JP3128955U

JP3128955U - 放熱シート結合の電気回路板構造

Info

Publication number: JP3128955U
Application number: JP2006009240U
Authority: JP
Inventors: 羽立黄
Original assignee: 照敏企業股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2006-05-05
Filing date: 2006-11-13
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2016-11-13
Also published as: TWM300003U; US20070259160A1

Abstract

【課題】放熱シート結合の電気回路板構造の提供。
【解決手段】一種の放熱シート結合の電気回路板構造、該電気回路板は銅箔層を有する。錫層を銅箔層に設け、錫層の上部に放熱シートを取り付ける。製造するとき、前記部材より重ね合わせた電気回路板は、リフロー炉により、前述の部品を結合することにより、電気回路板に取り付けた電子素子より発生する高熱は銅箔層にいったん吸収した上、錫層に伝導し放熱シートに素早く伝導する。本考案の放熱シートにより熱エネルギーを素早く大気中に放出し、全体の放熱面積増加と効率向上を図る。さらに、錫層内部に熱伝導管を設けて放熱効果を向上する。放熱シートと熱伝導と合わせて、放熱の目的を実現し、放熱強化の効果を図る。
【選択図】図１

Description

本考案は一種の放熱シート結合の電気回路板構造に関し、特に一種の電気回路板の銅箔層に錫層を設けて、放熱シート又は熱伝導管を錫層と結合した上、放熱シート又は熱伝導管を錫層と結合することにより、電子素子より発生する熱エネルギーを素早く伝導し、より良い放熱空間を設けて、放熱効果を増強し、放熱効率をアップする。

現在、プリント基板の応用レベル及び分野は広範囲にわたり、電子製品の電子素子はすべて電気回路板に取り付ける。また、現在の電気回路板は高出力パワー及び高発熱素子に対応するため、電気回路板の放熱能力を強化し、その放熱効果及び出力パワーを向上している。

従来の電気回路基板構造は、電子素子の数と消費電力が少ないため、電子素子より発生する熱エネルギーは銅箔層より伝導し、待機に放出できる。しかしながら、現在電気回路基板に取り付ける電子素子の出力パワーが大きいほか、その数も多いため、電流の増大つれて、消費パワーも増加し、局所の過度な熱上昇問題が発生する。一方、電子素子のリードより放熱する方式は、大部分の熱を放熱することができないため、電子素子と電気回路基板を正常稼働温度に維持できない。稼働温度超過には電子素子の物理特性を改変し、電子素子は予定の稼働効率を達成できないばかりでなく、使用寿命を短縮するか又は焼損の恐れがある。

従来式の一層形又は多層形電気回路基板に放熱機構が設けられていないため、（中央演算装置又はノーズブリッジチップセットなど）高熱を発生する電子素子を取り付けるとき、電子素子に放熱ペスト又は放熱シードを熱伝導の媒介物として金属製放熱シート（アルミ又は銅）を取り付けて、放熱シートの金属特性により、電子素子より発生した熱エネルギーを素早く伝導し、電気回路基板と電子素子の放熱効率を良くする。

市販の一種のアルミ基板は高熱を発生する電子素子に対応できる。該アルミ基板は主に銅箔層とアルミ板より構成する。該銅箔層とアルミ板との間にフィルムを取り付け、圧着するとき、該フィルムを銅箔層とアルミ板に接着させ、アルミ板を仕上げる。前記の構造において、アルミ基板に取り付けた電子素子の熱エネルギーは銅箔層よりアルミ板に伝導し、アルミ板の金属特性により熱エネルギーを大気中へ素早く放出し、放熱効果を強化する。

しかしながら、前記した公知技術の従来の電気回路基板又はアルミ板構造は、以下のような製造ならびに使用不便の欠点がある：
１．公知技術の電気回路基板は放熱効果を強化するために追加した金属放熱シートは、全体の生産コストアップのほか、金属放熱シートの体積が大きいため、組立てるときに不便や空間不足の問題が発生する。２．公知技術のアルミ基板はアルミ板より放熱する方式において、アルミ板の厚みにより放熱効果が決まる。一方、公知技術のアルミ基板の厚みは通常１.６mmしかない。このようなアルミ基板の厚みは、電子素子及びチップモジュールより発生する熱エネルギーを放出できない、予期した放熱効果を達成することが難しい。３．公知技術の電気回路板と放熱シートは接触面をより密着させるため、前記両者の間に放熱ペストを塗布し、よい導体を提供する。しかしながら、放熱ペストの伝熱効果は金属より劣るほか、時間経過すると、硬化し変質により、熱抵抗となり、伝熱効果を低下させる。

よって、放熱性の良い電気回路基板を開発することが業界で求められていた課題である。

製造するとき、リフロー炉工程において、放熱シートと電気回路板と放熱シートは錫層により結合し、金属特性により熱エネルギーを素早く放熱シートに伝導し、電気回路板の放熱効果の向上を図る、一種の放熱シートと結合した電気回路板構造を提供することを本考案の主な目的である。

該放熱シートは成型加工した立体放熱面積及び効果により、熱エネルギーを素早く大気中に放出し、電子素子より発生する熱エネルギーを有効に放出する、一種の放熱シートと結合した電気回路板構造を提供することを本考案のさらに一つの目的である。

電子素子に放熱シートの追加取付ける時間のほか、全体コストの軽減を図る、一種の放熱シートと結合した電気回路板構造を提供することを本考案のもう一つの目的である。

前記の目的を達成するため、本考案の一種の放熱シートと結合した電気回路板構造において、該電気回路板は銅箔層を有し、錫層を銅箔層の上部に設け、該銅箔層において、錫層により放熱シートと結合する特徴を有する。

そのうち、該電気回路板は一層形基板を用いる。一つの好ましい実施例において、該電気回路板は多層基板を用いる。

一つの好ましい実施例において、該電気回路板はフレキシブルプリント回路板ＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ）を用いる。

もう一つの実施例において、前記の電気回路板は高熱伝導電気回路板を用いる。

好ましい実施例において、該放熱シートは銅製、鉄製、アルミ製、又はその他金属製部材を使用し、熱エネルギーの伝導効果を向上させる。ただし、アルミ部材を放熱シートに使用するとき、錫層との結合のため、該放熱シート表面にニッケルをメッキ加工することが好ましい。

さらに、錫層に熱伝導管を埋め込んでもよい。好ましい実施例において、電気回路板に複数の電子素子又は発光ダイオードを設けても良い。

前記説明の通り、本考案の電気回路基板は使用するときに、電気回路基板に複数の電子部品を取り付けて、電気導通により電子素子より高熱を発生し、発生する熱エネルギーは銅箔層より放熱層に伝導し、錫層より素早く放熱シートに伝導し、該放熱シートは放熱面積の増大により熱エネルギーを素早く大気中に放出させ、電気回路基板の効率を向上する。電子素子と電気回路基板を正常稼働温度に維持し、使用寿命を延長するほか、放熱シートの追加設置に係わる時間とコストを軽減し高速放熱の目的を実現する。

請求項１の考案は、放熱シート結合の電気回路板構造において、該電気回路板は銅箔層を有し、錫層を銅箔層に設け、銅箔層上部の錫層により放熱シートと結合することを特徴とする放熱シート結合の電気回路板構造としている。
請求項２の考案は、該電気回路基板は一層形電気回路基板であることを特徴とする請求項１記載の放熱シート結合の電気回路板構造としている。
請求項３の考案は、該電気回路基板は多層形電気回路基板であることを特徴とする請求項１記載の放熱シート結合の電気回路板構造としている。
請求項４の考案は、該電気回路基板はフレキシブルプリント回路板であることを特徴とする請求項１記載の放熱シート結合の電気回路板構造としている。
請求項５の考案は、該放熱シートは銅部材を使用することを特徴とする請求項１記載の放熱シート結合の電気回路板構造としている。
請求項６の考案は、該放熱シートは鉄部材を使用することを特徴とする請求項１記載の放熱シート結合の電気回路板構造としている。
請求項７の考案は、該放熱シートはアルミ部材を使用することを特徴とする請求項１記載の放熱シート結合の電気回路板構造としている。
請求項８の考案は、該放熱シートはその他金属部材を使用することを特徴とする請求項１記載の放熱シート結合の電気回路板構造としている。
請求項９の考案は、該アルミ製放熱シートの表面にニッケルをメッキ加工し、錫層に結合することを特徴とする請求項7記載の放熱シート結合の電気回路板構造としている。
請求項１０の考案は、該錫層内部に熱伝導管を埋め込むことを特徴とする請求項１記載の放熱シート結合の電気回路板構造としている。

本考案は放熱シート結合の電気回路板構、本考案の電気回路基板は使用するときに、電気回路基板に複数の電子部品を取り付けて、電気導通により電子素子より高熱を発生し、発生する熱エネルギーは銅箔層より放熱層に伝導し、錫層より素早く放熱シートに伝導し、該放熱シートは放熱面積の増大により熱エネルギーを素早く大気中に放出させ、電気回路基板の効率を向上する。電子素子と電気回路基板を正常稼働温度に維持し、使用寿命を延長するほか、放熱シートの追加設置に係わる時間とコストを軽減し高速放熱の目的を実現する。

図１から図４を参照する。本考案の一種の放熱シートと結合した電気回路板構造において、該電気回路板１０は銅箔層１１を有し、錫層１２を銅箔層１１の上部に設け、該銅箔層１１において、錫層１２により放熱シートと結合する特徴を有する。そのうち、該放熱シート１３は銅製、鉄製、アルミ製、又はその他金属製部材を使用し、熱エネルギーの伝導効果を向上させる。ただし、アルミ部材を放熱シート１３に使用するとき、錫層との結合のため、該放熱シート表面にニッケルをメッキ加工することが好ましい

一つの好ましい実施例において、該電気回路板１０は一層形基板を用いる。

もう一つの好ましい実施例において、該電気回路板１０は多層基板を用いる。

一つの好ましい実施例において、該電気回路板１０はフレキシブルプリント回路板３０ＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ）を用いる。

もう一つの実施例において、前記の電気回路板１０は高熱伝導電気回路板を用いる。

本考案は実施するとき、錫層１２を電気回路板１０の銅箔層１１に設け、放熱シート１３を錫層１２上部に重ね合わせて、前記の構成要素をリフロー炉に送り込み、錫層１２を溶けさせ、銅箔層１１と放熱シート１３に結合する。冷却した後、放熱シート１３は錫層１２に固定し、放熱シート結合の電気回路板構造工程を終了する。

引き続きに、図３に示す通り、本考案の電気回路板１０を使用するとき、複数の電子素子２０を電気回路板１０に設け、導電後電子素子２０より発生する熱エネルギーは電気回路板１０より錫層１１に伝導し、錫の良い金属特性により、熱エネルギーを放熱シート１３に伝導し、熱エネルギーを大気中に放出して、素早く放熱の目的を実現する。

そのうち、電子素子２０は発光ダイオードに取り代わっても良い。前記の発光ダイオードの発光による熱エネルギーは電気回路板１０より銅箔層１１に備える錫層１２と放熱シート１３に伝導し、発光ダイオード発光による熱エネルギーは放熱シート１３を介して、素早く熱放出させ、素早く放熱の効果を実現する。

引き続きに図４は、本考案の概念に基づいて、フレキシブルプリント回路板３０に錫層１２を設け、錫層１２の上部に熱伝導管１４を重ねて設け、フレキシブルプリント回路板３０を熱伝導管１４に密着させる。熱伝導管１４の上部に錫層１２を設け、放熱シート１３を錫層１２に重ね合わせて、重ね合わせた後の構造体をリフロー炉に送り込んで、錫層１２によりフレキシブルプリント回路板３０と熱伝導管１４及び放熱シート１３を結合し、放熱シート結合の電気回路板構造工程を終了する。

本考案は使用のとき、複数の電子素子２０をフレキシブルプリント回路板３０に取り付け、電子素子２０より発生する熱エネルギーの伝導は、錫層１２、放熱シート１３及び熱伝導管１４の結合により、電子素子２０より発生する熱エネルギーを大気中に放出し、熱エネルギーは熱伝導管１４より素早く放熱シート１３に伝導する。一方、放熱シート１３の立体放熱により、全体の放熱効果が大幅に向上され、熱エネルギーをより素早く大気中に放出させ、電子素子２０の発生熱を効率よく放出できる。

図５に示す本考案の好ましい実施例において、該放熱シート１３を立体フィン形状に加工し、放熱シート１３の平面放熱形態から立体放熱形態に変わり、加工後の立体フィン形状により、放熱シート１３全体の放熱面積及び効率が相対的に増加し、電気回路板１０によい熱伝導効果を提供する。

前記の放熱シート１３は切削加工後、立体フィン形状を形成し、全体の放熱面積及び効率とも増大され、銅箔層１１より放熱シート１３に伝導する形態は平面放熱から立体放熱に変わり、放熱シート１３の放熱効率を向上し、電子素子２０より発生する熱エネルギーを有効に放出できる。

図６に示す本考案の錫層１２内部に熱伝導管１４を埋め込み、熱伝導管１４の伝導特性におり、熱エネルギーを低温区域に伝導し、錫層１２より吸収した熱エネルギーを放熱シート１３に伝導し、放熱面積と素早く放熱効果を拡大し、放熱効果をさらに向上できる。

本考案は製作するとき、リフロー炉工程において、錫層１２により銅箔層１１と放熱シート１３を密着させ、錫金属の特性による極めて良い熱伝導効果を利用し、電子素子２０より発生する高熱を素早く放熱シート１３に伝導し、放熱シート１３の立体構造により、放熱面積をより拡大する。さらに、熱伝導管１４を錫層１２に埋め込むことにより、電気回路板１０の放熱効果を向上する。あらためて放熱シート敷設の時間とコストを軽減できるほか、電子素子２０を正常な稼働温度に維持することにより、使用寿命を延長し、素早く放熱の目的を実現できる。

本考案の外観概略図である。本考案図１の分解概略図である。本考案の実施態様図である。本考案のもう一つの実施態様図である。本考案のまた一つの実施態様図である。本考案のさらに一つの実施態様図である。

符号の説明

１０電気回路板
１１銅箔層
１２錫層
１３放熱シート
１４熱伝導管
２０電子素子
３０フレキシブルプリント回路板

Claims

放熱シート結合の電気回路板構造において、該電気回路板は銅箔層を有し、錫層を銅箔層に設け、銅箔層上部の錫層により放熱シートと結合することを特徴とする放熱シート結合の電気回路板構造。
該電気回路基板は一層形電気回路基板であることを特徴とする請求項１記載の放熱シート結合の電気回路板構造。
該電気回路基板は多層形電気回路基板であることを特徴とする請求項１記載の放熱シート結合の電気回路板構造。
該電気回路基板はフレキシブルプリント回路板であることを特徴とする請求項１記載の放熱シート結合の電気回路板構造。
該放熱シートは銅部材を使用することを特徴とする請求項１記載の放熱シート結合の電気回路板構造。
該放熱シートは鉄部材を使用することを特徴とする請求項１記載の放熱シート結合の電気回路板構造。
該放熱シートはアルミ部材を使用することを特徴とする請求項１記載の放熱シート結合の電気回路板構造。
該放熱シートはその他金属部材を使用することを特徴とする請求項１記載の放熱シート結合の電気回路板構造。
該アルミ製放熱シートの表面にニッケルをメッキ加工し、錫層に結合することを特徴とする請求項7記載の放熱シート結合の電気回路板構造。
該錫層内部に熱伝導管を埋め込むことを特徴とする請求項１記載の放熱シート結合の電気回路板構造。