CN104717872B - 电子模块与散热模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电子模块与散热模块。电子模块包括一基板、一金属遮蔽盖、一电子元件以及一压电元件。金属遮蔽盖配置于基板上，并与基板形成一容置腔，其中金属遮蔽盖具有一开口，容置腔通过开口连通至外界。电子元件配置于基板上，并容置于容置腔内。压电元件贴附至金属遮蔽盖上，其中压电元件被致动后适于带动金属遮蔽盖的一局部振动，以改变容置腔的体积。

Description

电子模块与散热模块

技术领域

本发明涉及一种散热模块，且特别是涉及应用此散热模块的电子模块。

背景技术

近年来，随着科技产业日益发达，资讯产品例如笔记型电脑（notebook，NB）、平板电脑（tablet PC）与智慧型手机（smart phone）等电子装置已频繁地出现在日常生活中。电子装置的型态与使用功能越来越多元，便利性与实用性让这些电子装置更为普及，可针对不同用途使用。

电子装置中通常会配置有中央处理器（central processing unit，CPU）、系统芯片（system on chip，SOC）或其他电子元件，然而这些电子元件（例如是中央处理器）在运行时会产生大量热能。因此，如何将散热设计整合于电子装置中，也是目前逐渐被关注的焦点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子模块，具有散热功能。

本发明的再一目的在于提供一种散热模块，具有散热功能。

为达上述目的，本发明的电子模块包括一基板、一金属遮蔽盖、一电子元件以及一压电元件。金属遮蔽盖配置于基板上，并与基板形成一容置腔，其中金属遮蔽盖具有一开口，容置腔通过开口连通至外界。电子元件配置于基板上，并容置于容置腔内。压电元件贴附至金属遮蔽盖上，其中压电元件被致动后适于带动金属遮蔽盖的一局部振动，以改变容置腔的体积。

本发明的散热模块包括一壳体以及一压电元件。壳体具有一容置腔，用以容置一发热源，其中壳体具有一开口，容置腔通过开口连通至外界。压电元件贴附至壳体上，其中压电元件被致动后适于带动壳体的一局部振动，以改变容置腔的体积，并使空气经由开口流入或流出容置腔。

在本发明的一实施例中，上述的金属遮蔽盖包括一侧壁与一上盖。侧壁立于基板上，并环绕电子元件，而上盖配置在侧壁上。

在本发明的一实施例中，上述的开口位于侧壁。

在本发明的一实施例中，上述的开口位于上盖。

在本发明的一实施例中，上述的压电元件与上盖形成一蜂鸣器。

在本发明的一实施例中，上述的电子模块还包括两单向阀门，其中开口包括一第一开口与一第二开口，两单向阀门分别配置于第一开口与二开口，以使第一开口与第二开口分别作为一入口与一出口。

在本发明的一实施例中，上述的两单向阀门包括两阻隔件。两阻隔件其一配置于第一开口并位于上盖的内侧，而两阻隔件另一配置于第二开口并位于上盖的外侧。一气流从容置腔外经由第一开口流入容置腔，并从容置腔内经由第二开口流出容置腔。

在本发明的一实施例中，上述的基板包括一电路板，而电子元件包括中央处理器、射频集成电路、充电集成电路或功率放大器。

在本发明的一实施例中，上述的散热模块还包括两单向阀门，其中开口包括一第一开口与一第二开口，两单向阀门分别配置于第一开口与二开口，以使第一开口与第二开口分别作为一入口与一出口。空气从容置腔外经由第一开口流入容置腔，并从容置腔内经由第二开口流出容置腔。

基于上述，本发明的散热模块的壳体具有容置腔，用以容置一发热源，而散热模块的压电元件贴附至壳体。如此，压电元件被致动后带动壳体的局部振动，以改变容置腔的体积，并使空气经由开口流入或流出容置腔，而将发热源的热能排出容置腔外。类似地，本发明的电子模块的压电元件贴附至金属遮蔽盖上，其中金属遮蔽盖与基板形成容置腔，而电子元件位在容置腔内。如此，压电元件被致动后带动金属遮蔽盖的局部振动，以改变容置腔的体积，并通过气流流入或流出容置腔而将电子元件的热能排出容置腔外。据此，本发明的电子模块与散热模块具有散热功能。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施例的散热模块的示意图；

图2是本发明另一实施例的电子模块的示意图；

图3A与图3B是图2的电子模块的作动示意图；

图4是本发明又一实施例的电子模块的示意图。

符号说明

100：散热模块

102：发热源

104、202：空气

110：壳体

112、212：容置腔

114：开口

120、240：压电元件

200、200a：电子模块

210：基板

220：金属遮蔽盖

222a：第一开口

222b：第二开口

224：上盖

226：侧壁

230：电子元件

250：单向阀门

252：阻隔件

d：振幅

具体实施方式

图1是本发明一实施例的散热模块的示意图。请参考图1，在本实施例中，散热模块100包括壳体110以及压电元件120。壳体110具有容置腔112，用以容置发热源102，其中壳体110具有开口114，容置腔112通过开口114连通至外界。另一方面，压电元件120贴附至壳体110，其中压电元件120可以如图1所示配置在壳体110的内侧，但在其他未绘示的实施例中，压电元件120也可以配置在壳体110的外侧。如此，在压电元件120被致动后，例如将一交流电导入压电元件120，压电元件120内部的压电材料（未绘示）产生压电效应（piezoelectricity），而反复伸展与收缩，进而使压电元件120产生振动。此时，由于本实施例将压电元件120贴附至壳体110，故压电元件120被致动后适于带动壳体110的局部振动，以改变容置腔112的体积。换言之，在本实施例中，当压电元件120带动壳体110的局部振动时，壳体110的局部（例如是图1的壳体110的上半部）相对于容置腔112来回移动，使得容置腔112的体积反复增加与减少。此时，空气104能通过容置腔112的体积变化而经由开口114流入或流出容置腔112，其流动路径以箭头表示于图1中。

更进一步地说，在本实施例中，空气104在容置腔112的体积增加时被吸入容置腔112，并在容置腔112的体积减少时被排出容置腔112。如此，未吸收热能的空气104能从容置腔112外流入容置腔112，并在吸收发热源102的热能后从容置腔112内流出容置腔112，进而将发热源102的热能排出容置腔112。据此，散热模块100通过配置压电元件120而具备散热功能。此外，在其他未绘示的实施例中，散热模块的壳体也可以具有多个开口，用以增加空气流入与流出容置腔的效率，进而使散热模块的散热效率得到提升。基于上述，将压电元件120贴附至壳体110，并通过压电元件120被致动后带动壳体110的局部振动，即可使空气104流入或流出壳体110的容置腔112。

图2是本发明另一实施例的电子模块的示意图。请参考图2，在本实施例中，电子模块200包括基板210、金属遮蔽盖220、电子元件230以及压电元件240。金属遮蔽盖220配置于基板210上，并与基板210形成容置腔212，其中金属遮蔽盖220具有第一开口222a与第二开口222b，容置腔212通过第一开口222a与第二开口222b连通至外界。电子元件230配置于基板210上，并容置于容置腔212内。压电元件240贴附至金属遮蔽盖220，并在被致动后适于带动金属遮蔽盖220的局部振动而产生散热效果。

具体而言，在本实施例中，基板210例如是电路板，而电子元件230可以是中央处理器（central processing unit，CPU）、射频集成电路（radio frequency integratedcircuit，RF IC）、充电集成电路（charger integrated circuit，charger IC）或功率放大器（power amplifier，PA）等元件，其中虽然图2绘示四个电子元件230，但本发明并不限制电子元件230的种类与数量。电子元件230配置在基板210上，并与基板210电连接，以执行与其种类对应的功能。此时，为了避免电子元件230受到电磁波干扰，例如是避免电子元件230与其余未绘示的电子元件在各自传送或接收信号时产生干扰，本实施例的金属遮蔽盖220配置于基板210上，并与基板210形成容置腔212，而电子元件230并容置于容置腔212内。如此，电子模块200可通过金属遮蔽盖220与基板210所构成的容置腔212遮蔽电子元件230，以实现电磁屏蔽（electromagnetic shielding）的功能。在此，将压电元件240结合金属遮蔽盖220，即可实现散热效果。类似于图1的散热模块100的设计方式，本实施例的压电元件240贴附至金属遮蔽盖220，且压电元件240被致动后适于带动金属遮蔽盖220的局部振动，以改变容置腔212的体积，而空气202(绘示于后续的图3A与图3B)适于经由第一开口222a或第二开口222b流入或流出容置腔212而吸收热能。

另一方面，在本实施例中，金属遮蔽盖220包括侧壁226与上盖224。侧壁226立于基板210上，并环绕电子元件230。上盖224配置在侧壁226上，并面对基板210。再者，在本实施例中，第一开口222a与第二开口222b位于上盖224，且压电元件240位在第一开口222a与第二开口222b之间。如此，压电元件240被致动后带动上盖224振动，以改变容置腔212的体积。然而，在其他未绘示的实施例中，金属遮蔽盖220可具有一个或多个开口，且开口可配置于上盖224或侧壁226，本发明不限制开口的数量与位置。此外，在其他未绘示的实施例中，压电元件240不限于位在第一开口222a与第二开口222b之间，且压电元件240不限于贴附在金属遮蔽盖220的内侧，压电元件240的位置亦可依据需求调整，例如是贴附在金属遮蔽盖220的外侧，本发明不限于此。

图3A与图3B是图2的电子模块的作动示意图。请参考图3A与图3B，在本实施例中，在压电元件240未被致动前，空气202已存在于容置腔212内与外界。在压电元件240被致动后，例如将一交流电导入压电元件240，压电元件240带动金属遮蔽盖220的局部，例如是带动其所贴附的上盖224振动，以改变容置腔212的体积。举例而言，当压电元件240被导入负电压时，压电元件240向图3A的上方振动并产生一振幅d，以带动上盖224相对于容置腔212往外移动，而使容置腔212的体积增加。此时，位在容置腔212外的冷空气202能通过容置腔212的体积增加而从第一开口222a与第二开口222b流入容置腔212内，如图3A所示(空气202的流动路径以箭头表示于图3A中)。相对地，当压电元件240被导入正电压时，压电元件240向图3B的下方振动并产生一振幅d，以带动上盖224相对于容置腔212往内移动，而使容置腔212的体积减少。此时，位在容置腔212内的空气202能通过容置腔212的体积减少而从第一开口222a与第二开口222b流出容置腔212内，如图3B所示(空气202的流动路径以箭头表示于图3B中)。通过将交流电导入压电元件240，可使压电元件240反复带动上盖224相对于容置腔212振动，以通过改变容置腔212的体积而反复吸入并排出空气202。

为使附图更为清楚，图3A与图3B将振幅d绘示成较为明显。图3A与图3B并非为实际比例，仅作为示意用途。当振幅d越大，电子模块200的散热效果越好，但实际上压电元件240所产生的振动的振幅d需考量到容置腔212的空间，亦即压电元件240以振幅d带动上盖224振动的散热方式需不干涉容置腔212内的电子元件230。因此，振幅d的数值可依据需求作调整。基于上述，通过压电元件240反复带动上盖224振动，未吸收热能的空气202能从容置腔212外流入容置腔212，并在吸收电子元件230的热能后从容置腔212内流出容置腔212，进而将电子元件230的热能排出容置腔212。据此，通过将压电元件240配置在用以实现电磁屏蔽的金属遮蔽盖220上，并使压电元件240被致动，电子模块200即可具备散热功能。

图4是本发明又一实施例的电子模块的示意图。请参考图4，在本实施例中，电子模块200a与电子模块200的主要差异在于，电子模块200a还包括两单向阀门250，分别配置于第一开口222a与二开口222b，以使第一开口222a与第二开口222b分别作为入口与出口。具体而言，在前述的电子模块200中，第一开口222a与二开口222b将容置腔212连通至外界，故冷空气202可以从外界通过第一开口222a与第二开口222b分别流入容置腔212，并从容置腔212内吸收热能后通过第一开口222a与第二开口222b分别流出容置腔212。相对地，在本实施例中，电子模块200a将两单向阀门250分别配置在第一开口222a与二开口222b，以使空气202从其中一开口流入容置腔212，并从另一开口流出容置腔212。

举例而言，在本实施例中，单向阀门250包括两阻隔件252，其中阻隔件252例如是橡胶（rubber），但本发明不限制阻隔件252的材质，亦不限制单向阀门250的组成。两阻隔件252其一配置于第一开口222a并位于上盖224的内侧，而两阻隔件252另一配置于第二开口222b并位于上盖224的外侧。如此，当压电元件240被致动后而带动上盖224振动时，上盖224扰动其周围的空气202，以形成一气流。通过容置腔212的体积变化，气流从容置腔212外经由第一开口222a与阻隔件252流入容置腔212，并在吸收热能后从容置腔212内经由第二开口222b与阻隔件252流出容置腔212。形成气流的空气202的流动路径以箭头表示于图4中。在形成气流的空气202从第一开口222a流入容置腔212之后，位在容置腔212内的空气202被位在上盖224内侧的阻隔件252阻隔，而无法经由第一开口222a流出容置腔212。类似地，在形成气流的空气202从第二开口222b流出容置腔212之后，位在容置腔212外的空气202被位在上盖224外侧的阻隔件252阻隔，而无法经由第二开口222b流入容置腔212。换言之，未吸收热能的空气202由第一开口222a流入容置腔212，而已吸收热能的空气202由第二开口222b流出容置腔212。

由此可知，在本实施例中，通过单向阀门250的配置，流入容置腔212内的冷空气202的热含量较低，可以在容置腔212内吸收较多的热能。空气202在吸收热能且热含量升高之后流出容置腔212。吸收热能后的热空气202在流出容置腔212并仍残留在开口周围时，空气202不会立即经由同样的开口流回至容置腔212。据此，电子模块200a具有良好的散热效率。然而，上述的配置方式仅是本发明的其中一实施例，本发明并不限制单向阀门250的数量、位置与种类，亦不限制单向阀门250的配置与否。此外，当前述的散热模块100的壳体110具有多个开口114时，散热模块100也同样可以配置前述的单向阀门250，以使其中至少一开口114作为入口，而其中至少一开口114作为出口，进而提升散热效率。具体实施方式可参照前述的电子模块200a。

请再次参考图2，在本实施例中，由于电子模块200的压电元件240贴附至金属遮蔽盖220的上盖224，故压电元件240与上盖224可以形成蜂鸣器（buzzer）。具体而言，在一般情况下，电子模块可配置单独蜂鸣器，以通过蜂鸣器发出的声响作为操作电子模块的指示音，或作为系统或电子元件异常运作时的警示音。在本实施例中，由于为了实现前述的散热作用，压电元件240贴附至金属遮蔽盖220的上盖224。上盖224的材质可选用不锈钢、黄铜或其他适用的金属。因此，当压电元件240被致动后带动上盖224产生振动，进而产生前述的散热作用时，压电元件240的变形使得由金属制成的上盖发出声响。如此，电子模块200可省略配置额外的蜂鸣器，而以压电元件240与金属遮蔽盖220的上盖224作为蜂鸣器。从另一角度来看，本实施例可视为是将蜂鸣器中的压电元件240结合至用来实现电磁屏蔽的金属遮蔽盖220上，而使金属遮蔽盖220与压电元件240同时实现蜂鸣器、电磁屏蔽与散热作用。换言之，本实施例将用来实现不同功能的构件组合在一起。更进一步地说，本实施例将用来实现电磁屏蔽的金属遮蔽盖220结合压电元件240而形成蜂鸣器，并同时通过压电元件240带动金属遮蔽盖220的局部振动而提供散热功能。

综上所述，本发明的散热模块具有壳体与压电元件，其中壳体具有容置腔，用以容置发热源，而压电元件配置在壳体上。如此，压电元件被致动后带动壳体的局部振动，以改变容置腔的体积，并使空气流入或流出容置腔，而将发热源的热能排出容置腔外。类似地，本发明将上述设计应用于电子模块中。本发明的电子模块的金属遮蔽盖覆盖配置在基板上的电子元件，且金属遮蔽盖与基板形成容置腔，以实现电磁屏蔽的功能。如此，压电元件配置在上述用以实现电磁屏蔽的金属遮蔽盖上，电子模块可以通过压电元件被致动后带动金属遮蔽盖的局部振动而改变容置腔的体积，并通过气流流入或流出容置腔而将电子元件的热能排出容置腔外。同时，压电元件与金属遮蔽盖还可形成蜂鸣器。据此，本发明的电子模块与散热模块具有散热功能，其中电子模块还整合电磁屏蔽与蜂鸣器的功能，而使电子模块整合多种功能。

虽然已结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种电子模块，其特征在于，该电子模块包括：

基板；

金属遮蔽盖，配置于该基板上，并与该基板形成容置腔，其中该金属遮蔽盖具有第一开口与第二开口，该容置腔通过该第一开口与该第二开口连通至外界；

电子元件，配置于该基板上，并容置于该容置腔内；以及

压电元件，贴附至该金属遮蔽盖，并配置于该第一开口与该第二开口之间，其中该压电元件被致动后适于带动该金属遮蔽盖的局部振动，以改变该容置腔的体积。

2.如权利要求1所述的电子模块，其特征在于，该金属遮蔽盖包括侧壁与上盖，该侧壁立于该基板上，并环绕该电子元件，而该上盖配置在该侧壁上。

3.如权利要求2所述的电子模块，其特征在于，该第一开口与该第二开口位于该侧壁。

4.如权利要求2所述的电子模块，其特征在于，该第一开口与该第二开口位于该上盖。

5.如权利要求4所述的电子模块，其特征在于，该压电元件与该上盖形成蜂鸣器。

6.如权利要求2所述的电子模块，其特征在于，该电子模块还包括：

两单向阀门，分别配置于该第一开口与该第二开口，以使该第一开口与该第二开口分别作为入口与出口。

7.如权利要求6所述的电子模块，其特征在于，该两单向阀门包括两阻隔件，该两阻隔件其一配置于该第一开口并位于该上盖的内侧，而该两阻隔件另一配置于该第二开口并位于该上盖的外侧，气流从该容置腔外经由该第一开口流入该容置腔，并从该容置腔内经由该第二开口流出该容置腔。

8.如权利要求1所述的电子模块，其特征在于，该基板包括电路板，而该电子元件包括中央处理器、射频集成电路、充电集成电路或功率放大器。

9.一种散热模块，其特征在于，该散热模块包括：

壳体，具有容置腔，用以容置发热源，其中该壳体具有第一开口与第二开口，该容置腔通过该第一开口与该第二开口连通至外界；以及

压电元件，贴附至该壳体，并配置于该第一开口与该第二开口之间，其中该压电元件被致动后适于带动该壳体的局部振动，以改变该容置腔的体积，并使空气经由该第一开口与该第二开口流入或流出该容置腔。

10.如权利要求9所述的散热模块，其特征在于，该散热模块还包括：

两单向阀门，分别配置于该第一开口与该第二开口，以使该第一开口与该第二开口分别作为入口与出口，空气从该容置腔外经由该第一开口流入该容置腔，并从该容置腔内经由该第二开口流出该容置腔。