[实用新型]热管与PCB板配合结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热管与PCB板配合结构。

背景技术

近几十年来，电子设备在军用和民用方面的应用的大大增加，自20世纪80年代以来，由于微电子技术和大规模集成电路技术的迅速发展6，细微化和高密度化是为电子器件的发展方向。一方面，虽然器件管芯尺寸的缩小使得芯片上每个单管功耗减小，但是由于集成度提高和封装管壳的小型化，整个芯片的功率密度却比以前高出很多，由热因素引起的可靠性问题变得更加突出。另一方面，随着电子系统体积更加小巧，功能更强，更高效，人们对电子设备的性能要求也越来越高。电子设备都是依靠电流的流动与控制来完成各种功能，只要电流连续流动，热量就会不断地产生，随着热量的积聚，若不存在一条流通路径将热量导出，元件的温度就会上升，直到元件损坏电流中断为止。

一般而言，电子元件由发热芯片die和保护性的封装组成，电子元件的封装技术经历了几代变迁，工艺一代比一代先进，根据其在结构上的变化，发展历程大致如下：TO晶体管封装、DIP双列直插封装、PLCC特殊引脚芯片封装、QFP方型扁平式封装、BGA球栅阵列封装以及CSP芯片级封装。一般通过热阻参数结壳热阻θ_jc和结板热阻θ_jb来评估芯片散热性能，热量一部分从芯片封装顶部（case）耗散，一部分通过PCB（board）耗散，芯片封装顶部比较容易采取一些散热措施来强化散热，封装底部由于通过多种方式和PCB焊接在一起，在情况允许下埋设热过孔是唯一的强化散热方法，并且效果有限。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了实现芯片封装底部的有效散热的热管与PCB板配合结构。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：热管与PCB板配合结构，包括PCB板和热管，其特征在于：还包括设置于PCB板的介电层内的异型槽，热管埋设于异型槽内，热管的两端分别为热管吸热端和热管冷却端，热管吸热端埋设在发热元件下方，热管穿过底部绿油层且热管冷却端露出，且热管冷却端与热管散热器连接。

热管埋设在PCB板的异形槽中，与散热器接触的热管冷却段暴露在外以便接触传导散热器，相应部分绿油层避让（即热管冷却段位置处不涂布绿油层）；散热器在PCB板外侧。热管冷却端露出指底部绿油层中热管所在位置不涂布绿油，且热管冷却端作为PCB板的外表面的一部分。

前述的热管与PCB板配合结构，热管吸热端与信号层的铜箔实现热量传递。PCB板为典型的四层板结构：芯片-信号层-介电层-信号层-介电层-信号层-介电层-信号层-阻焊层，最外侧信号层又由绿油层（又叫阻焊层）覆盖；绿油涂覆在最外侧信号层上，用于阻焊、保护和防止短路。信号层也设有与热管吸热端相配合的异型槽，热管吸热端插入信号层的异型槽中。

所述的热管冷却端通过导热界面材料层与热管散热器连接，导热界面材料层为金属外壳或金属箔片。

所述的热管在PCB板内延伸，由金属材料制成，比如铜热管。所述的热管散热器为叉指型散热器。对于布线稀疏的PCB板，热管设计为较长较宽；对于布线较密集的PCB板，热管设计为较窄，长度应大于3倍的发热元件的边长。所述的发热元件为芯片。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：热管吸热端与芯片封装底部焊盘（即信号层）采用低热阻方式接触。高效散热器通过螺钉或者其它常用方式固定在底部绿油层一侧，与热管冷却端接触以增强热量耗散，实现芯片封装底部的有效散热。

附图说明

图1为本实用新型的PCB板分层结构结构图；

图2和图3为本实用新型的异型槽、热管、PCB板配合结构示意图；

其中，1 多层PCB板，2芯片，3芯片散热器，4热管，5热管散热器，6介电层，7异型槽，4a热管吸热端，4b热管冷却端，8底部绿油层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

根据图1， PCB板分层包括芯片2、用于对芯片顶部进行散热的芯片散热器3、多层PCB板1（PCB板分层结构）、埋设于PCB板内的热管4、与热管端部连接的热管散热器5。