TW201902310A - 具導熱及散熱功能的電路板 - Google Patents

Abstract

一種具導熱及散熱功能的電路板，包含一板體、多個設置於該板體上的電子元件，及一塗佈於該板體上且包覆該等電子元件的第一絕緣散熱材。其中，該第一絕緣散熱材具有一與該板體平行間隔的第一散熱表面，且得以吸收該等電子元件運作時產生的熱能，並均勻地自該第一散熱表面進行散熱，藉此產生平均且良好的散熱效果。因此，配合該電路板的電子產品除了具有使消費者舒適良好的使用感受外，由於該電路板之散熱效果良好的關係，還具有系統運作穩定以及使用壽命長的優點。

Description

具導熱及散熱功能的電路板

本發明是有關於一種電路板，特別是指一種具導熱及散熱功能的電路板。

參閱圖1，為一習知的電路板1，包括一板體11，及多個設置於該板體11上的電子元件12、13、14。該電路板1是配合一個與其間隔的產品外殼板2而使用。其中，由於該等電子元件12、13、14相對於該板體11的高度並不一致，故該等電子元件12、13、14與該產品外殼板2的間距亦不同。在該等電子元件12、13、14運作而產生熱能時，由於所述之間距不同的關係，該等電子元件12、13、14產生的熱能傳遞至該產品外殼板2的情況當然有所差異，因而該電路板1以及該產品外殼板2的溫度將分佈不均，無論是在該電路板1或者該產品外殼板2上設計散熱機制時，都難以確實產生平均的散熱效果。

另外，由於該電路板1配合該產品外殼板2使用時，該產品外殼板2會形成該電路板1直接將熱能散熱至外界的阻隔，故若是該電路板1自身散熱的功效不足，或甚至未設計任何散熱機制時，對於目前設計日漸精密的電子產品而言，將產生熱能累積於該電路板1的問題，除了造成使用感受不良的缺點外，更可能因而影響該電路板1的正常運作和使用壽命，以及過熱而引起系統當機。

因此，本發明之目的，即在提供一種能產生平均且良好之散熱效果的具導熱及散熱功能的電路板。

於是，本發明具導熱及散熱功能的電路板，包含一板體、多個設置於該板體上的電子元件，及一塗佈於該板體上且包覆該等電子元件的第一絕緣散熱材。其中，該第一絕緣散熱材具有一與該板體平行間隔的第一散熱表面。

本發明之功效在於：該第一絕緣散熱材得以吸收該等電子元件運作時產生的熱能，並均勻地自該第一散熱表面進行散熱，藉此產生平均且良好的散熱效果。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2，本發明具導熱及散熱功能的電路板3之一第一實施例，包含一板體31、多個設置於該板體31上的電子元件32，及一塗佈於該板體31上且包覆該等電子元件32的第一絕緣散熱材33。其中，該第一絕緣散熱材33為金屬氧化物(例如氧化鋁、氧化鋅等)、金屬氮化物(例如 氮化鋁、氮化錋等)、碳化物(例如碳化矽等)，及金屬氫氧化物(例如氫氧化鋁等)等絕緣導熱的填充材料(insulation&thermal conductive filler)，和有機高分子聚合物組合而成的導熱絕緣膠(Thermal Grease)。該第一絕緣散熱材33具有一與該板體31平行間隔的第一散熱表面331，並能吸收該等電子元件32運作時產生的熱能，透過該第一散熱表面331均勻地進行散熱。也由於如上所述之金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氫氧化物等良好的導熱以及散熱效率，該第一實施例具有良好的散熱效果。要特別說明的是，透過該第一絕緣散熱材33中之導熱但不導電的絕緣性質，當該第一絕緣散熱材33包覆該等電子元件32，該等電子元件32的運作並不會受到影響。

參閱圖3，當該第一實施例配合電子產品的一製品外殼4使用時，該第一絕緣散熱材33的第一散熱表面331是直接接觸該製品外殼4。由於該製品外殼4是採用導熱及散熱效果良好的金屬或導熱及散熱效果較差的塑料所製成，配合該第一絕緣散熱材33良好的導熱效果，該製品外殼4直接貼附於該第一散熱表面331而使用時，該等電子元件32因運作所產生的熱被該第一絕緣散熱材33吸收後，得以由該第一散熱表面331均勻地傳導至該製品外殼4，並透過該製品外殼4進行散熱。因此，配合該第一實施例的電子產品除了具有良好的使用感受外，由於該第一實施例之散熱效果良好的關係，還具有運作穩定以及使用壽命長的優點。

參閱圖4，為本發明具導熱及散熱功能的電路板3之一第二實施例，該第二實施例與該第一實施例的差別在於：該第二實施例還包含一疊置於該第一絕緣散熱材33之第一散熱表面331上的均熱片(Heat spreading sheet)34，該均熱片34夾制於該製品外殼4與該第一絕緣散熱材33之間。為了確保該電路板3得以對於運作產生之熱能達到更均勻的散熱效果，該第三實施例在該第一散熱表面331上再設置該均熱片34。其中，所述的均熱片34是以等向性熱傳導的金屬材料，或者非等向性熱傳導的石墨材料所製成，故具有優異的熱傳導效果；藉由該均熱片34的均熱性質，更能確保熱能更均勻地傳導至該製品外殼4，產生平均且良好的散熱效果。

參閱圖5，為本發明具導熱及散熱功能的電路板3之一第三實施例，該第三實施例與該第一實施例的差別在於：該第三實施例還包含一疊置於該第一絕緣散熱材33之第一散熱表面331上的金屬遮片35，該金屬遮片35是位於該製品外殼4與該第一絕緣散熱材33之間，且該金屬遮片35與該製品外殼4之間形成一空氣隔層(air gap)5。由於該等電子元件32在運作時難免會產生部分電磁波，考量到配合該第三實施例之電子產品的使用體驗，該金屬遮片35得以遮蔽所述的電磁波，防止所述電磁波影響電子產品所能發揮的各種功能，特別是藉由電磁波所達成的通訊以及互聯網功能。除此之外，由於金屬材料本身即具有良好的導熱及散熱效果，因此當該金屬遮片35直接與該第一絕緣散熱材33接觸，仍能產生平均且良好的散熱效果，若考量到使用者握持該製品外殼4的使用感受，該空氣隔層5能避免該金屬遮片35的高熱直接傳遞至該製品外殼4，優化使用者的使用感受。如圖6所示為該第三實施例的另一種實施態樣，差異在於該金屬遮片35是直接接觸該電子產品的該製品外殼4，若考量到散熱需求時，具有能直接將熱傳導至該製品外殼4而散熱的優點。

參閱圖7A以及圖7B，為本發明具導熱及散熱功能的電路板3之一第四實施例，該第四實施例與該第一實施例的差別在於：該板體31具有位於相反側的一正面311及一背面312，該等電子元件32是如圖7A所示地設置於該板體31之正面311上，或者如圖7B所示地設置於該板體31之該正面311以及該背面312上。而該第四實施例還包含一塗佈於該板體31之背面312的第二絕緣散熱材36，該第二絕緣散熱材36具有一與該板體31平行的第二散熱表面361。其中，該第二絕緣散熱材36與該第一絕緣散熱材33的材料相同，故同樣具有良好的導熱及散熱效果。考量到該等電子元件32運作而產生的熱能，仍有可能透過該板體31而傳導至該背面312，藉由該第二絕緣散熱材36，能自該板體31的相反兩側同時產生吸熱及散熱效果，優化該電路板3的導熱以及散熱功能。

參閱圖8，該第四實施例適用於配合二製品外殼4，對於目前外型逐漸薄型化的電子產品而言，電路微型化而產生的高密度熱能，時常需要配合能同時自相反兩側進行散熱的機制，才足以應付電子產品的散熱需求，並維持正常運作。該第一絕緣散熱材33的第一散熱表面331，及第二絕緣散熱材36的第二散熱表面361分別直接接觸該等製品外殼4，故該等電子元件32運作而產生的熱能，得以分別自該第一絕緣散熱材33及該第二絕緣散熱材36吸收，並經由該第一散熱表面331及該第二散熱表面361傳導至該等製品外殼4，故除了能產生與該第一實施例相同之功效外，還能進一步自另一側優化散熱的效果。

參閱圖9，為本發明具導熱及散熱功能的電路板3之一第五實施例，該第五實施例與該第四實施例的差別在於：該第五實施例還包含二分別疊置於該第一散熱表面331及該第二散熱表面361上的均熱片34，該等均熱片34分別夾制於該等製品外殼4與該第一絕緣散熱材33及該第二絕緣散熱材36之間，透過該等均熱片34的優異熱傳導效能，在該板體31的相反兩側皆能達成使散熱更加平均的效果。

參閱圖10，為本發明具導熱及散熱功能的電路板3之一第六實施例，該第六實施例與該第一實施例的差別在於：還包含一接觸該第一絕緣散熱材33的散熱模組37。該散熱模組37包括一片圍繞出一流通有流體之內腔室370的金屬片材371、一連通於該內腔室370的流體管372，及一連接於該流體管372相反於該金屬片材371之一端的散熱風扇373。其中，該金屬片材371是採用金屬材料所製成，特別較佳是採用銅金屬材質，配合該流體管372使流體在該內腔室370流通，可加速熱的傳導作用，後續再利用該散熱風扇373而散熱，將熱排出該製品外殼4之外，進一步優化該第六實施例整體的散熱效能。要特別說明的是，當該第六實施例配合一製品外殼4使用時，該散熱模組37較佳是與第一絕緣散熱材33的第一散熱表面331接觸，並與該製品外殼4相間隔而形成一空氣隔層(air gap)5，但並不以此為限。

綜上所述，本發明具導熱及散熱功能的電路板3，透過該第一絕緣散熱材33或/及該第二絕緣散熱材36，能吸收該等電子元件32運作產生的熱能，並經由該第一散熱表面331或/及該第二散熱表面361均勻地進行散熱，透過其他與外界直接接觸的導熱、散熱元件，確實能產生平均且良好的散熱效果，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

3‧‧‧電路板

31‧‧‧板體

311‧‧‧正面

312‧‧‧背面

32‧‧‧電子元件

33‧‧‧第一絕緣散熱材

331‧‧‧第一散熱表面

34‧‧‧均熱片

35‧‧‧金屬遮片

36‧‧‧第二絕緣散熱材

361‧‧‧第二散熱表面

37‧‧‧散熱模組

370‧‧‧內腔室

371‧‧‧金屬片材

372‧‧‧流體管

373‧‧‧散熱風扇

4‧‧‧製品外殼

5‧‧‧空氣隔層

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一示意圖，說明一習知的電路板配合一個產品外殼板而使用的情況； 圖2是一示意圖，說明本發明具導熱及散熱功能的電路板的一第一實施例； 圖3是一示意圖，說明該第一實施例配合一製品外殼使用的情況； 圖4是一示意圖，說明本發明具導熱及散熱功能的電路板的一第二實施例； 圖5是一示意圖，說明本發明具導熱及散熱功能的電路板的一第三實施例； 圖6是一示意圖，說明該第三實施例的另一種實施態樣； 圖7A與7B皆是示意圖，說明本發明具導熱及散熱功能的電路板的一第四實施例； 圖8是一示意圖，說明該第四實施例配合二製品外殼使用的情況； 圖9是一示意圖，說明本發明具導熱及散熱功能的電路板的一第五實施例；及 圖10是一示意圖，說明本發明具導熱及散熱功能的電路板的一第六實施例。

Claims (11)

1. 一種具導熱及散熱功能的電路板，包含： 一板體； 多個電子元件，設置於該板體上；及 一第一絕緣散熱材，塗佈於該板體上且包覆該等電子元件，並具有一與該板體平行間隔的第一散熱表面。
2. 如請求項1所述具導熱及散熱功能的電路板，適用於配合一製品外殼使用，其中，該第一絕緣散熱材的第一散熱表面直接接觸該製品外殼。
3. 如請求項1所述具導熱及散熱功能的電路板，適用於配合一製品外殼使用，並還包含一疊置於該第一絕緣散熱材之第一散熱表面上的均熱片，該均熱片夾制於該製品外殼與該第一絕緣散熱材之間。
4. 如請求項1所述具導熱及散熱功能的電路板，適用於配合一製品外殼使用，並還包含一疊置於該第一絕緣散熱材之第一散熱表面上的金屬遮片，該金屬遮片是位於該製品外殼與該第一絕緣散熱材之間。
5. 如請求項1所述具導熱及散熱功能的電路板，其中，該板體具有位於相反側的一正面及一背面，該等電子元件是設置於該板體之正面及背面的至少其中之一上，該電路板還包含一塗佈於該板體之背面的第二絕緣散熱材，該第二絕緣散熱材具有一與該板體平行的第二散熱表面。
6. 如請求項5所述具導熱及散熱功能的電路板，適用於配合二製品外殼使用，其中，該第一絕緣散熱材的第一散熱表面及該第二絕緣散熱材的第二散熱表面分別直接接觸該等製品外殼。
7. 如請求項5所述具導熱及散熱功能的電路板，適用於配合二製品外殼使用，其中，該電路板還包含二分別疊置於該第一散熱表面及該第二散熱表面上的均熱片，該等均熱片分別夾制於該等製品外殼與該第一絕緣散熱材及該第二絕緣散熱材之間。
8. 如請求項1所述具導熱及散熱功能的電路板，其中，該第一絕緣散熱材為金屬氧化物、金屬氮化物、碳化物、金屬氫氧化物之絕緣導熱的填充材料，與有機高分子聚合物組合而成。
9. 如請求項5所述具導熱及散熱功能的電路板，其中，該第二絕緣散熱材為金屬氧化物、金屬氮化物、碳化物、金屬氫氧化物之絕緣導熱的填充材料，與有機高分子聚合物組合而成。
10. 如請求項3或7任一項所述具導熱及散熱功能的電路板，其中，所述的均熱片是以等向性熱傳導的金屬材料，或者非等向性熱傳導的石墨材料所製成。
11. 如請求項1所述具導熱及散熱功能的電路板，還包含一接觸該第一絕緣散熱材的散熱模組，該散熱模組包括一圍繞出一流通有流體之內腔室的金屬片材、一連通於該內腔室的流體管，及一連接於該流體管相反於該金屬片材之一端的散熱風扇。