TWM559572U - 具冷卻效果之電路裝置 - Google Patents

Abstract

本新型係一種具冷卻效果之電路裝置，其包含一電路結構與一散熱結構。其中散熱結構包含一散熱基座與一冷卻液，散熱基座連接電路結構，散熱基座之內形成至少一通道。冷卻液流動地設於通道中以轉移電路結構所產生之熱能。藉此，本新型透過在原有電路裝置中內埋通道或管道，並設置連接管道，同時利用循環冷卻液直接將元件產生出來的熱能帶離，以改良應用於大功率之整流器的電路裝置以及有散熱需求之陶瓷電路板的電路裝置。

Description

具冷卻效果之電路裝置

本新型係一種電路裝置，特別是關於一種具冷卻效果之電路裝置。

由於工業進步，使用電力系統相當普遍，為了維持電力系統之正常運作，目前多利用電力調整器來調控系統(如：即負載)的工作電流，例如電力控制器等。若電路控制器有大電流通過，會產生較高的熱量，因此目前之電力控制器均會增設散熱結構以改善熱效應，進而提昇電力控制器的穩定度與安全性。

為了使大功率之控制器(如：可控矽電壓調整器(Silicon Controlled Voltage Regulator；SCR)、固態繼電器(Solid State Relay；SSR)、絕緣柵雙極晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor；IGBT))以及有散熱需求之陶瓷電路(如：直接接合銅基板(Direct Bonded Copper；DBC)或直接鍍銅基板(Direct Plate Copper；DPC))能夠有效地散熱，目前習知技術大多利用獨立的散熱板(如：鰭片)結合風扇來加以導熱。在一般的設定方式下，當溫度到達攝氏55℃以上時，風扇會被立刻啟動，而當溫 度高達攝氏90℃以上時，整個電力系統將被斷路而關閉。上述溫控方式可以達到升溫藉由風扇散熱，而過高溫則立即控制斷電的保護效用。然而，此種利用風扇配合散熱板的習知結構所能達到之散熱效果有限，往往無法滿足大功率以及會產生高熱的電路裝置之需求。

另一種習知技術係利用外加式的水冷系統以實現散熱效果，此種外加式的水冷系統係透過特定的組裝以跟原本的電路裝置相結合。此種裝置雖可達到散熱之效，但其結構複雜，而且無法與電路裝置穩定地接合。此外，組裝後的體積往往過大而增加組裝的困難。因此，習知外加式的水冷系統存有裝設不便之問題。

由上述可知，目前市場上缺乏一種散熱效果佳且裝設方便的具冷卻效果之電路裝置，故相關業者均在尋求其解決之道。

因此，本新型提供一種具冷卻效果之電路裝置，其利用電路裝置內埋通道或管道，並設置連接管道，同時利用循環冷卻液直接將元件產生出來的熱能帶離，可改良應用於大功率之整流器的電路裝置以及有散熱需求之陶瓷電路板的電路裝置，以解決傳統風扇散熱結構之效果不彰以及傳統水冷散熱結構之結構複雜、無法與電路裝置穩定接合以及裝設不便的問題。此外，內埋通道之散熱基座適用於各 種電路裝置，可廣泛地應用於一體成型或組裝連結之電路裝置上。

本新型之一實施方式為一種具冷卻效果之電路裝置，其包含一電路結構與一散熱結構。其中散熱結構包含一散熱基座與一冷卻液，散熱基座導熱連接電路結構，散熱基座之內形成至少一通道。冷卻液流動地設於通道中，藉冷卻液以轉移電路結構所產生之熱能。

藉此，本新型的具冷卻效果之電路裝置利用電路裝置內埋通道並設置連接管道，同時利用循環冷卻液直接將元件產生出來的熱能帶離，以改良應用於大功率之整流器的電路裝置以及有散熱需求之陶瓷電路板的電路裝置。

依據前述實施方式之其他實施例如下：前述電路結構可包含殼體與電路模組，其中殼體具有一連接端，此連接端連接散熱基座。電路模組設於殼體之內，且電路模組設置於散熱基座之一上表面。再者，前述電路模組可為固態繼電器(Solid State Relay；SSR)、可控矽電壓調整器(Silicon Controlled Voltage Regulator；SCR)或絕緣柵雙極晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor；IGBT)。另外，前述散熱基座係由一金屬材料或一陶瓷材料所製成。前述散熱基座可包含複數條通道，這些通道彼此平行地設置且相隔等間距。前述散熱結構可包含二通道連接件以及至少一銜接管，其中各通道連接件可拆卸地連接其中一條通道的一端。銜接管連接鄰近之其中二條通道，銜接管呈一弧形。另外，前述各通道之一端口處設有一螺紋。各通道 連接件具有對應螺紋之至少一螺牙，螺牙對應螺鎖嚙合於螺紋中。前述散熱結構可為一熱管式(Heat Pipe)或一水冷式(Water Cooling)。前述具冷卻效果之電路裝置可包含一散熱劑，此散熱劑設於散熱基座與電路結構之間。

本新型之一實施方式為一種具冷卻效果之電路裝置，其包含電路結構以及散熱結構。其中散熱結構包含散熱基座、至少一導管以及冷卻液，散熱基座連接電路結構，散熱基座之內形成至少一通道。導管設於通道內。冷卻液流動地設於導管中，藉以轉移電路結構所產生之熱能。

藉此，本新型的具冷卻效果之電路裝置所使用的內埋通道之散熱基座適用於各種電路裝置，可廣泛地應用於一體成型或組裝連結之電路裝置上。

依據前述實施方式之其他實施例如下：前述電路結構可設置於散熱基座之一上表面，且電路結構為固態繼電器(Solid State Relay；SSR)、可控矽電壓調整器(Silicon Controlled Voltage Regulator；SCR)或絕緣柵雙極晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor；IGBT)。此外，散熱基座可為一直接接合銅基板(Direct Bonded Copper；DBC)或一直接鍍銅基板(Direct Plate Copper；DPC)。

100、100a、100b‧‧‧具冷卻效果之電路裝置

200、200a、200b‧‧‧電路結構

210‧‧‧殼體

212‧‧‧連接端

220‧‧‧電路模組

230‧‧‧第一電路單元

232、242‧‧‧導電線路

234、256‧‧‧接合導線

236‧‧‧內嵌電路

240‧‧‧第二電路單元

244‧‧‧電子元件

250‧‧‧第三電路單元

252‧‧‧插件式元件

254‧‧‧散熱劑

300、300a、300b‧‧‧散熱結構

310‧‧‧散熱基座

312‧‧‧通道

314‧‧‧上表面

320‧‧‧冷卻液

330‧‧‧通道連接件

340‧‧‧銜接管

400‧‧‧泵浦裝置

410‧‧‧泵浦模組

420‧‧‧傳輸管

L1‧‧‧殼體長度

W1‧‧‧殼體寬度

L2‧‧‧基座長度

W2‧‧‧基座寬度

第1圖繪示本新型之第一實施例的具冷卻效果之電路裝 置的立體示意圖。

第2圖繪示第1圖的具冷卻效果之電路裝置的分解圖。

第3圖繪示第1圖的具冷卻效果之電路裝置結合泵浦裝置的立體示意圖。

第4圖繪示本新型之第二實施例的具冷卻效果之電路裝置之立體示意圖。

第5圖繪示本新型之第三實施例的具冷卻效果之電路裝置之側視圖。

以下將參照圖式說明本新型之複數個實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本新型。也就是說，在本新型部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之；並且重複之元件將可能使用相同的編號表示之。

請一併參閱第1、2及3圖，第1圖繪示本新型之第一實施例的具冷卻效果之電路裝置100之立體示意圖。第2圖繪示第1圖的具冷卻效果之電路裝置100的分解圖。第3圖繪示第1圖的具冷卻效果之電路裝置100結合泵浦裝置400的立體示意圖。如圖所示，此具冷卻效果之電路裝置100包含電路結構200、散熱結構300及泵浦裝置400。

電路結構200包含殼體210與電路模組220。殼體210具有連接端212，連接端212連接散熱結構300。殼體210具有殼體長度L1與殼體寬度W1且呈立方體。此外，電路模組220設於殼體210之內，且此電路模組220可為固態繼電器(Solid State Relay；SSR)、可控矽電壓調整器(Silicon Controlled Voltage Regulator；SCR)或絕緣柵雙極晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor；IGBT)。

散熱結構300包含散熱基座310、冷卻液320、二個通道連接件330及三個銜接管340，其中散熱基座310導熱連接電路結構200，散熱基座310之內形成四條通道312。冷卻液320流動地設於通道312中，藉冷卻液320以轉移電路結構200所產生之熱能。詳細地說，電路結構200的電路模組220設置於散熱基座310之上表面314。散熱基座310可由金屬材料或陶瓷材料所製成，而且散熱基座310可為直接接合銅基板(Direct Bonded Copper；DBC)或直接鍍銅基板(Direct Plate Copper；DPC)。散熱基座310具有基座長度L2與基座寬度W2且呈立方體。殼體210的殼體長度L1等於散熱基座310的基座長度L2，且殼體210的殼體寬度W1等於散熱基座310的基座寬度W2。而冷卻液320可為水或冷煤。另外，四條通道312彼此平行地設置且相隔等間距，亦即平行於Y軸方向。而各通道連接件330可拆卸地連接其中一條通道312的一端。換句話說，二個通道連接件330分別連接最外側的兩條通道312。當通道312的數目為偶數時，二個通道連接件330會位於散熱基座310的同一 側面；相反地，當通道312的數目為奇數時，二個通道連接件330會位於散熱基座310的不同側面(相對的側面)。各通道312之端口處設有一螺紋。各通道連接件330具有對應螺紋之螺牙，螺牙對應螺鎖嚙合於螺紋中，致使散熱基座310與通道連接件330穩定且緊密地相互接合。本實施例之通道連接件330的兩端都具有螺牙，其中一端螺牙用以連接通道312，另一端螺牙則用以連接泵浦裝置400的傳輸管420。此外，每個銜接管340連接鄰近之其中二個通道312，銜接管340呈一弧形。銜接管340的個數等於通道312的個數減去1。另外值得一提的是，散熱結構300可為熱管式(Heat Pipe)或水冷式(Water Cooling)，無論是何種形式的散熱結構300，其搭配電路結構200之交互作用均可有效且快速地將熱能帶離。藉此，本新型的具冷卻效果之電路裝置100透過在原有電路裝置中內埋通道312或管道並設置連接管道而形成散熱結構300，同時利用循環冷卻液320直接將電路結構200中元件所產生出來的熱能帶離，以改良應用於特定的電路裝置上，如大功率之整流器以及有散熱需求之陶瓷電路板。

泵浦裝置400連接散熱結構300，且泵浦裝置400包含泵浦模組410、二條傳輸管420及散熱模組。泵浦模組410連接傳輸管420，二條傳輸管420分別連接通道連接件330。而本實施例之散熱模組為風扇，可連接泵浦模組410或傳輸管420，散熱模組用以降低冷卻液320之溫度。

請一併參閱第2及4圖，第4圖繪示本新型之第二實施例的具冷卻效果之電路裝置100a的立體示意圖。如圖所示，此具冷卻效果之電路裝置100a包含電路結構200a與散熱結構300a。

電路結構200a包含IC晶片、導電線路以及電子元件，IC晶片、導電線路以及電子元件彼此相互接合並通以電源驅動。此外，散熱結構300a連接電路結構200a，且電路結構200a所產生的熱能係直接透過散熱結構300a帶離。散熱結構300a包含散熱基座310、冷卻液320、二個通道連接件330、七個銜接管340。散熱基座310之內形成八條通道312。冷卻液320流動地設於通道312中，而且沿一循環方向流動，藉以轉移電路結構200所產生之熱能。八條通道312均朝向Y軸方向。電路結構200a的IC晶片、導電線路以及電子元件均設於散熱基座310之上表面314。再者，二個通道連接件330分別連接兩旁最外側的二條通道312。二個通道連接件330之間由八條直線型的通道312以及七個弧形的銜接管340組接而形成S型、N型或蛇型彎道。藉此，本新型之具冷卻效果之電路裝置100a透過電路結構200a與散熱結構300a的直接連結，同時利用循環冷卻液320直接將電路結構200a產生出來的熱能帶離。此具冷卻效果之電路裝置100a非常適合應用於大功率之整流器以及有散熱需求之陶瓷電路板。

請一併參閱第2及5圖，第5圖繪示本新型之第三實施例的具冷卻效果之電路裝置100b的側視圖。如圖所 示，此具冷卻效果之電路裝置100b包含電路結構200b與散熱結構300b。

電路結構200b包含第一電路單元230、第二電路單元240以及第三電路單元250，其中第一電路單元230包含導電線路232、接合導線234以及內嵌電路236。導電線路232與內嵌電路236之間設有接合導線234。再者，第二電路單元240包含導電線路242及複數個電子元件244，導電線路242介於電子元件244與散熱基座310之間，且導電線路242透過接合導線234而與內嵌電路236連接。另外，第三電路單元250包含插件式元件252、散熱劑254以及接合導線256，散熱劑254黏著於插件式元件252與散熱基座310之間且具有加速導熱之效。接合導線256銜接於插件式元件252與導電線路242之間。

散熱結構300b位於電路結構200b之下方用以散熱。散熱結構300b包含具有七個通道312的散熱基座310。電路結構200b的內嵌電路236內嵌於散熱基座310，且通道312位於第一電路單元230、第二電路單元240及第三電路單元250的下方。由於通道312鄰近這些電路單元，因此可藉由通道312內的冷卻液320帶走電路結構200b所產生的熱能。藉此，本新型的具冷卻效果之電路裝置100b可應用於複合式的電路結構200b上，而且可以共用散熱基座310，以擴大電路適用的範圍。

此外，本新型的具冷卻效果之電路裝置100、100a可進一步包含散熱劑254，此散熱劑254可為散熱膏。 散熱劑254設於散熱基座310與電路結構200、200a之間，可將電路結構200、200a的熱能快速地傳遞至散熱基座310上，藉以進一步增強冷卻的效率。

另外，本新型的具冷卻效果之電路裝置100、100a、100b可進一步包含導管(未示於圖中)，此導管設於通道312內，且導管與通道連接件330、銜接管340相互連接而形成S型、N型或蛇型彎道。冷卻液320流動地設於彎道中，藉以轉移電路結構200、200a、200b所產生之熱能。導管的外管徑小於等於通道312的內徑。藉此，利用導管與通道312之相互結合，並利用循環冷卻液320透過導管可直接將電路結構200、200a、200b產生出來的熱能帶離。

由上述實施方式可知，本新型具有下列優點：其一，利用電路裝置內埋通道或管道，並設置連接管道，同時利用循環冷卻液直接將元件產生出來的熱能帶離，可改良應用於大功率之整流器的電路裝置以及有散熱需求之陶瓷電路板的電路裝置，以解決傳統風扇散熱結構之效果不彰以及傳統水冷散熱結構之結構複雜、無法與電路裝置穩定接合以及裝設不便的問題。其二，內埋通道之散熱基座適用於各種電路裝置，可廣泛地應用於一體成型或組裝連結之電路裝置上。其三，本新型的具冷卻效果之電路裝置可應用於複合式的電路結構上，而且可以共用散熱基座，以擴大電路適用的範圍。其四，利用導管與通道之相互結合，並利用循環冷卻液透過導管可直接將電路結構產生出來的熱能帶離。

雖然本新型已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本新型，任何熟習此技藝者，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (11)

1. 一種具冷卻效果之電路裝置，包含：一電路結構；以及一散熱結構，包含：一散熱基座，導熱連接該電路結構，該散熱基座之內形成至少一通道；及一冷卻液，流動地設於該通道中，藉該冷卻液以轉移該電路結構所產生之熱能。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具冷卻效果之電路裝置，其中該電路結構包含：一殼體，具有一連接端，該連接端連接該散熱基座；及一電路模組，設於該殼體之內，且該電路模組設置於該散熱基座之一上表面。
3. 如申請專利範圍第2項所述之具冷卻效果之電路裝置，其中該電路模組為一固態繼電器(Solid State Relay；SSR)、一可控矽電壓調整器(Silicon Controlled Voltage Regulator；SCR)或一絕緣柵雙極晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor；IGBT)。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具冷卻效果之電路裝置，其中該散熱基座係由一金屬材料或一陶瓷材料所製成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具冷卻效果之電路裝置，其中該散熱基座包含：複數該通道，該些通道彼此平行地設置且相隔等間距。
6. 如申請專利範圍第5項所述之具冷卻效果之電路裝置，其中該散熱結構更包含：二通道連接件，各該通道連接件可拆卸地連接其中一該通道的一端；及至少一銜接管，連接鄰近之其中二該通道，該銜接管呈一弧形。
7. 如申請專利範圍第6項所述之具冷卻效果之電路裝置，其中，各該通道之一端口處設有一螺紋；及各該通道連接件具有對應該螺紋之至少一螺牙，該螺牙對應螺鎖嚙合於該螺紋中。
8. 如申請專利範圍第1項所述之具冷卻效果之電路裝置，其中該散熱結構為一熱管式(Heat Pipe)或一水冷式(Water Cooling)。
9. 如申請專利範圍第1項所述之具冷卻效果之電路裝置，更包含：一散熱劑，設於該散熱基座與該電路結構之間。
10. 一種具冷卻效果之電路裝置，包含：一電路結構；以及一散熱結構，包含：一散熱基座，導熱連接該電路結構，該散熱基座之內形成至少一通道；至少一導管，設於該通道內；及一冷卻液，流動地設於該導管中，藉該冷卻液以轉移該電路結構所產生之熱能。
11. 如申請專利範圍第10項所述之具冷卻效果之電路裝置，其中，該電路結構設置於該散熱基座之一上表面，且該電路結構為一固態繼電器(Solid State Relay；SSR)、一可控矽電壓調整器(Silicon Controlled Voltage Regulator； SCR)或一絕緣柵雙極晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor；IGBT)；及該散熱基座為一直接接合銅基板(Direct Bonded Copper；DBC)或一直接鍍銅基板(Direct Plate Copper；DPC)。