CN108345368A - 电源供应器散热结构及其散热方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电源供应器散热结构及其散热方法，所述电源供应器具有一外壳，以及一容纳于所述外壳内的电路模块，所述电源供应器散热结构包括：至少一散热板，所述散热板以埋入射出成型方式设置于所述外壳的内部，所述外壳于散热板的内侧面及外侧面分别形成一内材料层与外材料层；所述电路基板上具有一功率组件，外壳的内材料层对应功率组件的位置设置一缺口部，使得功率芯片通过缺口部接触于散热板。本发明通过上述技术手段，能够增进电源供应器的散热效率，并简化其组装程序，达到降低成本的目的。

Description

电源供应器散热结构及其散热方法

技术领域

本发明涉及一种电源供应器散热结构及其散热方法，尤其涉及一种使用于外接式电源供应装置的电源供应器散热结构及其散热方法。

背景技术

现有的笔记本电脑或移动式电子装置多采用外接式的电源供应器作为电力供给来源，电源供应器在使用时会产生电磁波干扰并且电路组件会发出高热，因此电源供应器设计时必须考虑抗电磁波干扰，以及散热的问题。

如图1及图2所示，为一种现有的外接式电源供应器，现有的外接式电源供应器的构造通常包括一壳体1，壳体1内部形成一容纳空间以容置一电路模块2，电路模块2的外侧进一步包覆一绝缘片3，再于绝缘片3的外侧包覆一金属隔离板4。

如图2所示，当电源供应器组装完成后，金属隔离板4包覆于电路模块2的外侧，且金属隔离板4的外侧面和壳体1的内侧面之间填充有接着剂5，使金属隔离板4的外侧面和壳体1的内侧面贴附在一起。电路模块2上的电路组件产生的温度能够间接地传导到金属隔离板4，然后再从金属隔离板4通过接着剂5传递到壳体1，再经由壳体1散热到外界空气中，由此使得电路模块2降温。此外，金属隔离板4的一端设置有一导接部6，通过该导接部6和电路模块2的一电路基板连接，由此使电路模块2的接地线路和金属隔离板4电性连接，由此使得金属隔离板4兼具有屏蔽及消除电路模块2的电磁波干扰的功效。

现有的电源供应器采用上述散热结构，其中电路模块2和金属隔离板4之间必须采用一绝缘片3加以隔离，因此使得电路模块2的温度传导路径多增加了一片绝缘片3的阻隔，因此降低了电源供应器的散热效率。此外，现有的电源供应器的组装程序，必须依序地将电路模块2的外侧包覆绝缘片3、金属隔离板4，然后再于金属隔离板4的外侧面涂附接着剂5后，再将电路模块2连同绝缘片3、金属隔离板4组装于壳体1内部。上述组装程序相当繁复，且在金属隔离板4外侧涂附接着剂也会耗费大量工时，因此造成了组装程序繁复，效率不佳的缺点。

由于以上原因，造成现有电源供应器散热效果不佳，组装成本增加的缺点，故，如何通过结构设计的改良，来克服上述的缺陷，已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。

发明内容

本发明主要目的在于解决现有外接式的电源供应器散热效率不佳，且组装成本高的缺点。

本发明实施例提供一种电源供应器散热结构，所述电源供应器具有一外壳，以及一容纳于所述外壳内的电路模块，其中所述电路模块具有一电路基板，其特征在于所述电源供应器散热结构包括：至少一散热板，所述散热板以埋入射出成型方式设置于所述外壳的内部，所述散热板具有至少一平板部及连接于所述平板部两侧边的两侧板部，所述平板部和两所述侧板部的至少其中之一邻近于所述电路基板且和所述电路基板平行；所述外壳在所述散热板面向所述电路模块的一侧面形成一内材料层，且于所述散热板相对于所述电路模块的一侧面形成一外材料层，所述散热板夹合于所述外材料层与所述内材料层之间，且所述外壳的所述内材料层位于散热板和所述电路模块之间；所述电路基板上具有一功率组件，且所述外壳的所述内材料层对应所述功率组件的位置设有一缺口部，使得所述散热板从所述缺口部中露出，且所述功率组件能够直接或间接地通过所述缺口部和所述散热板接触，使得所述功率组件产生的温度传导至所述散热板。

本发明一优选的实施例，其中所述功率组件为一功率芯片，所述功率组件和位于所述缺口部处的所述散热板的表面之间设置有一导热组件，所述导热组件为导热垫片或导热胶。

本发明一优选的实施例，其中所述电路基板设有一接触组件，所述接触组件的一端和所述电路基板的一接地线路电性连接，所述接触组件的另一端和所述散热板电性连接。

本发明一优选的实施例，其中所述接触组件为一金属杆体，且所述散热板对应所述接触组件的位置设置一插接座，所述插接座电性连接于所述散热板，且所述插接座的顶面对应所述接触组件的位置设置一插孔，以及多个位于所述插孔周围的切缝，所述插孔的直径和所述接触组件的直径配合，且所述接触组件能够插入于所述插孔中，使得所述接触组件能够通过所述插接座和所述散热板电性连接。

本发明一优选的实施例，其中所述接触组件可选自下列导电组件的其中之一：导电弹片、导电弹簧、导线、导电海绵。

本发明一优选的实施例，其中所述外壳包括一上壳体和一下壳体，所述散热板单独地设置于所述下壳体中。

本发明一优选的实施例，其中所述外壳包括一上壳体和一下壳体，其中所述上壳体和所述下壳体内部分别设置一所述散热板，且所述上壳体和所述下壳体组合在一起后，所述上壳体和所述下壳体内的两所述散热板相互接触达成电性连接。

本发明实施例还提供一种电源供应器散热方法，所述电源供应器具有一外壳，以及一容纳于所述外壳内的电路模块，所述电路模块具有一电路基板，其特征在于所述电源供应器散热方法包括：将一散热板以埋入射出成型方式设置于所述外壳内，所述所述散热板具有至少一平板部及连接于所述平板部两侧边的两侧板部，所述平板部和两所述侧板部的至少其中之一邻近于所述电路基板且和所述电路基板平行；所述外壳在所述散热板面向所述电路模块的一侧面形成一内材料层，且于所述散热板相对于所述电路模块的一侧面形成一外材料层，所述散热板夹合于所述外材料层与所述内材料层之间，且所述外壳的所述内材料层位于散热板和所述电路模块之间；所述电路基板上具有一功率组件，且于所述外壳的所述内材料层对应所述功率组件的位置设置一缺口部，使得所述散热板从所述缺口部中露出，且所述功率组件能够直接或间接地通过所述缺口部和所述散热板接触，使得所述功率组件产生的温度传导至所述散热板。

本发明电源供应器散热方法的一优选的实施例，其中所述所述电路模块的所述电路基板具有一接地线路，所述电路基板设有一接触组件，所述接触组件的一端和所述电路基板的所述接地线路电性连接，所述接触组件的另一端和所述散热板电性连接。

本发明电源供应器散热方法的一优选的实施例，其中进一步于所述功率组件和位于所述缺口部中的所述散热板之间设置一导热组件，使得所述功率组件产生的温度能够经由所述导热组件传导到所述散热板。

本发明有益效果在于能够增进电源供应器的散热效率，并简化其组装程序，达到降低成本的目的。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1为一种现有的电源供应器散热结构的立体分解图。

图2为现有的电源供应器散热结构的组合剖面图。

图3为本发明电源供应器散热结构的立体分解图。

图4为本发明电源供应器散热结构的分解剖面图。

图4A为本发明电源供应器散热结构的分解剖面图。

图5为本发明电源供应器散热结构的组合剖面图。

图6为本发明电源供应器散热结构第二实施例的组合剖面图。

图7为本发明电源供应器散热结构第三实施例的组合剖面图。

图8为本发明电源供应器散热结构第四实施例的组合剖面图。

具体实施方式

〔第一实施例〕

如图3至图5所示，为一采用本发明的电源供应器散热结构及其制造方法所制成的电源供应器的构造。所述电源供应器包括有一外壳10，及一电路模块20，所述电路模块20容置于外壳10的内部，以及一散热板30，所述散热板30镶埋于外壳10的内部，且覆盖于电路模块20的外侧。

其中，所述外壳10为采用塑料材料并以射出成型方式制作的壳体，外壳10的内部形成一容纳室，以容纳所述电路模块20。电路模块20具有一电路基板21，且于电路基板21上具有多个电路组件25，多个所述电路组件25构成了电源供应器的整流、变压等电路。所述散热板30采用具有良好导热及导电性能的材料制成(如：金属板)，且采用埋入射出成型(Insert molding)方式，将散热板30镶埋于电源供应器的外壳10中，每一所述散热板30分别具有一平板部31，以及连接于平板部31两侧边缘的侧板部32，且所述平板部31以及两侧板部32的至少其中之一邻近于所述电路基板21且和电路基板21平行，因此使得电路模块20产生的温度能够传导到散热板30，以增进电路模块20的散热效能，且能够用以屏蔽电路模块20产生的电磁波干扰。

本发明的电源供应器散热结构的第一实施例中，外壳10由一上壳体11及一下壳体12组合而成，当上壳体11与下壳体12组合完成后，其内部形成一容纳空间以容纳所述电路模块20。所述外壳10的上壳体11及下壳体12分别采用塑料材料并通过射出成型方式制成，同时所述散热板30则是于上壳体11与下壳体12射出成型时，置入于成型模具中，通过埋入射出成型(Insert molding)工艺和上壳体11与下壳体12结合在一起，因此如图4A所示，从外壳10的局部断面图观察，外壳10在散热板30面向电路模块20的一侧面形成一内材料层102，且于散热板30相对于电路模块20的一侧面形成一外材料层101，因此使得外壳10的断面形成一由散热板30夹合于外材料层101及内材料层102之间的夹层结构。

如图4及图5所示，当外壳10的上壳体11与下壳体12组合后，散热板30面向电路模块20的一侧面被内材料层102所覆盖，因此使得散热板30能够通过外壳10的内材料层102和电路模块20形成绝缘，而不需额外设置绝缘片加以隔离。

如图4及图5所示，本发明第一实施例中，外壳10的上壳体11与下壳体12之中分别设置一所述散热板30，且两散热板30的平板部31分别位于上壳体11的上侧面以及下壳体12的底侧面之中，而两散热板30的侧板部32则分别位于上壳体11与下壳体12的两侧面。

因此如图5所示，当上壳体11与下壳体12相对地组合在一起后，电路模块20被包覆于上壳体11与下壳体12的内侧面，同时两散热板30的平板部31分别位于电路模块20的上侧面与下侧面，且两散热板30的侧板部32分别位于电路模块20的两侧面，因此形成完全地包覆于电路模块20四个侧面的状态。

如图5所示，所述电路模块20所产生的温度，能够经由外壳10的内材料层102传导到散热板30以后，再经由散热板30将电路模块20的温度传导到外材料层101，然后再经由外壳10的外表面将温度散发到大气中。由于散热板30为热导体，因此电路模块20上的电路组件25所产生的温度能够经由热传导作用而扩散到整个散热板30，因此能够增加电路模块20的散热面积，以提高电路模块20的散热效率。

此外，如图3、图4A及图5所示，所述电路模块20的电路基板21上设有功率组件23。一般而言，电源供应器的电路模块在运作时，功率组件23会产生最多的热量，因此使得电路模块20的温度会集中在功率组件23处。因此，本发明为了增进电路模块20的散热效率，特别于外壳10的内材料层102上对应于电路基板21上的功率组件23的位置设置一缺口部13，使得位于缺口部13位置处的散热板30能够从缺口部13露出且不受下壳体12遮蔽，且功率组件23能够以直接接触或间接接触的方式和位于缺口部13中的散热板30的表面接触，以使得功率组件23产生的热度能够不受到外壳10的阻碍而传导到散热板30，由此增进电路模块20的散热效率。该实施例中，功率组件23经由一导热组件24接触于散热板30。所述导热组件24能够为一导热垫片，或者为一导热胶。所述导热组件24具有良好的导热能力，因此能够使得功率组件23的温度迅速地传导到散热板30。

本发明的散热板30除了具有散热功能外，同时兼具有屏蔽及消除电路模块20电磁波干扰的功效。如图3及图5所示，所述电路基板21上还具有接地线路(图中未示)，且于电路基板21设有一接触组件22，所述接触组件22的一端和所述电路基板21的一接地线路电性连接，所述接触组件22的另一端和所述散热板30电性连接。通过所述接触组件22和所述散热板30连接，使得电路模块20的接地线路和散热板30连接，由此使得电路基板21的接地线路和散热板30电性连接。

该实施例中，所述接触组件22为一圆杆状的金属杆体，且所述散热板30对应所述接触组件22的位置设置一插接座33。该实施例中，插接座33的外型概略呈方形，插接座33的顶面中央设置有一插孔331，且于插孔331周围设置多道切槽332，使得插接座33的插孔331周围的材料具有弯曲变形的空间，以使得插孔331的直径能够弹性地变化。插接座33焊接于散热板30上，且露出于内材料层102，且所述插孔331的中心位置和电路模块20的接触组件22相互对应，且插孔331的直径和接触组件22的外径相互配合，因此电路模块20组装于外壳10内部时，接触组件22能够对准插接座33的插孔331，且使得接触组件22和插孔331相互接触，使得电路基板21的接地线路和散热板30达成电性连接。

在此必须说明，所述电路模块20上的接触组件22的构造并不限于上述实施例所公开的，任何能够达成使得电路模块20的接地线路和散热板30达成电性连接的技术手段，皆可运用于本发明上。例如，图8所示实施例，其中接触组件22a为一弹片，此外，所述接触组件22a也可以进一步替换为其他类型的导电组件，例如：弹簧、导线、导电海绵等，均可应用作为电路基板21和散热板30电性连接使用的接触组件。

如图5所示，第一实施例中，上壳体11及下壳体12内的散热板30的两侧板部32的边缘分别部分地露出于上壳体11与下壳体12两侧边的边缘，且当上壳体11与下壳体12相对地组合在一起时，上壳体11与下壳体12内的散热板30的两侧板部32的边缘能够相互搭接在一起，因此使得上、下壳体11、12内的散热板30能够相互电性连接，因此形成一完整包覆于电路模块20外侧的导电体，而能够有效地屏蔽电路模块20的电磁波。

本发明和现有的电源供应器散热结构相较，其主要特点在于所述散热板30因直接以埋入射出成型方式设置于外壳10的内部，因此使得散热板30和外壳10整合为同一组件，而能够有效减少零件的数量。且再加上散热板30的内侧面和电路模块20之间间隔有外壳10的内材料层102，因此使得散热板30和电路模块20之间自然形成绝缘状态，而不需要再额外设置绝缘片。因此使得本发明的电源供应器散热结构组装时，只需要单纯地将外壳10的上壳体11与下壳体12组合于电路模块20外侧，便可以完成电源供应器的组装。且本发明的组装程序和现有的电源供应器组装程序相较，能够省略将绝缘片及散热板包覆在电路模块外侧的程序，而且还省略了在散热板外侧涂布接着剂然后再将散热板黏贴于外壳内侧面的程序，因此使得本发明的组装程序大幅简化，而达到降低制造成本的目的。

此外，就散热效率来看，本发明的散热板30直接通过外壳10的内材料层102和电路模块20绝缘，使得散热板30和电路模块20之间不需额外设置绝缘片，且散热板30和外壳10之间不需再以接着剂黏合，因此使得电路模块20的散热路径减少了绝缘片以及接着剂的阻碍，而能够提升散热效率。

〔第二实施例〕

如图6所示，本发明第二实施例当中，外壳10同样由上壳体11及下壳体12所组成，然而第二实施例仅于下壳体12内部设置散热板30，上壳体11并未设置散热板30。该实施例中散热板30的平板部31容置于下壳体12的底侧面，而且两侧板部3分别位于下壳体12的两侧面。因此当电路模块20组装于外壳10内部时，电路基板21的底面邻近于散热板30的平板部31，且平板部31和电路基板21的底面平行。

该实施例中，散热板30的平板部31以及两侧板部32夹合于外壳10的外材料层101与内材料层102之间，且外壳10的内材料层102在对应于电路模块20的功率组件23的位置设置有一缺口部12，使得散热板30从缺口部13中露出，且功率组件23能够通过导热组件24和位于缺口部13之处的散热板30的表面接触，或者是直接接触散热板30，由此使得功率组件23的温度能够传导到散热板30。

〔第三实施例〕

如图7所示，本发明第三实施例中，外壳10呈横向的U形断面，且外壳10的一侧面具有一开口，且于外壳的开口处设置一盖体14。当外壳10和盖体14组合后，能够形成一包覆壳体，将电路模块20容纳于外壳10和盖体14的内部。该实施例中，散热板30以埋入射出成型方式镶埋于外壳10的内部，且散热板30的平板部31被包覆于外壳10的侧面位置，而散热板30的两侧板部32则被包覆于外壳10的上侧与下侧，因此使得散热板30形成平板部31覆盖于电路模块20的一侧面，同时两侧板部32则覆盖于电路模块20的上侧及下侧的状态。

该实施例中，散热板30同样被外壳10的外材料层101及内材料层102包覆于其中，且外壳10的内材料层102对应于电路模块20的功率组件23的位置设置一缺口部13，供散热板30从缺口部13中露出，且功率组件23通过导热组件24和散热板30接触。

〔实施例的可能功效〕

综上所述，本发明由于采用塑料埋入射出成型方式将散热板30整合于外壳10的结构中，因此不需使用绝缘片将散热板30和电路模块20隔离，因此达到增进电源供应器散热效率的功效，同时将电源供应器的电路模块20和外壳10的组装程序大幅简化，省略了组装隔离片、散热板及涂附接着剂的程序，因此大幅地降低了组装工时，达到降低成本的目的。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此局限本发明的专利范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电源供应器散热结构，所述电源供应器具有一外壳，以及一容纳于所述外壳内的电路模块，其中所述电路模块具有一电路基板，其特征在于所述电源供应器散热结构包括：

至少一散热板，所述散热板以埋入射出成型方式设置于所述外壳的内部，所述散热板具有至少一平板部及连接于所述平板部两侧边的两侧板部，所述平板部和两所述侧板部的至少其中之一邻近于所述电路基板且和所述电路基板平行；

所述外壳在所述散热板面向所述电路模块的一侧面形成一内材料层，且于所述散热板相对于所述电路模块的一侧面形成一外材料层，所述散热板夹合于所述外材料层与所述内材料层之间，且所述外壳的所述内材料层位于散热板和所述电路模块之间；

所述电路基板上具有一功率组件，且所述外壳的所述内材料层对应所述功率组件的位置设有一缺口部，使得所述散热板从所述缺口部中露出，且所述功率组件能够直接或间接地通过所述缺口部和所述散热板接触，使得所述功率组件产生的温度传导至所述散热板。

2.如权利要求1所述的电源供应器散热结构，其特征在于其中所述功率组件为一功率芯片，所述功率组件和位于所述缺口部处的所述散热板的表面之间设置有一导热组件，所述导热组件为导热垫片或导热胶。

3.如权利要求2所述的电源供应器散热结构，其特征在于其中所述电路基板设有一接触组件，所述接触组件的一端和所述电路基板的一接地线路电性连接，所述接触组件的另一端和所述散热板电性连接。

4.如权利要求3所述的电源供应器散热结构，其特征在于其中所述接触组件为一金属杆体，且所述散热板对应所述接触组件的位置设置一插接座，所述插接座电性连接于所述散热板，且所述插接座的顶面对应所述接触组件的位置设置一插孔，以及多个位于所述插孔周围的切缝，所述插孔的直径和所述接触组件的直径配合，且所述接触组件能够插入于所述插孔中，使得所述接触组件能够通过所述插接座和所述散热板电性连接。

5.如权利要求3所述的电源供应器散热结构，其特征在于其中所述接触组件可选自下列导电组件的其中之一：导电弹片、导电弹簧、导线、导电海绵。

6.如权利要求1至5其中任一项所述的电源供应器散热结构，其特征在于其中所述外壳包括一上壳体和一下壳体，所述散热板单独地设置于所述下壳体中。

7.如权利要求1至5其中任一项所述的电源供应器散热结构，其特征在于其中所述外壳包括一上壳体和一下壳体，其中所述上壳体和所述下壳体内部分别设置一所述散热板，且所述上壳体和所述下壳体组合在一起后，所述上壳体和所述下壳体内的两所述散热板相互接触达成电性连接。

8.一种电源供应器散热方法，所述电源供应器具有一外壳，以及一容纳于所述外壳内的电路模块，所述电路模块具有一电路基板，其特征在于所述电源供应器散热方法包括：

将一散热板以埋入射出成型方式设置于所述外壳内，所述所述散热板具有至少一平板部及连接于所述平板部两侧边的两侧板部，所述平板部和两所述侧板部的至少其中之一邻近于所述电路基板且和所述电路基板平行；

所述外壳在所述散热板面向所述电路模块的一侧面形成一内材料层，且于所述散热板相对于所述电路模块的一侧面形成一外材料层，所述散热板夹合于所述外材料层与所述内材料层之间，且所述外壳的所述内材料层位于散热板和所述电路模块之间；

所述电路基板上具有一功率组件，且于所述外壳的所述内材料层对应所述功率组件的位置设置一缺口部，使得所述散热板从所述缺口部中露出，且所述功率组件能够直接或间接地通过所述缺口部和所述散热板接触，使得所述功率组件产生的温度传导至所述散热板。

9.如权利要求8所述的电源供应器散热方法，其特征在于其中所述所述电路模块的所述电路基板具有一接地线路，所述电路基板设有一接触组件，所述接触组件的一端和所述电路基板的所述接地线路电性连接，所述接触组件的另一端和所述散热板电性连接。

10.如权利要求8或9所述的电源供应器散热方法，其特征在于进一步于所述功率组件和位于所述缺口部中的所述散热板之间设置一导热组件，使得所述功率组件产生的温度能够经由所述导热组件传导到所述散热板。