电子设备的制作方法

本发明涉及具备多个电子部件的电子设备。

背景技术：

通常，电子设备优选在设定范围内的温度下进行动作。因此，期望由于设置在上述电子设备内的电子部件的动作而产生的热迅速地传导到散热部件，并从该散热部件向外部释放。

例如，在日本特开2003-289191号公报记载的电子控制装置中，在印刷基板中的电子部件的装载位置的相反侧与盖的突出部之间设有热传导材料。由此，能够使由上述电子部件产生的热经由上述印刷基板、上述热传导材料以及上述盖的突起物向外部放出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-289191号公报

技术实现要素：

通常，在电子设备中设置有能够成为多个热源(发热体)的多个电子部件。在来自这些多个电子部件的热同时传递到散热部件的情况下，对于散热部件而言，流入的热量比流出的热量多，有可能导致温度上升。此时，有可能某个电子部件的温度上升，并且达到上述设定范围外。

本发明的一个方式的目的在于，实现能够迅速地进行从某个电子部件到散热部件的热传导的电子设备。

为了解决上述问题，本发明的一方式涉及的电子设备包括：作为发热体的多个电子部件；散热部件；以及多个热路径，用于从所述多个电子部件向所述散热部件传导热，所述多个热路径中的至少一个路径上设有用于使该热路径的热容量增加的蓄热部件。

根据本发明的一方式，起到能够迅速地进行从某个电子部件到散热部件的热传导这样的效果。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式涉及的电子设备的一部分的剖面图。

图2是上述电子设备的实施例即5g用的便携终端与基站进行数据通信时的图表。

图3是示出本发明的另一实施方式涉及的电子设备的一部分的剖面图。

图4是示出本发明的又一实施方式涉及的电子设备的一部分的剖面图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行详细说明。另外，为了便于说明，对与各实施方式所示的部件具有相同功能的部件标记相同的附图标记，并适当省略其说明。

〔第一实施方式〕

参照图1说明本发明的一实施方式。

(电子设备的构成)

图1是示出本实施方式涉及的电子设备的一部分的剖面图。电子设备具备多个电子部件。作为电子设备的一例，可举出便携终端、pc(personalcomputer:个人计算机)等，但并不限定于此。

如图1所示，电子设备10具备印刷基板11、电子部件12(12a、12b)、电子部件13、散热板14(散热部件)、金属屏蔽件15、tim(thermalinterfacematerials:热界面材料)16(16a～16c)以及金属块17(金属部件)。

在印刷基板11的两面安装有多个电子部件12、13。在图1的示例中，印刷基板11中，在与散热板14对置的面(对置面)上安装有电子部件12a，在与该对置面相反的一侧的面(相反面)上以pop(packageonpackage，层叠封装)方式安装有电子部件12b、13。

电子部件12动作时的功耗比较大，因此，成为要向散热板14进行热传导的热源(发热体)。作为电子部件12的示例，可列举处理器、功率放大器等ic(集成电路)。电子部件13动作时的功耗比较小，因此，不需要向散热板14进行热传导。作为电子部件13的示例，可举出存储器等ic。

散热板14用于将从热源传导来的热向外部放出。散热板14是由热阻低的金属形成的板状部件。此外，散热板14也可以是散热器等任意形状的部件。

在本实施方式中，在从电子部件12a(或电子部件)到散热板14之间设有tim16a、金属屏蔽件15以及tim16b，这些部件构成从电子部件12a到散热板14的热路径(第一热路径)。另一方面，在从电子部件12b(其他电子部件)到散热板14之间设有印刷基板11、金属块17以及tim16c，这些部件构成从电子部件12b到散热板14的热路径(第二热路径)。

金属屏蔽件15用于保护电子部件12a免受外部电磁波的影响，并以覆盖电子部件12a的方式设置。通常，金属屏蔽件15使用不锈钢。

tim16也被称为热传导材料，为了高效地将来自电子部件12的热传导至散热板14，被填充在电子部件12与散热板14之间产生的间隙中。tim16优选热传导率、塑性以及电绝缘性高。例如，在专利文献1中，利用具有柔软性的半固体的热传导材料，作为该热传导材料的一个示例，例如列举出包含金属填料的硅类的凝胶状的树脂材料。

金属块17是用于增加热路径中的热容量的蓄热部件。金属块17在印刷基板11焊接安装在电子部件12b的相反侧即散热板14的一侧。并且，在金属块17与散热板14之间填充有tim16c。

金属块17也可以是铜、镍、氧化铝(氧化铝)、或者它们中的至少两种合金。此外，铜、镍及氧化铝每1cm³的热容量分别为3.44[j/k]、4.09[j/k]及3.04[j/k]。另外，期望金属块17是实心的，但并不限定于此，例如也可以为多孔质的。

根据上述构成，由于设置有金属块17的第二热路径的热容量增加，因此时间常数增加。因此，能够容易地使第一热路径以及第二热路径的时间常数不同。由此，与从电子部件12a到散热板14的第一热路径的时间常数相比，通过使从电子部件12b到散热板14的第二热路径的时间常数变大，能够缓和从电子部件12b到散热板14的热的流动。其结果，能够迅速地进行从电子部件12a到散热板14的热传导，并且能够降低电子部件12a的温度上升而达到设定范围外的可能性。另外，能够抑制散热板14的温度上升。

另外，由于金属块17的热阻比较低，因此能够抑制夹设第二热路径的电子部件12b与散热板14之间的温度差的增大，其中第二热路径上设有金属块17。

此外，电子部件12a(第一电子部件)间歇性地动作，电子部件12b(第二电子部件)连续地动作，与电子部件12b相比，电子部件12a的功耗也可以更大。在该情况下，与电子部件12b相比，电子部件12a的温度变化大。因此，与从电子部件12a到散热板14的第一热路径的时间常数相比，通过使从电子部件12b到散热板14的第二热路径的时间常数变大，能够迅速地进行从电子部件12a到散热板14的热传导。其结果，能够有效地抑制电子部件12a的温度上升。另外，能够有效地抑制散热板14的温度上升。

[实施例]

接着，参照图2说明本实施方式的一实施例。

在本实施例中，电子设备10是第五代移动通信系统(5g)用的便携终端。另外，电子部件12a是执行5g用的通信动作的5g调制解调器(无线通信用ic)，电子部件12b是执行通信用数据等数据的处理动作的cpu(centralprocessingunit，中央处理单元)(控制用ic)。此外，作为便携终端10的一个示例，可列举出智能手机、平板终端等，但并不限定于此。

在5g用的便携终端中，5g调制解调器12a与cpu12b相比，动作时间短，但动作时的功耗大。

因此，在本实施例中，在从5g调制解调器12a到散热板14的第一热路径中省略了金属块17，另一方面，在从cpu12b到散热板14的第二热路径中设置有金属块17。在该情况下，第一热路径与第二热路径相比，能够缩小时间常数。因此，在5g调制解调器12a和cpu12b同时动作而同时温度上升的情况下，能够从5g调制解调器12a经由时间常数小的第一热路径向散热板14迅速地进行热传导。其结果，能够有效地抑制5g调制解调器12a的温度上升。另一方面，由cpu12b引起的散热板14的温度上升缓慢。其结果，能够有效地抑制散热板14的温度上升。

图2是示出上述5g用的便携终端与基站进行数据通信时的图表。图2的上段的图表示出5g调制解调器12a以及cpu12b的功耗的时间变化。图2的中段及下段的图表是表示从5g调制解调器12a及cpu12b向散热板14流动的热能的时间变化的图表。在图2中，用实线表示与5g调制解调器12a相关的图表，用单点划线表示与cpu12b相关的图表。另外，在图2的中段及下段中，用虚线示出将实线的图表和单点划线的图表积算而得到的图表。

此外，图2的下段的图表是关于本实施例的便携终端10的图表。另一方面，图2的中段的图表为参考例，是与在本实施例的便携终端10中将金属块17替换为tim的构成相关的图表。从散热的观点出发，该tim的热阻与金属块17相同程度地小。另一方面，上述tim与金属块17不同，热容量小。

在图2中，期间t1为5g调制解调器12a执行通信动作的期间，期间t2为5g调制解调器12a停止执行通信动作的期间。此外，期间t3是cpu12b执行与数据通信相关的数据的处理动作的期间，期间t4是cpu12b停止执行与数据通信相关的数据的处理动作的期间。此外，如果期间t1以及期间t3的至少一部分期间重叠，则能够任意地设定各自的长度、开始时刻以及结束时刻。

参照图2，在期间t1中，5g调制解调器12a与cpu12b等其他电子部件相比功耗较大。因此，期间t1中的5g调制解调器12a的温度的上升成为问题。5g调制解调器12a的温度由下式(1)表示。

(5g调制解调器12a的温度)＝(散热板14的温度)+(第一热路径的热阻)×(从5g调制解调器12a到散热板14的每单位时间的热能)……(1)。

参照上式(1)，可以理解为，为了将5g调制解调器12a的温度在更长的期间内维持得较低，只要尽可能地减小第一热路径的热阻[k/w]即可。因此，在本实施例中，在5g调制解调器12a与金属屏蔽件15之间填充有tim16a以使不产生空隙。进而，在金属屏蔽件15与散热板14之间以不产生空隙的方式填充有tim16b。此外，在5g调制解调器12a与散热板14之间设置其它电子部件会导致第一热路径的热阻增加，因此不优选。

另外，参照上述式(1)，可以理解为，为了将5g调制解调器12a的温度在更长的期间内维持得较低，在期间t1中抑制来自5g调制解调器12a的热以外的热流入散热板14，将散热板14的温度维持得较低即可。因此，在本实施例中，用于使热容量增加的金属块17设置于第二热路径。如果比较图2的中段以及下段中的单点划线的图表，则能够理解为与未设置金属块17的情况相比，在设置有金属块17的情况下，使从第二热路径到散热板14的热能的流动变得缓慢。

并且，如果比较图2的中段以及下段的虚线的图表，则能够理解为，与不设置金属块17的情况相比，在设置有金属块17的情况下，流入散热板14的热能的合计的最大值被抑制。即，能够将散热板14的温度维持得较低。

接着，对通过增加第二热路径的热容量来使从第二热路径到散热板14的热能的流动变得缓慢这一点进行详细说明。

关于第二热路径，将热阻设为r，将热流量设为q。此时，第二热路径的温度差δt由下式(2)表示。此处，τ是时间常数，t是经过时间。

δt＝r×q×(1-exp(-t/τ))…(2)。

根据上述式(2)，最大的温度差δtmax由下式(3)表示。

δtmax＝r×q…(3)。

此外，时间常数τ表示δt从0达到δtmax的63.2％为止的期间。可以理解为，根据上述式(2)，时间常数τ越大，δt从0至δtmax为止的期间(饱和时间)越长。当将第二热路径中的热容量设为c时，时间常数τ由下式(4)表示。

τ＝r×c…(4)。

通过以上，通过增加第二热路径的热容量c，能够使时间常数τ增加，其结果，能够使上述饱和时间变长。即，能够使从第二热路径到散热板14的热能的流动缓慢。

例如，关于第二热路径，设热阻r为15[k/w]，热流量q为1[w]，且饱和温度为15[℃]。此处，在热容量c为1[j/k]的情况下，时间常数为15[s]，饱和时间为121[s]。另一方面，在热容量c为1.2[j/k]的情况下，时间常数为18[s]，饱和时间为145[s]。因此，仅通过使热容量c增加0.2[j/k]，就能够使饱和时间增加24[s]。

(附记事项)

此外，在本实施方式中，在印刷基板11的两面安装有电子部件12a、12b，但也可以仅在印刷基板11的单面安装电子部件12a、12b。在该情况下，从电子部件12b到散热板14的第二热路径由金属块17以及tim16c构成。

另外，在本实施方式中，电子部件12a、12b安装于一个印刷基板11，但也可以安装于不同的印刷基板。

〔第二实施方式〕

以下，参照图3说明本发明的另一实施方式。

图3是示出本实施方式涉及的电子设备的一部分的剖面图。本实施方式的电子设备20与图1所示的电子设备10相比，在设置有金属块27来代替tim16b这点上不同，其他构成相同。

金属块27与金属块17同样地，是用于增加热路径中的热容量的蓄热部件。这样，只要能够使多个热路径中的热容量变化而使多个热路径中的时间常数不同，则也可以在多个热路径中设置金属块。

〔第三实施方式〕

以下，参照图4说明本发明的又一实施方式。

图4是示出本实施方式涉及的电子设备的一部分的剖面图。本实施方式的电子设备30与图3所示的电子设备20相比，在散热板14的另一侧新设置有与印刷基板11、电子部件12a、tim16a、金属屏蔽件15以及tim16b同样的印刷基板31、电子部件32a、tim36a、金属屏蔽件35以及金属块37这一点不同，其他构成相同。

这样，也可以在散热板14的两侧设置作为热源的电子部件12。通过在从电子部件12a、12b、32a到散热板14的三个热路径中设置金属块27、17、37，来调整三个热路径中的时间常数τ，从而能够起到与上述实施方式相同的效果。

例如，将电子部件12a、12b、32a分别设为5g调制解调器12a、cpu12b以及通信用功率放大器32a。在散热的优先顺序是通信用功率放大器32a、5g调制解调器12a以及cpu12b的情况下，只要按照时间常数τ从小到大的顺序调整设于3个热路径的金属块37、27、17即可。另外，上述散热的优先顺序依赖于设计。

(附记事项)

此外，在上述实施方式中，作为蓄热部件使用了金属块，但也能够使用陶瓷、在相变点(相变的温度)下显现蓄热性能的潜热蓄热材料等任意的蓄热部件。但是，从散热的观点出发，优选使用如金属块那样热阻小的蓄热部件。

另外，在上述实施方式中，对从电子部件12向散热板14的散热进行了说明，但期望的是，不仅利用该散热，还综合性地进行利用金属屏蔽件15的散热、利用印刷基板11与散热板14的连接部件的散热等来自电子部件12的散热。

〔总结〕

本发明的方式1涉及的电子设备包括：作为发热体的多个电子部件；散热部件；以及多个热路径，用于从所述多个电子部件向所述散热部件传导热，所述多个热路径中的至少一个路径上设有用于使该热路径的热容量增加的蓄热部件。

在上述构成中，由于设置有蓄热部件的热路径中热容量增加，因此时间常数增加。因此，能够容易地使所述多个热路径的时间常数不同。由此，与从某个电子部件到所述散热部件的热路径的时间常数相比，通过使从另一电子部件到散热部件之间的热路径的时间常数变大，能够缓和从所述另一电子部件到所述散热部件的热的流动。其结果，能够迅速地进行从所述某个电子部件到所述散热部件的热传导，并且能够降低所述某个电子部件的温度上升而达到设定范围外的可能性。

本发明的方式2涉及的电子设备在上述方式1中，也可以，所述蓄热部件为金属部件。另外，在该情况下，所述金属部件的热阻比较低，因此能够抑制设置有所述金属部件的所述热路径所存在的所述电子部件与所述散热部件之间的温度差的增大。

本发明的方式3涉及的电子设备在上述方式1或2中，也可以，所述多个电子部件包括间歇性地动作的第一电子部件和连续动作的第二电子部件，所述第一电子部件比所述第二电子部件的功耗大。在该情况下，第一电子部件与第二电子部件相比，温度变化大。因此，与从第一电子部件到所述散热部件的热路径的时间常数相比，通过增大从第二电子部件到散热部件的热路径的时间常数，能够迅速地进行从第一电子部件到所述散热部件的热传导。其结果，能够有效地抑制第一电子部件的温度上升。

本发明的方式4涉及的电子设备在上述方式3中，也可以，所述第一电子部件为无线通信用集成电路ic，所述第二电子部件为控制用ic。

然而,在近来第五代便携电话机中,无线通信用ic与控制用ic相比,虽然动作时间短,但动作时的功耗大。

因此，本发明的方式5涉及的电子设备在上述方式4中，也可以，在从所述无线通信用ic到所述散热部件的所述热路径中，省略了所述蓄热部件，另一方面，在从所述控制用ic到所述散热部件的所述热路径中，设置有所述蓄热部件。

在该情况下,从无线通信用ic到散热部件的热路径与从控制用ic到散热部件的热路径相比,能够缩小时间常数。因此,在无线通信用ic以及控制用ic同时动作而同时温度上升的情况下,能够从无线通信用ic经由时间常数小的热路径迅速向散热部件进行热传导。其结果,能够有效地抑制无线通信用ic的温度上升。另一方面,通过控制用ic使所述散热部件的温度上升缓慢。其结果,能够有效地抑制所述散热部件的温度上升。

本发明不限于上述各实施方式，能在权利要求所示的范围中进行各种变更，将不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合得到的实施方式也包含于本发明的技术范围。而且，能够通过组合各实施方式分别公开的技术方法来形成新的技术特征。