CN201804859U - 线路板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是有关于一种线路板，其供至少一电子元件所装设，并包括一线路层、一导热基板、一绝缘层以及至少一散热装置。线路层具有多个接垫，而导热基板具有一平面。绝缘层配置在线路层与平面之间，而散热装置热耦接其中一接垫。当电子元件所产生的热能经由线路层传递至散热装置与导热基板时，导热基板能快速地传递热能，而散热装置能帮助热能散逸至外界环境中，因此本实用新型的线路板能加快传递电子元件的热能的速率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种线路板，特别是涉及一种具有散热装置(heat dissipating device)的线路板。
背景技术
现今的电子元件(electronic component)，例如主动元件(active component)或被动元件(passive component)，通常会装设(mount)在线路板上，并且经由线路板的线路来接收及输出电讯号。然而，电子元件在运作时会产生热能，而有些电子元件，例如发光二极管(Light Emitting Diode，LED)与功率元件(power device)，在运作时，更会产生大量热能。因此，如何加快传递热能的速率，是值得探讨的课题。
实用新型内容
本实用新型在于提供一种新型结构的线路板，其能加快传递电子元件的热能的速率。
本实用新型是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种线路板，供至少一电子元件所装设，所述线路板包括：一线路层，具有多个接垫；一导热基板(thermal conductive substrate)，具有一平面；一绝缘层，配置在该线路层与该平面之间；以及至少一散热装置(heat-dissipating device)，热耦接(thermally coupling to)其中一接垫(pad)。
本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的线路板，还包括至少一焊料块，该焊料块连接该散热装置与该接垫。
前述的线路板，所述散热装置为一具有多片散热片的散热体(heat spreader)。
前述的线路板，所述散热装置包括一热管(heat pipe)与一具有多片散热片的散热体，该热管热耦接在该散热体与该接垫之间。
前述的线路板，所述散热装置为一机壳(housing)，该机壳覆盖该电子元件。
前述的线路板，所述导热基板包括一导热层(thermal conductive layer)与一基板，该导热层位在该基板与该绝缘层之间。
前述的线路板，所述导热层为金属层或碳材料层。
前述的线路板，所述导热基板为金属板或碳材料板。
前述的线路板，所述绝缘层为陶瓷层、散热垫(thermal pad)、散热胶(thermal glue)、树脂层(resin layer)或树脂胶片(prepreg)。
前述的线路板，其中被所述线路层所遮盖的该平面的面积与该平面的面积二者比值不小于0.5。
前述的线路板，所述线路层包括至少一梳状线路，该梳状线路包括一主干部(main portion)以及多个连接该主干部的延伸部(intension portion)，该主干部位在该延伸部之间，而相邻二延伸部之间存有一间隙，该主干部与该延伸部皆具有该接垫。
前述的线路板，所述线路层包括多个导热区块(thermal conductivesection)、至少一连接区块(connection section)以及至少一散热区块(heat-dissipating section)，该连接区块连接在其中一导热区块与该散热区块之间，且该导热区块与该散热区块皆具有该接垫。
前述的线路板，所述绝缘层全面性地覆盖该平面。
借由上述技术方案，当电子元件所产生的热能经由线路层传递至散热装置与导热基板时，导热基板能快速地传递热能，而散热装置能帮助热能散逸(dissipating)至外界环境中，因此本实用新型的线路板能加快传递电子元件的热能的速率。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的特征和优点能够更明显易懂，以下特举实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1A是本实用新型一实施例的线路板在装设电子元件之后的剖面图。
图1B是图1A中线路板在移除散热装置与电子元件之后的俯视图。
图2是本实用新型另一实施例的线路板在装设电子元件之后的剖面图。
图3是本实用新型另一实施例的线路板在装设电子元件之后的剖面图。
图4是本实用新型另一实施例的线路板在装设电子元件之后的剖面图。
图5是本实用新型另一实施例的线路板在未装设散热装置与电子元件时的俯视图。
图6是本实用新型另一实施例的线路板在未装设散热装置与电子元件时的俯视图。
10：电子元件12、14、P1、P2、P3、P4：接垫
100、200、300、400、500、600：线路板
110、510、610：线路层120、220、320：导热基板
122：平面 130：绝缘层
140、340、440：散热装置 142、342a：散热片
150：防焊层 224：导热层
226：基板 342：散热体
344：热管 512：导热区块
514：连接区块 516：散热区块
612：梳状线路 612a：主干部
612b：延伸部 G1：间隙
S1、S2：焊料块
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例，对依据本实用新型提出的线路板其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
图1A是本实用新型一实施例的线路板在装设电子元件之后的剖面图。请参阅图1A，本实施例的线路板100可以供至少一个电子元件10所装设，例如在图1A中，仅一个电子元件10以倒芯(flip chip)方式装设在线路板100上。不过，在其他实施例中，线路板100可以供多个电子元件10所装设，且电子元件10可以是以打线(wire bonding)方式或其他电性连结方式装设在线路板100上。
电子元件10不仅可以是主动元件或被动元件，而且也可以是装设在一般线路板上的元件，例如电阻、电容、电感、功率元件、发光二极管或已封装的芯片(packaged chip)。此外，电子元件10也可以是未封装的芯片(die)，而线路板100可为用来封装芯片的载板(carrier)。
线路板100包括一线路层110、一导热基板120以及一位在线路层110与导热基板120之间的绝缘层130。导热基板120具有一平面122，而绝缘层130配置在线路层110以及平面122之间，并将线路层110与导热基板120隔开，以使线路层110与导热基板120电性绝缘。此外，绝缘层130可以全面性地覆盖平面122。
导热基板120可以是一种具有良好导热能力的板材，其例如是金属板或碳材料板，其中碳材料板泛指主要由碳所构成的板材，例如碳纤维板或石墨板，而金属板可以是合金板或是实质上由单一种金属所制成的板材，例如铝镁合金板、铝板或铜板。
绝缘层130配置在导热基板120上，并且可以具有大于1W/MK的热导率(high thermal conductivity)，而绝缘层130可以是陶瓷层、散热垫或散热胶。不过，在其他实施例中，绝缘层130的热导率也可以小于或等于1W/MK，且绝缘层130可为树脂层或树脂胶片。
线路板100还包括多个散热装置140，而线路层110具有多个接垫P1，其中这些散热装置140分别热耦接这些接垫P1。举例而言，在本实施例中，线路板100可以还包括多个焊料块S1，而这些焊料块S1连接这些散热装置1
40与这些接垫P1，因此热能可从接垫P1经由焊料块S1传导(conducting)至散热装置140。此外，散热装置140也可以使用散热胶或散热垫来热耦接接垫P1，所以接垫P1并不局限使用焊料块S1来连接散热装置140。
散热装置140可由金属材料所制成，并能帮助热能散逸至外界环境中。详细而言，散热装置140例如是一种散热体，其具有多片散热片142，因此散热装置140具有大的表面积。当热能传导至散热装置140时，由于散热装置140具有大的表面积，因而能帮助热能散逸至外界环境中，让热能可以快速地从散热装置140排出。
须说明的是，虽然图1A所绘示的散热装置140的数量为多个，但是在其他实施例中，线路板100所包括的散热装置140的数量可以仅为一个，而且此散热装置140可以热耦接多个接垫P1。因此，图1A所示的散热装置140的数量仅为举例说明，并非限定本实用新型。
除了接垫P1之外，线路层110可以还具有多个接垫P2及P4，其中这些接垫P2、P4电性连接电子元件10。举例而言，由于图1A的电子元件10是以倒芯方式装设在线路板100上，所以线路板100还包括多个电性连接电子元件10的焊料块S2，其中电子元件10具有多个接垫12、14，而这些焊料块S2连接在接垫12、14与接垫P2、P4之间。
在本实施例中，接垫14可以是虚设接垫(dummy pad)，而接垫12可以是工作接垫(working pad)，所以当电子元件10在运作时，电流可以只经过接垫12，而不经过接垫14。不过，须强调的是，在其他实施例中，接垫12、14皆可为工作接垫，或者一些接垫12也可以是虚设接垫。
图1B是图1A中线路板在移除散热装置与电子元件之后的俯视图，其中图1A是从图1B中线I-I剖面所绘制。请参阅图1A与图1B，从图1B来看，可以得知被线路层110所遮盖的平面122的面积与平面122的面积二者比值不小于0.5，即二者比值大于或等于0.5。换句话说，线路层110占据了平面122一半以上的面积，因此电子元件10所产生的热能大部分会传递至线路层110，并且经由线路层110传导至散热装置140。
线路层110还可以具有多个接垫P3，且这些接垫P3可以与这些接垫P1电性导通。接垫P3可用于热耦接散热装置140，即同一个散热装置140热耦接接垫P1及P3。如此，电子元件10的热能可以更快速地传导散热装置140，让电子元件10不易堆积大量的热能。此外，接垫P3也可用来电性连接电子元件10，或是作为一种用于电性连接电子设备的端子(terminal)，其中此电子设备例如是电源供应器(power supply)或检测机台。
另外，线路板100还可以包括一防焊层(solder mask)150。防焊层150覆盖线路层110，并且局部暴露线路层110，例如防焊层150暴露出这些接垫P1、P2、P3与P4。防焊层150仅为线路板100的选择性元件，而非必要元件，因此线路板100也可以不包括防焊层150，而图1A的防焊层150仅为举例说明，并非限定本实用新型。
综上所述，当电子元件10运作时，电子元件10所产生的热能会以传导的方式，经由线路层110传递至散热装置140与导热基板120。导热基板120因具有良好的导热能力而能快速地传递热能，而散热装置140能帮助热能散逸至外界环境中，所以线路板100能促使电子元件10不堆积大量的热能，以减少电子元件10发生过热的情形。
其次，当被线路层110所遮盖的平面122的面积与平面122的面积二者比值不小于0.5时，由于电子元件10所产生的热能大部分会传递至线路层110，因而更能避免大量的热能堆积在电子元件10中。如此，更可以有效地减少电子元件10发生过热的情形。
图2是本实用新型另一实施例的线路板在装设电子元件之后的剖面图。请参阅图2，本实施例的线路板200相似于图1A中的线路板100，例如线路板200、100二者所包括的元件大部分都相同，因此以下仅介绍线路板200、100二者的差异，不再重复介绍二者相同之处。
线路板200、100二者的差异在于：线路板200所包括的导热基板220在结构上不同于导热基板120，并且具有多层结构(multilayer structure)。详细而言，导热基板220可包括一导热层224以及一基板226，其中导热层224位在基板226与绝缘层130之间，所以导热层224比基板226更接近线路层110。
导热层224具有良好的导热能力，且例如是金属层或碳材料层，其中碳材料层泛指主要由碳所构成的膜层(layer)，例如碳纤维层、石墨层或钻石薄膜(diamond film)。由于导热层224具有良好的导热能力，且接近线路层110，因而能快速地传递热能，因此导热基板220也能快速地传递电子元件10所产生的热能，以减少电子元件10发生过热的情形。
须说明的是，基板226可以具有单层结构或多层结构，所以尽管图2所示的导热基板220为双层结构(bilayer structure)，但是在其他实施例中，导热基板220也可以具有三层以上的多层结构。因此，图2所示的导热基板220的双层结构仅为举例说明，并非限定本实用新型。
图3是本实用新型另一实施例的线路板在装设电子元件之后的剖面图。请参阅图3，本实施例的线路板300相似于前述线路板100，例如线路板100与300二者所包括的元件大部分都相同，其中线路板300所包括的导热基板320可以是导热基板120或220。以下仅介绍线路板300、100二者的差异，不再重复介绍二者相同之处。
线路板300、100二者的差异在于：散热装置的不同。详细而言，线路板300包括多个散热装置340，而各个散热装置340包括一散热体342以及一热管344。散热体342可以相同于图1A中的散热装置140，所以散热体342也可以具有多片散热片342a，且散热体342的材料可以是金属。
热管344热耦接在散热体342与线路层110的接垫P1之间。举例而言线路板300所包括的多个焊料块S1连接在这些热管344与这些接垫P1之间，因此热能可以从接垫P1经由焊料块S1传导至热管344。此外，热管344也可以使用散热胶或带有黏性的散热垫来连接接垫P1，所以接垫P1并不局限使用焊料块S1来连接热管344。
散热体342可以使用散热胶或散热垫来连接热管344，进而与热管344热耦接。此外，散热体342也可以是利用机械接合的方式来热耦接热管344，例如散热体342可以利用卡合(buckle)、螺锁(lock)或紧配(fasten)的方式来热耦接热管344。除此之外，散热体342也可以焊接热管344，或是与热管344一体成型。
热管344能传递热能，因此当电子元件10所产生的热能传递至线路层110时，热能可从接垫P1经由热管344传递至散热体342。之后，散热体342能帮助热能散逸至外界环境中，以排出热能，减少电子元件10发生过热的情形。
须说明的是，虽然图3所示的线路板300包括多个散热装置340，但在其他实施例中，线路板300所包括的散热装置340的数量可以仅为一个。其次，至少一个散热装置340可以更换成图1A中的散热装置140，即一个或多个热管344可以省略，所以图3所示的散热装置340的数量及结构仅为举例说明，并非限定本实用新型。
图4是本实用新型另一实施例的线路板在装设电子元件之后的剖面图。请参阅图4，本实施例的线路板400与图3中的线路板300相似，例如线路板400、300二者所包括的元件大部分都相同，因此以下仅介绍线路板400、300二者的差异。至于二者相同之处，则不再重复介绍。
承上述，线路板400、300二者的差异在于：线路板400所包括的散热装置440为一种机壳，并可覆盖电子元件10，如图4所示。详细而言，上述机壳(即散热装置440)具有良好导热能力，且可以是金属壳体或碳纤维壳体。散热装置440可以是电子装置(electronic device)的机壳，而此电子装置例如是手机、笔记型电脑或个人数位助理器(Personal DigitalAssistant，PDA)。
当散热装置440为金属壳体时，由于散热装置440覆盖电子元件10，因此散热装置440不仅能帮助热能散逸，而且还能保护电子元件10免于遭到外物撞击与电磁波(electromagnetic wave)的干扰。所以，散热装置440可以具有电磁屏蔽(electromagnetic shielding)的效果。
图5是本实用新型另一实施例的线路板在未装设散热装置与电子元件时的俯视示意图。请参阅图5，本实施例的线路板500与线路板100相似，例如二者所包括的元件大部分都相同，且二者的功能与剖面结构基本上都一样(如图1A所示)，因此以下主要介绍线路板500、100二者的差异，而线路板500的剖面结构则不再绘示。
承上述，线路板500、100二者的差异在于：线路板500的布线(layer)形状不同于线路板100的布线形状。详细而言，线路板500包括一线路层510，而线路层510可以包括多个导热区块512、多个连接区块514以及多个散热区块516。各个连接区块514连接在其中一个导热区块512与其中一个散热区块516之间。
这些导热区块512与散热区块516皆具有多个接垫P1、P2、P3及P4，例如在图5中，这些散热区块516具有接垫P1、P3，而这些导热区块512具有接垫P2、P4。其中一个导热区块512可以仅具有一个接垫P4，而其他的导热区块512可以分别具有接垫P2。接垫P1可以热耦接散热装置140、340或440，而接垫P3也可热耦接散热装置140、340或440，或是电性连接电子元件10或其他电子设备(例如电源供应器或检测机台)。
虽然图5所示的线路层510包括多个导热区块512、多个连接区块514与多个散热区块516，但在其他实施例中，线路层510可只包括一个导热区块512、一个连接区块514与一个散热区块516，即线路层510所包括的导热区块512、连接区块514或散热区块516三者的数量皆可仅为一个，所以图5中的导热区块512、连接区块514及散热区块516三者的数量仅为举例说明，并非限定本实用新型。
图6是本实用新型另一实施例的线路板在未装设散热装置与电子元件时的俯视图。请参阅图6，本实施例的线路板600与线路板100相似，例如线路板600、100二者功能都相同，且二者的功能与剖面结构基本上都一样(如图1A所示)，所以线路板600的剖面结构不再绘示，而以下主要介绍线路板600、100二者的差异：线路板600的布线形状不同于线路板100的布线形状。
详细而言，线路板600包括一具有接垫P4的导热区块512与一线路层610。线路层610可以包括多条梳状线路612，而各个梳状线路612包括一主干部612a以及多个连接主干部612a的延伸部612b。各个主干部612a位在这些延伸部612b之间，而相邻二个延伸部612b之间存有一间隙G1。在同一个梳状线路612中，位在主干部612a同一侧的这些延伸部612b彼此之间存有间隙G1，所以这些延伸部612b彼此不相连，如图6所示。
这些主干部612a与延伸部612b皆可以具有多个接垫P2、P3，而在图6的实施例中，各个主干部612a可以只具有一个接垫P2，而各个延伸部612b也可以只具有一个接垫P3，其中至少一个接垫P3可以热耦接散热装置140、340或440，而其他的接垫P3可以用来电性连接电子元件10或其他电子设备，其例如是电源供应器或检测机台。
须说明的是，虽然图6所示的线路层610包括多个梳状线路612，但在其他实施例中，线路层610所包括的梳状线路612可以仅为一个，且各个主干部612a可以具有多个接垫P2，各个延伸部612b可以具有多个接垫P3。因此，图6所示的梳状线路612仅为举例说明，并非限定本实用新型。
以上所述，仅是本实用新型的实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (13)
1.一种线路板，供至少一电子元件所装设，其特征在于，所述线路板包括：
一线路层，具有多个接垫；
一导热基板，具有一平面；
一绝缘层，配置在该线路层与该平面之间；以及
至少一散热装置，热耦接其中一接垫。
2.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，还包括至少一焊料块，该焊料块连接该散热装置与该接垫。
3.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述散热装置为一具有多片散热片的散热体。
4.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述散热装置包括一热管与一具有多片散热片的散热体，该热管热耦接在该散热体与该接垫之间。
5.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述散热装置为一机壳，该机壳覆盖该电子元件。
6.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述导热基板包括一导热层与一基板，该导热层位在该基板与该绝缘层之间。
7.根据权利要求6所述的线路板，其特征在于，所述导热层为金属层或碳材料层。
8.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述导热基板为金属板或碳材料板。
9.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述绝缘层为陶瓷层、散热垫、散热胶、树脂层或树脂胶片。
10.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，其中被所述线路层所遮盖的该平面的面积与该平面的面积二者比值不小于0.5。
11.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述线路层包括至少一梳状线路，该梳状线路包括一主干部以及多个连接该主干部的延伸部，该主干部位在该延伸部之间，而相邻二延伸部之间存有一间隙，该主干部与该延伸部皆具有该接垫。
12.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述线路层包括多个导热区块、至少一连接区块以及至少一散热区块，该连接区块连接在其中一导热区块与该散热区块之间，且该导热区块与该散热区块皆具有该接垫。
13.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述绝缘层全面性地覆盖该平面。
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2010
- 2010-08-19 CN CN 201020500155 patent/CN201804859U/zh not_active Expired - Lifetime
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