TWI666544B - 導熱散熱裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種導熱散熱裝置，包含基板、背板構件及可撓導熱構件，基板具有至少一高熱密度半導體晶片且/或至少一非高熱密度半導體晶片，該高熱密度半導體晶片且/或該非高熱密度半導體晶片設置於基板之上表面，可撓導熱構件夾置於基板及背板構件之間，可撓導熱構件包括複數層石墨紙，複數層石墨紙為相互疊層而夾置於基板及背板構件之間，其中，基板、背板構件及可撓導熱構件為緊密結合，該至少一高熱密度半導體晶片且/或該至少一非高熱密度半導體晶片之表面形成一起伏表面，可撓導熱構件受高熱密度半導體晶片且/或非高熱密度半導體晶片的擠壓而撓曲配合起伏表面以傳導該表面之熱能至背板構件。
Description
本發明相關於一種導熱散熱裝置，特別是相關於一種能配合電路板的起伏表面且高效率的導熱散熱裝置。
電路板，是指連接電子元件以構成一有用的電子裝置。這些電子元件包括高發熱功率元件：例如中央處理器(Central Processing Unit，CPU)、GPU、金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)、電感等，亦包括低發熱功率元件，例如電容或電阻。而由於電子元件微小化密集化，各個電子元件在微小空間中產生的熱量與熱量密度越來越多，因此對於電路板的導熱、散熱要求也越高。
當電子裝置運作時，若這些電子元件產生的熱量無法被有效地移除至外界，則熱量便會累積於電子裝置內進而使得這些電子元件的溫度上升。如果這些電子元件的溫度過高，電子元件便會發生故障甚至燒毀。
傳統的作法是，將高發熱功率元件以散熱膏、熱管等連接散熱片，並搭配風扇等元件將熱能散至系統外。然而，隨著電子裝置的小型化的趨勢，電子裝置往往並沒有足夠的空間可供配置熱管、散熱片及風扇。
除此之外，電路板上各種電子元件的高度、形狀各不相同，考慮組裝的因素，高發熱功率元件必須透過許多種元件、材料(例如固定用的散熱膏、熱管、熱導片、散熱材)的轉接才能將熱能傳導到外部。
因此，為解決上述問題，本發明的目的即在提供一種能配合電路板的起伏表面且高效率的導熱散熱裝置。
本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種導熱散熱裝置，包含：一基板，該基板具有至少一高熱密度半導體晶片且/或至少一非高熱密度半導體晶片，該至少一高熱密度半導體晶片且/或該至少一非高熱密度半導體晶片設置於該基板之上表面；一背板構件，平行於該基板而罩覆該基板之該上表面；以及一可撓導熱構件，夾置於該基板及該背板構件之間，該可撓導熱構件包括複數層石墨紙，該複數層石墨紙為相互疊層而夾置於該基板及該背板構件之間，其中，該基板、該背板構件及該可撓導熱構件為緊密結合，該至少一高熱密度半導體晶片且/或該至少一非高熱密度半導體晶片之表面形成一起伏表面，該可撓導熱構件受高熱密度半導體晶片且/或非高熱密度半導體晶片的擠壓而撓曲配合該起伏表面以傳導該表面之熱能至該背板構件。
在本發明的一實施例中係提供一種散熱裝置，該可撓導熱構件更包括一絕緣層，夾置於基板及石墨紙之間。
在本發明的一實施例中係提供一種導熱散熱裝置更具有一與該背板構件相對的底板，該底板與該背板構件經由結合的方式而使該基板、該背板構件及該可撓導熱構件為緊密結合。
在本發明的一實施例中係提供一種導熱散熱裝置，該複數層石墨紙填充於該基板及該背板構件之間的空隙。
在本發明的一實施例中係提供一種導熱散熱裝置，該可撓導熱構件以摺疊且疊層的方式夾置於該基板及該背板構件之間。
經由本發明所採用之技術手段，導熱散熱裝置的高熱密度半導體晶片直接裸接可撓導熱構件，並經由可撓導熱構件良好的導熱特性將熱能傳導
至背板構件，再透過背板構件將熱能散出。在本發明的結構中，可撓導熱構件可配合基板的起伏表面，無需使用導熱能力較差的散熱膏，並簡化高熱密度半導體晶片對外界散熱的途徑，減少不同材質之間接面的數量，使得散熱效率有效地提升。
本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。
100‧‧‧導熱散熱裝置
1‧‧‧背板構件
2‧‧‧基板
21‧‧‧上表面
2a‧‧‧高熱密度半導體晶片
2b‧‧‧非高熱密度半導體晶片
3‧‧‧可撓導熱構件
31‧‧‧石墨紙
32‧‧‧絕緣層
4‧‧‧底板
第1圖為顯示根據本發明第一實施例的導熱散熱裝置的組裝前之剖面示意圖。
第2圖為顯示根據本發明第一實施例的導熱散熱裝置的組裝後之剖面示意圖。
第3圖為顯示根據本發明第二實施例的導熱散熱裝置的組裝前之剖面示意圖。
第4圖為顯示根據本發明第三實施例的導熱散熱裝置的組裝前之剖面示意圖。
以下根據第1圖至第4圖，而說明本發明的實施方式。該說明並非為限制本發明的實施方式，而為本發明之實施例的一種。
如第1圖所示，本發明第一實施例的一導熱散熱裝置100包含一背板構件1、一基板2及一可撓導熱構件3。
背板構件1平行於基板2而罩覆基板2之上表面21，在本實施例中，背板構件1為塑膠材質之散熱殼件，然而本發明不限於此，亦可以為金屬或其他材質。
基板2具有至少一高熱密度半導體晶片2a且/或至少一非高熱密度半導體晶片2b，這些高熱密度半導體晶片2a、非高熱密度半導體晶片2b係設置於基板2之上表面21。由於基板2具有不少於一的高熱密度半導體晶片2a/非高熱密度半導體晶片2b，各個高熱密度半導體晶片2a、非高熱密度半導體晶片2b相對於基板2之上表面21具有不同的高度，因此這些高熱密度半導體晶片2a且/或非高熱密度半導體晶片2b之表面形成一起伏表面。
可撓導熱構件3夾置於基板2及背板構件1之間。可撓導熱構件3包括複數層石墨紙31，該複數層石墨紙31為相互疊層而夾置於基板2及背板構件1之間。詳細來說，在本實施例中，可撓導熱構件3還包括一絕緣層32，夾置於基板2及石墨紙31之間。絕緣層32例如是一膠膜，對應於高熱密度半導體晶片2a的表面設有對應的開孔，使高熱密度半導體晶片2a的表面直接觸於石墨紙31，而腳位以及其他非高熱密度半導體晶片2b則覆於絕緣層32之下而阻絕與石墨紙31的直接接觸。在本實施例中，石墨紙31為柔性可撓。
如第2圖所示，本發明的特點之一在於：基板2、背板構件1及可撓導熱構件3為緊密結合，可撓導熱構件3受高熱密度半導體晶片2a且/或非高熱密度半導體晶片2b的(基板2朝向背板構件1的方向)擠壓而撓曲配合該起伏表面，以傳導高熱密度半導體晶片2a的該些表面之熱能至背板構件1。
在本實施例中，基板2更具有多個高熱密度半導體晶片2a，可撓導熱構件3撓曲配合該起伏表面而抵貼於各個高熱密度半導體晶片2a之各個表面，並不因各個高熱密度半導體晶片2a之間的高度、公差、或溫度導致的熱膨
脹而使貼伏的程度有所差異。換句話說，可撓導熱構件3對於各個高熱密度半導體晶片2a而言是彈性可調的。
除此之外，在本實施例中，該複數層石墨紙31填充於基板2及背板構件1之間的空隙。也就是說，在傳統的基板與背板的結合方式中，空氣存在於二者之間的空隙而使導熱性能大幅降低，而在本發明的實施例中係以石墨紙31取代空氣，使基板2上的高熱密度半導體晶片2a傳導至背板構件1的導熱性能大幅度增加。
進一步地，如第1圖及第2圖所示，在本實施例中，導熱散熱裝置100更具有一與背板構件1相對的底板4。背板構件1與底板4之間具有相對應的結合構件(例如卡榫或其它可拆或不可拆的結合構件，且形式不限於圖式中所繪)，底板4與背板構件1經由彼此結合的方式而使基板2、背板構件1及可撓導熱構件3為緊密結合。
如第3圖所示，在本發明第二實施例中，與第1圖大致相同，差別在於，可撓導熱構件3以摺疊且疊層的方式夾置於基板2及背板構件1之間，再經由擠壓使可撓導熱構件3撓曲配合基板2的起伏表面，以傳導高熱密度半導體晶片2a的該些表面之熱能至背板構件1。
如第4圖所示，在本發明第三實施例中，與第1圖大致相同，差別在於，基板2的兩側皆設有可撓導熱構件3，使高熱密度半導體晶片2a的熱能也可自基板2的另一面傳導出。
與先前技術相較，本發明的導熱散熱裝置100藉由基板2、背板構件1及可撓導熱構件3三者的緊密結合使導熱散熱途徑單一且直接，因而散熱效率高，組裝容易，具有多種先前技術無法迄及的優點。
以上之敘述以及說明僅為本發明之較佳實施例之說明，對於此項技術具有通常知識者當可依據以下所界定申請專利範圍以及上述之說明而作其
他之修改，惟此些修改仍應是為本發明之發明精神而在本發明之權利範圍中。
Claims (5)
- 一種導熱散熱裝置，包含： 一基板，該基板具有至少一高熱密度半導體晶片且/或至少一非高熱密度半導體晶片，該至少一高熱密度半導體晶片且/或該至少一非高熱密度半導體晶片設置於該基板之上表面； 一背板構件，平行於該基板而罩覆該基板之該上表面；以及 一可撓導熱構件，夾置於該基板及該背板構件之間，該可撓導熱構件包括複數層石墨紙，該複數層石墨紙為相互疊層而夾置於該基板及該背板構件之間， 其中，該基板、該背板構件及該可撓導熱構件為緊密結合，該至少一高熱密度半導體晶片且/或該至少一非高熱密度半導體晶片之表面形成一起伏表面，該可撓導熱構件受高熱密度半導體晶片且/或非高熱密度半導體晶片的擠壓而撓曲配合該起伏表面以傳導該表面之熱能至該背板構件。
- 如請求項1所述之導熱散熱裝置，其中該可撓導熱構件更包括一絕緣層，夾置於基板及石墨紙之間。
- 如請求項1所述之導熱散熱裝置，更具有一與該背板構件相對的底板，該底板與該背板構件經由結合的方式而使該基板、該背板構件及該可撓導熱構件為緊密結合。
- 如請求項1所述之導熱散熱裝置，其中該複數層石墨紙填充於該基板及該背板構件之間的空隙。
- 如請求項1所述之導熱散熱裝置，其中該可撓導熱構件以摺疊且疊層的方式夾置於該基板及該背板構件之間。
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2018
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Patent Citations (2)
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