CN1177362C - 集成电路(ic)的散热结构 - Google Patents

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Abstract

IC的一种散热结构包括在其中设有通孔的一个电路板，安装在电路板上表面上的一个IC，经由通孔充满电路板和IC之间的空间并且被固化的一种焊料，以及在电路板上形成并且附着着焊料的焊盘。

Description

集成电路(IC)的散热结构
发明背景
发明领域
本发明涉及到诸如TV等电子设备的一种集成电路(IC)，特别涉及到一种IC的散热结构，利用焊料替代惯用的散热器来散发安装在电路板上的IC所产生的热量，从而免去散热器安装并且能简化装配工艺。
现有技术
正如本领域技术人员所知，在诸如TV等电子设备中使用的一个电路板上装有不同功能和用途的许多小型封装IC。在IC工作的过程中，流经电路板和IC的电流会产生热量。
产生的热量必须被及时地适当散发，以确保器件的正常工作。由IC产生的热量散热不足会导致热量累积，进而会给封装组件产品造成故障或致命缺陷。因此要在IC上安装一个散热器来散发产生的热量。
图1是常规IC的一种散热结构的分解透视图。
参见图1，常规的IC散热结构包括一个电路板1，安装在电路板1顶面上的一个小型封装IC2，附着在IC2的顶部有效面上的散热器3，以及用于将散热器3附着到IC2的顶部有效面上的双面胶带4。
散热器3采用空气自然冷却方法。因此，如图1所示，为了增大散热面并且更有效地冷却IC2，散热器3具有一种折叠的结构或者是多个凹槽。
另外，为了迅速而有效地散发IC2产生的热量，最好将散热器3和IC2集成在一起。然而，由于在IC2的顶部有效面上设有许多电路，需要用双面胶带4来保护IC2顶部有效面上的电路并且散发由IC2产生的热量。
图2是常规IC的散热结构的一个截面图。
参见图2，IC2产生的热量通过双面胶带4传播到散热器3。
传播到散热器3的热量通过散热器3和空气之间的界面散发到空间。
在常规IC2的上述散热结构中，热量是通过散热器3散发的。
然而，此类常规散热结构的应用局限于微型封装IC。另外，常规散热结构的散热器3被附着在IC2的顶部有效面上，因而会使空间利用的效率恶化。
进而，常规的散热结构需要额外的成本来制造这种散热器。
另外，常规的散热结构需要将散热器附着到IC上的步骤，这样就会增加制造成本和降低经济效率。
发明概述
本发明就是针对上述问题提出的，本发明的目的是提供一种散热结构，利用焊料替代惯用的散热器来散发安装在电路板上的IC所产生的热量，从而免去散热器安装步骤并且简化装配工艺。
按照本发明，上述和其他目的是这样实现的，为IC提供的散热结构包括在其中设有通孔的一个电路板，安装在电路板上表面上的一个IC，经由通孔充满电路板和IC之间的空间并且被固化的一种焊料，以及在电路板上形成并且附着着焊料的焊盘。
附图简介
根据以下参照附图的详细说明可以更清楚地理解本发明的上述及其他目的，特征和其他优点，在附图中：
图1是一种常规IC的散热结构的分解透视图；
图2是这种常规IC的散热结构的一个截面图；
图3是按照本发明一个实施例的IC散热结构的一个截面图；
图4是图3的IC散热结构在焊料填充状态下的一个截面图；
图5是按照本发明另一实施例的IC散热结构的一个截面图；
图6是图5的IC散热结构在焊料填充状态下的一个截面图；
图7是按照本发明再一实施例的IC散热结构的一个分解截面图；而
图8是图7的IC散热结构在焊料填充状态下的一个截面图。
最佳实施例的说明
图3是按照本发明一个实施例的IC散热结构的一个截面图。
参见图3，本发明这一实施例的散热结构包括在其中设有多个通孔14的一个电路板1，利用涂敷和构图的一个铜薄膜在电路板1上形成的焊盘16，安装在电路板1上表面上并且面对着焊盘16的一个小型封装IC2，以及通过通孔14填满电路板1和IC2之间的空间并且固化的焊料17。
通孔14的数量是由焊盘16的面积和IC2的尺寸所决定的。
如上所述，焊盘16是是电路板1上的薄膜铜图形。焊料17附着在焊盘16上。
可以在通孔14的上表面上和电路板1的上表面上形成焊盘16。
进而也可以在通孔的内壁上形成焊盘16，以便有效地填充焊料17。
按照多次的实验室测试结果，为了更加有效地填充焊料17，通孔14的直径应该是大约0.5mm到1.0mm。
焊料17可以采用铅(Pb)，锡(Sn)，锌(Zn)等等制成的指定的化合物材料。
以下要解释本发明这一实施例的操作。
在IC2被安装到设有焊盘16的电路板1的上表面上之后，让焊料17通过通孔进入电路板1。
焊料17的填充方法如下所述。
在其上表面上装有IC2的这一电路板1的下表面与充满焊料17的一个焊料罐形成接触。
然后借助于表面张力使焊料17通过电路板1的通孔14进入。
进入的焊料17填满电路板1和IC2之间的空间。使填充的焊料固化并且与焊盘16和IC2的下表面形成一个整体。
进而借助于表面张力使焊料附着在涂敷于通孔14的下表面上的焊盘16上。
图4是图3的IC散热结构在焊料填充状态下的一个截面图。
以下要参照图4说明具有按照本发明的这一实施例的散热结构的散热过程。
由IC2产生的热量被传播到金属制成的焊料17的第一部位，该部位位于IC2下面。
传播的热量再传播到焊料17的第二部位，该部位位于通孔14内部，并且传播到焊料17的第三部位，该部位附着在电路板1下表面的通孔14上的焊盘16上。
附着在电路板1下表面的通孔14上的焊盘16上的焊料17的第三部位具有散热器的作用。也就是说，IC2所产生的热量通过焊料17的第三部位与空气之间的界面散发到空间。
图5是按照本发明另一实施例的IC散热结构的一个截面图。
与图3的前一实施例不同，在图5的这一实施例中，不仅在电路板1的上表面上及其与通孔14的邻近区域中形成焊盘16，还要在电路板1的下表面上形成焊盘。
由于在电路板1的下表面上形成了焊盘16，焊料附着区域也就是散热表面被扩大了，这样就能提高散热效率。
图6是图5的IC散热结构在焊料填充状态下的一个截面图。
如上所述，由于不仅在电路板1的上表面上及其与通孔14的邻近区域中形成了焊盘16，还在电路板1的下表面上形成了焊盘，与图4的前述实施例相比，所形成的焊料17在电路板1的下表面上覆盖的面积更大。
因此，随着焊料附着面积的扩大，散热效果更好。
图7是按照本发明再一实施例的IC散热结构的一个分解截面图。
本发明这一实施例的散热结构包括电路板1，在电路板1中打孔的通孔14，利用涂敷和构图的一个铜薄膜在电路板1上形成的焊盘16，安装在电路板1上表面上并且面对着焊盘16的一个小型封装IC2，通过通孔14安装到IC2下表面上的一个热导体，以及附着在焊盘16上的焊料17。
热导体19最好是用高热导率的铝(Al)制成。
热导体19包括从其下表面上伸出的多个支托20。支托20被插入电路板1的通孔14。
可以用双面胶带4将热导体19的上表面附着在IC2的下表面上。
热导体19可以形成各种形状，特别是一种去掉支托20的正方形。
可以在热导体19和电路板1之间的界面上也就是电路板1的上表面上形成焊盘16，从而将热导体19更牢固地附着在电路板1上。
图8是图7的IC散热结构在焊料填充状态下的一个截面图。
热导体19被安装在IC2和电路板1之间。
电路板1的下表面接触到充满焊料17的焊料罐的上表面。然后用焊料17填充通孔14并且借助于表面张力附着到电路板1下表面上的通孔14的焊盘16上，并且固化。
以下要参照图8来解释按照本发明这一实施例的散热结构的散热过程。
由IC2产生的热量传播到附着在IC2下表面上的热导体19上。
传播的热量再传播到焊料17位于热导体19下面的通孔14内的那个部位，并且传播到附着在电路板1下表面的通孔14上的焊盘16上的焊料17的另一个部位。
附着在电路板1下表面的通孔14上的焊盘16上的焊料17的这一个部位可作为一个散热器。也就是说，由IC2产生的热量通过焊料17的该部位与空气之间的界面散发到空间。
从以上的说明中可见，本发明所提供的散热结构可以适用于小型封装IC2，用来替代常规的散热器散发IC2所产生的热量。或者是可以在上表面上预先装有散热器的一种小型封装IC中额外地采用本发明的散热结构。
尽管为了解释而公开了本发明的最佳实施例，本领域的技术人员显然还有可能对此做出各种各样的修改和增删，无需脱离权利要求书所述的本发明的范围和原理。

Claims (4)

1.IC的一种散热结构包括：
在其中设有通孔的一个电路板；
安装在电路板上表面上的一个热导体；
安装在上述热导体的上表面上并且连接到上述电路板上的一个IC；
充满上述通孔并且附着在与通孔邻接的一个区域上然后被固化的一种焊料；以及
在上述电路板上形成并且附着着上述焊料的焊盘；
其特征是上述热导体包括从其下表面上伸出以便插入上述通孔的多个支托。
2.按照权利要求1的IC散热结构，其特征是还包括设在上述热导体和上述IC之间的界面上的一个双面胶带，用于将上述热导体附着在上述IC上。
3.按照权利要求1的IC散热结构，其特征是用上述焊料将上述热导体附着在上述电路板的上表面上。
4.按照权利要求1的IC散热结构，其特征是上述支托的直径小于上述通孔的直径，以便用上述焊料填充上述通孔。
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