熱源散熱結構的製作方法
2023-06-08 22:26:06
熱源散熱結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種熱源散熱結構，包括：電路板，電路板上設有沿上下方向貫通電路板的通孔；散熱器，散熱器位於通孔正下方並與電路板間隔開；發熱器件，發熱器件與通孔相對設置，發熱器件的上端面位於電路板的上表面之上，發熱器件的下端面位於電路板的下表面之上，發熱器件上伸出有與電路板的上表面焊接的引腳；以及過渡熱沉，過渡熱沉的下端面與散熱器的上端面連接，過渡熱沉的上端面與發熱器件的下端面連接，至少部分過渡熱沉位於通孔內。根據本實用新型的熱源散熱結構，可以降低發熱器件產生的熱量對電路板上其它電子元件的損害，可以提高電路板上的空間利用率。
【專利說明】熱源散熱結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電子【技術領域】，具體而言，特別涉及一種熱源散熱結構。
【背景技術】
[0002]在電子行業中，很多電子元器件，例如，大功率半導體器件在工作的時候會產生大量的熱量。如果不能有效對這些元器件進行散熱，熱量的積聚會使元器件的溫度迅速升高，甚至損壞元器件。
[0003]將發熱量較大的電子元器件固定在散熱裝置上，如散熱片、水冷板等，散熱裝置可以將元器件上的熱量散出，達到散熱目的。
[0004]相關技術中，熱源散熱結構通常包括:發熱器件(如大功率半導體器件)、散熱裝置以及電路板(PCB)，各個部件之間的連接關係為，用螺釘發熱器件固定在散熱裝置上，使得發熱器件的主要導熱表面與散熱裝置的導熱表面緊密接觸，發熱器件的引腳焊接在電路板(PCB)上進行工作。發熱器件的主要導熱表面與電路板(PCB)的表面接近垂直或者保持一定角度。這種結構散熱裝置會佔用電路板(PCB)上較大的空間。
[0005]另外，由於發熱器件在工作時的電流較大，較短的引腳可以有利於將降低電路損耗，採用上述結構的熱源散熱結構，如果引腳較短，發熱器件距離印製電路板(PCB)較近，發熱器件的輔助導熱表面未與散熱裝置接觸會產生大量的熱輻射，熱輻射將到達電路板(PCB)及其上面的其他元器件，從而導致它們的壽命下降及損壞。
實用新型內容
[0006]本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。
[0007]有鑑於此，本實用新型提出一種具有散熱效果好，空間利用率高的熱源散熱結構。
[0008]根據本實用新型實施例的熱源散熱結構，包括:電路板，所述電路板上設有沿上下方向貫通所述電路板的通孔；散熱器，所述散熱器位於所述通孔正下方並與所述電路板間隔開；發熱器件，所述發熱器件與所述通孔相對設置，所述發熱器件的上端面位於所述電路板的上表面之上，所述發熱器件的下端面位於所述電路板的下表面之上，所述發熱器件上伸出有與所述電路板的所述上表面焊接的引腳；以及過渡熱沉，所述過渡熱沉的下端面與所述散熱器的上端面連接，所述過渡熱沉的上端面與所述發熱器件的下端面連接，至少部分所述過渡熱沉位於所述通孔內。
[0009]根據本實用新型的實施例的熱源散熱結構，至少發熱器件和散熱器的主體部分相對地設置在電路板的兩側，發熱器件的主導熱面與散熱器連接，輔助導熱表面位於電路板的上表面之上，輔助導熱表面向外產生熱福射，福射的熱量朝向電路板較少，可以降低發熱器件產生的熱量對電路板上其它電子元件的損害。同時，由於散熱器與發熱器件不在電路板的同一側，可以提聞電路板上的空間利用率。
[0010]根據本實用新型的一個實施例，熱源散熱結構進一步包括第一螺釘，所述第一螺釘由上至下依次穿過所述發熱器件、所述過渡熱沉以及所述散熱器以將所述發熱器件、所述過渡熱沉以及所述散熱器鎖緊。
[0011]根據本實用新型的一個實施例，熱源散熱結構進一步包括輔助散熱器，所述輔助散熱器設在所述發熱器件的所述上端面上。
[0012]根據本實用新型的一個實施例，熱源散熱結構進一步包括第二螺釘，所述第二螺釘由上至下依次穿過所述輔助散熱器、所述發熱器件、所述過渡熱沉以及所述散熱器以將所述輔助散熱器、所述發熱器件、所述過渡熱沉以及所述散熱器鎖緊。
[0013]根據本實用新型的一個實施例，所述發熱器件的下端面位於所述電路板的上表面之上。
[0014]根據本實用新型的一個實施例，所述過渡熱沉包括主體部和翻邊部，所述翻邊部沿周向方向形成在所述主體部的上端，部分所述主體部貫穿所述通孔，所述發熱器件的下端面與所述翻邊部的上端面連接。
[0015]根據本實用新型的一個實施例，所述發熱器件的下端面位於所述電路板的上表面與所述電路板的下端面之間。
[0016]根據本實用新型的一個實施例，所述過渡熱沉與所述發熱器件之間設有導熱層。
[0017]根據本實用新型的一個實施例，所述過渡熱沉為銅片、鋁片、氮化鋁陶瓷片中的一種。
[0018]根據本實用新型的一個實施例，所述通孔為圓形孔或矩形孔。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是根據本實用新型的一個實施例的熱源散熱結構的結構示意圖；
[0020]圖2是根據本實用新型的另一個實施例的熱源散熱結構的結構示意圖；
[0021]圖3是根據本實用新型的再一個實施例的熱源散熱結構的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0023]下面參考附圖描述根據本實用新型的實施例的熱源散熱結構100。
[0024]如圖1-3所示，根據本實用新型的實施例的熱源散熱結構100，包括:電路板10、散熱器20、發熱器件30以及過渡熱沉40。
[0025]可以理解的是，半導體功率器件是常見發熱量較大的電子元件在本實用新型的實施例中簡稱為「發熱器件30」)，例如，發熱器件可以為採用T0-220封裝結構或者採用T0-247封裝的M0S管、採用T0-3P封裝的IGBT中的一種。過渡熱沉40可以為銅片、鋁片、氮化鋁陶瓷片中的一種或者其他導熱材料。
[0026]具體而言，電路板10上設有沿上下方向(參見圖1)貫通電路板10的通孔11，通孔11可以為圓形孔或矩形孔，其形狀可以與發熱器件30的形狀匹配。散熱器20可以為翅片散熱器，散熱器20可以位於通孔11正下方並與電路板10間隔開。發熱器件30與通孔11相對設置。發熱器件30的上端面位於電路板10的上表面之上，發熱器件30的下端面位於電路板10的下表面之上，換言之，發熱器件30的下端面向下不超出電路板10的下表面，發熱器件30的上端面超出電路板10的上表面。發熱器件30上伸出有與電路板10的上表面焊接的引腳31，例如引腳31可以由發熱器件30的側面伸出。過渡熱沉40的下端面與散熱器20的上端面連接，過渡熱沉40的上端面與發熱器件30的下端面連接，以通過過渡熱沉40將發熱器件30上的熱量傳遞給散熱器20，以通過散熱器20將熱量散發。其中至少部分過渡熱沉40是位於通孔11內，以使發熱器件30和散熱器20分別位於電路板10的上下兩側。
[0027]根據本實用新型的實施例的熱源散熱結構100，至少發熱器件30和散熱器20的主體部分相對地設置在電路板10的兩側，發熱器件30的主導熱面與散熱器20連接，輔助導熱表面位於電路板10的上表面之上，輔助導熱表面向外產生熱福射，福射的熱量朝向電路板10較少，可以降低發熱器件30產生的熱量對電路板上其它電子元件的損害。同時，由於散熱器20與發熱器件30不在電路板10的同一側，可以提高電路板10上的空間利用率。
[0028]如圖2、圖3所示，根據本實用新型的一個實施例，熱源散熱結構100可以進一步包括第一螺釘51，第一螺釘51由上至下依次穿過發熱器件30、過渡熱沉40以及散熱器20以將發熱器件30、過渡熱沉40以及散熱器20鎖緊。可以理解的是，發熱器件30、過渡熱沉40以及散熱器20的連接和定位方式並不限於此，例如，根據本實用新型的一個實施例，發熱器件30、過渡熱沉40以及散熱器20可以通過膠粘層依次粘接。
[0029]如圖1所示，根據本實用新型的一個實施例，熱源散熱結構100可以進一步包括輔助散熱器60，輔助散熱器60可以設在發熱器件30的上端面上。由此，可以進一步提高發熱器件30的散熱效率。進一步地，根據本實用新型的一個實施例，熱源散熱結構100可以進一步包括第二螺釘52，第二螺釘52由上至下依次穿過輔助散熱器60、發熱器件30、過渡熱沉40以及散熱器20以將輔助散熱器60、發熱器件30、過渡熱沉40以及散熱器20鎖緊。
[0030]如圖2所示，根據本實用新型的一個實施例，發熱器件30的下端面位於所述電路板10的上表面之上。進一步地，過渡熱沉40可以包括主體部41和翻邊部42，翻邊部42沿周向方向形成在主體部41的上端，翻邊部42的徑向尺寸可以大於導熱器件30的徑向尺寸，以有利於熱量的傳遞，部分主體部41可以貫穿通孔11，發熱器件30的下端面與翻邊部42的上端面連接，以通過過渡熱沉將發熱器件30上的熱量傳遞給散熱器20。
[0031]如圖3所示，根據本實用新型的一個實施例，發熱器件30的下端面位於電路板10的上表面與電路板10的下端面之間，過渡熱沉40的徑向尺寸可以小於發熱器件30的徑向尺寸，由此，可以減少製造過渡熱沉40的材料的使用量，降低生產成本。
[0032]根據本實用新型的一個實施例，為了提高導熱效率，過渡熱沉40與發熱器件30之間可以設有導熱層(未示出)，導熱層可以為導熱矽膠、導熱膠等構造成。
[0033]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」 「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」、「軸向」、「徑向」、「周向」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0034]此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。在本實用新型的描述中，「多個」的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
[0035]在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接或彼此可通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係，除非另有明確的限定。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0036]在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵「上」或「下」可以是第一和第二特徵直接接觸，或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。
[0037]在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
[0038]儘管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【權利要求】
1.一種熱源散熱結構，其特徵在於，包括: 電路板，所述電路板上設有沿上下方向貫通所述電路板的通孔； 散熱器，所述散熱器位於所述通孔正下方並與所述電路板間隔開； 發熱器件，所述發熱器件與所述通孔相對設置，所述發熱器件的上端面位於所述電路板的上表面之上，所述發熱器件的下端面位於所述電路板的下表面之上，所述發熱器件上伸出有與所述電路板的所述上表面焊接的引腳；以及 過渡熱沉，所述過渡熱沉的下端面與所述散熱器的上端面連接，所述過渡熱沉的上端面與所述發熱器件的下端面連接，至少部分所述過渡熱沉位於所述通孔內。
2.根據權利要求1所述的熱源散熱結構，其特徵在於，進一步包括第一螺釘，所述第一螺釘由上至下依次穿過所述發熱器件、所述過渡熱沉以及所述散熱器以將所述發熱器件、所述過渡熱沉以及所述散熱器鎖緊。
3.根據權利要求1所述的熱源散熱結構，其特徵在於，進一步包括輔助散熱器，所述輔助散熱器設在所述發熱器件的所述上端面上。
4.根據權利要求3所述的熱源散熱結構，其特徵在於，進一步包括第二螺釘，所述第二螺釘由上至下依次穿過所述輔助散熱器、所述發熱器件、所述過渡熱沉以及所述散熱器以將所述輔助散熱器、所述發熱器件、所述過渡熱沉以及所述散熱器鎖緊。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的熱源散熱結構，其特徵在於，所述發熱器件的下端面位於所述電路板的上表面之上。
6.根據權利要求5中任一項所述的熱源散熱結構，其特徵在於，所述過渡熱沉包括主體部和翻邊部，所述翻邊部沿周向方向形成在所述主體部的上端，部分所述主體部貫穿所述通孔，所述發熱器件的下端面與所述翻邊部的上端面連接。
7.根據權利要求1-4中任一項所述的熱源散熱結構，其特徵在於，所述發熱器件的下端面位於所述電路板的上表面與所述電路板的下端面之間。
8.根據權利要求1中任一項所述的熱源散熱結構，其特徵在於，所述過渡熱沉與所述發熱器件之間設有導熱層。
9.根據權利要求1中任一項所述的熱源散熱結構，其特徵在於，所述過渡熱沉為銅片、鋁片、氮化鋁陶瓷片中的一種。
10.根據權利要求1中任一項所述的熱源散熱結構，其特徵在於，所述通孔為圓形孔或矩形孔。
【文檔編號】H05K7/20GK204131906SQ201420542392
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月19日 優先權日:2014年9月19日
【發明者】程思洋, 王培金 申請人:程思洋, 廈門超旋光電科技有限公司