專利名稱：電子設備及其散熱基板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電子設備及其散熱基板。
背景技術：
現有技術電子設備一般包括PCB電路板，在應用大功率電子元件等 熱源后，需要在PCB板安裝電子元器件的背面設置一塊散熱金屬基板， 對所述大功率電子元件進行散熱。
參閱圖1，是現有技術一種PCB板與散熱金屬基板結合的截面示意 圖。所述PCB板110 —表面安裝有各種電子元器件，包括大功率元件 111,比如功放。所述散熱金屬基板120整體一種材料制作而成。在PCB 板110與散熱金屬基板120之間還包括一層用于將上迷兩板進行粘合的 PP材料或焊錫130。所述電子元件工作時，所述大功率元件lll發(fā)出的 熱量通過PP材料或焊錫130等到達散熱金屬基板120,隨即快速在金屬 基板120擴散，最后再通過熱傳導、輻射、對流等方式發(fā)散到空氣中。
一方面，由于金屬基板120都采用一種材料，比如銅材料，價格一 般相對昂貴，因此現有技術散熱金屬基板成本也較高，導致使用散熱金 屬基板的電子設備成本也高，特別是采用面積較大的散熱金屬基板情況 下；而且，由于采用一種金屬材料，比如銅，其密度相對較高，因此使 用散熱金屬基板的電子設備重量也重，增加運輸成本和使用。另一方面， 電子設備內PCB板上的熱源并非都密布在整個PCB上面，大部分情況 下熱源僅占據PCB的小部分面積，對于上迷情況，現有技術仍然采用將 整塊散熱金屬基板配合PCB的方式，雖然散熱效果可以保證，但也造成 一定的資源浪費。
發(fā)明內容
本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種電子設備及其散熱基板，保 證所述散熱基板具備一定散熱效果的同時，可以大幅降低成本。
為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是提供一種電 子設備，所述電子設備包括層疊的PCB和散熱基板，所述PCB部分區(qū) 域設置有熱源，所述散熱基板至少包括連接的第一散熱區(qū)域和第二散熱 區(qū)域，所述第一散熱區(qū)域的散熱性能優(yōu)于所述第二散熱區(qū)域，所述第一 散熱區(qū)域對應于所述PCB上的熱源，并且面積大于所述熱源在PCB上 的面積。
較優(yōu)實施方式中，所述第一散熱區(qū)域是金屬散熱結構。 較優(yōu)實施方式中，所述第一散熱區(qū)域是銅散熱結構，所述第二散熱
區(qū)域是金屬或非金屬散熱結構，并且所述第一散熱區(qū)域是矩形，所述第
二散熱區(qū)域包括兩部分，分別位于所述第一散熱區(qū)域的兩側。
較優(yōu)實施方式中，所述位于第 一散熱區(qū)域一側的第二散熱區(qū)域包括
至少兩塊，并沿所述第一散熱區(qū)域的一側排列，所述至少兩塊之間設有縫隙。
較優(yōu)實施方式中，所述第二散熱區(qū)域包圍所述第一散熱區(qū)域。 較優(yōu)實施方式中，所述散熱基板上具有定位通孔。 為解決A述技術問題，本發(fā)明采用的另一個技術方案是提供一種
應用于PCB的散熱基板，所述散熱基板至少包括連接的第一散熱區(qū)域和
第二散熱區(qū)域，所述第一散熱區(qū)域的散熱性能優(yōu)于所述第二散熱區(qū)域，
所述第一散熱區(qū)域對應于所述PCB上的熱源。
較優(yōu)實施方式中，所述第一散熱區(qū)域是金屬散熱結構。 較優(yōu)實施方式中，所述第一散熱區(qū)域是銅散熱結構，所述第二散熱
區(qū)域是鋁散熱結構，并且所述第一散熱區(qū)域是矩形，所述第二散熱區(qū)域
包括兩部分，分別位于所述第一散熱區(qū)域的兩側。
較優(yōu)實施方式中，所述位于第 一散熱區(qū)域一側的第二散熱區(qū)域包括
至少兩塊，并沿所述第一散熱區(qū)域的一側排列，所迷至少兩塊之間設有縫隙。本發(fā)明的有益效果是區(qū)別于現有技術應用于PCB的散熱金屬基板 整體采用銅材料而導致成本高、資源浪費的技術問題，本發(fā)明將散熱基 板至少分為兩散熱區(qū)域，并且所述至少兩散熱區(qū)域的散熱性能不同，散 熱性能較好的散熱區(qū)域對應于所述PCB上的熱源設置，這樣，PCB上 最需要散熱的熱源有對應的散熱性能較好的散熱區(qū)域進行良好散熱，而 經過此散熱區(qū)域的熱流向四面發(fā)散時，也可以在不明顯影響整體散熱性 能的情況下向散熱性能較低的其他散熱區(qū)域傳導發(fā)散，可以降低材料成 本。具體上，對應熱源設置的散熱性能較優(yōu)的散熱區(qū)域一方面本身可以 快速散熱，將熱量通過輻射、對流等方式發(fā)散到空氣中；另一方面是充 當熱源與其他散熱區(qū)域的熱流快速傳導通道，可以利用本身較優(yōu)的散熱 性能來將熱源的熱流迅速傳導給其他散熱區(qū)域，解決熱源到散熱基板之 間熱傳導的瓶頸問題，而且，熱流從性能較優(yōu)的散熱區(qū)域向周圍其他散 熱區(qū)域傳導時，熱流被分散，同時熱流在性能較優(yōu)的散熱區(qū)域傳導過程 中也逐漸消耗，因此熱流從上述兩散熱區(qū)域之間的傳導過程中不會被明 顯阻礙，而到達性能較低的散熱區(qū)域的熱流也能被該區(qū)域充分發(fā)散出 去，所以采用不同材料制作的本發(fā)明散熱基板在散熱性能上總體上能得 到'保證，而材料成本卻可以有效降低。
圖l是現有技術PCB板與散熱金屬基板結合的截面示意圖； 圖2是本發(fā)明電子設備第一實施方式中PCB板與散熱基板結合的截 面示意圖3是圖2中散熱基板的平面示意圖4是本發(fā)明散熱基板第二實施方式的平面示意圖5是本發(fā)明散熱基板第三實施方式的平面示意圖6是本發(fā)明散熱基板第四實施方式的平面示意圖7是本發(fā)明散熱基板第五實施方式的平面示意圖。
具體實施例方式
電子設備內PCB 210上的熱源211并非都密布在整個PCB 210上
6面，大部分情況下熱源211僅占據PCB210的小部分面積。因此，本發(fā) 明提出采用不同散熱性能的散熱區(qū)域來組成散熱基板220,對應所述熱 源211的散熱性能較優(yōu)的散熱區(qū)域可以迅速散熱，而其余散熱性能較低 的其他散熱區(qū)域對應PCB 210的其他部分。
請參考圖1，是本發(fā)明電子設備第一實施方式的示意圖。所述電子 設備包括層疊的PCB 210和散熱基板220。所述PCB 210部分區(qū)域設置 有熱源211。所述散熱基板220包括連接的第一散熱區(qū)域221和第二散 熱區(qū)域222。所述第一散熱區(qū)域221的散熱性能優(yōu)于所述第二散熱區(qū)域 222。所述第一散熱區(qū)域221對應于所述PCB210上的熱源211,并且面 積大于所述熱源211在PCB 210上的面積。所述PCB 210與散熱基板 220之間通過PP或焊錫膏230固定。
上述本發(fā)明實施方式將散熱基板220分為兩散熱性能不同的區(qū)域， 并且散熱性能較好的散熱區(qū)域對應于所述PCB 210上的熱源211設置， 這樣，PCB 210上最需要散熱的熱源211有對應的散熱性能較好的散熱 區(qū)域進行良好散熱，而經過此散熱區(qū)域的熱流向四面發(fā)散時，也可以在 不明顯影響整體散熱性能的情況下向散熱性能較低的其他散熱區(qū)域傳 導發(fā)散，可以降低材料成本。
具體上，對應熱源211設置的散熱性能較優(yōu)的散熱區(qū)域一方面本身 可以快速散熱，將熱量通過傳導輻射、對流等方式發(fā)散到空氣中；另一 方面是充當熱源211與其他散熱區(qū)域的熱流快速傳導通道，可以利用本 身較優(yōu)的散熱性能來將熱源211的熱流迅速傳導給其他散熱區(qū)域，解決 熱源211到散熱基板220之間熱傳導的瓶頸問題，而且，熱流從性能較 優(yōu)的散熱區(qū)域向周圍其他散熱區(qū)域傳導時，熱流被分散，同時熱流在性 能較優(yōu)的散熱區(qū)域傳導過程中也逐漸消耗，因此熱流從上述兩散熱區(qū)域 之間的傳導過程中不會被明顯阻礙而影響整體散熱，而到達性能較低的 散熱區(qū)域的熱流也能被該區(qū)域充分發(fā)散出去，所以采用不同材料制作的 本發(fā)明散熱基板220在散熱性能上總體上能得到保證，而材料成本卻可 以有效降低。
此外，所述第一散熱區(qū)域221面積大于所述熱源211在PCB210上的面積，可以更有效對熱源211的熱量進行發(fā)散，更好保證散熱基板220 的散熱效果。其中，熱源211是發(fā)熱元件，比如功放、發(fā)熱負載等。
在較優(yōu)實施方式中，所述第一散熱區(qū)域221是銅散熱結構。當然， 也可以是包括銅、鋁等在內的其他金屬或非金屬材料。而所述第二散熱 區(qū)域222是鋁散熱結構，當然，也可以是鐵等金屬或非金屬等散熱性能 較低的材料。
參閱圖3，所述第一散熱區(qū)域221可以是矩形，所述第二散熱區(qū)域 222可以包括兩部分，分別位于所述第一散熱區(qū)域221的兩側。這樣位 于中間的第一散熱區(qū)域221可以將來自熱源211的熱流向兩側的第二散 熱區(qū)域222發(fā)散，并不太大影響散熱基板220的整體散熱性能。當然， 在其他實施方式中，第一散熱區(qū)域221不限于矩形；所述第二散熱區(qū)域 222不限于分為兩部分，可以是三部分、四部分等，也不限于位于所述 第一散熱區(qū)域221的兩側，可以位于所述第一散熱區(qū)域221四周或里面， 甚至可以將所述第一散熱區(qū)域221分開。
參閱圖4,所述位于第一散熱區(qū)域221 —側的第二散熱區(qū)域222可 以包括兩塊，并沿所述第一散熱區(qū)域221的一側排列，所述至少兩塊之 間設有縫隙223。第二散熱區(qū)域222采用分塊排列的方式，可以避免在 溫度變化時，第一散熱區(qū)域221和第二散熱區(qū)域222熱膨脹系數不同而 導致的散熱基板220彎曲的技術問題，使得散熱基板220始終保持平直 的形狀或不至于過度彎曲，并且能與PCB210良好接觸。當然，在其他 實施方式中，第二散熱區(qū)域222并不限于分為兩塊，可以分為三塊、四 塊等等，而且也不限于沿所述第一散熱區(qū)域221的一側排列的方式。
參閱圖5,所述散熱基板220上具有定位通孔224。所述定位通孔 224位于第一散熱區(qū)域221。參閱圖6，所述定位通孔224可以有多個， 交叉分布在第一散熱區(qū)域221的邊緣。當然，在其他實施方式中，所述 定位通孔224也可以位于第二散熱區(qū)域222。
參閱圖7,所述第二散熱區(qū)域222可以包圍所述第一散熱區(qū)域221。 這樣導入第 一散熱區(qū)域221的熱流可以從四面八方導入所述第二散熱區(qū) 域222,起到較佳的散熱效果。
8再參閱圖2，本發(fā)明還采用另一個技術方案是提供一種應用于PCB 210的散熱基板220,所述散熱基板220至少包括連接的第一散熱區(qū)域 221和第二散熱區(qū)域222，所述第一散熱區(qū)域221的散熱性能優(yōu)于所述 第二散熱區(qū)域222,所述第一散熱區(qū)域221對應于所述PCB 210上的熱 源211。
同樣，本實施方式可以保證基本的散熱效果的同時，有效降低材料
成本o
其中，所述第 一散熱區(qū)域221是銅散熱結構。所述第二散熱區(qū)域222 是鋁散熱結構，并且所述第一散熱區(qū)域221是矩形，所述第二散熱區(qū)域 222包括兩部分，分別位于所述第一散熱區(qū)域221的兩側。
所述位于第一散熱區(qū)域221 —側的第二散熱區(qū)域222包括至少兩 塊，并沿所述第一散熱區(qū)域221的一側排列，所述至少兩塊之間設有縫 '隙223(參閱圖4)。
下面列一
具體實施例方式
例如散熱基板的尺寸為12 (寬)x29.5 (長)xo.25(厚)cm,整 板銅結構改為局部鋁結構設計，即僅采用原來三分之一分量的銅材料， 可至少取得以下效果
1 )重量減少
A、 整班銅重量12(寬)x29.5(長)x 0.25 (厚)x8.9(銅密 度)/1000=0.78765KG
B、 局部鋁替代后重量(0.78765/3 ) + ( 8 x 29.5 x 0.25 x 2.7 (鋁密 度)/1000) =0.26255+0.1593=0.42185KG
最終減少重量A-B=0.78765-0.42185=0.3658KG 2)成本降低
A、 整才反銅成本0.78765 x 30.025=23.65元
B、 局部鋁替代后整個價格(23.65/3 ) + ( 0,1593 x 12.39 ) =7.88+1.97=9.85元
最終降低成本A-B=23.65-9.85=13.8元
該成本計算是單件產品產生的效益，如果按批量生產效益更加可觀。
另外，散熱基板并不限于兩種散熱區(qū)域設計，可以整板設計改為多
種材料(可以是銅、鋁、鐵等金屬或非金屬材料)組合后，再與PCB210 實現結合。
本發(fā)明散熱基板結構可以是任何材料、尺寸、形狀組合，基本原則 是保證散熱基板散熱性能能基本滿足實際需要的同時，有效降低材料成 本和產品重量，而且經過進一步組合后，組合成本還可以更低。
上述第 一散熱區(qū)域221與第二散熱區(qū)域222的面積比例，首先要滿 足器件散熱需求，設計階段需要進行模擬仿真，對加工出的產品還會分 區(qū)實際測量器件或PCB 210溫度確認是否正常，合格才確認最終第一散 熱區(qū)域221與第二散熱區(qū)域222的面積比例，或者多個散熱區(qū)域的面積 比例及其形狀結構，這樣可以確保散熱基板220基本滿足PCB 210的散 熱要求，并且靈活應用到各種各樣的產品，可以最大范圍降低材料成本。
以上所述J又為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范 圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變 換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的 專利保護范圍內。
權利要求
1. 一種電子設備，包括PCB和散熱基板，所述PCB部分區(qū)域設置有熱源，其特征在于所述散熱基板至少包括連接的第一散熱區(qū)域和第二散熱區(qū)域，所述第一散熱區(qū)域的散熱性能優(yōu)于所述第二散熱區(qū)域，所述第一散熱區(qū)域對應于所述PCB上的熱源，并且面積大于所述熱源在PCB上的面積。
2. 根據權利要求1所述的電子設備，其特征在于所述第一散熱區(qū) 域是金屬散熱結構。
3. 根據權利要求2所述的電子設備，其特征在于所述第一散熱區(qū) 域是銅散熱結構，所述第二散熱區(qū)域是金屬或非金屬散熱結構，并且所 述第一散熱區(qū)域是矩形，所述第二散熱區(qū)域包括兩部分，分別位于所述 第一散熱區(qū)域的兩側。
4. 根據權利要求3所述的電子設備，其特征在于所述位于第一散 熱區(qū)域一側的第二散熱區(qū)域包括至少兩塊，并沿所述第 一散熱區(qū)域的一 側排列，所述至少兩塊之間設有縫隙。
5. 根據權利要求2所述的電子設備，其特征在于所述第二散熱區(qū) 域包圍所述第 一散熱區(qū)域。
6. 根據權利要求1至5任一項所述的電子設備，其特征在于所述 散熱基板上具有定位通孔。
7. —種應用于PCB的散熱基板，其特征在于 所述散熱基板至少包括連接的第一散熱區(qū)域和第二散熱區(qū)域， 所述第 一散熱區(qū)域的散熱性能優(yōu)于所述第二散熱區(qū)域， 所述第 一散熱區(qū)域對應于所述PCB上的熱源。
8. 根據權利要求7所述的應用于PCB的散熱基板，其特征在于 所述第 一散熱區(qū)域是金屬散熱結構。
9. 根據權利要求8所述的應用于PCB的散熱基板，其特征在于 所述第一散熱區(qū)域是銅散熱結構，所述第二散熱區(qū)域是鋁散熱結構，并 且所述第一散熱區(qū)域是矩形，所述第二散熱區(qū)域包括兩部分，分別位于 所述第 一散熱區(qū)域的兩側。
10. 根據權利要求9所述的應用于PCB的散熱基板，其特征在于 所述位于第 一散熱區(qū)域一側的第二散熱區(qū)域包括至少兩塊，并沿所述第 一散熱區(qū)域的一側排列，所述至少兩塊之間設有縫隙。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電子設備及其散熱基板。所述電子設備包括層疊的PCB和散熱基板，所述PCB部分區(qū)域設置有熱源，所述散熱基板至少包括連接的第一散熱區(qū)域和第二散熱區(qū)域，所述第一散熱區(qū)域的散熱性能優(yōu)于所述第二散熱區(qū)域，所述第一散熱區(qū)域對應于所述PCB上的熱源，并且面積大于所述熱源在PCB上的面積。本發(fā)明可以在基本保證散熱效果的同時有效降低成本。
文檔編號H01L23/36GK101500372SQ200910105239
公開日2009年8月5日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權日2009年1月21日
發(fā)明者張松峰, 平 曾 申請人:深圳市深南電路有限公司