CN211481588U - 电子装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型关于一种电子装置，包括电路板、导热材料、电子器件、散热板及绝缘导热片。电路板具有第一表面、第二表面及开口，其中开口贯穿第一表面及第二表面。导热材料至少部分地穿设于开口，且导热材料与电路板相接触。电子器件设置于电路板的第一表面，并与导热材料相接触。散热板设置于电路板的第二表面。绝缘导热片设置于导热材料与散热板之间。借此，可以有效减小产品体积并简化流道。

Description

电子装置

技术领域

本实用新型涉及一种电子装置。

背景技术

随着电动汽车续航能力的不断增加，车载充电机的功率也随之增加，现有的6.6千瓦功率已不能满足客户的需求，开发大功率三相充电机的需求应时而生。三相输入条件下，11千瓦及22千瓦将是未来车载充电机的主流，但业界在追求极致充电体验下并未等比例增加充电机的体积，导致功率产品的功率密度越来越高，结构设计及产品的热管理能力成为体现和衡量车载充电机性能时最为关键的指标之一。

在习知技术中，车载充电机主要使用插件功率管加上弹性夹的形式，其需占用较大的体积，连带使产品体积较大；此外，元器件布局相对较为分散，使得水冷系统流道复杂且水阻较大。

因此，实有必要创作出一种能解决习知技术缺点的电子装置及电子装置的组装方法。

实用新型内容

本实用新型的主要目的为提供一种电子装置及电子装置的组装方法，以解决并改善前述先前技术的至少一个缺点。

本实用新型的另一目的为提供一种电子装置及电子装置的组装方法，通过导热绝缘材料设置于导热材料及散热板之间并搭配散热板，可以有效减小产品体积并简化流道。

为达上述目的，本实用新型的一较佳实施态样为提供一种电子装置，包括：一电路板，具有一第一表面、一第二表面及一开口，其中该开口贯穿该第一表面及该第二表面；一导热材料，至少部分地穿设于该开口，且该导热材料与该电路板相接触；至少一电子器件，设置于该电路板的该第一表面，并与该导热材料相接触；一散热板，设置于该电路板的该第二表面；以及一绝缘导热片，设置于该导热材料与该散热板之间。

在一实施例中，该开口为一圆形开口。

在一实施例中，该导热材料具有一主体部及一延伸部，其中该主体部穿设于该开口，部分的该主体部突出于该第二表面，该延伸部自该主体部沿平行该电路板的方向往该主体部的两侧延伸而出，且该延伸部与该电路板的该第二表面相接触。

根据本实用新型的构想，该主体部为圆柱体。

在一实施例中，该导热材料为黄铜或紫铜。

在一实施例中，该散热板为铝合金板。

在一实施例中，该绝缘导热片为氧化铝陶瓷片或氮化铝陶瓷片。

在一实施例中，电子装置还包括一第一界面材料，其中该第一界面材料设置于该绝缘导热片及该散热板之间，且该第一界面材料为液态黏接剂。

根据本实用新型的构想，电子装置还包括一第二界面材料，其中该第二界面材料设置于该导热材料及该绝缘导热片之间，且该第二界面材料为导热硅脂。

在一实施例中，该散热板还具有一突起部，且该突起部形成于该导热材料的对应位置。

根据本实用新型的构想，该突起部的顶面面积为该电子器件底面面积的两倍。

根据本实用新型的构想，该突起部的高度大于或等于0.5毫米。

根据本实用新型的构想，该突起部对应到一个该电子器件或多个该电子器件。

在一实施例中，电子装置还包括至少一导热垫片，其中每一个该导热垫片设置于该电路板与该绝缘导热片之间。

在一实施例中，该电子器件为金氧半场效应晶体管。

在一实施例中，该电子器件为表面贴合技术功率管。

在一实施例中，电子装置还包括一弹性夹，其中该弹性夹一端锁附在该电路板上，另一端抵住该电子器件。

在一实施例中，电子装置还包括一锁附件，该电路板还包括一通孔，其中该锁附件穿过该通孔锁附在该散热板上。

为达上述目的，本实用新型的另一较佳实施态样为提供一种电子装置的组装方法，包括步骤：(a)提供一电路板、一导热材料、一电子器件、一散热板及一绝缘导热片；(b)以回流焊焊接该电路板及该导热材料；(c)以回流焊焊接该电路板及该电子器件；(d)以一第一界面材料连接该散热板及该绝缘导热片；以及(e)以一第二界面材料连接该绝缘导热片及该导热材料。

在一实施例中，该步骤(b)中，还包括步骤：(b1)至少在该电路板的一第一表面或第二表面对应该导热材料的部分喷上锡膏；(b2)放置该导热材料于该电路板的一开口；以及(b3)将该导热材料及该电路板过回流焊焊接。

根据本实用新型的构想，于该步骤(c)中，还包括步骤：(c1)至少在电路板的一第一表面对应与该电子器件连接的部分喷上锡膏；(c2)放置该电子器件于该电路板的该第一表面；以及(c3)将该电子器件、该电路板及该导热材料过回流焊焊接。

在一实施例中，于该步骤(d)中，还包括步骤：(d1)在该散热板上的一对应散热区域涂覆该第一界面材料；(d2)放置该绝缘导热片于该对应散热区域；以及(d3)加热固化该第一界面材料，以黏接该散热板及该绝缘导热片。

根据本实用新型的构想，于该步骤(e)中，还包括步骤：(e1)在该绝缘导热片上涂覆该第二界面材料；(e2)放置该电路板，使该导热材料对应该绝缘导热片设置；以及(e3)紧固该电路板，使该绝缘导热片及该导热材料通过该第二界面材料可靠接触。

进一步地，该第一界面材料为液态黏接剂，该第二界面材料为导热硅脂，该散热板具有一突起部，该突起部形成于该对应散热区域，且该突起部的顶面以铣削加工实现平坦化。

简单而言，本实用新型采用表面贴合技术(Side Mount Technology,SMT)的金属氧化物半场效应晶体管(MOSFET)与导热材料以二次回流焊的方式与电路板固定，并搭配水冷管路，使得本实用新型具有至少以下优点：

一、此种封装形式的功率管体积较小，占用产品空间小；

二、固定形式可选择性强，既可以选择弹性夹进行固定，也可以直接采用螺钉锁固电路板的形式；

三、水冷系统流道设计简单，流阻小，采用平面水道即可保证良好的散热效果；以及

四、散热板上可以增加凸起特征，采用CNC工艺，以实现较少的加工面积即可保证电路板上的导热材料与散热板的可靠接触，达到良好的散热性能。

附图说明

图1为显示本实用新型一实施例的电子装置的结构俯视图；

图2为显示图1所示的电子装置的结构侧视图；

图3为显示本实用新型一实施例的电子装置的细部结构示意图；

图4为显示本实用新型一实施例的电子装置的散热板的细部结构示意图；

图5为显示本实用新型一实施例的电子器件的一紧固方式示意图；

图6为显示本实用新型一实施例的电子器件的一紧固方式示意图；

图7为显示本实用新型一实施例的电子器件的组装方法的流程图；

图8为显示图7所示的步骤S200的细部流程图；

图9为显示图7所示的步骤S300的细部流程图；

图10为显示图7所示的步骤S400的细部流程图；

图11为显示图7所示的步骤S500的细部流程图；

图12为显示本实用新型一实施例的电子装置的细部结构示意图；以及

图13为显示本实用新型一实施例的电子装置的散热板的细部结构示意图。

其中，附图标记：

1：电子装置

11：电路板

110：开口

111：通孔

12：导热材料

121：主体部

122：延伸部

13：电子器件

14：散热板

141：突起部

142：凸台

15：绝缘导热片

16：第一界面材料

17：第二界面材料

18：弹性夹

19：锁附件

2：流道

3：冷却介质

S1：第一表面

S2：第二表面

4：电子装置

41：电路板

42：导热材料

421：主体部

422：延伸部

43：电子器件

44：散热板

441：突起部

442：凸台

45：绝缘导热片

46：第一界面材料

47：第二界面材料

48：导热垫片

S100、S200、S300、S400、S500：步骤

S210、S220、S230：步骤

S310、S320、S330：步骤

S410、S420、S430：步骤

S510、S520、S530：步骤

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非架构于限制本实用新型。

请参阅图1至图3，其中图1为显示本实用新型一实施例的电子装置的结构俯视图，图2为显示图1所示的电子装置的结构侧视图，以及图3为显示本实用新型一实施例的电子装置的细部结构示意图。如图1至图3所示，根据本实用新型的一实施例，本实用新型的电子装置1包括电路板11、导热材料12、至少一电子器件13、散热板14及绝缘导热片15。电路板11具有第一表面S1、第二表面S2及开口110，其中开口110贯穿第一表面S1及第二表面S2。导热材料12至少部分地穿设于开口110，且导热材料12与电路板11相接触。电子器件13设置于电路板11的第一表面S1，并与导热材料12相接触。散热板14设置于电路板11的第二表面S2。绝缘导热片15设置于导热材料12与散热板14之间。借此，可以有效减小产品体积并简化流道2。

根据本实用新型的构想，电路板11较佳为印刷电路板，电路板11的开口110较佳为圆形开口，但皆不以此为限。此外，导热材料12较佳为黄铜或紫铜，并以普通车削加工为佳，电子器件13较佳为采用表面贴合技术(SMT)的功率管，散热板14较佳为铝合金板，绝缘导热片15较佳为氧化铝陶瓷片或氮化铝陶瓷片，但皆不以此为限。进一步地，当电路板11上排布多个电子器件13时，其排布方式较佳对应流道2设置，并可视散热需求采用不同的冷却介质3搭配散热，例如风(空)冷或水冷，但不以此为限。

请再参阅图3。在一些实施例中，导热材料12具有主体部121及延伸部122，其中主体部121穿设于开口110，部分的主体部121突出于第二表面S2，延伸部122自主体部121沿平行电路板11的方向往主体部121的两侧延伸而出，且延伸部122与电路板11的第二表面S2相接触。此外，电子装置1还包括第一界面材料16及第二界面材料17，其中第一界面材料16设置于绝缘导热片15及散热板14之间，且第一界面材料16较佳为液态黏接剂(Liquid bond)，但不以此为限。第二界面材料17设置于导热材料12及绝缘导热片15之间，且第二界面材料17较佳为导热硅脂，但不以此为限。具体而言，第一界面材料16以选用具备黏性及导热性佳的材料为佳，以对散热板14及绝缘导热片15进行固定和导热，例如前述的液态黏接剂。第二界面材料17与导热材料12的延伸部122及绝缘导热片15紧密连接以进行界面接触及填充，且第二界面材料17以选用不具黏性的材料为佳，可便于日后维修更换及保养，例如前述的导热硅脂。

请参阅图4并配合图3，其中图4为显示本实用新型一实施例的电子装置的散热板的细部结构示意图。如图3及图4所示，本实用新型电子装置1的散热板14可进一步具有突起部141，突起部141较佳采铣削加工以保证其平坦程度，可有效提升散热能力，且突起部141形成于导热材料12的对应位置，并以每一个突起部141对应至一个电子器件13为佳，但不以此为限。较佳地，突起部141的顶面面积为电子器件13的底面面积的两倍，且突起部141的高度大于或等于0.5毫米(mm)。另外，散热板14可具有凸台142，以供固定元件(例如：螺丝或钉子)锁固或插入固定。

请参阅图5并配合图3及图4，其中图5为显示本实用新型一实施例的电子器件的一紧固方式示意图。如图3至图5所示，本实用新型电子装置还包括弹性夹18，弹性夹18的一端锁附在电路板11上，且弹性夹18的另一端抵住电子器件13。

请参阅图6并配合图3及图4，其中图6为显示本实用新型一实施例的电子器件的一紧固方式示意图。如图3、图4及图6所示，本实用新型电子装置还包括锁附件19。同时，电路板11对应锁附件19及凸台142包括通孔111，锁附件19穿过通孔111并锁附在散热板14的凸台142上。

请参阅图7并配合图3，其中图7为显示本实用新型一实施例的电子器件的组装方法的流程图。如图3及图7所示，根据本实用新型的一实施例，本实用新型提出一种电子装置的组装方法，具体流程包括步骤如下：首先，如步骤S100所示，提供电路板11、导热材料12、电子器件13、散热板14及绝缘导热片15。其次，如步骤S200所示，以回流焊焊接电路板11及导热材料12。接着，如步骤S300所示，以回流焊焊接电路板11及电子器件13。然后，如步骤S400所示，以第一界面材料16连接散热板14及绝缘导热片15。再来，如步骤S500所示，以第二界面材料17连接绝缘导热片15及导热材料12。由于电路板11、导热材料12、电子器件13、散热板14及绝缘导热片15已详述于前述实施例中，于此不再赘述。于此实施例中，应特别注意的是本实用新型的组装方法先对导热材料12进行回流焊，再对电子器件13(如表面贴合的晶体管)进行回流焊，以避免内部空气顶出而使导热能力丧失。进一步地，前述的回流焊的细部流程，以及第一界面材料16及第二界面材料17的连接与填充细部流程将详述如后。

请参阅图8并配合图3，其中图8为显示图7所示的步骤S200的细部流程图。如图3及图8所示，本实用新型的电子装置的组装方法的步骤S200，具体还包括步骤如下：如步骤S210所示，至少在电路板11的第一表面S1或第二表面S2对应导热材料12的部分喷上锡膏(在图3中以粗线段表示)；其次，如步骤S220所示，放置导热材料12于电路板11的开口110；然后，如步骤S230所示，将导热材料12及电路板11过回流焊焊接。

请参阅图9并配合图3，其中图9为显示图7所示的步骤S300的细部流程图。如图3及图9所示，本实用新型的电子装置的组装方法的步骤S300，具体还包括步骤如下：如步骤S310所示，至少在电路板11的第一表面S1对应与电子器件13连接的部分喷上锡膏(在图3中以粗线段表示)；其次，如步骤S320所示，放置电子器件13于电路板11的第一表面S1；然后，如步骤S330所示，将电子器件13、电路板11及导热材料12过回流焊焊接。

请参阅图10并配合图3，其中图10为显示图7所示的步骤S400的细部流程图。如图3及图10所示，本实用新型的电子装置的组装方法的步骤S400，具体还包括步骤如下：如步骤S410所示，在散热板14上的对应散热区域涂覆第一界面材料16；其次，如步骤S420所示，放置绝缘导热片15于对应散热区域；然后，如步骤S430所示，加热固化第一界面材料16，以黏接散热板14及绝缘导热片15。

请参阅图11并配合图3，其中图11为显示图7所示的步骤S500的细部流程图。如图3及图11所示，本实用新型的电子装置的组装方法的步骤S500，具体还包括步骤如下：如步骤S510所示，在绝缘导热片15上涂覆第二界面材料17；其次，如步骤S520所示，放置电路板11，使导热材料12对应绝缘导热片15设置；然后，如步骤S530所示，紧固电路板11，使绝缘导热片15及导热材料12通过第二界面材料17可靠接触。

请参阅图12，其为显示本实用新型一实施例的电子装置的细部结构示意图。如图12所示，根据本实用新型的一实施例，电子装置4包括电路板41、导热材料42、电子器件43、散热板44及绝缘导热片45。其中，电路板41、导热材料42、电子器件43、散热板44及绝缘导热片45与前述实施例的电子装置1的电路板11、导热材料12、电子器件13、散热板14及绝缘导热片15相仿，同时第一界面材料46设置于绝缘导热片45及散热板44之间，以及第二界面材料47设置于导热材料42及绝缘导热片45之间也与前述实施例相仿，故于此不再赘述。惟于本实施例中，电子装置4还包括至少一导热垫片48，其中每一个导热垫片48设置于电路板41与绝缘导热片45之间。

请参阅图13并配合图12，其中图13为显示本实用新型一实施例的电子装置的散热板的细部结构示意图。如图12及图13所示，本实用新型电子装置4的散热板44可进一步具有突起部441，突起部441较佳采铣削加工以保证其平坦程度，可有效提升散热能力，且突起部441形成于导热材料42的对应位置，且以每一个突起部441对应至多个电子器件43为佳(图13示出的突起部441为至少对应至四个以上的电子器件43)，但不以此为限。

综上所述，本实用新型提供一种电子装置及电子装置的组装方法，通过导热绝缘材料设置于导热材料及散热板之间并搭配散热板，可以有效减小产品体积并简化流道。此外，本实用新型还具有至少以下优点：一、此种封装形式的功率管体积较小，占用产品空间小；二、固定形式可选择性强，既可以选择弹性夹进行固定，也可以直接采用螺钉锁固电路板的形式；三、水冷系统流道设计简单，流阻小，采用平面水道即可保证良好的散热效果；以及四、散热板上可以增加凸起特征，采用CNC工艺，以实现较少的加工面积即可保证电路板上的导热材料与散热板的可靠接触，达到良好的散热性能。

纵使本实用新型已由上述的实施例详细叙述而可由熟悉本技艺的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱所附权利要求书所欲保护的范围。

Claims (18)

1.一种电子装置，其特征在于，包括：

一电路板，具有一第一表面、一第二表面及一开口，其中该开口贯穿该第一表面及该第二表面；

一导热材料，至少部分地穿设于该开口，且该导热材料与该电路板相接触；

至少一电子器件，设置于该电路板的该第一表面，并与该导热材料相接触；

一散热板，设置于该电路板的该第二表面；以及

一绝缘导热片，设置于该导热材料与该散热板之间。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该开口为一圆形开口。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该导热材料具有一主体部及一延伸部，其中该主体部穿设于该开口，部分的该主体部突出于该第二表面，该延伸部自该主体部沿平行该电路板的方向往该主体部的两侧延伸而出，且该延伸部与该电路板的该第二表面相接触。

4.根据权利要求3所述的电子装置，其特征在于，该主体部为圆柱体。

5.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该导热材料为黄铜或紫铜。

6.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该散热板为铝合金板。

7.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该绝缘导热片为氧化铝陶瓷片或氮化铝陶瓷片。

8.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，还包括一第一界面材料，其中该第一界面材料设置于该绝缘导热片及该散热板之间，且该第一界面材料为液态黏接剂。

9.根据权利要求8所述的电子装置，其特征在于，还包括一第二界面材料，其中该第二界面材料设置于该导热材料及该绝缘导热片之间，且该第二界面材料为导热硅脂。

10.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该散热板还具有一突起部，且该突起部形成于该导热材料的对应位置。

11.根据权利要求10所述的电子装置，其特征在于，该突起部的顶面面积为该电子器件底面面积的两倍。

12.根据权利要求10所述的电子装置，其特征在于，该突起部的高度大于或等于0.5毫米。

13.根据权利要求10所述的电子装置，其特征在于，该突起部对应到一个该电子器件或多个该电子器件。

14.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，还包括至少一导热垫片，其中每一个该导热垫片设置于该电路板与该绝缘导热片之间。

15.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该电子器件为金氧半场效应晶体管。

16.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该电子器件为表面贴合技术功率管。

17.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，还包括一弹性夹，其中该弹性夹一端锁附在该电路板上，另一端抵住该电子器件。

18.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，还包括一锁附件，该电路板还包括一通孔，其中该锁附件穿过该通孔锁附在该散热板上。

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