TWI492704B - 電子組件 - Google Patents

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TWI492704B
TWI492704B TW101100649A TW101100649A TWI492704B TW I492704 B TWI492704 B TW I492704B TW 101100649 A TW101100649 A TW 101100649A TW 101100649 A TW101100649 A TW 101100649A TW I492704 B TWI492704 B TW I492704B
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conductive
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趙士傑
黃智源
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Description

電子組件

本發明是有關於一種電子組件,且特別是有關於一種可降低電磁干擾的電子組件。

近年來隨著積體電路(Integrated Circuit,IC)之積體化(Integration)的提昇,高速運算的中央處理器(Central Processing Unit,CPU)與射頻積體電路已廣泛應用於各類電子產品中。然而,這類的電子元件因具有高功率消耗,因此為了維持正常工作溫度,通常會加裝散熱鰭片組來降低這些電子元件之溫度。

一般來說,散熱鰭片組是直接配置於晶片上方,且散熱鰭片組的每一個散熱鰭片可視為一單極天線。由於習知之散熱鰭片組並未與晶片下方之印刷電路板的接地層連接,因此可視為一浮空的金屬。如此一來,晶片會產生雜訊耦合至散熱鰭片組。當雜訊的頻率接近於散熱鰭片組的共振頻率,此時散熱鰭片組即成為一個良好的天線結構,不僅具有較強的電磁輻射,亦可能耦合至其他的外部電路,因而導致對整體電子產品造成干擾。

為了解決上述之問題,習知技術提出了一種將散熱鰭片組電性連接至印刷電路板之接地層的作法,藉以降低散熱鰭片組與接地層之間的電位差,進而降低電磁輻射。然而,由於晶片周圍的電路佈局較為緊密,不易於印刷電路板上找到適當接地點。再者,若接地點本身的雜訊過高,反而會使雜訊更容易耦合至散熱鰭片組,進而增強電磁輻射的效應。

習知另一種作法是於散熱鰭片組的上方再增加一金屬屏蔽罩,來降低電磁干擾。由於散熱鰭片組的主要功能在於將晶片所產生的熱導出,但當金屬屏蔽罩罩住散熱鰭片組時,會大幅降低散熱鰭片組的散熱效果。若為了解決散熱的問題而於金屬屏蔽罩設置一開口,以暴露出部分散熱鰭片組,此時金屬屏蔽罩的屏蔽效果也會變差。

本發明提供一種電子組件,可有效降低發熱元件與散熱鰭片組之間的電磁耦合效應。

本發明提出一種電子組件,其包括一發熱元件、一散熱鰭片組以及一濾波電路板。散熱鰭片組配置於發熱元件上。濾波電路板配置於發熱元件與散熱鰭片組之間。濾波電路板包括一金屬層、一電磁能隙結構層、一絕緣層以及多個第一導熱通孔。散熱鰭片組直接接觸濾波電路板的金屬層。電磁能隙結構層具有多個呈等間距排列的導電圖案。發熱元件直接接觸至少其中之一個導電圖案。絕緣層配置於金屬層與電磁能隙結構層之間。第一導熱通孔貫穿絕緣層、金屬層以及電磁能隙結構層的導電圖案,其中每一第一導熱通孔的兩端分別連接金屬層與對應的導電圖案。

在本發明之一實施例中,上述之發熱元件包括一晶片。

在本發明之一實施例中,上述之絕緣層具有彼此相對之一上表面以及一下表面。金屬層完全覆蓋上表面,而電磁能隙結構層的導電圖案暴露出部分下表面。

在本發明之一實施例中,上述之導電圖案內埋於絕緣層的下表面,且每一導電圖案的一表面與絕緣層的下表面齊平。

在本發明之一實施例中,上述之導電圖案位於絕緣層的下表面上。

在本發明之一實施例中,上述之電子組件更包括多個第二導熱通孔,貫穿絕緣層、金屬層以及與發熱元件直接接觸的導電圖案,其中第二導熱通孔連接來金屬層以及與發熱元件直接接觸的導電圖案。

在本發明之一實施例中,上述之導電圖案具有相同尺寸或不同尺寸。

在本發明之一實施例中,上述之導電圖案的形狀包括矩形、六角形或圓形。

在本發明之一實施例中,上述之電磁能隙結構層中摻雜有鐵磁性(ferromagnetic)粉末或鐵電物質。

在本發明之一實施例中,上述之導電圖案的材質包括金屬。

在本發明之一實施例中,上述之絕緣層的材質包括陶瓷。

基於上述,由於本發明於發熱元件與散熱鰭片組之間設置了具有電磁能隙結構層的濾波電路板,因此除了可有效降低發熱元件與散熱鰭片組之間的電磁耦合效應,以抑止雜訊耦合散熱鰭片組及降低散熱鰭片組產生電磁輻射外,亦不影響原本散熱鰭片組對發熱元件的散熱效果。故,本發明之電子組件可具有良好散熱效果且可有效抑制電磁雜訊,進而降低電磁干擾。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A為本發明之一實施例之一種電子組件的剖面示意圖。圖1B為圖1A之濾波電路板的仰視示意圖。請同時參考圖1A與圖1B,在本實施例中,電子組件100a包括一發熱元件110、一散熱鰭片組120以及一濾波電路板130a,其中散熱鰭片組120配置於發熱元件110上,而濾波電路板130a配置於發熱元件110與散熱鰭片組120之間。於此,發熱元件110例如是一晶片,但並不以此為限。舉例來說,晶片可以是一積體電路晶片,其例如為一繪圖晶片、一記憶體晶片、一半導體晶片等單一晶片或是一晶片模組。散熱鰭片組120的邊緣例如是與濾波電路板130a的邊緣對齊,但不以此為限。

詳細來說,濾波電路板130a包括一金屬層132、一電磁能隙結構層134a、一絕緣層136以及多個第一導熱通孔138,其中金屬層132、電磁能隙結構層134a以及絕緣層136可視為一電容結構。散熱鰭片組120直接接觸濾波電路板130a的金屬層132。電磁能隙結構層134a具有多個相同尺寸且呈等間距排列的導電圖案135a,其中呈等間距排列的導電圖案135a可構成一二維週期性結構。於此,導電圖案135a的形狀例如是矩形,且導電圖案135a的材質例如是金屬。絕緣層136的材質例如是陶瓷或高導熱的絕緣材料。需說明的是,為了有效抑制電磁波的傳遞,本實施例之濾波電路板130a中亦可摻雜有鐵磁性(ferromagnetic)粉末或鐵電物質。

發熱元件110直接接觸導電圖案135a至少其中之一。如圖1A所示,本實施例僅示意地繪示發熱元件110僅接觸一個導電圖案135a,但並不以此為限。也就是說,發熱元件110可依據其尺寸大小而接觸不同個數的導電圖案135a。絕緣層136配置於金屬層132與電磁能隙結構層134a之間,且具有彼此相對的一上表面137a以及一下表面137b。金屬層132完全覆蓋絕緣層136的上表面137a,而電磁能隙結構層134a的導電圖案135a位於絕緣層136的下表面137b且暴露出部分下表面137b。第一導熱通孔138貫穿絕緣層136、金屬層132以及電磁能隙結構層134a的導電圖案135a,其中每一第一導熱通孔138的兩端分別連接金屬層132與對應的導電圖案135a。

特別是,本實施例之導電圖案135a的尺寸大小與抑制特定電磁頻率範圍之電磁波雜訊呈一反比關係。意即,當導電圖案135a的尺寸較小時,即於單一尺寸之絕緣層136上可設置較多的導電圖案135a,此時電磁能隙結構層134a可抑制較高頻率範圍的電磁波雜訊。反之,當導電圖案135a的尺寸較大時,即於單一尺寸之絕緣層136上可設置較少的導電圖案135a,此時電磁能隙結構層134a可抑制較低頻率範圍的電磁波雜訊。於此,並不加以限制導電圖案135a的尺寸,本領域的技術人員當可參照前述實施例的說明,依據實際需求,而設計適當的導電圖案135a尺寸,以達到所需的技術效果。再者,當發熱元件110因作動而產生電磁輻射時,由於發熱元件110與散熱鰭片組120之間具有濾波電路板130a,因此濾波電路板130a可有效抑制發熱元件110所產生的電磁耦合,使其無法在濾波電路板130a內傳遞。如此一來,發熱元件110所產生電磁輻無法進入散熱鰭片組120,即可有效抑制散熱鰭片組120產生電磁輻射。此外,為了增加電子組件100a的應用性,電子組件100a更包括多個配置於發熱元件110上的導電凸塊140,其中發熱元件110透過導電凸塊140與一外部電路150電性連接。

由於本實施例是於發熱元件110與散熱鰭片組120之間設置具有電磁能隙結構層134a的濾波電路板130a,因此除了可有效降低發熱元件110與散熱鰭片組120之間的電磁耦合,以抑止雜訊耦合至散熱鰭片組120及降低散熱鰭片組120產生電磁輻射外,亦不影響原本散熱鰭片組120對發熱元件110的散熱效果。簡言之,本實施例之電子組件100a可具有良好散熱效果且可有效抑制特定頻率範圍的電磁波雜訊,進而降低電磁干擾。再者,由於本實施例之濾波電路板130a具有第一導熱通孔138的設計,因此可增加金屬層132與導電圖案135a之間的連接面積,可有效增加濾波電路板130a的散熱效率,進而提昇整體電子組件100a的散熱效果。

在此必須說明的是,下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容,其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件,並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例,下述實施例不再重複贅述。

圖2A為本發明之另一實施例之一種電子組件的剖面示意圖。圖2B為圖2A之濾波電路板的仰視示意圖。請同時參考圖2A與圖2B,本實施例之電子組件100b與圖1A之電子組件100a相似,惟二者主要差異之處在於:本實施例之電子組件100b更包括多個第二導熱通孔139,其中導熱通孔139貫穿絕緣層136、金屬層132以及與發熱元件110直接接觸的導電圖案135b,且第二導熱通孔139連接金屬層132以及與發熱元件110直接接觸的導電圖案135b。

由於本實施例之濾波電路板130b具有第一導熱通孔138以及第二導熱通孔139的設計,且第二導熱通孔139是連接來金屬層132以及與發熱元件110直接接觸的導電圖案135b。因此,當發熱元件110所產生的熱傳遞至濾波電路板130b時,金屬層132與導電圖案135a之間的連接面積增加,可有效提昇濾波電路板130b對發熱元件110的散熱效率,進而提高整體電子組件100b的散熱效果。

圖3為本發明之另一實施例之一種電子組件的剖面示意圖。請參考圖3,本實施例之電子組件100c與圖1A之電子組件100a相似,惟二者主要差異之處在於:本實施例之濾波電路板130c之電磁能隙結構層134c的導電圖案135c是內埋於絕緣層136的下表面137b,且每一導電圖案135c的一表面135c’與絕緣層136的下表面137b實質上齊平。如此一來,可有效降低整體電子組件100c的體積,以符合現今薄型化的趨勢。

圖4為本發明之另一實施例之一種濾波電路板的仰視示意圖。請參考圖4,本實施例之濾波電路板130d與圖1B之濾波電路板130a相似,惟二者主要差異之處在於:本實施例之電磁能隙結構層134d之導電圖案135d的形狀為六角形。

值得一提的是,本發明並不限定導電圖案135a、135b、135c、135d的形狀,雖然此處所提及的導電圖案135a、135b、135c的形狀具體化為矩形,而導電圖案135d的形狀具體化為六角形。但於其他未繪示的實施例中,只要導電圖案呈等間距排列,不論導電圖案的形狀為何,其亦可為圓形或多邊形,皆屬於本發明可採用的技術方案,不脫離本發明所欲保護的範圍。

圖5為本發明之又一實施例之一種濾波電路板的仰視示意圖。請參考圖5,本實施例之濾波電路板130e與圖1B之濾波電路板130a相似,惟二者主要差異之處在於:本實施例之電磁能隙結構層134e之導電圖案135e具有不同的尺寸且其中心點呈等間距排列。於此,電磁能隙結構層134e中心位置用以安置發熱元件110的導電圖案135e1的尺寸小於與其周圍之導電圖案135e2的尺寸。由於導電圖案135e1與導電圖案135e2具有不同的尺寸,因此可分別抑制不同頻段的電磁波,本領域的技術人員可依據實際需求,而設計適當的導電圖案135e1、135e2尺寸,以達到所需的技術效果。

此外,本發明亦不限定濾波電路板130a、130b、130c、130d、130e的形態,雖然此處所提及的濾波電路板130a、130b、130c、130d、130e具體化為雙面濾波電路板(double sided circuit board),且可抑制一特定頻率範圍之電磁波雜訊。但於其他未繪示的實施例中,濾波電路板亦可為多層式濾波電路板(multi-layer circuit board),其中多層式濾波電路板可透過導熱通孔來連接金屬層與對應的導電圖案,且此多層式濾波電路板可因為各層的導電圖案的尺寸不同,而可同時抑制多個不同特定頻率範圍之電磁波雜訊。上述所述之濾波電路板屬於本發明可採用的技術方案,不脫離本發明所欲保護的範圍。

綜上所述,由於本發明於發熱元件與散熱鰭片組之間設置了具有電磁能隙結構層的濾波電路板,因此除了可有效降低發熱元件與散熱鰭片組之間的電磁耦合效應,以抑止雜訊耦合至散熱鰭片組及降低散熱鰭片組產生電磁輻射外,亦不影響原本散熱鰭片組對發熱元件的散熱效果。故,本發明之電子組件可具有良好散熱效果且可有效降低電磁干擾。

雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,故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。

100a、100b、100c...電子組件

110...發熱元件

120...散熱鰭片組

130a、130b、130c、130d、130e...濾波電路板

132...金屬層

134a、134b、134c、134d、134e...電磁能隙結構層

135a、135b、135c、135d、135e、135e1、135e2...導電圖案

135c’...表面

136...絕緣層

137a...上表面

137b...下表面

138...第一導熱通孔

139...第二導熱通孔

140...導電凸塊

150...外部電路

圖1A為本發明之一實施例之一種電子組件的剖面示意圖。

圖1B為圖1A之濾波電路板的仰視示意圖。

圖2A為本發明之另一實施例之一種電子組件的剖面示意圖。

圖2B為圖2A之濾波電路板的仰視示意圖。

圖3為本發明之另一實施例之一種電子組件的剖面示意圖。

圖4為本發明之另一實施例之一種濾波電路板的仰視示意圖。

圖5為本發明之又一實施例之一種濾波電路板的仰視示意圖。

100a‧‧‧電子組件

110‧‧‧發熱元件

120‧‧‧散熱鰭片組

130a‧‧‧濾波電路板

132‧‧‧金屬層

134a...電磁能隙結構層

135a...導電圖案

136...絕緣層

137a...上表面

137b...下表面

138...第一導熱通孔

140...導電凸塊

150...外部電路

Claims (11)

  1. 一種電子組件,包括:一發熱元件;一散熱鰭片組,配置於該發熱元件上;以及一濾波電路板,配置於該發熱元件與該散熱鰭片組之間,該濾波電路板包括:一金屬層,該散熱鰭片組直接接觸該濾波電路板的該金屬層;一電磁能隙結構層,具有多個呈等間距排列的導電圖案,且該發熱元件直接接觸至少其中之一個該些導電圖案;一絕緣層,配置於該金屬層與該電磁能隙結構層之間;以及多個第一導熱通孔,貫穿該絕緣層、該金屬層以及該電磁能隙結構層的該些導電圖案,其中各該第一導熱通孔的兩端分別連接該金屬層與對應的該導電圖案。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子組件,其中該發熱元件包括一晶片。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電子組件,其中該絕緣層具有彼此相對之一上表面以及一下表面,該金屬層完全覆蓋該上表面,而該電磁能隙結構層的該些導電圖案暴露出部分該下表面。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電子組件,其中該些 導電圖案內埋於該絕緣層的該下表面,且各該導電圖案的一表面與該絕緣層的該下表面齊平。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之電子組件,其中該些導電圖案位於該絕緣層的該下表面上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電子組件,更包括多個第二導熱通孔,貫穿該絕緣層、該金屬層以及與該發熱元件直接接觸的該導電圖案,其中該些第二導熱通孔連接來該金屬層以及與該發熱元件直接接觸的該導電圖案。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電子組件,其中該些導電圖案的外觀輪廓的大小及形狀皆相同或不同。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電子組件,其中該些導電圖案的形狀包括矩形、六角形或圓形。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之電子組件,其中該電磁能隙結構層中摻雜有鐵磁性(ferromagnetic)粉末或鐵電物質。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之電子組件,其中該些導電圖案的材質包括金屬。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之電子組件,其中該絕緣層的材質包括陶瓷。
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