CN102196709B - 散热模块及其所适用的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种散热模块及其所适用的电子装置，该散热模块适用于电子装置，其包括：电路板，具有第一表面、第二表面以及多个镂空通孔；多个产热元件；以及多个导热座体，分别具有座部及侧壁，且多个导热座体对应设置于多个镂空通孔中；其中，多个产热元件与多个导热座体的座部及侧壁其中之一连接设置，从而将产热元件产生的热量自侧边及底部至少其中之一通过导热座体的侧壁及座部向下传递至电路板的第二表面下，以促进散热。

Description

散热模块及其所适用的电子装置

技术领域

本发明涉及一种散热模块，尤指一种适用于环境温度较高的电子装置的散热模块及其所适用的电子装置。

背景技术

随着全球原油库存量减少，国际油价飙涨，温室效应造成全球气候变迁以及环保意识高涨的潮流下，绿色能源已成为极受关注的议题。

为了使用较洁净、可再生的能源及减少二氧化碳的排放量，电动车及油电混合车的研发应运而生。相较于传统车辆采用汽油及柴油作为动力来源，电动车及油电混合车即为通过发电装置来部分取代或是完全取代车辆行进的动力来源，使得电动车及油电混合车具备低污染、低噪音以及较佳的能源利用率等优点，且可降低二氧化碳排放量，进而有助于延缓全球暖化速度。

在电动车及油电混合车中，电源供应装置为电动车及油电混合车产生动力来源的主要元件之一，例如：交流-直流充电器(ACDC Charger)以及直流电源转换器(DCDC Converter)等装置，这些电源供应装置通常设置为车体前方或后方的局限空间内，由于这些电源供应装置所设置的空间皆为密闭状态，加上电源供应装置为提供行车动力来源，所需消耗的功率也较大，因而在运行过程中会产生较多的热量，使得其电源供应装置温度随的升高，且这种处于密闭空间的电源供应装置的使用环境温度甚至高于85℃，在这么高的环境温度下，要维持电源供应装置的正常运行，更需高效率的导热及散热机制。

此外，为了符合电源供应装置的电气安全性规范，这些电源供应装置更需设计为密闭式的装置，以避免水分及尘土对电子元件的侵蚀，并达到防水、防尘的标准。然而，传统的车用电源供应装置在前述种种的严苛条件下，使得其导热及散热机制成为既重要且困难重重的课题。

尤其是在电源供应装置中具有众多的产热电子元件，这些电子元件的大小不一、设置的位置有所不同、且其上表面的高度亦参差不齐，因此更难以均匀且有效地处理其散热问题，然而若不对这些产热电子元件进行散热处理，则其所产生的热量会使其温度不断升高，进而影响到电源供应装置的整体效能。

因此，如何发展一种可改善上述现有技术的缺陷，可有效且均匀地将电源供应装置内部的产热电子元件所产生的热量传导至电源供应装置外，从而促进散热的散热模块及其所适用的电子装置，实为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种散热模块及其所适用的电子装置，以解决现有适用于电动车及油电混合车的电源供应器因设置于车用的高温、封闭环境下、高瓦数的消耗功率以及为了达到防水防尘的目的而设计为密闭式的装置等条件下，导致散热效能不佳的缺陷。

为达上述目的，本发明的一较广义实施形式为提供一种散热模块，适用于电子装置，其包括：电路板，具有第一表面、第二表面以及多个镂空通孔；多个产热元件；以及多个导热座体，分别具有座部及侧壁，且多个导热座体对应设置于多个镂空通孔中；其中，多个产热元件与多个导热座体的座部及侧壁其中之一连接设置，从而将产热元件产生的热量自侧边及底部至少其中之一通过导热座体的侧壁及座部向下传递至电路板的第二表面下，以促进散热。

为达上述目的，本发明的一较广义实施形式为提供一种电子装置，其设置于密闭空间中，包括：壳体；散热模块，其包括：电路板，设置于壳体内，具有第一表面、第二表面以及多个镂空通孔；多个产热元件；以及多个导热座体，分别具有座部及侧壁，且多个导热座体对应设置于多个镂空通孔中；以及冷板，设置于电路板下；其中，多个产热元件与多个导热座体的座部及侧壁其中之一连接设置，从而将产热元件产生的热量自侧边及底部至少其中之一通过导热座体的侧壁及座部向下传递至冷板，以促进散热。

附图说明

图1A：其为本发明较佳实施例的散热模块及其所适用的电子装置的结构示意图的结构示意图。

图1B：其为图1A的电子装置组装完成后的结构示意图。

图2A：其为图1A所示的散热模块的结构示意图。

图2B：其为图2A所示的散热模块组装完成后的结构示意图。

图2C：其为图2B所示的导热途径示意图。

其中，附图标记说明如下：

电子装置：1

散热模块：10

第一导热绝缘层：101

第三导热绝缘层：102

电路板：11

第一表面：111

第二表面：112

镂空通孔：113、113a、113b

孔洞：114、134、135     产热元件：12、121、122、123

接脚：120

导热座体：13、130

座部：131

底面：131a、133c        侧壁：132

延伸部：133、133a、133b 壳体：14

密闭空间：140

冷板：15

主动散热装置：16

风冷散热装置：161

液冷散热装置：162

导热途径的键号：A、B、C、D

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的形式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上当作为说明，而非用以限制本发明。

请参阅图1A，其为本发明较佳实施例的散热模块及其所适用的电子装置的结构示意图。如图所示，本发明的散热模块10适用于电子装置1中，主要由电路板11、多个产热元件12以及对应于产热元件12的多个导热座体13。其中，电路板11具有第一表面111、第二表面112以及多个贯穿第一表面111及第二表面112的镂空通孔113。每一导热座体13具有座部131及侧壁132，且产热元件12与导热座体13的座部131及侧壁132其中之一连接设置，以及，导热座体13为对应设置于电路板11的镂空通孔113中，以此，则可通过导热座体13的座部131及侧壁132将产热元件12所产生的热量由底部及侧边向下传递至冷板15。

请同时参阅图1A、图1B，图1B为图1A所示的电子装置组装完成后的结构示意图，如图1A所示，电子装置1还包括壳体14、冷板15以及主动散热装置16。其中，电子装置10可为交流-直流充电器以及直流电源转换器等电源供应装置，但不以此为限。电路板11设置于壳体14内，冷板15设置于电路板11下，其为一扁平的板状结构，且由高热传导系数的材质所制成，例如：金属，但不以此为限。冷板15于组装时紧密贴附于电路板11的第二表面112下，并可与壳体14相互组装以形成密闭空间140，以使电子装置1达到防水、防尘的功效。

以及，主动散热装置16则设置于冷板15下，当导热座体13将产热元件12所产生的热量向下传递至电路板11及冷板15时，则可通过主动散热装置16对冷板15进行主动散热，进而使电子装置1进行降温散热。举例来说，主动散热装置16可为风冷散热装置161或是液冷散热装置162，其可视使用者于不同条件下的需求，而选择其中之一进行使用，用以将电子装置1所产的热量通过冷板15自电子装置1的电路板11的第二表面112向下传递，再通过风冷散热元件161或是液冷散热元件162对冷板15进行散热。于一些实施例中，冷板15与主动散热装置16亦可为一体成型的结构，但不以此为限。

请参阅图2A，其为图1A所示的散热模块的结构示意图，如图所示，散热模块10由电路板11、多个产热元件12以及多个导热座体13所组成。其中，产热元件12可为变压器、电感、电容、晶体管或滤波元件等电子元件，但不以此为限，且每一产热元件12对应设置于导热座体13的座部131上。每一导热座体13相对于电路板11的镂空通孔113而设置，且其由高热传导系数的材质所制成，例如：金属，但不以此为限。

导热座体13具有座部131以及至少一侧壁132，举例来说，导热座体13可为L形结构或是U形结构，其形态可依实际实施情形而任施变化，并不以此为限。于一些实施例中，导热座体13还具有延伸部133，其自座部131向下延伸，且其截面积与电路板11上对应的镂空通孔113的面积实质上相同，用以对应设置于镂空通孔113中。其中，延伸部133的形态及数量可依实际实施情形而任施变化，举例来说，若导热座体130具有两个向下延伸的延伸部133a、133b，则在电路板11上亦具有两相对应的镂空通孔113a、113b，用以使导热座体130设置于电路板11上时，可将延伸部133a、133b对应镂空通孔113a、113b而设置，如此一来，则可通过导热座体130将产热元件12所产生的热量直接传导至冷板。以及，导热座体13的座部131、侧壁132及延伸部133可为一体成型的结构，但不以此为限。

请再参阅图2A，以本实施例为例，导热座体13的座部131上还具有多个孔洞134，其对应于产热元件12的多个接脚120，用以供产热元件12设置于导热座体13上时，可将接脚120穿设于座部131的多个孔洞134中，以及，在电路板11上亦具有多个与接脚120对应的孔洞114。如此一来，当设置有产热元件12的导热座体13设置于电路板11上时，则产热元件12的接脚120可对应穿设于导热座体13的孔洞134以及电路板11的孔洞114中，以此使得产热元件12与电路板11之间形成电连接。于另一些实施例中，导热座体13的侧壁132上亦具有孔洞135，其可供一锁固元件(未图标)穿设，用以将电子元件12固定于导热座体13的侧壁132上。

请参阅图2B，其为图2A所示的散热模块组装完成后的结构示意图，如图所示，当多个产热元件12与多个导热座体13对应连接设置后，可将导热座体13对应于电路板11上的镂空通孔113(如图2A所示)而设置。于一些实施例中，当导热座体13对应设置于镂空通孔113中时，座部131对应设置于电路板11的第一表面111上，且座部131向下延伸的延伸部133则对应设置于镂空通孔113中，且座部131的底面133c可与电路板11的第二表面112齐平或是凸出于第二表面112，并不以此为限。以及，导热座体13的座部131的截面积实质上大于延伸部133的截面积，但并不以此为限。于另一些实施例中，导热座体13的座部131亦可直接对应设置于镂空通孔113中，且其底面131a亦可与电路板11的第二表面112齐平或是凸出于第二表面112，亦不以此为限。由此可见，导热座体13具有多样的实施形式，其可依产热元件12的形态、特性而任施变化，并不以此为限。

以本实施例为例，导热模块13还包括多个导热绝缘层，例如，在产热元件12及导热座体13之间可设置第一导热绝缘层101，其可设置于产热元件12的侧边与导热座体13的侧壁132之间，或是设置于产热元件12的底部与导热座体13的座部131之间，用以将产热元件12于运行时所产生的热量均匀地传递至导热座体13上，且形成绝缘阻隔，以维持产热元件12的电气安全性。于一些实施例中，亦可于导热座体13与电路板11之间设置第二导热绝缘层(未图示)，例如可于导热座体13的座部131与电路板11的第一表面111之间设置第二导热绝缘层，以促使热量向下传导。于另一些实施例中，还可于电路板11的第二表面112与冷板15之间，或是在导热座体13的延伸部133与冷板15之间设置第三导热绝缘层102，以此将电路板11的第二表面112上的热量，以及导热座体13自产热元件12向下传递而来的热量均匀地传递至冷板15上，以用于促进散热。并且，多个导热绝缘层的实施方式可为涂布、填充或喷洒散热胶，或是黏贴设置散热垫等方式，其可依实际实施情形而任施变化，并不以此为限。

请再参阅图2C，其为图2B所示的导热途径示意图，如图所示，当产热元件12与导热座体13、电路板11、冷板15以及主动散热装置16相互组接后，产热元件12所产生的热量可通过导热座体13向下传递至冷板15上，再通过主动散热装置16对冷板15进行散热。举例来说，产热元件121运行时产生的一部分热量可通过导热座体13的侧壁132自侧边沿箭号A的方向向下传递，以及，一部分热量则由导热座体13的座部131及延伸部133沿箭号B的方向向下传递，以此，将产热元件121上半部及侧边所产生的热量有效的向下传递，以降低产热元件121的温度，进而有助于降低电子装置1内密闭空间140(如图2B所示)的环境温度。在另一些实施例中，当产热元件122其发热源仅存在于底部时，亦可设置于导热座体13的座体131上，并可不与导热座体13的侧壁132产生直接接触，在这种情况下，则产热元件122所产生的热量则可沿箭号C所示的方向，通过导热座体13的座部131及延伸部133向下传递，并传导至冷板15上，以进行散热。又或者，产热元件123亦可平贴连接于导热座体13的侧壁132上，则其导热途径则如箭号D所示，由产热元件123的侧边传导至导热座体13的侧壁132上，再向下传递至冷板15上，以进行散热。由前述实施例可见，本发明的众多产热元件12的形态、设置方式以及与导热座体13之间的连接设置方式可有多种实施形式，其可依实际实施情形而任施变化，并不以此为限。

综上所述，本发明适用于设置于密闭空间中的电子装置的散热模块通过将产热元件与导热底座对应连接设置，再将导热底座设置于对应的电路板的镂空通孔中，以使产热元件所产生的热量通过导热底座而均匀、有效地向下传递至冷板上，且再通过主动散热装置，例如：风冷散热装置或液冷散热装置，直接对冷板进行散热，以将产热元件所产生的热量排除，进而提升在密闭空间内的电子装置的散热效率。

本发明可由熟知此技术的人员任意思考后进行修改，然而皆不脱离所附权利要求书所欲保护的范围。

Claims (16)

1.一种散热模块，适用于一电子装置，其包括：

一电路板，具有一第一表面、一第二表面以及多个镂空通孔；

多个产热元件；以及

多个导热座体，分别具有一座部及一侧壁，且所述多个导热座体对应设置于所述多个镂空通孔中，且所述多个导热座体为U形结构；

其中，所述多个产热元件与所述多个导热座体的座部及侧壁连接设置，即所述多个产热元件分别设置于所述多个导热座体的U形结构之内，且所述多个导热座体设置于所述多个产热元件与该电路板之间，从而将所述产热元件产生的热量自其侧边及底部通过所述导热座体的侧壁及座部向下传递至该电路板的该第二表面下，以促进散热。

2.如权利要求1所述的散热模块，其中该散热模块还包括一第一导热绝缘层，该第一导热绝缘层设置于该产热元件与该导热座体之间，以促进该产热元件与该导热座体之间的热传导。

3.如权利要求1所述的散热模块，其中该散热模块还包括一第二导热绝缘层，其设置于该导热座体的该座部与该电路板之间，以促进该导热座体及该电路板之间的热传导。

4.如权利要求1所述的散热模块，其中所述导热座体还分别具有一延伸部，所述延伸部分别自所述座部向下延伸并对应设置于所述镂空通孔中。

5.如权利要求4所述的散热模块，其中所述延伸部的底面与该电路板的该第二表面齐平或凸出于该电路板的该第二表面。

6.如权利要求4所述的散热模块，其中所述导热座体的座部的截面积实质上大于所述延伸部的截面积。

7.如权利要求4所述的散热模块，其中所述侧壁及所述延伸部为与所述座体一体成型的结构。

8.如权利要求1所述的散热模块，其中所述导热座体的座部还分别具有多个孔洞，以供所述产热元件的多个导脚对应插设。

9.如权利要求1所述的散热模块，其中该产热元件为变压器、电感、电容、晶体管或滤波元件。

10.一种电子装置，其设置于密闭空间中，包括：

一壳体；

一散热模块，其包括：

一电路板，设置于该壳体内，具有一第一表面、一第二表面以及多

个镂空通孔；

多个产热元件；以及

多个导热座体，分别具有一座部及一侧壁，且所述多个导热座体对

应设置于所述多个镂空通孔中，且所述多个导热座体为U形结构；以及

一冷板，设置于该电路板下；

其中，所述多个产热元件与所述多个导热座体的座部及侧壁连接设置，即所述多个产热元件分别设置于所述多个导热座体的U形结构之内，且所述多个导热座体设置于所述多个产热元件与该电路板之间，从而将所述产热元件产生的热量自其侧边及底部通过所述导热座体的侧壁及座部向下传递至该冷板，以促进散热。

11.如权利要求10所述的电子装置，其中该壳体及该冷板与该电路板相互组装以形成一密闭空间。

12.如权利要求10所述的电子装置，其中该电子装置还包括一第三导热绝缘层，该第三导热绝缘层设置于该电路板及/或该导热座体与该冷板之间，以促进该电路板及/或该导热座体及与该冷板之间的热传导。

13.如权利要求10所述的电子装置，其中该冷板及所述导热座体由高热传导系数的金属材质所制成。

14.如权利要求10所述的电子装置，其中该电子装置还包括一主动散热装置，该主动散热装置设置于该冷板下，当所述导热座体将热自所述产热元件直接向下传递至该冷板时，通过该主动散热装置对该冷板进行主动散热。

15.如权利要求14所述的电子装置，其中该主动散热装置为一风冷散热装置或一液冷散热装置。

16.如权利要求14所述的电子装置，其中该主动散热装置为与冷板一体成型的结构。