TWM508886U - 電路模組晶片散熱結構 - Google Patents

Description

電路模組晶片散熱結構

本創作係提供一種電路模組晶片散熱結構，尤指該電路模組之電路板上位於晶片單元周邊處為定位有散熱構件，並由散熱構件之導熱塊與晶片單元周邊處相接觸形成抵貼提供直接的熱傳導功能，便可藉由散熱構件增加其整體的散熱面積，以提高晶片單元之散熱效率。

按，現今電子科技以日新月異的速度成長，並因應電腦設備在開放架構之下軟硬體標準化、功能不斷的擴充與升級，廠商便開發出適用於各專業領域中的工業電腦，主要應用在如工業控制、工業自動化、量測、網路與通訊設備、機器視覺與運動控制等，亦可適用於肩負重要任務的醫療、國防、交通運輸與航太領域等需要高可靠度與穩定性的應用，以滿足特定規格及嚴苛環境下執行各項高效能運作的要求。

再者，機器視覺的應用在各種產業的生產製造及品質檢測已是行之有年，並利用機器視覺提升檢測精度或加速生產效率，因此逐漸成為許多生產檢測設備中所必備的取像裝置，而隨著機器視覺的技術不斷推陳出新，亦可適用於數位監控、視訊或3D導引視覺機器人等高速機器視覺應用，以滿足高解析度、高畫面更新率與大量影像資料的傳輸、處理與判讀的需求，且可提高檢測產出的效率而降低生產成本。

而一般機器視覺檢測系統包括有照明光源、攝影機、影像處理裝置、顯示螢幕等，其中工業用之攝影機主要可分為面掃描式及線掃描式二種型式，並由攝影機將經過鏡頭投射在感測元件上所擷取到的影像傳輸至影像處理裝置作進一步的解讀後，再加以儲存、分析或是可以直接顯示於螢幕上，但因目前攝影機內部電路板所搭載之感測元件、現場可編輯邏輯閘陣列(FPGA)晶片、中央處理器(CPU)、晶片組等尺寸較小和趨向於高速發展，使得運作時產生之溫度也將大幅提高，故要如何確保其在允許溫度下正常的工作，並提昇整體之散熱效率，將是影響整體系統穩定性的重要關鍵，已被業界視為所亟欲解決之課題，則有待從事此行業者重新設計來加以有效解決。

故，新型創作人有鑑於上述習用之問題與缺失，乃搜集相關資料經由多方的評估及考量，並利用從事於此行業之多年研發經驗不斷的試作與修改，始設計出此種電路模組晶片散熱結構新型誕生。

本創作之主要目的乃在於該電路模組為具有電路板及電路板表面上之至少一個晶片單元，並於電路板上位於晶片單元周邊處定位有散熱構件，且散熱構件具有至少一個抵貼於晶片單元側邊上形成一熱傳導路徑之導熱塊，當電路模組之晶片單元於運作時，可利用散熱構件之各導熱塊與晶片單元周邊處相接觸形成抵貼提供直接的熱傳導功能，並使晶片單元運作時所產生之熱量均勻的傳導至導熱塊上，便可藉由散熱構件增加其整體的散熱面積，並由導熱塊來吸收晶片單元運作時所產生之熱量輔助進行散熱，以提高晶片單元之散熱效率。

1‧‧‧電路模組

11‧‧‧電路板

110‧‧‧銅箔層

111‧‧‧穿孔

112‧‧‧螺絲

113‧‧‧接合孔

114‧‧‧第一連接器

12‧‧‧晶片單元

121‧‧‧晶片

122‧‧‧載板

1221‧‧‧接腳

123‧‧‧鏡片層

13‧‧‧散熱構件

131‧‧‧導熱塊

1311‧‧‧導斜面

132‧‧‧導熱介質

2‧‧‧鏡頭座

21‧‧‧基座

211‧‧‧螺孔

212‧‧‧定位柱

22‧‧‧對接部

221‧‧‧安裝孔

222‧‧‧鏡頭孔

3‧‧‧殼體

30‧‧‧容置空間

31‧‧‧外殼

311‧‧‧通孔

312‧‧‧鏡頭外框

32‧‧‧後蓋

321‧‧‧散熱片

322‧‧‧防水墊圈

33‧‧‧控制系統

331‧‧‧線路板

332‧‧‧晶片組

333‧‧‧第二連接器

34‧‧‧傳輸介面

341‧‧‧電源接頭

342‧‧‧訊號接頭

第一圖 係為本創作之立體外觀圖。

第二圖 係為本創作之立體分解圖。

第三圖 係為本創作之側視剖面圖。

第四圖 係為本創作較佳實施例組裝前之立體分解圖。

第五圖 係為本創作較佳實施例組裝前另一視角之立體分解圖。

第六圖 係為本創作較佳實施例組裝後之側視剖面圖。

為達成上述目的及功效，本創作所採用之技術手段及其構造，茲繪圖就本創作之較佳實施例詳加說明其構造與功能如下，俾利完全瞭解。

請參閱第一、二、三圖所示，係分別為本創作之立體外觀圖、立體分解圖及側視剖面圖，由圖中可清楚看出，本創作為包括有一電路模組1，該電路模組1為具有電路板11，並於電路板11表面上設有至少一個晶片單元12，且該晶片單元12為一互補式氧化金屬半導體(CMOS)或感光耦合元件(CCD)，而電路板11相鄰於晶片單元12周邊處之表面上為設有銅箔層110，並於銅箔層110上可利用焊接的方式結合有具至少一個三角柱導熱塊131之散熱構件13，且各導熱塊131水平與垂直方向二個直角面為分別抵貼於電路板11表面與晶片單元12側邊上形成一熱傳導路徑，再於導熱塊131斜面上形成有高度不大於晶片單元12之導斜面1311，又導熱塊131上為可進一步設 有導熱介質132，且該導熱介質132為導熱塊131之導斜面1311上貼附之導熱片或塗佈形成之導熱膏；另，電路板11上位於晶片單元12之外側周圍表面處為設有可供螺絲112(如第四、五、六圖所示)穿設之複數穿孔111及接合孔113。

再者，電路模組1之電路板11表面上為具有可供晶片單元12相連接之預設電路佈局，並於電路板11相鄰於晶片單元12四個側邊處之銅箔層110上分別利用焊接的方式結合有散熱構件13之導熱塊131僅為一種較佳之實施狀態，亦可將導熱塊131利用光固化膠、化學黏著劑、熱融膠等以膠合的方式分別定位於電路板11之銅箔層110表面上，或者是可省略銅箔層110結構設計，而直接將導熱塊131以膠合的方式分別定位於電路板11表面上，且該導熱塊131較佳實施為一呈長型之三角柱，但於實際應用時，亦可配合晶片單元12尺寸與形狀製作出L型、框型或其他型式之導熱塊131，以利於導熱塊131抵貼於晶片單元12側邊上形成一熱傳導路徑。

然而，上述之晶片單元12較佳實施可為一互補式氧化金屬半導體或感光耦合元件，但於實際應用時，亦可為現場可編輯邏輯閘陣列(FPGA)晶片、中央處理器(CPU)、圖形處理單元(GPU)、影像處理器(GMCH)、網路晶片或其他型式之處理晶片，若是晶片單元12以感光耦合元件為說明時，係包括有晶片121及可供晶片121利用複數接腳1221來固著於其上形成電性連接之載板122，並於載板122上結合有對應於晶片121處之鏡片層123，便可藉由散熱構件13之導熱塊131以垂直方向直角面抵貼於晶片單元12之載板1 22周邊處形成一熱傳導路徑，且因晶片單元12種類與型式很多，亦可依實際的應用或需求變更設置數量、種類與型式，舉凡運用本創作說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本創作之專利範圍內，合予陳明。

當本創作電路模組1之晶片單元12於運作時，可利用散熱構件13之各導熱塊131與晶片單元12周邊處相接觸形成抵貼提供直接的熱傳導功能，使晶片單元12運作時所產生之熱量能夠均勻的傳導至導熱塊131上以利於熱的傳導，便可藉由散熱構件13以銅、鋁、鐵等金屬材質製成之導熱塊131增加整體的散熱面積，並由導熱塊131來吸收晶片單元12所產生之熱量輔助進行散熱，且該導熱塊131所能導引出晶片單元12的熱能多寡主要視材質種類而定，以提高晶片單元12之散熱效率，並保持整體系統正常的運作。

請搭配參閱第四、五、六圖所示，係分別為本創作較佳實施例組裝前之立體分解圖、另一視角之立體分解圖及組裝後之側視剖面圖，由圖中可清楚看出，本創作之電路模組晶片散熱結構較佳實施為應用於取像裝置(如攝影機等)，但於實際應用時，亦可應用於電腦、筆記型電腦、伺服器、嵌入式系統或其它電腦設備上，若是以應用於取像裝置為說明時，其係將電路模組1配合鏡頭座2裝設於殼體3內部，而電路模組1於組裝時，係先將鏡頭座2之對接部22以鏡頭孔222為對正於晶片單元12處，並推動基座21使其定位柱212穿入於電路板11之接合孔113內，且待基座21底部抵貼於電路板11表面上後，便可將晶片單元12嵌入於鏡頭孔222內形成密合狀態，並使散熱構件13之導熱塊 131透過導熱介質132或直接抵靠於鏡頭孔222周緣處，而基座21之螺孔211則分別對應於電路板11之穿孔111處，並由螺絲112穿過穿孔111中後，再螺入於基座21之螺孔211內使鏡頭座2與電路模組1之電路板11結合成為一體。

續將鏡頭座2之對接部22由內向外穿過外殼31之通孔311而伸出至鏡頭外框312內，並可利用上述之螺絲鎖固的方式結合成為一體，而後蓋32上則結合有具線路板331之控制系統33，並使線路板331上之晶片組332以導熱介質(圖中未示出)緊密抵貼於後蓋32內壁面處形成一熱傳導路徑，即可透過後蓋32後側表面上之複數散熱片321增加整體之散熱面積，且待第二連接器333利用連接單元(如軟性扁平排線(FFC)或軟性電路板(FPC)等)插接於電路板11之第一連接器114內形成電性連接後，再將後蓋32蓋合於外殼31後方開口處，並利用螺絲鎖固的方式結合成為一體，且該後蓋32與外殼31之相接面處為可進一步設有一防水墊圈322，即可透過防水墊圈322使後蓋32結合於外殼31上後形成密封狀態，並具有良好的防水與防塵之功能。

本創作鏡頭座2對接部22之安裝孔221內為可利用螺接的方式結合有一鏡頭(圖中未示出)，並將控制系統33連接之傳輸介面34以電源接頭341訊號接頭342透過線纜(圖中未示出)連接於工業電腦、網路控制自動化系統或其他電子裝置，當電路模組1之晶片單元12運作時，可由晶片單元12感應鏡頭所聚焦投射之光線，並將擷取到的光線轉換成電子訊號後傳輸至控制系統33之晶片組332進行影像 擷取與儲存等動作，而晶片單元12運作時產生之熱量亦可透過散熱構件13之導熱塊131經由導熱介質132傳導至鏡頭座2上後，再由鏡頭座2傳導至殼體3上形成一熱傳導路徑，並利用鏡頭座2與殼體3進一步增加其整體的散熱面積，使整體之散熱效率更為良好。

是以，本創作為針對電路模組1之電路板11表面上設有晶片單元12，並於電路板11上位於晶片單元12周邊處定位有散熱構件13之導熱塊131，且導熱塊131抵貼於晶片單元12側邊上為其保護重點，便可藉由散熱構件13之導熱塊131與晶片單元12周邊處相接觸形成抵貼提供直接的熱傳導功能，並使晶片單元12運作時所產生之熱量能夠均勻的傳導至導熱塊131上以利於熱的傳導，即可透過散熱構件13金屬材質製成之導熱塊131增加其整體的散熱面積，並由導熱塊131來吸收晶片單元12所產生之熱量輔助進行散熱，以提高晶片單元12之散熱效率，並保持整體系統正常的運作。

上述詳細說明為針對本創作一種較佳之可行實施例說明而已，惟該實施例並非用以限定本創作之申請專利範圍，凡其它未脫離本創作所揭示之技藝精神下所完成之均等變化與修飾變更，均應包含於本創作所涵蓋之專利範圍中。

綜上所述，本創作上述之電路模組晶片散熱結構為確實能達到其功效及目的，故本創作誠為一實用性優異之創作，實符合新型專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本案，以保障新型創作人之辛苦創作，倘若 鈞局有任何稽疑，請不吝來函指示，新型創作人定當竭力配合，實感德便。

1‧‧‧電路模組

11‧‧‧電路板

111‧‧‧穿孔

113‧‧‧接合孔

12‧‧‧晶片單元

121‧‧‧晶片

123‧‧‧鏡片層

13‧‧‧散熱構件

131‧‧‧導熱塊

1311‧‧‧導斜面

132‧‧‧導熱介質

Claims (6)

1. 一種電路模組晶片散熱結構，係包括有電路模組，該電路模組為具有一電路板，並於電路板表面上設有至少一個晶片單元，且電路板上位於晶片單元周邊處定位有散熱構件，再於散熱構件具有至少一個抵貼於晶片單元側邊上形成一熱傳導路徑之導熱塊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電路模組晶片散熱結構，其中該電路模組之電路板相鄰於晶片單元周邊處之表面上為設有銅箔層，並於銅箔層上利用焊接或膠合的方式定位有散熱構件之導熱塊。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電路模組晶片散熱結構，其中該電路模組之晶片單元為一互補式氧化金屬半導體或感光耦合元件。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電路模組晶片散熱結構，其中該散熱構件之導熱塊為一呈長條型、L型或框型之三角柱，並由導熱塊水平與垂直方向二個直角面分別抵貼於電路板表面與晶片單元側邊上，且導熱塊斜面上形成有高度不大於晶片單元之導斜面。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電路模組晶片散熱結構，其中該散熱構件之導熱塊上為設有導熱介質，且導熱介質為導熱塊之導斜面上貼附之導熱片或塗佈形成之導熱膏。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電路模組晶片散熱結構，其中該散熱構件之導熱塊為由銅、鋁或鐵材質所製成。