TWI439190B - 電路板及其散熱裝置 - Google Patents

Description

電路板及其散熱裝置

本發明係有關於一種電路板及其散熱裝置。

由於科技的不斷進步，現在的消費性電子產品因處理晶片(CPU/Scalar)的工作時脈日益增快且製程越來越密集。而因為處理晶片的功率也越來越大，相對的處理晶片所產生之熱亦可能累積而造成內部元件受損或工作效率下降，在先前技術中，係將處理晶片上加裝散熱裝置，藉由散熱裝置解決處理晶片之熱累積問題。

而晶片在運作的期間會產生系統所不期望甚至是不利運作之訊號，鄰近之散熱裝置會接收晶片所產生之高頻雜訊，但因散熱裝置之設置，特別是散熱片，並不與晶片所在之電路板導通，所以晶片所產生之高頻雜訊耦合至散熱片後將無宣洩之路徑，而轉以無線傳輸之方式，以散熱片為天線將高頻雜訊輻射出去，進而造成鄰近之電子元件遭受高頻雜訊之干擾，使系統表現不穩定或出現不預期之問題。

因此處理晶片高時脈運作所產生之高熱累積可藉由散熱裝置之裝設而解決，但裝設散熱裝置後，晶片高時脈運作所產生之高頻雜訊係將散熱裝置作為天線且向外輻射至周遭環境，因而造成之電磁干擾問題便油然而生。

綜上所述，習知技術之電路板及其散熱裝置具有晶片高速運轉時所產生之高頻雜訊會藉由散熱元件向外輻射造成電磁干擾的問題。

有鑑於此，本發明提出一種散熱裝置，用於電路板，所述電路板包含晶片與設置於晶片周圍之至少一定位孔，各定位孔之周緣具有金屬裸露區。所述散熱裝置包含散熱元件、導電元件及至少一固定件。散熱元件係設置於所述晶片上且具有至少一固定孔。導電元件則分別電性連接於所述電路板之金屬裸露區及散熱元件。固定件穿過各固定孔而連接於各定位孔以固接散熱元件於電路板。

本發明亦提出一種電路板，包含基板、晶片、散熱元件、至少一固定件及導電元件。所述基板具有至少一定位孔，各定位孔之周緣具有金屬裸露區。晶片係設置於基板上且位於各定位孔之間。散熱元件係設置於所述晶片上且具有至少一固定孔。固定件穿過固定孔而連接於定位孔以固接散熱元件於基板上。導電元件係分別電性連接於金屬裸露區及散熱元件。

本發明之其中一特點在於，增設導電元件於習知技術中之散熱裝置，使所述散熱裝置之導電元件電性連接於散熱元件及金屬裸露區，因而使散熱元件接地，解決晶片運算時產生之高頻雜訊以散熱元件作為天線向外輻射所造成之電磁干擾問題。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優 點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

請參照第1A至1C圖，分別為本發明第一實施例之爆炸圖、組合圖及沿第1B圖AA’剖面線之剖面圖，揭露一種散熱裝置1，用於電路板2。電路板2包含基板21、晶片22與至少一定位孔23。各定位孔23係設置於晶片22之周圍，且各定位孔23之周緣具有金屬裸露區231。散熱裝置1包含散熱元件11、導電元件12及至少一固定件13。

散熱元件11係設置於晶片22上，並與晶片22直接面對面地接觸以接受來自晶片22高速運算時所產生之熱能。散熱元件11相對於接觸面之另一表面具有複數散熱鰭片，用以增加散熱元件的散熱面積。此外，在一實施態樣中，散熱元件11中係穿設一熱管(圖中未示)，散熱鰭片上方係設置有一風扇(圖中未示)，以進一步加強散熱功效。

導電元件12分別電性連接於電路板2之金屬裸露區231及散熱元件11，散熱元件11藉由導電元件12電性連接金屬裸露區231。所述金屬裸露區231可以是電路板2上的裸銅區，於電路板2之電路布局上，裸銅區的電位一般係為零。因此，將散熱元件11透過導電元件12電性連接於電路板2時，相當 於將導電元件12接地，如此一來，當晶片22運算時產生之高頻雜訊耦合至散熱元件11時，便可經由導電元件12的接地而消除，不至於對其他電子零件造成電磁干擾。

各固定件13係分別穿過各定位孔23以固接且定位散熱元件11於電路板2上。固定件13常見的係為push-pin，其結構主要包含一插銷本體131以及一金屬彈簧132，其中金屬彈簧132係套接於插銷本體131之外緣。

請進一步參照第2A圖，為本發明第一實施例之導電元件示意圖(一)，揭露一導電元件12，其包含第一接面121、第二接面122及橋接部123。第一接面121係用以直接接觸散熱元件11以與其電性連接。第二接面122係用以直接接觸位於定位孔23周緣之金屬裸露區231以與其電性連接。橋接部123之二端分別電性連接於第一接面121與第二接面122，且橋接部123具有可撓性並提供彈力使第二接面122抵接金屬裸露區231，散熱元件11經由第一接面121、橋接部123及第二接面122電性連接於金屬裸露區231。

在一實施態樣中，第一接面121具有一第一穿孔121b以及分布在第一穿孔121b周圍之至少一第一凸起121a，其中第一接面121係以第一凸起121a電性連接於散熱元件11。此外，第二接面122具有一第二穿孔122b以及分布在第二穿孔122b周圍之至少一第二凸起122a，其中第二接面122係以第二凸起122a電性連接於金屬裸露區231。由於導電元件12一般係 為金屬材料，在製造過程中可能會導致第一接面121與第二接面122沒有相互平行。再者，電路板2可能也存在或多或少的翹曲現象，而非均一的平坦表面。因此，第一接面121與散熱元件11接觸時，可能不是面接觸而是點接觸；同樣地，第二接面122與電路板2之金屬裸露區231接觸時，也會有類似的問題產生。根據電子學原理，當二個導體彼此電接觸的方式從面接觸變成點接觸時，會導致接觸阻抗大幅增加，而接觸阻抗的增加降低本發明之導電元件12消除雜訊的效果。因此，透過在第一接面121與第二接面122分別設置第一凸起121a與第二凸起122a，即可有效改善當第一接面121與第二接面122沒有相互平行或者電路板2的表面存在翹曲現象時，接觸阻抗大幅增加的情況。

請參照第2B圖，為本發明第一實施例之導電元件示意圖(二)，前述第一凸起121a及第二凸起122a除了可以如第2A圖所示一般呈複數點狀凸起外，亦可如第2B圖所示般呈二個對稱之半環狀凸起，惟本發明並不以此為限。

請再次參照第1A圖與2A圖，本實施例中，散熱元件11具有對應於第一穿孔121b與第二穿孔122b之固定孔111。固定件13之插銷本體131依序穿過第一穿孔121b、固定孔111及第二穿孔122b後，插入電路板2之定位孔23中，使散熱元件11固定於電路板2上。固定件13之金屬彈簧132進而壓持第一接面121，使第一接面121於散熱元件11之表面電接觸。 此外，由於第一接面121至第二接面122之距離略大於散熱元件11與第一接面121接觸之表面至金屬裸露區231之距離，導電元件12因而呈壓縮狀態，並藉由具可撓性之橋接部123提供彈力給第二接面122，使第二接面122抵接並電接觸於電路板2之金屬裸露區231。

請再次參照第2A圖，在另一實施態樣中，橋接部123以一斜面123a連接於第二接面122。當第二接面122抵接金屬裸露區231時，斜面123a與電路板2之間形成一夾角，使橋接部123與電路板2之間保持一距離，以避免導電元件12不慎接觸電路板2上其他電子元件或線路而造成短路。所述夾角可以為45°、60°或75°，但本發明並不以此為限。

請參照第2C圖，在另一實施態樣中，第一穿孔121b具有第一缺口121c，第二穿孔122b具有第二缺口122c，俾供導電元件12可直接經由第一缺口121c與第二缺口122c插接於固定件13之插銷本體131上。同樣地，固定件13之金屬彈簧132壓持第一接面121，使第一接面121電接觸於散熱元件11之表面，橋接部123提供彈力使第二接面122抵接並電接觸於金屬裸露區231。

請參照第3A圖至第3C圖，分別為本發明第二實施例之爆炸圖、組合圖及沿第3B圖BB’剖面線之剖面圖。本實施例與第一實施例之主要不同之處在於導電元件係為導電材質所製成之彈簧12a。彈簧12a設置於散熱元件11與電路板2之 間，一端抵接於電路板2之金屬裸露區231，另一端抵接於散熱元件11朝向電路板2之表面。固定件13依序穿過固定孔111及彈簧12a後，插入電路板2之定位孔23中，而將散熱元件11與彈簧12a固定於電路板2。固定件13壓持散熱元件11，進一步壓縮設置於散熱元件11與電路板2之間的彈簧12a之長度，使彈簧12a的二端藉由彈力分別於抵接於散熱元件11與金屬裸露區231。本實施例中，散熱元件11係經由彈簧12a電性連接於電路板2之金屬裸露區231，因而晶片22高速運算時耦合至散熱元件11的雜訊同樣可藉由接地而消除。

根據前述實施例說明，本發明亦提出一種電路板，其包含前述各實施例之基板21、晶片22、散熱元件11、固定件13及導電元件12。當所述電路板之晶片產生的高頻雜訊耦合至散熱元件11時，可透過導電元件12的接地而消除，使所述高頻雜訊無法藉由散熱元件11作為天線而對電路板上的其他電子零件，或者位於電路板周邊的其他電子裝置造成電磁干擾。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧散熱裝置

11‧‧‧散熱元件

111‧‧‧固定孔

12‧‧‧導電元件

12a‧‧‧彈簧

121‧‧‧第一接面

121a‧‧‧第一凸起

121b‧‧‧第一穿孔

121c‧‧‧第一缺口

122‧‧‧第二接面

122a‧‧‧第二凸起

122b‧‧‧第二穿孔

122c‧‧‧第二缺口

123‧‧‧橋接部

123a‧‧‧斜面

13‧‧‧固定件

131‧‧‧插銷本體

132‧‧‧金屬彈簧

2‧‧‧電路板

21‧‧‧基板

22‧‧‧晶片

23‧‧‧定位孔

231‧‧‧金屬裸露區

第1A圖為本發明第一實施例之爆炸圖。

第1B圖為本發明第一實施例之組合圖。

第1C圖為沿第1B圖AA’剖面線之剖面圖。

第2A圖為本發明第一實施例之導電元件示意圖(一)。

第2B圖為本發明第一實施例之導電元件示意圖(二)。

第2C圖為本發明第一實施例之導電元件示意圖(三)。

第3A圖為本發明第二實施例之爆炸圖。

第3B圖為本發明第二實施例之組合圖。

第3C圖為沿第3B圖BB’剖面線之剖面圖。

1‧‧‧散熱裝置

11‧‧‧散熱元件

111‧‧‧固定孔

12‧‧‧導電元件

121‧‧‧第一接面

122‧‧‧第二接面

123‧‧‧橋接部

13‧‧‧固定件

131‧‧‧插銷本體

132‧‧‧金屬彈簧

2‧‧‧電路板

21‧‧‧基板

22‧‧‧晶片

23‧‧‧定位孔

231‧‧‧金屬裸露區

Claims (14)

1. 一種散熱裝置，用於一電路板，該電路板包含一晶片與設置於該晶片周圍之至少一定位孔，各該定位孔之周緣具有一金屬裸露區，該散熱裝置包含：一散熱元件，設置於該晶片上且具有至少一固定孔；一導電元件，電性連接於該金屬裸露區以及該散熱元件，該導電元件包含一第一接面、一第二接面及一橋接部，該第一接面電性連接於該散熱元件，該第二接面電性連接於該電路板之該金屬裸露區，該橋接部之二端分別電性連接於該第一接面與該第二接面，並提供彈力使該第二接面抵接該金屬裸露區，該第二接面具有至少一第二凸起，該第二接面以該第二凸起電性連接於該金屬裸露區；及至少一固定件，穿過各該固定孔而連接於各該定位孔以固接該散熱元件於該電路板。
2. 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該第一接面具有至少一第一凸起，該第一接面以該第一凸起電性連接於該散熱元件。
3. 如請求項2所述之散熱裝置，其中，該第一接面具有一第一穿孔，該第二接面具有一第二穿孔，該固定件穿過該第一穿孔、該固定孔及該第二穿孔而壓持該第一接面於該散熱元件之表面。
4. 如請求項3所述之散熱裝置，其中，該第一穿孔具有一第一缺口，該第二穿孔具有一第二缺口，該導電元件經由該第一缺口 與該第二缺口插接於該固定件。
5. 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該橋接部以一斜面連接於該第二接面，當該第二接面抵接該金屬裸露區時，該斜面與該電路板之間形成一夾角。
6. 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該第一接面、該橋接部與該第二接面係為一體成形。
7. 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該導電元件係為一彈簧，該彈簧設置於該散熱元件與該電路板之間，一端抵接於該電路板之該金屬裸露區，另一端抵接於該散熱元件朝向該電路板之表面。
8. 一種電路板，包含：一基板，具有至少一定位孔，各該定位孔之周緣具有一金屬裸露區；一晶片，設置於該基板上；一散熱元件，設置於該晶片上且具有至少一固定孔；一導電元件，分別電性連接於該金屬裸露區及該散熱元件，該導電元件包含一第一接面、一第二接面及一橋接部，該第一接面電性連接於該散熱元件，該第二接面電性連接於該電路板之該金屬裸露區，該橋接部之二端分別電性連接於該第一接面與該第二接面，並提供彈力使該第二接面抵接該金屬裸露區，該第二接面具有至少一第二凸起，該第二接面以該第二凸起電性連接於該金屬裸露區；及 至少一固定件，穿過該固定孔而連接於該定位孔以固接該散熱元件於該基板。
9. 如請求項8所述之電路板，其中，該第一接面具有至少一第一凸起，該第一接面以該第一凸起電性連接於該散熱元件。
10. 如請求項9所述之電路板，其中，該第一接面具有一第一穿孔，該第二接面具有一第二穿孔，該固定件穿過該第一穿孔、該固定孔及該第二穿孔而壓持該第一接面於該散熱元件之表面。
11. 如請求項10所述之電路板，其中，該第一穿孔具有一第一缺口，該第二穿孔具有一第二缺口，該導電元件經由該第一缺口與該第二缺口插接於該固定件。
12. 如請求項8所述之電路板，其中，該橋接部以一斜面連接於該第二接面，該第二接面抵接該金屬裸露區時，該斜面與該基板之間形成一夾角。
13. 如請求項8所述之電路板，其中，該第一接面、該橋接部與該第二接面係為一體成形。
14. 如請求項8所述之電路板，其中，該導電元件係為一彈簧，該彈簧設置於該散熱元件與該基板之間，一端抵接於該金屬裸露區，另一端抵接於該散熱元件朝向該基板之表面。