电子设备及其制造方法技术

本申请公开了一种电子设备及其制造方法，属于芯片散热技术领域。该电子设备包括线路板、芯片、散热器和至少一个热界面材料层；芯片位于线路板的表面，至少一个热界面材料层的第一热界面材料层位于芯片的表面，散热器位于第一热界面材料层的表面；热界面材料层包括具有框架和填充物，填充物填充在框架围合的空间中，框架和填充物均具有导热性。采用本申请，框架具有回弹性，框架和芯片的接触为柔性接触，能增大框架和芯片、散热器的贴合程度。填充物具有流动性，能增大填充物和芯片、散热器之间的接触面积。故热界面材料层能够很好的吸收芯片和散热器之间的表面缝隙，加快芯片和散热器之间的热量传递，能够提升该电子设备的散热效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
电子设备及其制造方法


[0001]本申请涉及芯片散热
，特别涉及一种电子设备及其制造方法。

技术介绍

[0002]电子设备在结构上可以包括线路板、芯片和散热器等，芯片位于线路板的表面上，散热器用来为芯片散热，位于芯片的远离线路板的表面上。
[0003]由于芯片和散热器之间存在空气缝隙，而空气的热导率比较低，热传递效果差，所以会在芯片和散热器之间填充热界面材料层。
[0004]但是芯片的表面和散热器的表面都不是绝对光滑，使得芯片和热界面材料层之间，以及热界面材料层和散热器之间依然会存在空气缝隙，导致该电子设备的散热效果依然比较差。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种电子设备及其制造方法，能够解决相关技术中的问题，所述技术方案如下：
[0006]一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括线路板、芯片、散热器和至少一个热界面材料层；
[0007]所述芯片位于所述线路板的表面，所述至少一个热界面材料层中的第一热界面材料层位于所述芯片的远离所述线路板的表面，所述散热器位于所述第一热界面材料层的远离所述芯片的表面；
[0008]每个所述热界面材料层包括框架和填充物，所述填充物填充在所述框架围合的空间中，所述框架和所述填充物均具有导热性，且所述框架具有回弹性，所述填充物具有流动性。
[0009]其中，线路板是印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)，又称印刷线路板，是该电子设备的其它元器件的支撑体，是元器件电气连接的载体。/>[0010]芯片可以是不包括芯片盖的裸芯片，芯片也可以是包括芯片本体和芯片盖的芯片。
[0011]散热器包括底板和散热齿，底板可以是均热板，具有盒状结构，盒体内部具有冷却液等，散热齿位于底板的上表面，底板的下表面用于和待散热件相接触。
[0012]热界面材料层也可以称为热界面材料(Thermal Interface Material，TIM)，是一种具有导热性，位于两个表面之间，用来消除这两个表面之间的缝隙的结构。
[0013]示例性地，芯片位于线路板的表面上，例如，芯片通过锡焊接在线路板的表面上。第一热界面材料层为至少一个热界面材料层中尺寸与芯片相适配的热界面材料层，第一热界面材料层放置在芯片的远离线路板的表面。散热器放置在第一热界面材料层的远离芯片的表面。这样，第一热界面材料层填充在芯片和散热器之间的表面缝隙中。
[0014]其中，热界面材料层包括框架和填充物，框架和填充物均具有导热性，而且，框架
具有回弹性，填充物具有流动性。
[0015]这种热界面材料层填充在芯片和散热器之间，框架具有回弹性，使得框架和芯片的接触为柔性接触，框架和散热器的接触为柔性接触，相比于刚性接触，显然能够增大框架和芯片的贴合程度，以及框架和散热器的贴合程度。而填充物具有流动性，能够增大填充物和芯片之间的接触表面，以及填充物和散热器之间的接触面积。可见，上述结构的热界面材料层能够很好的吸收芯片和散热器之间的表面缝隙，甚至能够消除芯片和散热器之间的表面缝隙，加快芯片和散热器之间的热量传递，能够提升该电子设备的散热效果。
[0016]而且，由于热界面材料层的填充物位于框架围合的空间中，框架能够限制填充物的溢出和垂流现象，进而可以避免具有流动性的填充物对该电子设备的使用造成干扰。
[0017]可见，这种包括框架和填充物的热界面材料层，与片状的热界面材料层相比，能够提升表面缝隙的吸收程度，与液态的热界面材料层相比，能够避免因溢出和垂流对电子设备的工作造成的干扰。
[0018]在一种可能的实施方式中，所述框架为碳纤维导热垫、聚酰亚胺PI导热垫、石墨烯膜、石墨膜和碳纳米管膜中的任一种。
[0019]示例性地，框架可以是任意具有回弹性，在挤压时能够发生回弹的结构，例如，可以是碳纤维导热垫、聚酰亚胺PI导热垫、石墨烯膜、石墨膜和碳纳米管膜中的任一种。
[0020]在一种可能的实施方式中，所述填充物为膏状导热介质、胶状导热介质和相变导热介质中的至少一种。
[0021]示例性地，填充物可以是任意具有流动性的导热介质，例如，可以为膏状导热介质、胶状导热介质和相变导热介质中的至少一种。其中，相变导热介质是一种温度低于相变温度时处于固态状态，温度高度相变温度时处于液态状态，其相变温度和芯片的工作温度相当，例如，相变温度稍微高于芯片的工作温度，这样，芯片工作时产生的热量能够让其发生相变转换为液态，使其具有流动性。
[0022]在一种可能的实施方式中，所述填充物为导热硅脂、导热硅胶、液态金属和高分子导热胶中的至少一种。
[0023]示例性地，导热硅脂为膏状导热介质，导热硅胶和高分子导热胶均为胶状导热介质。液态金属可以是熔点比较的金属，例如，熔点低于芯片的工作温度，这样，芯片在工作中产生的热量能够其液化。液态金属也可以是相变温度比较低的相变导热介质。
[0024]在一种可能的实施方式中，所述框架包括外边框和位于所述外边框中的多个内边框；
[0025]所述外边框围合的空间由所述多个内边框划分为多个子空间，所述填充物填充在各个子空间中。
[0026]示例性地，多个内边框位于外边框中，能够将外边框围合的空间划分为多个子空间。例如，多个内边框在外边框中相互平行分布，那么，这多个内边框能够将外边框围合的空间划分为多个条状的矩形子空间。又例如，一部分内边框在外边框中横向相互平行分布，另一部分内边框在外边框中竖向相互平行分布，那么，这多个内边框能够将外边框围合的空间划分为多个矩形子空间或者正方向子空间。又例如，多个内边框在外边框中杂乱分布，能够将外边框围合的空间划分为多个多边形子空间。
[0027]这样将外边框围合的空间划分为多个子空间，各个子空间的空间体积小于外边框
围合的空间的空间体积。填充物填充在各个子空间中，由于子空间的边框的限制作用，能够避免填充物的聚积现象，即使该电子设备发生晃动，也能够避免填充物的聚积现象，进而使得填充物能够和芯片的表面均匀接触，以及填充物也能够和散热器的底板均匀接触。
[0028]在一种可能的实施方式中，所述芯片包括芯片本体和芯片盖；
[0029]所述芯片本体位于所述线路板的表面，所述至少一个热界面材料层中的第二热界面材料层位于所述芯片本体的远离所述线路板的表面，所述芯片盖盖合在所述第二热界面材料层的远离所述芯片本体的表面。
[0030]示例性地，芯片可以是不包括芯片盖的裸芯片，也可以包括芯片本体和芯片盖，对于包括芯片本体和芯片盖的芯片，芯片本体和芯片盖之间的表面缝隙中也具有上述热界面材料层。相应的，芯片本体可以位于线路板的表面，第二热界面材料层位于芯片本体的远离线路板的表面。芯片盖盖合在第二热界面材料层的远离芯片本体的表面且固定在线路板的表面。这样，可以得到位于线路板表面的芯片。
[0031]其中，第二热界面材料层是至少一个热界面材料层中尺寸与芯片本体相适配的热界面材料层。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括线路板(1)、芯片(2)、散热器(3)和至少一个热界面材料层(4)；所述芯片(2)位于所述线路板(1)的表面，所述至少一个热界面材料层(4)中的第一热界面材料层(41)位于所述芯片(2)的远离所述线路板(1)的表面，所述散热器(3)位于所述第一热界面材料层(41)的远离所述芯片(2)的表面；每个所述热界面材料层(4)包括框架(42)和填充物(43)，所述填充物(43)填充在所述框架(42)围合的空间(44)中，所述框架(42)和所述填充物(43)均具有导热性，且所述框架(42)具有回弹性，所述填充物(43)具有流动性。2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述框架(42)为碳纤维导热垫、聚酰亚胺PI导热垫、石墨烯膜、石墨膜和碳纳米管膜中的任一种。3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述填充物(43)为膏状导热介质、胶状导热介质和相变导热介质中的至少一种。4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述填充物(43)为导热硅脂、导热硅胶、液态金属和高分子导热胶中的至少一种。5.根据权利要求1至4任一所述的电子设备，其特征在于，所述框架(42)包括外边框(421)和位于所述外边框(421)中的多个内边框(422)；所述外边框(421)围合的空间(44)由所述多个内边框(422)划分为多个子空间(441)，所述填充物(43)填充在各个子空间(441)中。6.根据权利要求1至5任一所述的电子设备，其特征在于，所述芯片(2)包括芯片本体(21)和芯片盖(22)；所述芯片本体(21)位于所述线路板(1)的表面，所述至少一个热界面材料层(4)中的第二热界面材料层(45)位于所述芯片本体(21)的远离所述线路板(1)的表面，所述芯片盖(22)盖合在所述第二热界面材料层(45)的远离所述芯片本体(21)的表面。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，魏潇赟，邓抄军，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：