18.图8是图3所示的芯片散热结构另一个实施例的截面示意图；19.图9是图5所示的芯片散热结构中散热器、导热组件和芯片配合的立体示意图；20.图10是图9所示的导热组件和芯片配合沿c-c方向的截面示意图；21.图11是图10所示的导热组件和芯片配合一个变形的截面示意图；22.图12是图10所示的导热组件和芯片配合又一个变形的截面示意图。具体实施方式23.下面结合附图和实施例，对本技术作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本技术，但不对本技术的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本技术的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。24.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技术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。25.请参照图1，图1是本技术实施例提供的电子设备的立体示意图。本技术提供一种电子设备1000。具体地，该电子设备1000可以为移动或便携式并执行无线通信的各种类型的计算机系统设备中的任何一种(图1中只示例性的示出了一种形态)。具体地，电子设备1000可以为移动电话或智能电话(例如，基于iphonetm，基于androidtm的电话)，便携式游戏设备(例如nintendodstm，playstationportabletm，gameboyadvancetm，iphonetm)、膝上型电脑、pda、便携式互联网设备、音乐播放器以及数据存储设备，其他手持设备以及诸如头戴式耳机等，电子设备1000还可以为其他的需要充电的可穿戴设备(例如，诸如电子手镯、电子项链、电子设备或智能手表的头戴式设备(hmd))。26.电子设备1000还可以是多个电子设备中的任何一个，多个电子设备包括但不限于客户前置设备(customerpremiseequipment、cpe)、路由器、蜂窝电话、智能电话、其他无线通信设备、个人数字助理、音频播放器、其他媒体播放器、音乐记录器、录像机、其他媒体记录器、收音机、医疗设备、车辆运输仪器、计算器、可编程遥控器、寻呼机、膝上型计算机、台式计算机、打印机、上网本电脑、个人数字助理(pda)、便携式多媒体播放器(pmp)、运动图像专家组(mpeg-1或mpeg-2)音频层3(mp3)播放器，便携式医疗设备以及数码相机及其组合等设备。27.在一些情况下，电子设备1000可以执行多种功能(例如，播放音乐，显示视频，存储图片以及接收和发送电话呼叫)。如果需要，电子设备1000可以是诸如蜂窝电话、媒体播放器、其他手持设备、腕表设备、吊坠设备、听筒设备或其他紧凑型便携式的设备。28.请一并参照图2，图2是图1所示的电子设备沿a-a方向的截面示意图。电子设备1000可包括芯片散热结构100和壳体200，壳体200收容芯片散热结构100并与芯片散热结构100固定连接，使得芯片散热结构100与壳体200之间稳定连接。29.为防止5gcpe、5g路由器、边缘计算等产品的芯片内部的集成电路信号干扰天线，导致产品数据流量(蜂窝、wifi)无法达到设计要求，于是需要屏蔽芯片的信号。但对于集成了通信、计算为一体的电子设备，其功耗大、散热多，而对芯片的屏蔽要求增大了芯片散热的难度，对芯片的散热方案的设计具有非常大的挑战。30.相关技术中，为屏蔽芯片信号，通常采用散热器包裹整个固定芯片的线路板，使得散热器既能够起到屏蔽作用，又能够起到对芯片散热的目的。但是，线路板上的芯片与散热器之间由于公差的存在，需设置较大的间隙。其中公差的来源一般来源于三个方面：其一，芯片尺寸公差，包括芯片自身的结构尺寸公差、回流焊接后的高度公差、热膨胀公差；其二，散热器公差，包括散热器加工公差、安装应力导致的形变公差等；其三，pcb单板在安装应力下形变公差。上述公差导致芯片与散热器之间的间隙往往较大，目前通常采用界面材料直接填充该间隙。但是受限于成本与界面材料基材的物理属性，界面材料的导热系数一般较小，常见导热系数在3-8w/m.k。并且，间隙的大小决定界面材料的厚度，间隙越大，界面材料越厚，芯片与散热器之间的热阻越高，使得芯片的热量无法高效传导至散热器中，芯片存在超温风险。尤其对于裸晶封装的芯片，其硅晶面积通常较小，较厚的界面材料严重限制了硅晶体中的热量的扩散。31.请参照图3至图5，图3是图2所示的电子设备中芯片散热结构的立体示意图，图4是图3所示的芯片散热结构沿b-b方向的截面示意图，图5是图3所示的芯片散热结构的爆炸示意图。本实施例中，芯片散热结构100可包括散热器10、线路板20、芯片30和导热组件40。其中，散热器10包括散热板11，线路板20与散热板11间隔相对设置，芯片30贴合于线路板20朝向散热板11的表面，也即芯片30位于线路板20与散热板11之间。导热组件40位于芯片30与散热板11之间，用于将芯片30产生的热量传导至散热器10的散热板11上。32.其中，导热组件40可包括依次层叠设置的第一界层41、热沉板42和第二界层43，其中热沉板42的导热系数远大于第一界层41和第二界层443的导热系数。第一界层41背离热沉板42的表面与芯片30贴合，也即第一界层41位于热沉板42与芯片30之间，用于使热沉板42能够与芯片30充分接触。第二界层43背离热沉板42的表面与散热板11贴合，也即第二界层43位于热沉板42与散热板11之间，用于使热沉板42能够与散热板11充分接触，进而使得芯片30能够通过热沉将产生的热量传递至散热器10，确保芯片30的散热性能。33.请继续参照图3至图5，在一个实施例中，芯片散热结构100可包括一个散热器10，芯片30设置于线路板20的一侧表面。具体地，散热器10可包括散热板11以及自散热板11的边缘延伸形成的侧沿12，散热板11与侧沿12可围成屏蔽腔110。线路板20设置芯片30的一侧表面抵靠于侧沿12远离散热板11的一侧表面，也即芯片30收容于屏蔽腔110中，线路板20盖合于屏蔽腔110，使得线路板20与散热器10围成屏蔽空间101。34.换言之，散热器10与线路板20可围成屏蔽空间101，芯片30收容于屏蔽空间101中并通过导热组件40与对应的散热板11导通，使得芯片30能够将热量传递至散热器10的散热板11上，防止芯片30过热，一方面屏蔽空间101可屏蔽芯片30上的信号，另一方面芯片30上的热量可通过导热组件40可传递至散热器10的散热板11上。35.请参照图6，图6是图3所示的芯片散热结构又一个实施例的截面示意图。进一步地，在又一个实施例中，芯片散热结构100可包括两个散热器10(譬如第一散热器10a和第二散热器10b)。线路板20可包括相背设置的第一表面21和第二表面22，芯片30的数量为至少为一个，至少一个芯片30可同时位于第一表面21，或至少一个芯片30可同时位于第二表面22，再或者至少一个芯片30中的部分数量的芯片30可位于第一表面21，另一部分数量的芯片30可位于第二表面22，在此不做具体限制。36.需要说明的是，本技术中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。37.其中，线路板20位于第一散热器10a与第二散热器10b之间。具体地，第一散热器10a的侧沿抵靠于第一表面21并可与第一表面21围成第一屏蔽空间101a，第二散热器10b抵靠于第二表面22并可与第二表面22围成第二屏蔽空间101b。第一表面21上可设有第一芯片31，第一芯片31收容于第一屏蔽空间101a中；第二表面22上可设有第二芯片32，第二芯片32可收容于第二屏蔽空间101b中。如此设置，一方面可使线路板20任一侧表面的芯片30均位于屏蔽空间101范围内，进而屏蔽芯片30的信号，另一方面可使芯片30产生的热量通过导热组件40传递至散热板11上，实现芯片30的快速冷却。38.请继续参照图6，可选地，第一散热器10a、第二散热器10b可关于线路板20对称设置，也即两个散热器10关于线路板20对称设置并分别与线路板20围成第一屏蔽空间101a和第二屏蔽空间101b，如此设置，可使芯片30完全位于屏蔽空间101内，避免芯片30的信号穿过线路板20影响天线的信号。39.请参照图7，图7是图6所示的芯片散热结构一个变形的截面示意图。在其他实施方式中，第一散热器10a可与第二散热器10b错位设置，每个散热器10对应一个芯片30，使得散热器10既能够屏蔽芯片30的信号，又能够节省空间。40.请参照图8，图8是图3所示的芯片散热结构另一个实施例的截面示意图。在又一个实施例中，散热器10可包括散热板11，线路板20与散热板11平行间隔设置，芯片30贴设于线路板20朝向散热板11的表面，导热组件40位于散热板11与芯片30之间，用于将芯片30产生的热量传递至散热板，以加快芯片30的散热效率。41.可选地，散热器10还包括多个散热翅片13，多个散热翅片13固定于散热板11背离线路板20的表面，以增大散热器10的散热面积，提高散热器10的散热效率。42.其中，散热器10由高导热材料加工制成，以提高散热器10的导热性能。散热器10的材质可为铝及铝合金、铜及铜合金、高导热石墨中的一种或者多种，在此不做具体限制。43.请参照图4和图5，第一界层41用于连接芯片30与热沉板42，以使芯片30能够与热沉板42充分接触，进而降低芯片30与热沉之间的接触热阻。可以理解地，第一界层41的厚度通常非常薄(小于0.2mm)，用于避免第一界层41厚度过大、热阻过大。具体地，第一界层41可以为导热硅脂、导热凝胶、石墨烯薄膜等较薄材料中的一种或多种。44.热沉板42具有较好的均温效果，其温度不随传递至其身上温度的变化而变化。譬如，热沉板42可以为蒸汽腔均温板(vc)、金刚石、金刚石铜、纯铜、高导热石墨中的一种，在此不做具体限制。45.第二界层43用于连接热沉板42与散热板11，第二界层43可吸收公差，譬如芯片30的高度公差、芯片30的尺寸公差、pcb变形公差、散热器10尺寸公差等，以使得热沉板42与散热板11充分接触，便于将热沉板42的热量有效传递至散热器10。46.请一并参照图5、图9和图10，图9是图5所示的芯片散热结构中散热器、导热组件和芯片配合的立体示意图，图10是图9所示的导热组件和芯片配合沿c-c方向的截面示意图。在一个实施例中，导热组件40还包括至少一个导向件44譬如导向柱，每个导向柱第一端固定于散热板11上。热沉板42上开设有至少一个导向孔420，至少一个导向孔420与至少一个导向件44一一对应，每个导向件44远离散热板11的一端穿设于对应的导向孔420中，使热沉板42沿导向件44往复移动，以确保第一界层41的厚度较薄，减小第一界层41的热阻。47.可选地，为使第二界层43能够吸收公差并使热沉板42与散热板11充分接触并挤压第一界层41材料，第二界层43的材质为弹性材料，譬如有机硅、碳纤维中的一种或者多种，在此不做具体限制。48.请参照图11，图11是图10所示的导热组件和芯片配合一个变形的截面示意图。进一步地，导热组件40还可包括限位件45，限位件45固定于导向件44远离散热板11的一端，用于限制热沉板42沿导向件44移动的距离。具体地，由于第二界层43具有弹性，热沉板42在第二界层43弹性形变的作用下远离散热板11，并挤压第一界层41。但是，若第二界层43的弹性形变过大，热沉板42易自导向柱脱离，影响导向组件导热的可靠性。限位件45的设置，一方面可限定热沉板42沿导向件44的浮动高度，另一方面可防止热沉板42脱离导向件44。49.可选地，限位件45可与导向件44一体生成，导向件44远离限位件45的一端穿过对应的导向孔420并与散热板11固定连接。或者限位件45与导向件44可拆卸连接(螺纹连接)，热沉板42的导向孔420套设于对应的导向件44上后，限位件45固定于导向件44上。50.请一并参照图12，图12是图10所示的导热组件和芯片配合又一个变形的截面示意图。在另一个实施例中，导热组件40还包括至少一个弹性件46(譬如弹簧)，每个弹性件46的一端与散热板11固定连接，另一端与热沉板42固定连接。如此设置，可使热沉板42能够有效挤压第一界层41，并使第一界层41的厚度足够薄，以减小第一界层41的热阻，提高热沉板42与芯片30之间的导热效率。可以理解地，弹性件46处于压缩状态且弹性件46可根据芯片30可承受应力水平调整弹性件46的弹性系数，以避免芯片30过压。51.可选地，由于弹性件46的存在，使得第二界层43无需考虑压缩回弹效果，因此第二界层43的材质不仅可为弹性材料，譬如有机硅、碳纤维中的一种或者多种，还可以是非弹性材料，譬如导热石墨片、导热凝胶等，在此不做具体限制。52.本实施例中，芯片30可位于第一界层41的范围内，第一界层41位于热沉板42的范围内，以使芯片30与热沉板42充分接触。换言之，芯片30在热沉板42上的投影位于热沉板42的范围内，一方面可确保芯片30与热沉板42的接触面积，确保芯片30与导热板之间的导热的可靠性，另一方面热沉板42与散热板11的接触面积远大于热沉板42与芯片30的接触面积，使得芯片30的热量能够快速经过热沉板42能够快速传递至散热板11，提高导热组件40的导热效率。本实施方式中，芯片30可与第一界层41完全重合。53.可选地，芯片散热结构100还可包括散热风扇(图未示)，散热风扇与散热器10间隔设置。散热风扇可向散热器10送风，以加快散热翅片13与散热板11表面的空气流动，进一步提高散热器10的散热效率。54.本技术实施例提供的芯片散热结构100，通过使导热组件40中的第一界层41、热沉板42与第二界层43依次层叠设置，其中第一界层41位于热沉板42与芯片30之间，第二界层43位于热沉板42与散热板11之间，既能够减小导热组件40的热阻，进而提高芯片30的散热效果，又能够吸收芯片30与散热板11之间公差，减小公差对散热的影响。55.以上所述仅为本技术的部分实施例，并非因此限制本技术的保护范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
：，均同理包括在本技术的专利保护范围内。当前第1页12当前第1页12
技术特征：
1.一种芯片散热结构，其特征在于，包括：散热器，所述散热器包括散热板；线路板，所述线路板与所述散热板平行间隔设置；芯片，所述芯片贴设于所述线路板朝向所述散热板的表面；以及导热组件，所述导热组件位于所述芯片与所述散热板之间；其中所述导热组件包括依次层叠设置的第一界层、热沉板和第二界层，所述第一界层位于所述热沉板与所述芯片之间，所述第二界层位于所述热沉板与所述散热板之间。2.根据权利要求1所述的芯片散热结构，其特征在于，所述导热组件还包括至少一个导向件，每个所述导向件的一端固定于所述散热板上；所述热沉板上设有至少一个导向孔，所述至少一个导向孔与所述至少一个导向件一一对应，每个所述导向件远离所述散热板的一端穿设于对应的所述导向孔中，用于使所述热沉板沿所述导向件往复移动。3.根据权利要求2所述的芯片散热结构，其特征在于，所述导热组件还包括限位件，所述限位件固定于所述导向件远离所述散热板的一端，用于限制所述热沉板沿所述导向件移动的距离。4.根据权利要求3所述的芯片散热结构，其特征在于，所述第二界层具有弹性。5.根据权利要求1所述的芯片散热结构，其特征在于，所述导热组件还包括至少一个弹性件；每个所述弹性件的一端与所述散热板固定连接，另一端与所述热沉板固定连接。6.根据权利要求2-5任一项所述的芯片散热结构，其特征在于，所述芯片在所述热沉板上的投影位于所述热沉板的范围内。7.根据权利要求6所述的芯片散热结构，其特征在于，所述散热器包括散热板以及自所述散热板的边缘延伸形成的侧沿，所述线路板设置所述芯片的一侧表面抵靠于所述侧沿远离所述散热板的一侧表面，使得线路板与所述散热器围成屏蔽空间；所述芯片收容于所述屏蔽空间中。8.根据权利要求7所述的芯片散热结构，其特征在于，所述芯片散热结构包括两个散热器，所述两个散热器关于所述线路板对称设置并分别与所述线路板围成第一屏蔽空间和第二屏蔽空间。9.根据权利要求1所述的芯片散热结构，其特征在于，所述散热器还包括多个散热翅片，所述多个散热翅片固定于所述散热板背离所述线路板的表面。10.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1-9任一项所述的芯片散热结构。
技术总结
本申请涉及一种芯片散热结构及电子设备。芯片散热结构包括散热器、线路板、芯片和导热组件；所述散热器包括散热板，所述线路板与所述散热板平行间隔设置，所述芯片贴设于所述线路板朝向所述散热板的表面，所述导热组件位于所述芯片与所述散热板之间；其中所述导热组件包括依次层叠设置的第一界层、热沉板和第二界层，所述第一界层位于所述热沉板与所述芯片之间，所述第二界层位于所述热沉板与所述散热板之间。所述电子设备包括所述芯片散热结构。通过上述方式，既能够减小导热组件的热阻，进而提高芯片的散热效果，又能够吸收芯片与散热板之间公差，减小公差对散热的影响。减小公差对散热的影响。减小公差对散热的影响。
技术研发人员：胡院林
受保护的技术使用者：OPPO广东移动通信有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/8
技术领域：
：，具体是涉及芯片散热结构及电子设备。
背景技术：
：：2.5g通信时代的来临，电子设备譬如路由器的功耗密度迅速增长，导致相关电子器件的工作温度面临严峻的超温风险。为使线路板上的芯片上的热量快速传递至散热器，通常使芯片直接贴合于所述散热器上。由于芯片与散热器之间由于公差的存在需设置较大的间隙，目前通常采用界面材料直接填充该间隙，但是界面材料通常导热系数较小，使得芯片上的热量难以有效传导进而存在超温风险。技术实现要素：3.本技术提供一种能够提高散热效率的芯片散热结构及电子设备。4.本技术提供了一种芯片散热结构，包括：5.散热器，所述散热器包括散热板；6.线路板，所述线路板与所述散热板平行间隔设置；7.芯片，所述芯片贴设于所述线路板朝向所述散热板的表面；以及8.导热组件，所述导热组件位于所述芯片与所述散热板之间；其中所述导热组件包括依次层叠设置的第一界层、热沉板和第二界层，所述第一界层位于所述热沉板与所述芯片之间，所述第二界层位于所述热沉板与所述散热板之间。9.本技术实施例提供的芯片散热结构，通过使导热组件中的第一界层、热沉板与第二界层依次层叠设置，其中第一界层位于热沉板与芯片之间，第二界层位于热沉板与散热板之间，既能够减小导热组件的热阻，进而提高芯片的散热效果，又能够吸收芯片与散热板之间公差，减小公差对散热的影响。附图说明10.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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。11.图1是本技术实施例提供的电子设备的立体示意图；12.图2是图1所示的电子设备沿a-a方向的截面示意图；13.图3是图2所示的电子设备中芯片散热结构的立体示意图；14.图4是图3所示的芯片散热结构沿b-b方向的截面示意图；15.图5是图3所示的芯片散热结构的爆炸示意图；16.图6是图3所示的芯片散热结构又一个实施例的截面示意图；17.图7是图6所示的芯片散热结构一个变形的截面示意图；18.图8是图3所示的芯片散热结构另一个实施例的截面示意图；19.图9是图5所示的芯片散热结构中散热器、导热组件和芯片配合的立体示意图；20.图10是图9所示的导热组件和芯片配合沿c-c方向的截面示意图；21.图11是图10所示的导热组件和芯片配合一个变形的截面示意图；22.图12是图10所示的导热组件和芯片配合又一个变形的截面示意图。具体实施方式23.下面结合附图和实施例，对本技术作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本技术，但不对本技术的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本技术的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。24.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技术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。25.请参照图1，图1是本技术实施例提供的电子设备的立体示意图。本技术提供一种电子设备1000。具体地，该电子设备1000可以为移动或便携式并执行无线通信的各种类型的计算机系统设备中的任何一种(图1中只示例性的示出了一种形态)。具体地，电子设备1000可以为移动电话或智能电话(例如，基于iphonetm，基于androidtm的电话)，便携式游戏设备(例如nintendodstm，playstationportabletm，gameboyadvancetm，iphonetm)、膝上型电脑、pda、便携式互联网设备、音乐播放器以及数据存储设备，其他手持设备以及诸如头戴式耳机等，电子设备1000还可以为其他的需要充电的可穿戴设备(例如，诸如电子手镯、电子项链、电子设备或智能手表的头戴式设备(hmd))。26.电子设备1000还可以是多个电子设备中的任何一个，多个电子设备包括但不限于客户前置设备(customerpremiseequipment、cpe)、路由器、蜂窝电话、智能电话、其他无线通信设备、个人数字助理、音频播放器、其他媒体播放器、音乐记录器、录像机、其他媒体记录器、收音机、医疗设备、车辆运输仪器、计算器、可编程遥控器、寻呼机、膝上型计算机、台式计算机、打印机、上网本电脑、个人数字助理(pda)、便携式多媒体播放器(pmp)、运动图像专家组(mpeg-1或mpeg-2)音频层3(mp3)播放器，便携式医疗设备以及数码相机及其组合等设备。27.在一些情况下，电子设备1000可以执行多种功能(例如，播放音乐，显示视频，存储图片以及接收和发送电话呼叫)。如果需要，电子设备1000可以是诸如蜂窝电话、媒体播放器、其他手持设备、腕表设备、吊坠设备、听筒设备或其他紧凑型便携式的设备。28.请一并参照图2，图2是图1所示的电子设备沿a-a方向的截面示意图。电子设备1000可包括芯片散热结构100和壳体200，壳体200收容芯片散热结构100并与芯片散热结构100固定连接，使得芯片散热结构100与壳体200之间稳定连接。29.为防止5gcpe、5g路由器、边缘计算等产品的芯片内部的集成电路信号干扰天线，导致产品数据流量(蜂窝、wifi)无法达到设计要求，于是需要屏蔽芯片的信号。但对于集成了通信、计算为一体的电子设备，其功耗大、散热多，而对芯片的屏蔽要求增大了芯片散热的难度，对芯片的散热方案的设计具有非常大的挑战。30.相关技术中，为屏蔽芯片信号，通常采用散热器包裹整个固定芯片的线路板，使得散热器既能够起到屏蔽作用，又能够起到对芯片散热的目的。但是，线路板上的芯片与散热器之间由于公差的存在，需设置较大的间隙。其中公差的来源一般来源于三个方面：其一，芯片尺寸公差，包括芯片自身的结构尺寸公差、回流焊接后的高度公差、热膨胀公差；其二，散热器公差，包括散热器加工公差、安装应力导致的形变公差等；其三，pcb单板在安装应力下形变公差。上述公差导致芯片与散热器之间的间隙往往较大，目前通常采用界面材料直接填充该间隙。但是受限于成本与界面材料基材的物理属性，界面材料的导热系数一般较小，常见导热系数在3-8w/m.k。并且，间隙的大小决定界面材料的厚度，间隙越大，界面材料越厚，芯片与散热器之间的热阻越高，使得芯片的热量无法高效传导至散热器中，芯片存在超温风险。尤其对于裸晶封装的芯片，其硅晶面积通常较小，较厚的界面材料严重限制了硅晶体中的热量的扩散。31.请参照图3至图5，图3是图2所示的电子设备中芯片散热结构的立体示意图，图4是图3所示的芯片散热结构沿b-b方向的截面示意图，图5是图3所示的芯片散热结构的爆炸示意图。本实施例中，芯片散热结构100可包括散热器10、线路板20、芯片30和导热组件40。其中，散热器10包括散热板11，线路板20与散热板11间隔相对设置，芯片30贴合于线路板20朝向散热板11的表面，也即芯片30位于线路板20与散热板11之间。导热组件40位于芯片30与散热板11之间，用于将芯片30产生的热量传导至散热器10的散热板11上。32.其中，导热组件40可包括依次层叠设置的第一界层41、热沉板42和第二界层43，其中热沉板42的导热系数远大于第一界层41和第二界层443的导热系数。第一界层41背离热沉板42的表面与芯片30贴合，也即第一界层41位于热沉板42与芯片30之间，用于使热沉板42能够与芯片30充分接触。第二界层43背离热沉板42的表面与散热板11贴合，也即第二界层43位于热沉板42与散热板11之间，用于使热沉板42能够与散热板11充分接触，进而使得芯片30能够通过热沉将产生的热量传递至散热器10，确保芯片30的散热性能。33.请继续参照图3至图5，在一个实施例中，芯片散热结构100可包括一个散热器10，芯片30设置于线路板20的一侧表面。具体地，散热器10可包括散热板11以及自散热板11的边缘延伸形成的侧沿12，散热板11与侧沿12可围成屏蔽腔110。线路板20设置芯片30的一侧表面抵靠于侧沿12远离散热板11的一侧表面，也即芯片30收容于屏蔽腔110中，线路板20盖合于屏蔽腔110，使得线路板20与散热器10围成屏蔽空间101。34.换言之，散热器10与线路板20可围成屏蔽空间101，芯片30收容于屏蔽空间101中并通过导热组件40与对应的散热板11导通，使得芯片30能够将热量传递至散热器10的散热板11上，防止芯片30过热，一方面屏蔽空间101可屏蔽芯片30上的信号，另一方面芯片30上的热量可通过导热组件40可传递至散热器10的散热板11上。35.请参照图6，图6是图3所示的芯片散热结构又一个实施例的截面示意图。进一步地，在又一个实施例中，芯片散热结构100可包括两个散热器10(譬如第一散热器10a和第二散热器10b)。线路板20可包括相背设置的第一表面21和第二表面22，芯片30的数量为至少为一个，至少一个芯片30可同时位于第一表面21，或至少一个芯片30可同时位于第二表面22，再或者至少一个芯片30中的部分数量的芯片30可位于第一表面21，另一部分数量的芯片30可位于第二表面22，在此不做具体限制。36.需要说明的是，本技术中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。37.其中，线路板20位于第一散热器10a与第二散热器10b之间。具体地，第一散热器10a的侧沿抵靠于第一表面21并可与第一表面21围成第一屏蔽空间101a，第二散热器10b抵靠于第二表面22并可与第二表面22围成第二屏蔽空间101b。第一表面21上可设有第一芯片31，第一芯片31收容于第一屏蔽空间101a中；第二表面22上可设有第二芯片32，第二芯片32可收容于第二屏蔽空间101b中。如此设置，一方面可使线路板20任一侧表面的芯片30均位于屏蔽空间101范围内，进而屏蔽芯片30的信号，另一方面可使芯片30产生的热量通过导热组件40传递至散热板11上，实现芯片30的快速冷却。38.请继续参照图6，可选地，第一散热器10a、第二散热器10b可关于线路板20对称设置，也即两个散热器10关于线路板20对称设置并分别与线路板20围成第一屏蔽空间101a和第二屏蔽空间101b，如此设置，可使芯片30完全位于屏蔽空间101内，避免芯片30的信号穿过线路板20影响天线的信号。39.请参照图7，图7是图6所示的芯片散热结构一个变形的截面示意图。在其他实施方式中，第一散热器10a可与第二散热器10b错位设置，每个散热器10对应一个芯片30，使得散热器10既能够屏蔽芯片30的信号，又能够节省空间。40.请参照图8，图8是图3所示的芯片散热结构另一个实施例的截面示意图。在又一个实施例中，散热器10可包括散热板11，线路板20与散热板11平行间隔设置，芯片30贴设于线路板20朝向散热板11的表面，导热组件40位于散热板11与芯片30之间，用于将芯片30产生的热量传递至散热板，以加快芯片30的散热效率。41.可选地，散热器10还包括多个散热翅片13，多个散热翅片13固定于散热板11背离线路板20的表面，以增大散热器10的散热面积，提高散热器10的散热效率。42.其中，散热器10由高导热材料加工制成，以提高散热器10的导热性能。散热器10的材质可为铝及铝合金、铜及铜合金、高导热石墨中的一种或者多种，在此不做具体限制。43.请参照图4和图5，第一界层41用于连接芯片30与热沉板42，以使芯片30能够与热沉板42充分接触，进而降低芯片30与热沉之间的接触热阻。可以理解地，第一界层41的厚度通常非常薄(小于0.2mm)，用于避免第一界层41厚度过大、热阻过大。具体地，第一界层41可以为导热硅脂、导热凝胶、石墨烯薄膜等较薄材料中的一种或多种。44.热沉板42具有较好的均温效果，其温度不随传递至其身上温度的变化而变化。譬如，热沉板42可以为蒸汽腔均温板(vc)、金刚石、金刚石铜、纯铜、高导热石墨中的一种，在此不做具体限制。45.第二界层43用于连接热沉板42与散热板11，第二界层43可吸收公差，譬如芯片30的高度公差、芯片30的尺寸公差、pcb变形公差、散热器10尺寸公差等，以使得热沉板42与散热板11充分接触，便于将热沉板42的热量有效传递至散热器10。46.请一并参照图5、图9和图10，图9是图5所示的芯片散热结构中散热器、导热组件和芯片配合的立体示意图，图10是图9所示的导热组件和芯片配合沿c-c方向的截面示意图。在一个实施例中，导热组件40还包括至少一个导向件44譬如导向柱，每个导向柱第一端固定于散热板11上。热沉板42上开设有至少一个导向孔420，至少一个导向孔420与至少一个导向件44一一对应，每个导向件44远离散热板11的一端穿设于对应的导向孔420中，使热沉板42沿导向件44往复移动，以确保第一界层41的厚度较薄，减小第一界层41的热阻。47.可选地，为使第二界层43能够吸收公差并使热沉板42与散热板11充分接触并挤压第一界层41材料，第二界层43的材质为弹性材料，譬如有机硅、碳纤维中的一种或者多种，在此不做具体限制。48.请参照图11，图11是图10所示的导热组件和芯片配合一个变形的截面示意图。进一步地，导热组件40还可包括限位件45，限位件45固定于导向件44远离散热板11的一端，用于限制热沉板42沿导向件44移动的距离。具体地，由于第二界层43具有弹性，热沉板42在第二界层43弹性形变的作用下远离散热板11，并挤压第一界层41。但是，若第二界层43的弹性形变过大，热沉板42易自导向柱脱离，影响导向组件导热的可靠性。限位件45的设置，一方面可限定热沉板42沿导向件44的浮动高度，另一方面可防止热沉板42脱离导向件44。49.可选地，限位件45可与导向件44一体生成，导向件44远离限位件45的一端穿过对应的导向孔420并与散热板11固定连接。或者限位件45与导向件44可拆卸连接(螺纹连接)，热沉板42的导向孔420套设于对应的导向件44上后，限位件45固定于导向件44上。50.请一并参照图12，图12是图10所示的导热组件和芯片配合又一个变形的截面示意图。在另一个实施例中，导热组件40还包括至少一个弹性件46(譬如弹簧)，每个弹性件46的一端与散热板11固定连接，另一端与热沉板42固定连接。如此设置，可使热沉板42能够有效挤压第一界层41，并使第一界层41的厚度足够薄，以减小第一界层41的热阻，提高热沉板42与芯片30之间的导热效率。可以理解地，弹性件46处于压缩状态且弹性件46可根据芯片30可承受应力水平调整弹性件46的弹性系数，以避免芯片30过压。51.可选地，由于弹性件46的存在，使得第二界层43无需考虑压缩回弹效果，因此第二界层43的材质不仅可为弹性材料，譬如有机硅、碳纤维中的一种或者多种，还可以是非弹性材料，譬如导热石墨片、导热凝胶等，在此不做具体限制。52.本实施例中，芯片30可位于第一界层41的范围内，第一界层41位于热沉板42的范围内，以使芯片30与热沉板42充分接触。换言之，芯片30在热沉板42上的投影位于热沉板42的范围内，一方面可确保芯片30与热沉板42的接触面积，确保芯片30与导热板之间的导热的可靠性，另一方面热沉板42与散热板11的接触面积远大于热沉板42与芯片30的接触面积，使得芯片30的热量能够快速经过热沉板42能够快速传递至散热板11，提高导热组件40的导热效率。本实施方式中，芯片30可与第一界层41完全重合。53.可选地，芯片散热结构100还可包括散热风扇(图未示)，散热风扇与散热器10间隔设置。散热风扇可向散热器10送风，以加快散热翅片13与散热板11表面的空气流动，进一步提高散热器10的散热效率。54.本技术实施例提供的芯片散热结构100，通过使导热组件40中的第一界层41、热沉板42与第二界层43依次层叠设置，其中第一界层41位于热沉板42与芯片30之间，第二界层43位于热沉板42与散热板11之间，既能够减小导热组件40的热阻，进而提高芯片30的散热效果，又能够吸收芯片30与散热板11之间公差，减小公差对散热的影响。55.以上所述仅为本技术的部分实施例，并非因此限制本技术的保护范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
：，均同理包括在本技术的专利保护范围内。当前第1页12当前第1页12
技术特征：
1.一种芯片散热结构，其特征在于，包括：散热器，所述散热器包括散热板；线路板，所述线路板与所述散热板平行间隔设置；芯片，所述芯片贴设于所述线路板朝向所述散热板的表面；以及导热组件，所述导热组件位于所述芯片与所述散热板之间；其中所述导热组件包括依次层叠设置的第一界层、热沉板和第二界层，所述第一界层位于所述热沉板与所述芯片之间，所述第二界层位于所述热沉板与所述散热板之间。2.根据权利要求1所述的芯片散热结构，其特征在于，所述导热组件还包括至少一个导向件，每个所述导向件的一端固定于所述散热板上；所述热沉板上设有至少一个导向孔，所述至少一个导向孔与所述至少一个导向件一一对应，每个所述导向件远离所述散热板的一端穿设于对应的所述导向孔中，用于使所述热沉板沿所述导向件往复移动。3.根据权利要求2所述的芯片散热结构，其特征在于，所述导热组件还包括限位件，所述限位件固定于所述导向件远离所述散热板的一端，用于限制所述热沉板沿所述导向件移动的距离。4.根据权利要求3所述的芯片散热结构，其特征在于，所述第二界层具有弹性。5.根据权利要求1所述的芯片散热结构，其特征在于，所述导热组件还包括至少一个弹性件；每个所述弹性件的一端与所述散热板固定连接，另一端与所述热沉板固定连接。6.根据权利要求2-5任一项所述的芯片散热结构，其特征在于，所述芯片在所述热沉板上的投影位于所述热沉板的范围内。7.根据权利要求6所述的芯片散热结构，其特征在于，所述散热器包括散热板以及自所述散热板的边缘延伸形成的侧沿，所述线路板设置所述芯片的一侧表面抵靠于所述侧沿远离所述散热板的一侧表面，使得线路板与所述散热器围成屏蔽空间；所述芯片收容于所述屏蔽空间中。8.根据权利要求7所述的芯片散热结构，其特征在于，所述芯片散热结构包括两个散热器，所述两个散热器关于所述线路板对称设置并分别与所述线路板围成第一屏蔽空间和第二屏蔽空间。9.根据权利要求1所述的芯片散热结构，其特征在于，所述散热器还包括多个散热翅片，所述多个散热翅片固定于所述散热板背离所述线路板的表面。10.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1-9任一项所述的芯片散热结构。
技术总结
本申请涉及一种芯片散热结构及电子设备。芯片散热结构包括散热器、线路板、芯片和导热组件；所述散热器包括散热板，所述线路板与所述散热板平行间隔设置，所述芯片贴设于所述线路板朝向所述散热板的表面，所述导热组件位于所述芯片与所述散热板之间；其中所述导热组件包括依次层叠设置的第一界层、热沉板和第二界层，所述第一界层位于所述热沉板与所述芯片之间，所述第二界层位于所述热沉板与所述散热板之间。所述电子设备包括所述芯片散热结构。通过上述方式，既能够减小导热组件的热阻，进而提高芯片的散热效果，又能够吸收芯片与散热板之间公差，减小公差对散热的影响。减小公差对散热的影响。减小公差对散热的影响。
技术研发人员：胡院林
受保护的技术使用者：OPPO广东移动通信有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/8
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