[发明专利]一种散热结构及其制作方法、具有散热结构的电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及电子设备的散热技术领域，尤其涉及一种散热结构及其制作方法、以及一种具有散热结构的电子设备。

背景技术

工业用、军用交换机、服务器、机柜等电子设备受恶劣环境限制，往往需要壳体采用密闭结构，并要符合非常严格的关于防护等级的要求；这就带来了诸多问题：在电子设备运行中，MOS-FET、IGBT、交换芯片、电源模块等器件会产生大量的热量，使设备内部环境温度升高，影响电子元器件的使用寿命和性能。以户外型逆变器为例，需要做到防尘防水，为使逆变器符合相关的防护等级，就需要把电路板安装在密闭的环境内，但这样会使得逆变器的电气元件如变压器、MOS-FET、IGBT等需要散热的功率元件得不到有效散热，而这些需要散热的功率元件受温度的影响很大，如果不能有效散热，则会影响这些功率器件的使用寿命，热量过高会带来炸机等安全隐患。因此，必须排放功率元件的热量以延长其使用寿命。传统的散热方法是MOS-FET采用插件封装方式，即将采用如TO-220或TO-247的插件封装的功率器件用螺钉固定在散热器上，然后通过冷却风扇产生的气流散热；这种方法散热效果好，电子设备的装配也不复杂，但不适用于如机柜这样的密闭环境，且无法达到较高的防护等级。另一种传统的散热方法是将插件封装的电子元器件贴在散热机壳上，此时一般需要对功率器件进行手工补焊，然后在PCB板(Printed Circuit Board，印刷电路板)上面打压条使其固定在机壳上，这种方法装配困难，生产效率低下。另外，一般所使用的电子元器件上都是通有高电压、大电流的；为满足安规绝缘要求，需要增加绝缘片，这更增加了电子设备装配的复杂程度。因此，如何解决贴片式功率器件的散热是一个难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种散热结构及其制作方法、以及一种具有散热结构的电子设备，达到散热效果好且散热结果制作过程简单、成本低的目的。

根据本发明的一个方面，提供一种散热结构，包括：具有上表面和下表面的印刷电路板、表贴于所述印刷电路板上的电子元器件，安装于所述电子元器件的底部的散热焊盘，所述散热焊盘与所述印刷电路板的上表面接触，该散热结构还包括：通孔、与所述通孔形状一致的导热体，所述通孔贯通所述散热焊盘和所述印刷电路板，所述通孔与所述导热体过盈配合，从而将电子元器件上的热量通过所述导热体散出。

进一步地，散热结构还包括：具有导热功能的绝缘层和具有导热功能的凸台；所述绝缘层与所述印刷电路板的下表面接触，且与所述电子元器件的位置相对应；所述凸台的一面与所述绝缘层接触，另一面与外界直接或间接接触，从而所述电子元器件上的热量通过所述绝缘层和所述凸台散热到外界。

优选地，所述凸台为电子设备的机壳的内侧往所述绝缘层的方向的凸起，所述电子设备的机壳与外界直接接触。

进一步地，所述通孔的大小根据散热的需求而定；所述导热体的材料为导热金属材料。

根据本发明的另一个方面，提供一种电子设备，其特征在于，包括如上所述的散热结构。

根据本发明的再一个方面，提供一种印刷电路板，具有上表面和下表面，包括：表贴于其上的电子元器件、安装于所述电子元器件的底部的散热焊盘，所述散热焊盘与所述印刷电路板的上表面接触，该印刷电路板还包括：通孔、与所述通孔形状一致的导热体，所述通孔贯通所述散热焊盘和所述印刷电路板，所述通孔与所述导热体过盈配合，从而将电子元器件上的热量通过所述导热体散出。

进一步地，该印刷电路板还包括：具有导热功能的绝缘层和具有导热功能的凸台；所述绝缘层与所述印刷电路板的下表面接触，且与所述电子元器件的位置相对应；所述凸台的一面与所述绝缘层接触，另一面与外界直接或间接接触，从而所述电子元器件上的热量通过所述绝缘层和所述凸台散热到外界。

根据本发明的又一个方面，提供一种散热结构的制作方法，包括：在位于印刷电路板与表贴于印刷电路板的电子元器件之间的散热焊盘上打孔形成通孔，所述通孔贯通所述散热焊盘和印刷电路板；将与所述通孔的形状一致的导热体嵌入所述通孔，且所述导热体与所述通孔过盈配合，从而将电子元器件上的热量通过所述导热体散出；将所述电子元器件表贴到所述印刷电路板，所述散热焊盘的与印刷电路板相接的表面去阻焊。

进一步地，该散热结构的制作方法还包括：增加绝缘层与所述印刷电路板的下表面接触，且与所述电子元器件的位置相对应；将所述绝缘层与凸台的一面接触，所述凸台的另一面与外界直接或间接接触，从而所述电子元器件上的热量通过所述绝缘层和所述凸台散热到外界。