[实用新型]一种具有热管散热结构的印刷电路板

说明书

技术领域

本实用新型涉及微电子电路散热技术领域，特别是涉及一种具有热管散热结构的印刷电路板。

背景技术

为了确保PCB上元器件的工作可靠性和寿命，必须对元器件进行有效的散热，以确保元器件工作温度不会超过其许可温度。目前PCB的散热主要通过一下两种方式实现，一种是如申请号为CN201521115555.7的中国专利《一种散热型PCB板》和申请号为CN201611040364.8的中国实用新型《一种具有良好散热性能 的印刷电路板》那样优化PCB上元器件的布局，将发热元件与其他器件尤其是对温度敏感器件区分布置，或者发热元件分隔错开排布，预留空气散热通道，来实现降温的目的；另一种是采用导热系数较高的材料作为PCB基材以提高PCB自身散热能力。这两种散热方式的散热系数低，均是针对元器件发热功率不高的PCB或元器件热流密度不大的PCB。然而，随着信息技术的高速发展，芯片的封装体积越来越小，处理能力却越来越强，随之而来的是芯片的热流密度越来越大，甚至达到了几十到上百W/cm²，此时，封装有高热流密度元器件的PCB散热依赖传统散热方式难以解决，会造成PCB局部温升过高，直接影响板上元器件的正常工作和寿命。

热管作为一种相变传热元件，热响应速度快；导热系数高，一般为几千到几万W/(m·℃)，远远超过现有金属材料的导热系数；自驱动传热，无需额外能量；因此，热管散热技术应用在PCB散热上，能有效解决PCB上高热流密度元器件的散热难题。

申请号为201610351651.4的中国专利实用新型了《一种在印刷电路板内制造热管的方法》，该专利是将整个PCB制造成类似热管的结构，但热管制造需要经过吸液芯的烧结、注液、真空、定长、密封等工艺，因此该专利实际实施难度巨大，而且受限于PCB的形状尺寸，导致产品适应性非常弱，难以实现量产。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提出一种散热高效，反应迅速的具有热管散热结构的印刷电路板。

为达到上述目的之一，本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种具有热管散热结构的印刷电路板，包括多层的印刷电路基板、镶嵌在所述印刷电路基板上的热管模组，所述热管模组包括热沉、热盘和内设吸液芯的热管，所述热管的冷凝段和蒸发段分别与所述热沉、热盘相连接。

进一步地，所述的印刷电路基板中部设置有矩形镂空槽，所述热管模组完全镶嵌于所述镂空槽内。

进一步地，所述热沉、热盘紧密镶嵌在镂空槽中仅上表面外露，所述热管的绝热段裸露在镂空槽的空隙中。

进一步地，所述热管模组的热沉和热盘均镶嵌在印刷电路基板中，所述热管的绝热段裸露在外界空气中并分布在印刷电路板一侧外部。

进一步地，所述热管为一根以上，各热管整体呈“凹”字形状平行设置，每根热管的蒸发段和冷凝段以圆角过渡折弯90°。

进一步地，所述的吸液芯为双层铜丝网烧结而成的双层铜丝网复合结构或泡沫铜和铜丝网烧结而成的泡沫铜丝网复合结构。

进一步地，所述热沉上设置有用于装配热管冷凝段的热沉通孔，所述热盘上设置有用于装配热管蒸发段的热盘通孔，装配后通过焊接牢固结合。

相比现有技术，本实用新型的有益效果如下：

(1)本实用新型的一种具有热管散热结构的印刷电路板，由于热管的导热系数比金属和石墨材料高，当CPU工作温度升高时，热管能快速响应并热量将扩散分布到热管模组的其他部位，CPU的温度迅速降低。

(2)本实用新型的一种具有热管散热结构的印刷电路板，有两种情况，一种情况是热管模组完全嵌入印刷电路板中，该情况用于尺寸较小、热流密度较小的印刷电路板。另一种情况是热管模组的热盘和热沉嵌入印刷电路板中，热管的绝热段裸露在印刷电路板外面，该情况用于尺寸较大、热流密度较大的印刷电路板，这种情况可以提高印刷电路板的空间使用率。

(3)本实用新型的一种具有热管散热结构的印刷电路板，散热模组可以根据印刷电路板的不同的散热需求和散热空间限制，调整热管的形状、尺寸、数量和安装位置，较大地提高了电路设计的丰富性和灵活性。

(4)本实用新型的一种具有热管散热结构的印刷电路板的制造方法，具有结构简单、质量轻巧，散热效果明显，稳定性高，传热无需外部驱动的优点，特别是对于热流密度较高的CPU散热问题具有优越的散热效果，在5G通信的发展具有积极意义和很好的价值。

(5)本实用新型的一种具有热管散热结构的印刷电路板的制造方法，制造工艺简单，能够适用于大批量生产制造。

附图说明