一种板级芯片的柔性散热结构的制作方法

1.本实用新型属于芯片散热技术领域，具体是涉及到一种板级芯片的柔性散热结构。


背景技术：

2.电路板芯片散热设计的目的是采取适当的措施和方法，快速可靠地把芯片工作产生的热量传导到产品外壳，使芯片在合适的温度下正常工作，不会因高温失效。热量主要是以传导、对流和辐射传递出去的。
3.芯片现有的散热方案是将其热量传导到柔性的导热垫来，然后再通过导热凸台再到产品外壳，整个导热路径的瓶颈在于导热垫的导热系数小，热阻大。同时由于安装好的芯片与产品外壳之间是有一定高度误差的，导热垫的厚度和压缩量并不能适当的消除，容易造成未完全消除间隙或者过度压缩顶起电路板使得电路板受到较大应力影响其可靠性。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种板级芯片的柔性散热结构，提高导热效率的同时，能够紧密地与芯片贴合，且电路板受到的应力较小。
5.基于上述目的本实用新型提供的一种板级芯片的柔性散热结构，包括：
6.导热基座；
7.与导热基座可滑动伸缩的导热体，所述导热基座与导热体之间填充有导热流体；以及
8.弹性件，所述弹性件使导热体紧贴于芯片。
9.可选地，所述导热基座与导热体周向接触，所述弹性件设置在导热基座与导热体之间；或者
10.弹性件套设于导热基座上，且弹性件位于导热体的端部与外壳之间。
11.可选地，所述导热基座与导热体之间设置有滑动限位机构，所述滑动限位机构用于限定导热基座与导热体滑动伸出量。
12.可选地，所述滑动限位机构包括刚性连接于导热基座侧部的定位销，以及在导热体侧部开设的行程孔；或者
13.所述滑动限位机构包括刚性连接于导热体侧部的定位销，以及在导热基座侧部开设的行程孔；
14.所述定位销被限制于行程孔内移动。
15.可选地，所述导热基座与导热体的接触面开设有多个凹槽；或者
16.所述导热体与导热基座的接触面开设有多个凹槽。
17.可选地，所述导热基座的顶部开设有放置孔，用于安装弹性件。
18.可选地，所述导热基座的底部开设有螺纹孔，用于导热基座通过螺钉与外壳固定连接。
19.可选地，所述弹性件为弹簧或弹性橡胶件。
20.可选地，所述导热基座整体呈圆柱状或方块状。
21.可选地，所述导热体整体呈圆柱状或方块状。
22.本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的板级芯片的柔性散热结构，将芯片热量直接传导到导热体，然后再到导热基座，最后到外壳，整个路径都是金属传导，则其导热效率高可快速地将芯片热量导出；再者利用弹性件形变量来恰当的消除因芯片高度误差带来的间隙使得导热体可无间隙地直接与芯片相接触，且使得电路板受到的应力较小，进而能够避免顶起电路板。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例提供的柔性散热结构的安装结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例提供的柔性散热结构的结构示意图；
25.图3为本实用新型实施例提供的柔性散热结构的剖视图；
26.图4为本实用新型实施例提供的导热基座的结构示意图；
27.图5为图4的a向导热基座的结构示意图；
28.图6为本实用新型实施例提供的导热体的结构示意图；
29.图7为本实用新型实施例提供的导热基座底部固定的结构示意图。
30.图中：10、柔性散热结构；101、导热基座；1011、放置孔；1012、螺纹孔；1013、安装孔；1014、凹槽；102、导热体；1021、行程孔；1022、容纳槽；103、弹性件；104、定位销；105、螺钉；20、电路板；201、芯片；30、外壳。
具体实施方式
31.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
32.如图1-3所示，本实用新型提供了一种板级芯片的柔性散热结构，包括：导热基座101、与导热基座101可滑动伸缩的导热体102以及弹性件103，导热基座101与导热体102之间填充有导热流体；弹性件103使导热体102紧贴于芯片201。
33.与现有技术相比，本实用新型实施例提供的板级芯片201的柔性散热结构10位于芯片201与外壳30之间，且其两端分别与芯片201和外壳30接触，弹性件103的弹性，使导热体102直接与芯片201接触，同时导热套筒与安装基座的微间隙用导热流体填充，将芯片201热量直接传导到导热体102，然后再到导热基座101，最后到外壳30。整个路径都是金属传导，则其导热效率高可快速地将芯片201热量导出；再者利用弹性件103形变量来恰当的消除因芯片201高度误差带来的间隙使得导热体102可无间隙地直接与芯片201相接触，且使得电路板20受到的应力较小，进而能够避免顶起电路板20。
34.在一个实施例中，请参阅图3-图6，导热体102套设于导热基座101的外周，弹性件103设置在导热基座101与导热体102之间，具体地，导热基座101的顶部开设有放置孔1011，用于安装弹性件103，导热体102开设有容纳槽1022，用于包裹导热基座101，导热基座101是固定在外壳30上的，弹性件103的弹性使导热体102于芯片201抵接，需要说明的是弹性件103在克服导热件的重力后，剩余弹力较小，不会使电路板20变形；在另一个实施例中，弹性
件103套设于导热基座101上，且弹性件103位于导热体102的端部与外壳30之间，弹性件103的作用力，由作用在导热基座101和导热体102上转变为作用在导热体102和外壳30上，其余结构不变；本柔性散热结构10采用金属直接与芯片201接触，因导热垫导热系数一般为1-7w/m
·
k，而金属的导热系数一般几十到几百，则导热效率可提高几十甚至上百倍有利于快速把芯片201热量导出。
35.在一个可替代的实施例中，导热基座101套设于导热体102的外周。
36.本实施例中，导热基座101与导热体102之间设置有滑动限位机构，滑动限位机构用于限定导热基座101与导热体102滑动伸出量，如此，在该柔性散热结构10的各零件组装在一起时，确保导热基座101与导热体102不会分离，进而形成一个整体，便于整体安装在电路板20和外壳30之间，同时，又不会影响弹性件103使导热体102直接接触芯片201。
37.在一个具体地实施例中，当导热体102套设在导热基座101的外周的情况时，滑动限位机构包括刚性连接于导热基座101侧部的定位销104，以及在导热体102侧部开设的行程孔1021，导热基座101的侧部开设有安装孔1013，安装孔1013为螺孔或光滑表面的孔，当安装孔1013为螺孔，则定位销104具有相应的螺纹，用于定位销104与导热基座101螺接；当安装孔1013为光滑表面的孔，则定位销104与导热基座101通过胶粘固定，定位销104被限制于行程孔1021内移动，能够阻挡导热基座101滑出导热体102的容纳槽1022；在另一个具体的实施例中，当导热基座101套设在导热体102的外周的情况时，滑动限位机构包括刚性连接于导热体102侧部的定位销104，以及在导热基座101侧部开设的行程孔1021，其他结构做对应的改变。
38.在一个实施例中，导热基座101与导热体102的接触面开设有多个凹槽1014，或者导热体102与导热基座101的接触面开设有多个凹槽1014，如此，能保证导热流体完全填充且在导热基座101放入导热套筒时不被挤出。
39.本实施例中，请参阅图5和图7，导热基座101的底部开设有螺纹孔1012，用于导热基座101通过螺钉105与外壳30固定连接，螺纹孔1012的数量优选为2个，可以限制导热基座101转动，在长时间使用后也不会发生导热基座101松动的情况，螺纹孔1012的数量也可以为1个，或多于2个。
40.导热流体为导热硅脂，导热流体在附图中未示出。
41.弹性件103为弹簧或弹性橡胶件，优选弹簧作为弹性件103，因为弹簧本身导热系数较高，也具有一定的导热作用。
42.导热基座101整体呈圆柱状或方块状，相应地，导热体102整体呈圆柱状或方块状。
43.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本技术的保护范围限于这些例子；在本技术的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本技术中一个或多个实施例的不同方面的许多其他变化，为了简明它们没有在细节中提供。
44.本技术中一个或多个实施例旨在涵盖落入本技术的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本技术中一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种板级芯片的柔性散热结构，其特征在于，包括：导热基座(101)；与导热基座(101)可滑动伸缩的导热体(102)，所述导热基座(101)与导热体(102)之间填充有导热流体；以及弹性件(103)，所述弹性件(103)使导热体(102)紧贴于芯片(201)。2.根据权利要求1所述的板级芯片的柔性散热结构，其特征在于，所述导热基座(101)与导热体(102)周向接触，所述弹性件(103)设置在导热基座(101)与导热体(102)之间；或者弹性件(103)套设于导热基座(101)上，且弹性件(103)位于导热体(102)的端部与外壳(30)之间。3.根据权利要求1所述的板级芯片的柔性散热结构，其特征在于，所述导热基座(101)与导热体(102)之间设置有滑动限位机构，所述滑动限位机构用于限定导热基座(101)与导热体(102)滑动伸出量。4.根据权利要求3所述的板级芯片的柔性散热结构，其特征在于，所述滑动限位机构包括刚性连接于导热基座(101)侧部的定位销(104)，以及在导热体(102)侧部开设的行程孔(1021)；或者所述滑动限位机构包括刚性连接于导热体(102)侧部的定位销(104)，以及在导热基座(101)侧部开设的行程孔(1021)；所述定位销(104)被限制于行程孔(1021)内移动。5.根据权利要求1所述的板级芯片的柔性散热结构，其特征在于，所述导热基座(101)与导热体(102)的接触面开设有多个凹槽(1014)；或者所述导热体(102)与导热基座(101)的接触面开设有多个凹槽(1014)。6.根据权利要求1-5任一项所述的板级芯片的柔性散热结构，其特征在于，所述导热基座(101)的顶部开设有放置孔(1011)，用于安装弹性件(103)。7.根据权利要求1-5任一项所述的板级芯片的柔性散热结构，其特征在于，所述导热基座(101)的底部开设有螺纹孔(1012)，用于导热基座(101)通过螺钉(105)与外壳(30)固定连接。8.根据权利要求1-5任一项所述的板级芯片的柔性散热结构，其特征在于，所述弹性件(103)为弹簧或弹性橡胶件。9.根据权利要求1所述的板级芯片的柔性散热结构，其特征在于，所述导热基座(101)整体呈圆柱状或方块状。10.根据权利要求1所述的板级芯片的柔性散热结构，其特征在于，所述导热体(102)整体呈圆柱状或方块状。

技术总结
本实用新型属于芯片散热技术领域，具体是涉及到一种板级芯片的柔性散热结构，包括：导热基座、与导热基座可滑动伸缩的导热体以及弹性件，导热基座与导热体之间填充有导热流体；弹性件使导热体紧贴于芯片，将芯片热量直接传导到导热体，然后再到导热基座，最后到外壳，整个路径都是金属传导，则其导热效率高可快速地将芯片热量导出；再者利用弹性件形变量来恰当的消除因芯片高度误差带来的间隙使得导热体可无间隙地直接与芯片相接触，且使得电路板受到的应力较小，进而能够避免顶起电路板。进而能够避免顶起电路板。进而能够避免顶起电路板。


技术研发人员：许倍倍 张文辉 康国良 饶万勇
受保护的技术使用者：中车株洲电力机车研究所有限公司
技术研发日：2022.09.30
技术公布日：2023/1/6