CN115604973A - 散热结构 - Google Patents

Abstract

一种散热结构。散热结构包括散热器、第一散热介质、第二散热介质、电路板以及电路元件；第一散热介质连接散热器且具有流动性；第二散热介质连接第一散热介质且不具流动性；电路板连接第二散热介质且具有开孔、电路板上表面以及电路板下表面；电路元件包括凸部与基部，凸部具有凸部上表面且设置于开孔；基部连接凸部与电路板下表面；散热器、第一散热介质、第二散热介质、电路板以及电路元件依序连接，且第二散热介质连接电路板上表面与凸部上表面。本发明提供的散热结构，利用两种不同散热介质的搭配，其中第一散热介质的流动性可以减缓应力，且可吸收机构设置堆叠后所产生的组装公差；第二散热介质可以阻挡第一散热介质因压缩所产生的溢散。

Description

散热结构

技术领域

本发明涉及一种散热结构，尤其涉及一种具有多重散热介质的散热结构。

背景技术

电路元件发展越来越进步，同时其散热方案也需要与之并进。现有散热结构多是利用一种散热介质(Thermal Interface Material；TIM)，利用其具有的传导热的能力以及可压缩变形的特性，填充于需散热的电路元件(或接近的位置)与散热器之间。

公知的散热介质大致分为两种，第一种散热介质具流动性，其可能会因为压缩而溢流至电路元件的另一面，导致影响电路效能；第二种散热介质则具有一定形体与硬度，其可能因压缩而产生应力，此应力容易造成电路元件的破坏或锡球破裂(Ball Grid ArrayCrack；BGA Crack)。由此可知，目前市场上缺乏一种不影响电路效能且能避免应力所产生的问题的散热结构，故相关业者均在寻求其解决之道。

因此，需要提供一种散热结构来解决上述问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种散热结构，其利用两种不同散热介质的搭配，可以吸收机构设置堆叠后所产生的组装公差、阻挡溢散以及降低应力的影响。由于两种不同散热介质的搭配具有互惠互补的功效，故可解决公知技术的组装公差、溢散影响电路效能以及应力破坏的问题。

依据本发明的结构样态的一实施方式提供一种散热结构，该散热结构包含散热器、第一散热介质、第二散热介质、电路板以及电路元件。其中第一散热介质连接散热器，且该第一散热介质具有流动性。第二散热介质连接第一散热介质，且该第二散热介质不具流动性。电路板连接第二散热介质，且该电路板具有开孔、电路板上表面以及电路板下表面。电路元件包含凸部与基部，凸部具有凸部上表面且设置于开孔。基部则连接凸部与电路板下表面。散热器、第一散热介质、第二散热介质、电路板以及电路元件依序连接，且第二散热介质连接电路板上表面与凸部上表面。

藉此，本发明的散热结构利用两种不同散热介质的搭配，其中第一散热介质的流动性可以减缓第二散热介质因压缩所产生的应力，且可吸收机构设置堆叠后所产生的组装公差，进而避免电路元件因为应力而造成元件破坏或锡球破裂(BGA Crack)。此外，第二散热介质具有一定形状以及硬度，可以阻挡第一散热介质因压缩所产生的溢散。两种不同散热介质的搭配具有互惠互补的功效，可解决公知技术的组装公差、溢散影响电路效能以及应力破坏的问题。

依据本发明的结构样态的另一实施方式提供一种散热结构，其包含散热器、第一散热介质、第二散热介质、电路板以及多个电路元件。其中第一散热介质连接散热器，且该第一散热介质具有流动性。第二散热介质连接第一散热介质，且该第二散热介质不具流动性。电路板连接第二散热介质，且该电路板具有多个开孔、电路板上表面以及电路板下表面。各电路元件包含凸部以及基部，其中凸部具有凸部上表面且设置于其中一开孔，基部连接凸部与电路板下表面。散热器、第一散热介质、第二散热介质、电路板以及这些电路元件依序连接，且第二散热介质连接电路板上表面与各电路元件的凸部的凸部上表面。

藉此，本发明的散热结构利用两种不同散热介质的搭配，其中第一散热介质的流动性可以减缓第二散热介质因压缩所产生的应力，且可吸收机构设置堆叠后所产生的组装公差，进而避免各电路元件因为应力而造成元件破坏或锡球破裂(BGA Crack)。此外，第二散热介质具有一定形状以及硬度，可以阻挡第一散热介质因压缩所产生的溢散。两种不同散热介质的搭配具有互惠互补的功效，可解决公知技术的组装公差、溢散影响电路效能以及应力破坏的问题。

附图说明

图1是本发明第一实施例的散热结构的立体示意图。

图2是图1的散热结构在第一视角的立体分解示意图。

图3是图1的散热结构在第二视角的立体分解示意图。

图4是图1的散热结构在第一散热介质压缩变形前的沿剖线4-4的局部剖视示意图。

图5是图1的散热结构在第一散热介质压缩变形后的第一范例的沿剖线4-4的局部剖视示意图。

图6是图1的散热结构在第一散热介质压缩变形后的第二范例的沿剖线4-4的局部剖视示意图。

图7是本发明第二实施例的散热结构的立体示意图。

图8是图7的散热结构在第一视角的立体分解示意图。

图9是图7的散热结构在第二视角的立体分解示意图。

图10是图7的散热结构在第一散热介质压缩变形前的沿剖线10-10的局部剖视示意图。

图11是图7的散热结构在第一散热介质压缩变形后的第一范例的沿剖线10-10的局部剖视示意图。

图12是图7的散热结构在第一散热介质压缩变形后的第二范例的沿剖线10-10的局部剖视示意图。

主要组件符号说明：

100、100a 散热结构

200、200a 散热器

210、210a 散热下表面

300、300a 第一散热介质

400、400a 第二散热介质

500、500a 电路板

510、510a 开孔

512、512a 周缘

520、520a 电路板上表面

530、530a 电路板下表面

600 电路元件

610 凸部

612 凸部上表面

614 侧缘

620 基部

622 顶面

624 底面

630 天线

G 间隙

R1、R2 区域位置

具体实施方式

以下将参照附图说明本发明的多个实施例。为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些公知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示；并且重复的元件将可能使用相同的编号表示。

此外，本文中当某一元件(或单元或模块等)“连接”于另一元件，可指所述元件是直接连接于另一元件，亦可指某一元件是间接连接于另一元件，意即，有其他元件介于所述元件以及另一元件之间。而当有明示某一元件是“直接连接”于另一元件时，才表示没有其他元件介于所述元件以及另一元件之间。而第一、第二、第三等用语只是用来描述不同元件，而对元件本身并无限制，因此，第一元件亦可改称为第二元件。且本文中的元件/单元/电路的组合非此领域中的一般周知、常规或公知的组合，不能以元件/单元/电路本身是否为公知，来判定其组合关系是否容易被本领域普通技术人员轻易完成。

请一并参阅图1、图2以及图3，其中图1是本发明第一实施例的散热结构100的立体示意图；图2是图1的散热结构100在第一视角的立体分解示意图；以及图3是图1的散热结构100在第二视角的立体分解示意图。散热结构100包含一散热器200、一第一散热介质300、一第二散热介质400、一电路板500以及一电路元件600。

散热器200由金属制成，其可为散热鳍片。散热器200包含一散热下表面210，散热下表面210连接第一散热介质300。

第一散热介质300连接散热器200，且具有流动性。详细地说，第一散热介质300具有一流动率(Flow Rate)，且可为导热胶(Thermal jelly)。流动率是在特定的测试环境下，例如：在75毫升(mL)容量的锥形容器，孔径为0.125英寸，且在90磅每平方英寸(psi)压力下进行挤压，测量每分钟挤压出的公克(即克，g)数。在一实施例中，流动率为50g/min～110g/min，而散热能力为2.3W/mk～6.4W/mk，可吸收因机构设置堆叠后所产生的组装公差，且压缩后不会释放出应力。此外，第一散热介质300在压缩变形前呈条状；在压缩变形后，第一散热介质300会呈片状。

第二散热介质400连接第一散热介质300，且不具流动性。详细地说，第二散热介质400具有一硬度(hardness)，且可为散热垫片(Thermal pad)。在一实施例中，第二散热介质400的硬度为30Shore OO，散热能力为1W/mk～10W/mk，厚度为0.5mm～3mm。第二散热介质400的尺寸可依使用需求而裁切，且具有一定形体，但可允许因压缩所产生的变形，其压缩后变形会产生应力，此应力会持续作用。

电路板500连接第二散热介质400，且具有一开孔510、一电路板上表面520以及一电路板下表面530。电路板500可为印刷电路板(Printed Circuit Board；PCB)。

电路元件600包含凸部610与基部620，其中凸部610具有一凸部上表面612且设置于开孔510。基部620连接凸部610与电路板下表面530。详细地说，电路元件600可为一天线模块(例如：高通QTM527毫米波天线模块)，天线模块包含至少一天线630。基部620具有顶面622与底面624，顶面622与底面624位于基部620相对两侧，顶面622朝向电路板500，且至少一天线630设置于底面624。天线630的数量与形式可依据需求决定。

散热器200、第一散热介质300、第二散热介质400、电路板500以及电路元件600依序连接，且第二散热介质400连接电路板上表面520与凸部上表面612。第二散热介质400的一介质面积大于开孔510的一孔洞面积。第二散热介质400覆盖开孔510与电路板上表面520的一部分，藉以封闭开孔510。

请一并参阅图1至图6，其中图4是图1的散热结构100在第一散热介质300压缩变形前的沿剖线4-4的局部剖视示意图；图5是图1的散热结构100在第一散热介质300压缩变形后的第一范例的沿剖线4-4的局部剖视示意图；以及图6是图1的散热结构100在第一散热介质300压缩变形后的第二范例的沿剖线4-4的局部剖视示意图。如图所示，图4的第一散热介质300在压缩变形前呈条状，图5的第一散热介质300仅连接于散热器200与第二散热介质400之间。图6的第一散热介质300仅连接于散热器200、第二散热介质400以及电路板500之间；换言之，部分的第一散热介质300会溢出第二散热介质400而流至未被第二散热介质400覆盖的电路板上表面520。再者，散热器200、第一散热介质300、第二散热介质400、电路板500以及电路元件600依序连接在对应于开孔510以外的区域位置R1。散热器200、第一散热介质300、第二散热介质400以及电路元件600依序连接在对应于开孔510的区域位置R2。此外，凸部上表面612位于开孔510内，且凸部上表面612的一凸面面积小于开孔510的一孔洞面积。开孔510的一周缘512与凸部610的一侧缘614相隔一间隙G。

藉此，本发明的散热结构100利用两种不同散热介质的搭配，其中第一散热介质300的流动性可以减缓第二散热介质400因压缩所产生的应力，且可吸收机构设置堆叠后所产生的组装公差，进而避免电路元件600因为应力而造成元件破坏或锡球破裂(BGACrack)。此外，第二散热介质400具有一定形状以及硬度，可以阻挡第一散热介质300因压缩所产生的溢散。两种不同散热介质的搭配具有互惠互补的功效，可解决公知技术的组装公差、溢散影响电路效能以及应力破坏的问题。

请一并参阅图7、图8以及图9，其中图7是本发明第二实施例的散热结构100a的立体示意图；图8是图7的散热结构100a在第一视角的立体分解示意图；以及图9是图7的散热结构100a在第二视角的立体分解示意图。散热结构100a包含一散热器200a、两个第一散热介质300a、一第二散热介质400a、一电路板500a以及多个电路元件600。

散热器200a由金属制成，其可为热导管。散热器200a包含一散热下表面210a，散热下表面210a连接第一散热介质300a。

两个第一散热介质300a连接散热器200a，且具有流动性。各第一散热介质300a的材质与图2的第一散热介质300的材质相同，不再赘述。两个第一散热介质300a在压缩变形前均呈条状；在压缩变形后，两个第一散热介质300a会压合且呈片状的第一散热介质300a。

第二散热介质400a连接第一散热介质300a，且不具流动性。第二散热介质400a的材质与图2的第二散热介质400的材质相同，不再赘述。

电路板500a连接第二散热介质400，且具有多个开孔510a、一电路板上表面520a以及一电路板下表面530a。电路板500a可为印刷电路板。开孔510a的数量为2。

多个电路元件600设置于电路板500a且数量为4。各电路元件600的结构与图2的电路元件600的结构相同，不再赘述。另外值得一提的是，四个电路元件600的其中两个电路元件600的凸部610设置于其中一开孔510a，另两个电路元件600的凸部610则设置于另一开孔510a。

散热器200a、第一散热介质300a、第二散热介质400a、电路板500a以及这些电路元件600依序连接，且第二散热介质400a连接电路板上表面520a与各电路元件600的凸部610的凸部上表面612。第二散热介质400a的一介质面积大于各开孔510a的一孔洞面积。在一实施例中，第二散热介质400a的介质面积可大于所有开孔510a的总面积。第二散热介质400a覆盖各开孔510a与电路板上表面520a的一部分，藉以封闭各开孔510a。

请一并参阅图10至图12，其中图10是图7的散热结构100a在第一散热介质300a压缩变形前的沿剖线10-10的局部剖视示意图；图11是图7的散热结构100a在第一散热介质300a压缩变形后的第一范例的沿剖线10-10的局部剖视示意图；以及图12是图7的散热结构100a在第一散热介质300a压缩变形后的第二范例的沿剖线10-10的局部剖视示意图。如图所示，图10的两个第一散热介质300a在压缩变形前均呈条状，图11的第一散热介质300a仅连接于散热器200a与第二散热介质400a之间。图12的第一散热介质300a仅连接于散热器200a、第二散热介质400a以及电路板500a之间；换言之，部分的第一散热介质300a会溢出第二散热介质400a而流至未被第二散热介质400a覆盖的电路板上表面520a。再者，散热器200a、第一散热介质300a、第二散热介质400a、电路板500a以及这些电路元件600依序连接在对应于开孔510a以外的区域位置R1。散热器200a、第一散热介质300a、第二散热介质400a以及这些电路元件600依序连接在对应于开孔510a的区域位置R2。此外，各电路元件600的凸部610的凸部上表面612位于其中一开孔510a内，且凸部上表面612的一凸面面积小于对应的其中一开孔510a的一孔洞面积。其中一开孔510a的一周缘512a与对应的凸部610的一侧缘614相隔一间隙G。

藉此，本发明的散热结构100a利用两种不同散热介质的搭配，其中第一散热介质300a的流动性可以减缓第二散热介质400a因压缩所产生的应力，且可吸收机构设置堆叠后所产生的组装公差，进而避免各电路元件600因为应力而造成元件破坏或锡球破裂(BGACrack)。此外，第二散热介质400a具有一定形状以及硬度，可以阻挡第一散热介质300a因压缩所产生的溢散。两种不同散热介质的搭配具有互惠互补的功效，可解决公知技术的组装公差、溢散影响电路效能以及应力破坏的问题。

由上述实施方式可知，本发明具有下列优点：其一，利用两种不同散热介质的搭配，可以吸收机构设置堆叠后所产生的组装公差、阻挡溢散以及降低应力的影响。其二，具流动性的第一散热介质邻近散热器且与电路元件隔离，而不具流动性的第二散热介质邻近电路元件且与散热器隔离，通过此搭配可产生互惠互补的功效，并可解决公知技术的组装公差、溢散影响电路效能以及应力破坏的问题。

虽然本发明已以实施方式公开如上，然而其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，应当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书的范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种散热结构，该散热结构包括：

一散热器；

一第一散热介质，该第一散热介质连接该散热器，且该第一散热介质具有流动性；

一第二散热介质，该第二散热介质连接该第一散热介质，且该第二散热介质不具流动性；

一电路板，该电路板连接该第二散热介质，且该电路板具有一开孔、一电路板上表面以及一电路板下表面；以及

一电路元件，该电路元件包括：

一凸部，该凸部具有一凸部上表面且设置于该开孔；以及

一基部，该基部连接该凸部与该电路板下表面；

其中，该散热器、该第一散热介质、该第二散热介质、该电路板以及该电路元件依序连接，且该第二散热介质连接该电路板上表面与该凸部上表面。

2.如权利要求1所述的散热结构，其中该电路元件为一天线模块，该天线模块包括至少一天线，该基部具有一顶面与一底面，该顶面与该底面位于该基部相对两侧，该顶面朝向该电路板，且该至少一天线设置于该底面。

3.如权利要求1所述的散热结构，其中该第一散热介质具有一流动率，且该第一散热介质仅连接于该散热器与该第二散热介质之间。

4.如权利要求1所述的散热结构，其中该凸部上表面位于该开孔内，且该凸部上表面的一凸面面积小于该开孔的一孔洞面积。

5.如权利要求4所述的散热结构，其中该开孔的一周缘与该凸部的一侧缘相隔一间隙。

6.如权利要求1所述的散热结构，其中该第二散热介质的一介质面积大于该开孔的一孔洞面积，该第二散热介质覆盖该开孔与该电路板上表面的一部分，藉以封闭该开孔。

7.如权利要求1所述的散热结构，其中该散热器、该第一散热介质、该第二散热介质以及该电路元件依序连接在对应于该开孔的一区域位置。

8.一种散热结构，该散热结构包括：

一散热器；

一第一散热介质，该第一散热介质连接该散热器，且该第一散热介质具有流动性；

一第二散热介质，该第二散热介质连接该第一散热介质，且该第二散热介质不具流动性；

一电路板，该电路板连接该第二散热介质，且该电路板具有多个开孔、一电路板上表面以及一电路板下表面；以及

多个电路元件，各该电路元件包括：

一凸部，该凸部具有一凸部上表面且设置于其中一该开孔；以及

一基部，该基部连接该凸部与该电路板下表面；

其中，该散热器、该第一散热介质、该第二散热介质、该电路板以及该些电路元件依序连接，且该第二散热介质连接该电路板上表面与各该电路元件的该凸部的该凸部上表面。

9.如权利要求8所述的散热结构，其中各该电路元件为一天线模块，该天线模块包括至少一天线，该基部具有一顶面与一底面，该顶面与该底面位于该基部相对两侧，该顶面朝向该电路板，且该至少一天线设置于该底面。

10.如权利要求8所述的散热结构，其中该第二散热介质的一介质面积大于各该开孔的一孔洞面积，该第二散热介质覆盖各该开孔与该电路板上表面的一部分，藉以封闭各该开孔。

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