TW200836044A - Heat-dissipating module - Google Patents
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Description
200836044 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本案係關於一種散熱模組,尤指一種可以於電路板上 提供發熱電子元件散熱路徑之散熱模組。 【先前技術】 隨著積體電路的積集化,電子裝置如電源轉換器或電 源供應器的體積亦逐漸縮小,但電子裝置體積縮小所衍生 的散熱問題則愈形嚴重。以電源轉換器為例,電源轉換器 於運作時其内部電路板上之電子元件,例如電晶體,會產 生極高的熱量,而存在於殼體内部之空氣為熱的不良傳導 媒介,因此會有熱量不易散逸且累積於電源轉換器殼體内 部之問題產生。此外,電源轉換器亦有逐漸朝高功率發展 之趨勢,因此若無法有效解決電子元件散熱的問題,將使 電源轉換器内部之電子元件易於損壞,如此不只會降低電 源轉換器之使用壽命,且更會降低電源轉換器之電源轉換 效率。 為解決這些電子元件之散熱問題,通常會將安置於電 路板上之電子元件與電源轉換器之殼體内壁面貼附或鄰 近,以利用殼體來加大熱傳的散熱面積,然而傳統技術面 臨許多問題。請參閱第一圖,其係顯示傳統電子元件散熱 模組之結構示意圖。如第一圖所示,電子元件10,例如電 晶體,通常係利用背面之散熱片11直接貼附於殼體12側 200836044 邊之内壁面’且彻固定元件13,例如螺絲或夾具,將電 ,兀件ίο固定,藉此以將電子元件10所產生的熱量利用 忒體加大熱導面積而從内部轉移至外部散熱。電子元件10 通常以其接腳15插置於電路板14對應之連接部上,且須 设置於電路板14之邊緣部分,如此方可與殼體12側面之 内壁面貼附或鄰近。然而為了將電子元件1〇設置於殼體12 側面之内壁面,電路板14之線路佈局以及電路配置將會變 得複雜與_ ’且^產生電磁干擾等問題。此外,將電子 元件1〇設置於電路板14之邊緣部分,容易於電源轉換器i 受到外力撞擊或摔落時因應力作用而造成電子元件1〇之接 腳15斷裂。更甚者,將電子元件1()直立式地貼附於殼體 12侧面之内壁面亦會造成電源轉換器丨之厚度無法進一步 縮小的缺點。 請參閱第二圖,其係為另一種傳統電子元件散熱模組 之結構示意圖。如第二圖所示,此傳統方式與第一圖所示 之方式相同,惟在電子元件10與殼體12側面之内壁面間 更設置一散熱裝置16,該散熱裝置16係固定於電路板14 上,但此傳統方式仍存在相同之問題與缺點,而且散熱裝 置16固定不易,亦影響到電子元件1〇之配置。 為避免電子元件設置於電路板之邊緣部分所產生之問 題’另:傳統電子7L件散熱模組被發展。請參閱第三圖, 其係顯示另一種電子元件散熱模組之結構示意圖。如第三 圖所示,電子元件20,例如電晶體,係利用背面之散熱片 21貼附於殼豸22底面之内壁面,藉此可避免電子元件設置 200836044 於電路板邊緣所造成之問題,且可以避免電子元件站立所 造成之高度限制而無法使電源轉換器2之厚度降低等問 題。然而,此傳統技術仍有其缺點,例如此技術須於電路 板24對應於電子元件20之位置開設通孔23,該通孔23 之大小須略大於電子元件20之大小,以便於將電子元件20 固定於電路板24以及貼附於殼體22底面之内壁面。但當 須設置多個電子元件2〇時,電路板24之通孔23面積將造 成電路板24佈線與電路配置的困難與複雜,且同樣地於電 源轉換器2受到外力撞擊或摔落時,易造成電子元件20之 接腳25斷裂。 第四圖⑻係顯示另一種傳統電子元件散熱模組之結構 不意圖。如第四圖⑻所示,電源轉換器3之電路板34上面 對電子元件30,例如電晶體,之區域具有複數個導孔(via hole)33,每一導孔33係貫穿電路板34且於其壁面形成一 金屬導層331,如第四圖(b)所示。此傳統方式係將電子元 件30利用接腳35插置於電路板34對應之連接部上,並將 電子元件30以其背面之散熱片31貼附於電路板34且面對 複數個導孔33,且於電路板34相對於電子元件30之另一 表面之相對位置設置一散熱墊36並使其與殼體32底面之 内壁面貼附,俾利用導孔33與散熱墊36導熱至殼體32而 散熱。然而由於導孔33除内壁面具有金屬導層331外,中 間大部分皆存在空氣,而空氣係為熱傳的不良傳導媒介, 因此對提升電子元件30之散熱效能有限。此外,導孔33 之製作方式繁瑣且成本高。 200836044 因此,如何發屏— η ώ 種可以解決傳統技術所產生之問題 與缺點,且適用於對雷 ,^α 路板上發熱電子元件散熱之散熱模 、、且’貝為相_域者目前所迫切需要解決之問題。 【發明内容】 本案之主要目的在於提供一種電子元件之散熱模組, 其主要係於ί路板上利用嵌人之導熱m供電子元件散 熱路狂’使電子%件所產生之熱量可以利用該散熱路捏轉 移至包覆體,例如殼體或金屬屏蔽殼,進而提升散熱效能。 如此不只可以解決散熱問題,且可以使電子元件之設置盘 組裝更簡化與容易。此外,由於僅須對電路板開設與導敎 裝置之本體截面相似大小之通孔,而無須開設與電子元件 相同大小之通孔,因此可以減少於電路板上開設通孔之面 積’俾節省電路板之空間以及使線㈣局以及電路之配置 相對地較不受限。 為達上述目的,本案之-較廣義實施態樣為提供一種 散熱模組,用於一包覆體内。該散熱模組至少包括:一電 子元件,具有至少-接腳;-電路板,具有至少一通孔= 及至少-連接部,其中該連接料用於與該電子元件之該 接腳連接H導熱裝置,以―定於該電路板之^ 通孔’以形成-散熱路徑。其中該電子元件係貼附於該導 熱裝置,俾使該電子元件產以熱量W錄祕徑散敎。 【實施方式】 200836044 體現本案特徵座優點 明中詳細敘述。應理=典型實施例將在後段的說 各種的變化’其皆不脫離 :」:二樣上具有 分結構立體示意圖。如第 圖(a)所不結構之部
之散熱馳可應料—電子裝置,例 ^電子元件 要句括雷;分此/原轉換器4 ’且主 要I括電子το件40、電路板44以及導 子元件40,例如電晶體,於其背面具有」、、〜、中% 有至少一接腳4 5。於其他實施例中,電1 : = 41以及具 整封裝體而不具有暴露之散熱片,但旦:亦可為完 44係具有-通孔43以及至少-連接部°電_ 丨47,该連接部47係 用於與電子元件40之對應接腳45連接。於—些實施例中, 電子元件40可以是直插式元件或是表面黏著元件,因此電 子元件40之接腳45可以直插方式或表面黏著方 板44對應之連接部47,例如導孔或接觸塾,以焊接^式連 接0 導熱裝置46主要係由具㊉熱導係數之金屬製成,例如 銅或銘。於-些實施例中,導熱裝置46係呈多邊形柱體或 圓柱體,如第六圖(a)~(c)所示,且具有〜, 表面461、-第二表面462以及-凸、緣463,其中該凸緣糊 係由該第一表面461或該第二表面462之至少一側邊向外 延伸。電路板44於通孔43之邊緣可選擇性地形成至少一 200836044 導_置1路板44之通孔43大小與形狀係大體上與 裝置46.K之本體460之橫截面大小與形狀相㈤,使導熱 進―㈣1 可嵌入與固定於電路板44對應之通孔43中。為 置46^ (導熱裝置46於電路板44上,可以利用導熱裝 連接。於凸 1L 43邊緣之焊接區域48以焊接方式 裝置46、Ά、衣 叹置於電路板44之通孔43後,導熱
部之公严之第+ 二表面462可與包覆體42,例如殼體或殼體内 最_屏蔽殼,底面之内壁面貼附而形成一散熱路徑。 接方於、些實施例中,電子元件4〇可以藉由接腳45以焊 例如接於電路板44之連接部47,並藉由固定元件49, 累、、、糸或知錫或夾具(如第五圖(b)所示),固定與貼附於 導熱裝 於带 b之弟一表面461上,藉此便可利用導熱裝置46 二包路板44中所形成之散熱路徑,俾利於電子元件4〇散 管 卜’於其他實施例中,亦可於電子元件40與導熱裝 定46之間選擇性地增加絕緣墊(未圖示),藉此便可利用固 疋元件’例如螺絲或失具,固定與貼附於導熱裝置46之第 —表面461上。 清參閱第七圖’其係為本案另一較佳實施例之電子元 件之散熱模組之結構示意圖。如第七圖所示,於此實施例 # ’包子元件之散熱模組之主要構件以及各構件之功能與 第五圖(a)與(b)所示實施例相似,惟導熱裝置46可以從電 =板44相對於電子元件4〇設置面之另—面嵌入,使導熱 衣置46之凸緣463抵頂電路板44之通孔43之邊緣部份, 亦即導熱裝置46之凸緣463與電子元件4〇位於電路板44 11 I..’ 200836044 之相對面。於$熱裝置46設置於電路板44之通孔 導熱裝置46之第—表面461可與包覆體42,例如 :内部之金屬屏蔽殼,底面之内壁面貼附而形成1 =
於二貝鉍例中,通孔43之壁面亦可進一步形成金 $層431 ’如此導熱裝i Μ便可利用焊接方式與通孔 之金屬導層431連接而更穩固地固定於電路板44。於 實施例中,電子元件4〇可以是直插式元件或是表 件,因此電子元件40之接腳45可以直插方式或表面= 方式與電路板44對應之連接部47,例如導减接觸塾,= 接。於-些實施例中’電子元件4〇可藉由固定元件‘ 螺絲:戈夾具或焊錫,固定於導熱裝置仆之第二表 上’藉此便可利用導熱裝置46與電路板44所形成之 路徑,以利於電子元件40散熱。另外,於其他實施例= 亦可於電子讀4G與導熱裝置%之間選擇性地增加 藝(未圖示),藉此便可利用固定元件,例如螺絲或夾且,j 定於導熱裝置46之第二表面462上。 ,、固 、、田然,於一些實施例中,導熱裝置46與焊接區域 或f孔43之金屬導層431間,以及電子元件40之接腳45 兵:路板44之連接部47 @,可利用焊接方式,例如波產曰 方’、(wave s〇lder process)或直接回流焊方式⑼咖 process)進行,且不以此為限。 、 4上所返,本案之電子裝置之散熱模組主要係於電 板上利用U之導減置提供電子裝置散熱路徑,使其產 12 200836044 生之熱量可以利用該散熱路徑轉移至包覆體,例如殼體或 金屬屏蔽殼,進而提升散熱效能。如此不只可以解決散熱 問題,且可以使電子元件之設置與組裝更簡化與容易。此 外,由於僅須對電路板形成與導熱裝置橫截面相似大小之 通孔,而無須形成與電子元件相似大小之通孔,因此可以 減少於電路板上開設通孔之面積,俾節省電路板之空間, 以及使線路佈局以及電路之配置相對較不受限。 本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾, 然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。 13 200836044 【圖式簡單說明】 第一圖:其係為傳統電子元件散熱模組之結構示意圖。 第二圖:其係為另一種傳統電子元件散熱模組之結構示 意圖。 第三圖:其係為另一種傳統電子元件散熱模組之結構示意 圖。 第四圖··其係為另一種傳統電子元件散熱模組之結構示意 圖。 第五圖(a):其係為本案較佳實施例之電子元件之散熱模組 結構示意圖。 第五圖(b):其係為第五圖(a)所示結構之部分結構立體圖。 第六圖(a)~(c):其係顯示各種導熱裝置之結構示意圖。 第七圖:其係為本案另一較佳實施例之電子元件之散熱模 組之結構不意圖。 200836044 【主要元件符號說明】 I、 2、3、4 :電源轉換器 10、20、30、40 :電子元件 II、 21、31、41 :散熱片 12、 22、32、42 :殼體 13、 49 :固定元件 14、 24、34、44 :電路板 15、 25、35、45 :接腳 f % 16 :散熱裝置 23、43 : it子L 33 :導孔 331、431 :金屬導層 36 :散熱墊 46 :導熱裝置 47 :連接部 I 460 :本體 461 :第一表面 462 ··第二表面 463 ··凸緣 48 ··焊接區域 15
Claims (1)
- 200836044 十、申請專利範圍: 1. 一種散熱模組,用於一包覆體内,至少包括: 一電子元件,具有至少一接腳; 一電路板,具有至少一通孔以及至少一連接部,其中該 連接部係用於與該電子元件之該接腳連接;以及 一導熱裝置,至少部分嵌入與固定於該電路板之該通 孔,以形成一散熱路徑,其中該電子元件係貼附於該導熱 裝置,俾使該電子元件產生之熱量藉由該散熱路徑散熱。 2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組,其中該電子元 件為電晶體。 3. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組,其中該電子元 件之背面更具有一散熱片。 4. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組,其中該電子元 件為直插式元件或表面黏著元件。 5. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組,其中該導熱裝 置由銅或鋁製成。 6. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組,其中該導熱裝 置為多邊形柱體或圓柱體。 7. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組,其中該導熱裝 置更包括: 一第一表面,與該電子元件貼附; 一第二表面;以及 一凸緣,延伸於該第一表面之至少一側邊。 8. 如申請專利範圍第7項所述之散熱模組,其中該電路板 16 200836044 於該通孔之邊緣更形成至少一焊接區域,以用於與該導 熱裝置之該凸緣連接。 9. 如申請專利範圍第7項所述之散熱模組,更包括一固定 元件,用於將該電子元件固定於該導熱裝置之該第一表 面上。 10. 如申請專利範圍第7項所述之散熱模組,其中該導熱裝 置之該第二表面貼附或鄰近該包覆體底面之内壁面。 11. 如申請專利範圍第10項所述之散熱模組,其中該包覆 體為殼體或金屬屏蔽殼。 12·如申請專利範圍第7項所述之散熱模組,其中該導熱裝 置之該凸緣與該電子元件位於該電路板之相同面。 13. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組,其中該電路板 之該通孔之壁面更形成一金屬導層,以藉由銲接方式與 該導熱裝置連接。 14. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組,其中該導熱裝 置更包括: 一第一表面; 一第二表面,與該電子元件貼附;以及 一凸緣,延伸於該第一表面之至少一側邊。 15. 如申請專利範圍第14項所述之散熱模組,更包括一固 定元件,用於將該電子元件固定於該導熱裝置之該第二 表面上。 16·如申請專利範圍第14項所述之散熱模組,其中該導熱 裝置之該第一表面貼附或鄰近該包覆體底面之内壁面。 17 200836044 17·如申請專利範圍第14項所述之散熱模組,其中該導熱 裝置之該凸緣與該電子元件位於該電路板之相對面。 18·如申請專利範圍第i項所述之散熱模組,其中該電路板 之通孔大小與形狀係實質上與該導熱裝置之一本體之橫 截面大小與形狀相同,俾使該導熱裝置截入與固定於該 電路板之該通孔中。 19·如申請專利範圍第1項所述之散熱模組,其中該導熱裝 置係利用焊接方式固定於該電路板之該通孔,以及該電 子元件之該接腳係利用焊接方式固定於該電路板之該連 接部。 20·如申請專利範圍第19頊所述之散熱模級,其中該焊接 方式選自波銲以及直接回流焊方式其中之〜。
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