TWI510144B - 散熱印刷電路板及包含其之基座組件 - Google Patents

散熱印刷電路板及包含其之基座組件 Download PDF

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Haeh Yung Lee
Jung Ho Lee
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Description

散熱印刷電路板及包含其之基座組件
本發明主張關於2009年10月08日所申請的韓國專利案號10-2009-0095846的優先權，並在此以引用的方式併入本文中，以作為參考。
本發明係關於一種散熱印刷電路板(heat-radiating PCB)及包含其之基座組件。
LCD(液晶顯示器)為一種電氣元件，其應用介於固體和液體之中間物理特性的液晶之顯示裝置電氣/光學特性，以及藉由控制液晶的透光量來顯示影像。
亦即，LCD是一種電氣元件，其使用液晶響應一施加電壓之透射率(transmissivity)的變化與改變藉由各種裝置所產生的各種電氣資訊成為視覺資訊，再傳輸該視覺資訊於視覺影像中。
由於LCD不是自發光顯示裝置，LCD基本上需要從外部源的光來顯示影像。為了提供光線到LCD，LCD包括設置在LCD背面的背光單元以作為光源。背光單元是一種複合體包括用以驅動光源的電源線路和提供平面光源的其它輔助裝置。
背光單元安裝有一光源例如LED(發光二極體)和一印刷電路板其大部份採用可從發光元件維持散熱的金屬材料所製。然而，如果由發光元件所產生的熱未被妥善散熱，發光元件將產生故障和降低壽命的危險。
圖1為一散熱PCB 10和安裝在(mounted at)為背光單元導光路徑的基座(chassis)50的一外殼(blanket)40之剖視圖。
參閱圖1，用以固定散熱PCB 10至基座50上的外殼40為分開提供的，並使用熱界面材料20(thermal interface material,TIM)進行結合。亦即，散熱PCB和外殼藉使用TIM 20而結合到作為導光路徑的基座。
然而，當散熱PCB 10和外殼40分開製造並使用TIM 20結合在一起時，存在著因使用TIM 20所造成的熱傳係數(heat transfer coefficient)(比率)的降低而降低了散熱效應之缺點。另一個缺點在於產生散熱PCB 10和外殼50之間黏著力的問題而造成品質的降低。
本發明用以排除上述之缺點，而本發明之目的在於提供一散熱PCB(印刷電路板)和一基座組件，該基座組件具有該散熱PCB並具有整合該散熱PCB和一基座的能力，因而得以將散熱特性最大化，以及簡化結構節省材料成本。
本發明的另一考量面提供一散熱PCB和一基座組件，該基座組件具有防止該散熱PCB從一基座分離以最小化品質失敗(quality failure)的發生。
本發明另外的優點、目的、和特徵將陳述於後續說明書。另對於熟知此技藝者在審視說明書或從本發明實施例當中對本發明之優點、目的、和特徵將變為顯而易知。此外，應了解前述描述與本發明後續說明僅為範例與說明，並將進一步提供如宣告的本發明說明。
在本發明的一考量面提供一散熱PCB(印刷電路板)，其特徵在於：安裝有一發光二極體的一線路圖案單元(circuit pattern unit)其安裝有一發光二極體；以及一或多個安裝單元(mounting units)從線路圖案單元彎折(bent)以固定在提供背光單元導光路徑的一基座，於此其中該些一安裝單元的其中之一個是藉由一TIM(熱界面材料)而安裝到基座。
在一些實施例，線路圖案單元可安裝有一金屬基板其上依序形成有一絕緣層和一線路圖案、以及一發光二極體。
在一些實施例，金屬基板可為一鋁基板。
在一些實施例，安裝單元可藉由彎折線路圖案單元的金屬基板。
在一些實施例，安裝單元可包括一第一安裝單元從線路圖案單元的一末端部(distal end)彎折以安裝到基座的一側表面，以及一第二安裝單元從線路圖案單元的另一末 端部彎折以安裝到基座的一底面(floor surface)。
在一些實施例，第一安裝單元與線路圖案單元之間的一角度可為一直角，及第二安裝單元與線路圖案單元之間的一角度亦可為一直角。
在一些實施例，第一安裝單元與線路圖案單元之間的一角度可為一銳角(acute angle)或一鈍角(obtuse angle)，及第二安裝單元與線路圖案單元之間的一角度亦可為一直角。
在一些實施例，第一安裝單元與第二安裝單元可以反方向彎折。
在一些實施例，第一安裝單元與第二安裝單元可以同方向彎折以相互面對。
本發明的另一考量面提供一基座組件(chassis assembly)，其特徵在於：一基座為提供背光單元導光路徑；以及一散熱PCB安裝在該基座的內部，其中散熱PCB包括一線路圖案單元其安裝有一發光二極體，以及一或多個安裝單元從線路圖案單元彎折以固定在提供背光單元導光路徑的一基座，而其中該些安裝單元中的其中一個是藉由一熱界面材料而安裝到該基座。
根據本發明之散熱PCB(印刷電路板)和具有該散熱PCB的基座組件具有的優點在於：使散熱PCB和外殼成為一體以防止因使用TIM(熱界面材料)而降低熱傳遞以及減少介面的產生，因此，因一空氣層(air layer)所造成的導熱下降現象(thermal conduction degradation phenomenon)可被防止以最大化散熱PCB的散熱特性。
另一優點在於：因外殼與散熱PCB整合製造免除了另外製作外殼的流程以簡化結構和製程。
再一優點在於：省卻了TIM(熱界面材料)於散熱PCB和外殼之間而減少了TIM的使用與免除了分離外殼的製作，因此減少了製造成本。
另再一優點在於：可免除因黏著問題而產生在PCB與外殼之間的剝離(delamination)問題。
圖示中，為清楚與方便說明，組成元件的尺寸與相對尺寸可能被加以誇大。再者，在描述本發明時，對於習知的結構與程序將被省略，以避免對已知的構造與功能等不需要的內容描述而模糊了熟知此技術者對本發明的理解。因此，特定用語的意義或使用在說明書和權利宣告的文句不應被限制在其字義上或一般性理解，但應被理解或可能不與使用者或操作者意圖一致及合乎習慣的用語。所以，特定用語或文句應依說明書內容而定。
圖2為根據本發明第一實施例之安裝有散熱印刷電路板(PCB)的基座組件之剖視圖。
參閱圖2，根據本發明實施例之基座組件包括一基座140和一散熱PCB安裝在基座140上。
散熱PCB 110包括一線路圖案單元112和至少一個自電路圖案單元彎折之安裝單元。安裝單元包括第一及第二安裝單元114,116。線路圖案單元112包括一金屬基板113其上依序形成有一絕緣層(未繪示)和一線路圖案(未繪示)、以及一晶片安裝單元(未繪示)裝配著一發光二極體(LED)120。此處之絕緣層、線路圖案及晶片安裝單元於圖式中省略，係由於此等元件已為公眾所熟知並藉由習知技術安裝於金屬基板113上。
安裝在散熱PCB 110線路圖案單元112的晶片安裝單元具有一LED 120作為背光單元的光源。雖然晶片安裝單元最好裝配著LED作為發光裝置，但實施例並非限定於此。實施例亦可應用其他發光源作為光源。
金屬基板113最好由鋁材料所形成，但實施例不限定於此。亦即，散熱PCB 110可形成的方式為一絕緣層和一線路圖案依序地形成在金屬基板113上以形成一線路圖案單元，而金屬基板113的兩端部被彎折以形成第一及第二安裝單元114,116。
第一及第二安裝單元114,116為未形成線路圖案單元112的區域。第一安裝單元114從線路圖案單元112的金屬基板113之一側(一上表面)彎折以固定在基座140的一側表面、以及第二安裝單元116從線路圖案單元112的金屬基板113之另一側(一下表面(bottom surface))彎折 以固定在基座140的一底面(floor surface)。
第一安裝單元114和第二安裝單元116可朝相反的方向彎折。第一安裝單元114的一末端部固定到基座140的一側表面，同時第二安裝單元116固定在基座140的底面。
第二安裝單元116可使用一熱界面材料(TIM)130、一黏著劑、一雙面膠帶或其它結合材料結合到基座140的底面或除了熱界面材料(TIM)130外，可使用結合第二安裝單元116和基座140的配置(configurations)。
在一情況下散熱PCB 110裝設在基座140上，一空間150可形成在散熱PCB 110與基座140之間。
一直角θ 1形成在第一安裝單元114和線路圖案單元112之間及另一直角θ 2亦形成在第二安裝單元116和線路圖案單元112之間。本實施例僅為一範例且角θ 1,θ 2可以不是介於兩安裝單元114,116和線路圖案單元112之間的直角。
從前述可明瞭，根據本發明散熱PCB與安裝單元整合成型用以安裝該PCB到基座上。因此，製作程序可被簡化以減少製造成本，並防止降低熱傳與最大化散熱特性。
圖3為根據本發明第二實施例裝配散熱印刷電路板的基座組件之剖視圖。
參閱圖3，根據本發明第二實施例之散熱PCB可包括一線路圖案單元112其形成有線路圖案、一第一安裝單元114從線路圖案單元112的一末端部彎折以固定在基座140 的一側表面，且與線路圖案單元112的一後表面形成一鈍角θ 1、以及一第二安裝單元116從線路圖案單元112的另一末端部彎折以固定在基座140的底面。
一空間150可形成在散熱PCB 110與基座140之間，且裝設(install)在線路圖案單元112的晶片安裝單元可具有一LED 120作為背光單元的光源。
圖4為根據本發明第三實施例之裝配散熱印刷電路板的基座組件之剖視圖。參閱圖4，根據本發明第三實施例之散熱PCB可包括一線路圖案單元112其形成有線路圖案、一第一安裝單元114從線路圖案單元112的一末端部彎折以固定到基座140的一側表面、以及一第二安裝單元116從線路圖案單元112的另一末端部同線路圖案單元112的方向彎折，以固定在基座140的底面。
同時，第一安裝單元114和第二安裝單元116彼此面對，其中第一安裝單元114和線路圖案單元112之間的一角度θ 1可為直角，而第二安裝單元116和線路圖案單元112之間的一角度θ 2亦可為直角。
一空間150可形成在散熱PCB 110與基座之間，且裝設(install)在線路圖案單元112的晶片安裝單元可具有一LED 120作為背光單元的光源。
圖5為根據本發明第四實施例之裝配散熱印刷電路板的基座組件之剖視圖。參閱圖5，根據本發明第四實施例之散熱PCB可包括一線路圖案單元112其形成有線路圖 案、一第一安裝單元114從線路圖案單元112的一末端部彎折以固定到基座140的一側表面，且與線路圖案單元112的一後表面形成一鈍角θ 1、以及一第二安裝單元116從線路圖案單元112的另一末端部以一直角彎折，以固定在基座140的底面。
一空間150可形成在散熱PCB 110與基座之間，且裝設(install)在線路圖案單元112的晶片安裝單元可具有一LED 120作為背光單元的光源。
圖6為根據本發明第五實施例之裝配散熱印刷電路板的基座組件之剖視圖。參閱圖6，根據本發明第五實施例之散熱PCB可包括一安裝單元116與一基座140安裝在具有線路圖案的線路圖案單元112的一下表面。安裝單元116從線路圖案單元112以直角彎折以使用TIM 130而安裝在基座140的一底面。
一上側開放空間(upper side-opened space)150可形成在線路圖案單元112和基座140的側表面之間，且使用TIM 130而固定在基座140的底端，而安裝在線路圖案單元112的晶片安裝單元可具有一LED 120作為背光單元的光源。
雖然本發明以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，所作更動與潤飾之等效替換，仍為本發明之專利保護範圍內。
〔產業利用性〕
根據本發明之散熱PCB(印刷電路板)和具有該散熱PCB的基座組件具有的產業利用性在於：散熱PCB與外殼為整合成型以防止藉由使用熱界面材料而降低熱傳並減少介面的產生，因此，因空氣層所造成的熱傳導降低現象可被避免以最大化散熱PCB的散熱特性。
另一產業利用性在於：藉由免除分開的外殼的製造程序，外殼與散熱PCB整合製造可簡化結構及製程。
再一產業利用性在於：免除了介於散熱PCB與外殼的熱界面材料以減少熱界面材料的使用及省卻了外殼，因此降低製造成本。
另再一產業利用性在於：可免除因黏著問題而產生在PCB與外殼之間的剝離(delamination)問題。
10‧‧‧散熱印刷電路板
20‧‧‧熱界面材料
40‧‧‧外殼
50‧‧‧基座
110‧‧‧散熱印刷電路板
112‧‧‧線路圖案單元
113‧‧‧金屬基板
114‧‧‧安裝單元
116‧‧‧安裝單元
120‧‧‧發光二極體
130‧‧‧熱界面材料
140‧‧‧基座
150‧‧‧空間
θ 1‧‧‧角度
θ 2‧‧‧角度
圖1為一散熱PCB和安裝在為背光單元導光路徑的基座的一外殼之剖視圖。
圖2為根據本發明第一實施例之安裝有散熱PCB的基座組件之剖視圖。
圖3為根據本發明第二實施例安裝有散熱PCB的基座組件之剖視圖。
圖4為根據本發明第三實施例之安裝有散熱PCB的基座組件之剖視圖。
圖5為根據本發明第四實施例之安裝有散熱PCB的基座組件之剖視圖。
圖6為根據本發明第五實施例之安裝有散熱印刷電路板的基座組件之剖視圖。
110‧‧‧散熱印刷電路板
112‧‧‧線路圖案單元
113‧‧‧金屬基板
114‧‧‧安裝單元
116‧‧‧安裝單元
120‧‧‧發光二極體
130‧‧‧熱界面材料
140‧‧‧基座
150‧‧‧空間
θ 1‧‧‧角度
θ 2‧‧‧角度

Claims (19)

  1. 一種散熱印刷電路板，包括：一第一部份，包括一線路圖案單元；以及一第二部份，自該第一部份彎折且具有一安裝單元，其中該線路圖案單元包括一金屬基板依序形成有一絕緣層、一線路圖案及一晶片安裝單元，其中該第二部份之該安裝單元未形成該線路圖案。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱印刷電路板，其中該金屬基板包含鋁基板。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之散熱印刷電路板，其中該第一部份係平坦的。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之散熱印刷電路板，更包括具有另一安裝單元的一第三部份自該第一部份之另一端彎折，其中該線路圖案單元未形成於該第三部份上。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之散熱印刷電路板，其中該第三部份安裝於一基座之一側面，其中該第二部份安裝於該基座之一底面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之散熱印刷電路板，其中 該第一部份及該第二部份之間的角度約為直角。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之散熱印刷電路板，其中該第一部份及該第二部份之間的角度大致為直角，以及其中該第一部份及該第三部份之間的角度大致為直角。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之散熱印刷電路板，其中該第一部份及該第二部份之間的角度大致為直角，以及其中該第一部份及該第三部份之間的角度為鈍角。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之散熱印刷電路板，其中該第二部份及該第三部份朝彼此相反的方向彎折。
  10. 如申請專利範圍第4項所述之散熱印刷電路板，其中該第二部份及該第三部份朝相同方向彎折。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之散熱印刷電路板，更包括一熱絕緣材料設置於該第二部份下方。
  12. 一種基座組件，包括：一基座提供一背光單元的一導光路徑；以及一散熱印刷電路板安裝於該基座，其中該散熱印刷電路板包括：一第一部份，具有一線路圖案單元；以及一第二部份，自該第一部份彎折且具有一安裝單元， 其中該線路圖案單元包括一金屬基板依序形成有一絕緣層、一線路圖案及一晶片安裝單元，其中該晶片安裝單元安裝有一發光二極體，其中該第二部份之該安裝單元上未形成該線路圖案。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之基座組件，其中該第二部份設置於該基座之一底面上。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之基座組件，更包括一空間位於該第一部份及該基座之一側面之間。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之基座組件，更包括一空間位於該第一部份及該基座之一側面之間。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之基座組件，其中該金屬基板包括一鋁基板。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之基座組件，更包括一熱絕緣材料層位於該第二部份及該基座之該底面之間。
  18. 如申請專利範圍第12項所述之基座組件，其中該散熱印刷電路板更包括具有另一安裝單元之一第三部份自該第一部份之另一端彎折，其中該線路圖案單元未形成於該第三部份上。
  19. 如申請專利範圍第12項所述之基座組件，其中該第一部份及該第二部份之間的角度大致為直角。
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