CN1293453A

CN1293453A - 电子模块

Info

Publication number: CN1293453A
Application number: CN00131440A
Authority: CN
Inventors: 安福薰; 保坂泰司; 宫泽雅昭
Original assignee: JST Mfg Co Ltd
Current assignee: JST Mfg Co Ltd
Priority date: 1999-10-18
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2001-05-02
Anticipated expiration: 2020-10-18
Also published as: EP1094697A2; EP1094697B1; DE60038526T2; JP2001118984A; DE60038526D1; JP3831159B2; CN1207783C; KR20010070141A; TW466742B; US6370025B1; EP1094697A3

Abstract

本发明的电子模块是这样构成的:多个第一电子元件安装在一个卡状衬底的顶表面上;第一辐射板共同地粘结在两个或多个第一电子元件的顶表面上;多个第二电子元件安装在衬底的底表面上;第二辐射板共同地粘结在两个或多个第二电子元件的底表面上。通过第一和第二辐射板,由第一和第二电子元件的高速工作产生的热量被辐射到外部空气中去。

Description

电子模块

本发明涉及一种电子模块，其中多个电子元件安装在卡状衬底的顶表面和底表面中的至少一个表面上，并且本发明尤其是涉及一种可以提供电子元件的有效冷却的电子模块。

近年来，在诸如笔记本型个人计算机之类的计算机中需要大容量存储装置。由于计算机装置的尺寸限制和可扩充性，其中诸如DRAM之类的电子元件直接安装在计算机主板上的存储装置正在减少。替代这种类型的存储装置，另一种类型的存储装置现在成为了主流产品，其中电子模块通过连接器安装在主板上，在电子模块中，为了具有预定的存储容量，诸如DRAM之类的多个电子元件安装在一个其上形成有电路布线的多层电路板上。

这只需要通过焊接等手段仅仅将用于电连接电子模块的连接器安装到计算机装置的主板上，由此通过提高电子模块的存储容量，使大容量电子元件小型化，使得大容量的电子元件能够安置在主板上。另外，易于安装到连接器和从连接器拆卸的电子模块可以提供增强的可扩充性。

然而，随着安装在电子模块上的诸如直接DRAM之类的电子元件的速度提高，出现了这样的趋势：电子元件的电功率消耗增大，并且电子元件本身产生的热量由此增大。这使得电子模块的更新特性和运行效率可能变差。

本发明的主要目的是要提供一种电子模块，它能使电子元件有效地冷却。

本发明的第二个目的要提供一种电子模块，它能使安装在衬底的顶表面和底表面这两个表面上的电子元件有效地冷却。

本发明的第三个目的要提供一种电子模块，它与一个连接器连接，当电子模块通过连接器平行地安装在主板上时，它能使安装在衬底的顶表面和底表面这两个表面上的电子元件有效地冷却。

为了实现主要目的，本发明的第一方面提供了一种电子模块，它包括：一个卡状衬底；多个电子元件，它们安装在衬底的顶表面和底表面中的至少一个表面上，并且平行于衬底排列；以及一个辐射板，它共同地安装在两个或多个电子元件的暴露的表面上。

这可获得如此的结果：从两个或多个电子元件产生的热量被传递到共同地安装在电子元件的平整暴露表面上的辐射板并且从此辐射出去。

为了实现第二个目的，本发明的第二方面提供了一种电子模块，它包括：一个卡状衬底；多个第一电子元件，它们安装在衬底的顶表面上；第一辐射板，它共同地粘结在两个或多个第一电子元件的顶表面上；多个第二电子元件，它们安装在衬底的底表面上；以及第二辐射板，它共同地粘结在两个或多个第二电子元件的底表面上。

这可获得如此的结果：从安装在衬底的顶表面和底表面上的第一和第二电子元件产生的热量被传递到安装在衬底的顶表面和底表面上的第一和第二辐射板并且从此辐射出去。

为了增强热量从第一和第二辐射板的辐射，第一辐射板和第二辐射板中的每一个都优选设有多个翅片。另外，这些翅片优选由以弯曲的构形交替排列的凸条和凹条形成。

为了实现第三个目的，本发明的第三方面提供了一种与连接器相连接的电子模块，其中电子模块包括：一个卡状衬底；多个第一电子元件，它们安装在衬底的顶表面上；第一辐射板，它共同地粘结在两个或多个第一电子元件的顶表面上；多个第二电子元件，它们安装在衬底的底表面上；以及第二辐射板，它共同地粘结在两个或多个第二电子元件的底表面上，并且其中连接器包括一个壳体装置和一个通风装置，壳体装置用于将电子模块固定至一个主板并且使电子模块大致平行于主板，通风装置设置在壳体装置中，用于使空气沿电子模块通过。

这允许空气在安装于衬底底部的第二辐射板上流过并且使其通过壳体装置中的通风装置，由此可取得这样的结果：安装在顶侧的第一辐射板和安装在底侧的第二辐射板可以同样地被冷却。

为了增强热量从第一和第二辐射板的辐射，第一辐射板和第二辐射板中的每一个都优选设有多个翅片，这些翅片由凸条和凹条形成，这些凸条和凹条交替排列并且沿衬底的长边方向或短边方向延伸。

从结合附图所做的以下说明，本发明的其它和进一步的目的、特征和优点将更全面地展现出来。

图1是安装有辐射板的电子模块的立体图；

图2是安装有辐射板的电子模块的侧视图；

图3是顶视图，它显示出沿辐射板的短边方向排列的翅片的构形；

图4是顶视图，它显示出沿辐射板的长边方向排列的翅片的构形；

图5是与连接器连接的电子模块的立体图；

图6是与连接器连接的电子模块的剖视图。

下面将参照附图描述本发明的优选实施例。图1是安装有辐射板53、55的电子模块1的立体图。图2是电子模块1的侧视图。

在图1和2中，卡状模块1包括一个衬底51、安装在衬底51的顶表面上的多个第一电子元件52、共同地粘结在两个或多个第一电子元件52的顶表面上的第一辐射板53、安装在衬底51的底表面上的多个第二电子元件54、共同地粘结在两个或多个第二电子元件54的底表面上的第二辐射板55、安装在衬底51的顶表面和底表面前端部的导电连接垫56、57以及设置在衬底51两侧的锁合凹口58。

衬底51呈矩形，它具有短边和长边。作为衬底51，可以采用各种衬底，包括树脂衬底、陶瓷衬底、玻璃纤维环氧树脂衬底、软性衬底和金属衬底。单层衬底和多层衬底均可用作衬底51。尤其是，在布设电子元件52、54和导电连接垫56、57之间的连线方面，使用多层衬底可提供增大的自由度。

安装在衬底51的顶表面和底表面上的第一和第二电子元件52和54包括诸如高速工作的DRAM之类的存储器芯片、IC芯片、芯片电容器、芯片电阻器，并且具有平行于衬底51延伸的平整的暴露表面。在所示的例子中，在长边方向上，四个平整的存储器芯片以均匀间隔平行于衬底51排列，并且通过合适的粘结剂或等同手段固定到衬底51的顶表面上。第二电子元件54也以与第一电子元件52相同的方式固定到衬底51的底表面上。

安装在衬底51的顶表面上的用于第一电子元件52的第一辐射板53是由金属板制成的，此金属板具有良好的导热性和导电性，例如铝，并且通过粘结剂、粘结带或粘结薄片粘结至第一电子元件52的顶部平整的暴露表面上。第一辐射板53具有能够共同地安装在两个或多个大量生热的第一电子元件52上的尺寸。在图示的例子中，第一辐射板53具有覆盖四个电子元件52的整个暴露表面的面积。在用于粘结第一辐射板53的粘结剂中，选择高导热性的粘结剂。安装在衬底51的底表面上的用于第二电子元件54的第二辐射板55也以与第一辐射板53相同的方式粘结至第二电子元件54。如果第一电子元件52的高度互不相同或者第二电子元件54的高度互不相同，第一辐射板53或第二辐射板55在其底部的一部分区域可以具有凹表面或凸表面，以保证两者之间的粘结。

为了使空气在电子模块1的短边方向上流动，如图3(a)中所示，在第一辐射板53和第二辐射板55上各自设有翅片63，翅片63包括凸条61和凹条62，它们交替排列并且在电子模块1的短边方向上延伸。为了提高在电子模块1的宽度方向上流动的空气的冷却效率，翅片163的凸条161和凹条162优选相对于第一辐射板153和第二辐射板155的纵向线弯曲成山谷形状，如图3(b)中所示。或者，翅片263的凸条261和凹条262优选相对于第一辐射板253和第二辐射板255的纵向线弯曲成山丘形状，如图3(c)中所示。应当指出的是，纵向线不仅是图示的中心线，而且是从中心向任一短边偏移的线。

为了使空气在电子模块1的纵向流动，如图4(a)中所示，在第一辐射板353和第二辐射板355上各自设有翅片363，翅片363包括凸条361和凹条362，它们交替排列并且在电子模块1的长边方向上延伸。为了提高在电子模块1的长边方向上流动的空气的冷却效率，翅片463的凸条461和凹条462优选相对于第一辐射板453和第二辐射板455的短边线弯曲成山谷形状，如图4(b)中所示。或者，翅片563的凸条561和凹条562优选相对于第一辐射板553和第二辐射板555的短边线弯曲成山丘形状，如图4(c)中所示。应当指出的是，短边线不仅是图示的中心线，而且是从中心向任一长边偏移的线。

下面将参照图1和2描述由此构成的电子模块1的工作原理。由于高速工作，电子模块1的顶侧和底侧上的第一和第二电子元件52、54产生热量。第一和第二辐射板53、55粘结到第一和第二电子元件52、54的暴露表面的整个区域上，于是由第一和第二电子元件52、54产生的热量传递到第一和第二辐射板53、55。当空气在图1中由箭头表示的方向上相对于电子模块1的短边流动时，它沿第一和第二辐射板53、55的每一个的翅片63的凸条61和凹条62流动，于是在翅片63中形成热交换，从而将从第一和第二电子元件52、54产生的热量辐射出去。

第一辐射板53和第二辐射板55分别共同地固定到两个或多个第一电子元件52和两个或多个第一电子元件54上，这样，与辐射板各自固定到单个电子元件上的情况相比，提高了热辐射效率。即使电子元件52、54固定到衬底51的顶表面和底表面上，由于为顶部和底部电子元件52、54设置了辐射板53、55，也有助于来自于电子元件52、54的热量的辐射，并且由此防止了热积聚。

应当指出的是，本发明不仅可以应用于其中电子元件安装在卡状电子模块1的衬底51的顶部和底部上的装置，而且还可以应用于其中电子元件安装在衬底51的顶部和底部中的仅仅一个之上的装置。

参照图5，其中示出了与连接器连接的电子模块的立体图。图6是该电子模块的剖视图。下面将参照图5和6描述适用于电子模块1的连接器2，在电子模块1中，电子元件52、54安装在衬底51的顶部和底部上。

图5中所示的连接器2包括一个壳体(壳体装置)10，壳体10具有：主体11和一对侧臂12、13，侧臂12、13从主体11的两端在垂直方向上一体地延伸；这对侧臂12、13的基座部分14、15和16、17，它们前后排列并且一体地向下延伸；第一通风孔(通风装置)21，它设置在基座部分14、16之间并位于主体11下面；以及一对第二通风孔(通风装置)22、23，它们分别设置在基座部分14、15之间侧臂12下面以及基座部分16、17之间侧臂13下面。

如图6中所示，主体11具有一个空腔25，它形成在其垂直方向上的中心部分，用于将电子模块1的前端容纳于其中。主体11具有这样的结构，其中前接触部件26可以按压插入主体中，并且后接触部件27也可以按压插入主体中，前接触部件26的一端可以与电子模块1的上导电连接垫56连接，另一端可以与主板(未示出)连接，后接触部件27的一端可以与电子模块1的下导电连接垫57连接，另一端可以与主板(未示出)连接。

前接触部件26各自被冲压成悬臂形状，并且具有：朝向空腔25内偏压的一端261、要被插入主体11中的插入部分262、向下跨越第一通风孔21延伸的垂直延伸部分263以及沿基座部分14的底端延伸的另一端264。

后接触部件27各自被冲压成悬臂形状，并且具有：朝向空腔25内偏压的一端271、要被插入主体11中的插入部分272、向下跨越第一通风孔21延伸的垂直延伸部分273以及沿基座部分14的底端延伸的另一端274。

在图5中，左右侧臂12、13相对于主体11的中心线是对称的。侧臂12、13具有槽口28，用于导引或支撑电子模块1的两端。槽口28具有在其路径上形成的凸出部分29，凸出部分29对应于在电子模块1的两端形成的凹口58。

第一通风孔21设置在基座部分14、16之间且位于主体11下面。虽然前、后接触部件26、27跨越通风孔21从顶部延伸到底部，但空气流过相邻的前接触部件26之间的间隙和相邻的后接触部件27之间的间隙。

第二通风孔22、23分别设置在基座部分14、15之间侧臂12下面以及基座部分16、17之间侧臂13下面。通风孔22、23优选各自具有一个倾斜表面31，以增大向外的开口，从而便于空气吸入。第一通风孔21和第二通风孔22、23并不局限于通向底部的孔，而是可以形成为在底部封闭的方形孔。

采用绝缘树脂，主体11、侧臂12、13以及基座部分14、15、16、17形成为一个构件。主体11和侧臂12、13可以如此分离地形成：它们能通过装配结合成一体。基座部分14、15、16、17也可以通过装配与侧臂12、13结合。另外，取代设置在每个侧臂12、13的两端的基座部分14、15、16、17，基座部分也可以设置在主体11的长边方向的两端。

下面将参照图5和6描述如此构成的连接器2和电子模块1的装配。电子模块1的衬底51的长边方向的两端被插入槽口28中。在侧臂12、13由槽口28中的凸出部分29向外推压的同时，电子模块1被插入，直到电子模块1中的凹口58与凸出部分29配合。随后，电子模块1的前端被容纳在空腔25中，并且导电连接垫56、57与接触部分26、27的一端261、271接触，从而在电子模块1和接触部分26、27之间形成电连接，如图6中所示。此后，电子模块1在其两端由侧臂12、13保持定位。

如图5和6中所示，电子模块1通过连接器2安装在主板3上。冷却气流32沿主板3形成。从电子模块1装配侧的相反侧进入的气流32被分成三个支流，其中气流33穿过第一通风孔21，气流34、35穿过第二通风孔22、23。结果，气流在电子模块1的底表面上形成，这样，安装在电子模块1的底表面上的电子元件54就通过辐射板55由气流有效地冷却。另外，气流32也形成在电子模块1的顶表面上，这样，安装在电子模块1的顶表面上的电子元件52通过辐射板53也同时由气流冷却。

在笔记本个人计算机中，连接器2以很小的垂直间距固定在主板3上，电子模块1安装至连接器2。电子模块1在其三个侧面由连接器2的壳体10围绕。由于这个原因，电子模块1容易在底部通风不良。然而，由于在连接器2的壳体10中设有通风孔21、22、23，空气得以流过电子模块1的底部以及其顶部。由于辐射板53、55共同地安装在电子模块1顶部和底部的多个电子元件52、54上，电子元件52、54被有效地冷却。

在设置于连接器2的侧臂12、13下面的通风孔22、23被封闭的情况下，气流32将流向通风孔21。在这种情况下，翅片63、163和263取向为沿电子模块1的宽度方向延伸，如图3中所示，这样辐射板53(55)、153(155)、253(255)可以有效地工作。

在设置于连接器2的主体11下面的通风孔21被封闭的情况下，气流32将流向通风孔22、23中的任一个。在这种情况下，翅片363、463和563取向为沿电子模块1的长边方向延伸，如图4中所示，这样辐射板353(355)、453(455)、553(555)可以有效地工作。在这种情况下，可以对连接器2的壳体进行改进，由两个分离的部件构成壳体，其中第一部件用于支撑电子模块1的前侧，第二部件用于支撑其后侧。

Claims

1．一种电子模块，包括：一个卡状衬底；多个电子元件，它们安装在所述衬底的顶表面和底表面中的至少一个表面上，并且平行于所述衬底排列；以及一个辐射板，它共同地安装在两个或多个所述电子元件的暴露的表面上。

2．一种电子模块，包括：一个卡状衬底；多个第一电子元件，它们安装在所述衬底的顶表面上；第一辐射板，它共同地粘结在两个或多个所述第一电子元件的顶表面上；多个第二电子元件，它们安装在所述衬底的底表面上；以及第二辐射板，它共同地粘结在两个或多个所述第二电子元件的底表面上。

3．根据权利要求2的电子模块，其特征在于，所述第一辐射板和所述第二辐射板中的每一个都设有多个翅片。

4．根据权利要求3的电子模块，其特征在于，所述翅片包括以弯曲的构形交替排列的凸条和凹条。

5．一种与一个连接器相连接的电子模块，

其中所述电子模块包括：一个卡状衬底；多个第一电子元件，它们安装在所述衬底的顶表面上；第一辐射板，它共同地粘结在两个或多个所述第一电子元件的顶表面上；多个第二电子元件，它们安装在所述衬底的底表面上；以及第二辐射板，它共同地粘结在两个或多个所述第二电子元件的底表面上，并且

所述连接器包括一个壳体装置和一个通风装置，壳体装置用于将所述电子模块固定至一个主板并且使电子模块大致平行于所述主板，通风装置设置在所述壳体装置中，用于使空气沿所述电子模块通过。

6．根据权利要求5的与连接器相连接的电子模块，其特征在于，所述第一辐射板和所述第二辐射板中的每一个都设有多个翅片，所述翅片包括凸条和凹条，这些凸条和凹条交替排列并且沿所述衬底的长边方向或短边方向延伸。