电路板散热结构的制作方法

文档序号:11056762
电路板散热结构的制造方法与工艺

本实用新型系关于一种散热结构,特别是关于一种电路板散热结构。



背景技术:

随着半导体技术的发展,以及行动装置的普及,各式的运算装置不断的被要求提高运行频率,其功率亦越来越大,如现今流行的8核心CPU或显示卡等处理器,其功率更是早已突破100瓦,元件功率增加直接导致了其发热量的直线上升,另一方面,各式装置如电脑、平板、手机、电源供应器却朝向小型化及薄型化的方向发展,两者因素相互影响下,就会导致装置稳定性降低、死机甚至产生烧毁等严重后果。通常的解决方式系于装置中增加或放大散热器体积,或者采取液态灌封胶的方式来均匀电源板中半导体功率器件所产生的热能。虽然这种方式可以暂时解决电源板的散热问题,但液态胶需要额外的外壳,且灌封胶的方式会涵盖整个电源板,无法提供局部散热的弹性选择,且需要增加体积及增加物料成本,并与潮流趋势背道而驰。

除了LED的电源板外,其他有高热问题的应用场合,例如伺服器(server)电源供应器中的电源板等,也会遭遇类似的散热问题,而需要提供局部器件的散热封装解决方案,以减低材料成本,并提高散热封装选择弹性。



技术实现要素:

为了解决现有技术所遭遇的问题,本实用新型提供一种电路板散热结构,利用低流动性的导热聚合物胶片,可以依需求提供电路板局部散热的选择,且可以减低导热材料的使用量,进一步降低材料成本。该导热聚合物胶片具有高导热性、低流动性、可弯折性、黏着性、电绝缘性,使用者在应用时有相当大的弹性,可作多样化的导热封装。

另一方面,导热聚合物胶片有黏着性,可将电路板黏着贴合于散热座(heat sink),取代螺丝的固定功能。

本实用新型提供一种电路板散热结构,其包括一电路板及一导热聚合物胶片。该电路板包含上表面和下表面。该导热聚合物胶片至少黏着贴合于该电路板的上表面或下表面中的一者形成贴合面,且该导热聚合物胶片填补与该电路板的贴合面中的间隙。

一实施例中,该电路板的上表面设置至少一个半导体器件,该至少一个半导体器件被覆盖在该导热聚合物胶片内。

一实施例中,该电路板的上表面设置至少一个半导体器件,该导热聚合物胶片黏着贴合该电路板的下表面中该半导体器件的相对位置。

一实施例中,该间隙的面积除以导热聚合物胶片和电路板重叠的面积的值小于30%。

一实施例中,该导热聚合物胶片为低流动型导热聚合物胶片。

一实施例中,该电路板为LED的电源板、伺服器的电源板或行动装置、车载装置、监控装置、警示灯中的电路板。

一实施例中,电路板散热结构另包含至少一金属件,该至少一金属件黏合于该导热聚合物胶片。

本实用新型通过高导热性、低流动性、可弯折性、黏着性、电绝缘性导热聚合物胶片的选用,可提供使用者视需要封装于电路板上特定区域,无需如传统于外壳中灌注导热胶涵盖整个电路板,因此可以节省材料成本,提供封装区域的弹性选择。另外,导热聚合物胶片黏着贴合(封装)于电路板的工序简单、便利,可进一步简化制程。

附图说明

图1系本实用新型第一实施例的电路板散热结构的示意图。

图2系本实用新型第二实施例的电路板散热结构的示意图。

图3系本实用新型第三实施例的电路板散热结构的立体分解示意图。

其中,附图标记说明如下:

10、20、30 电路板散热结构

11 电路板

12 导热聚合物胶片

13 贴合面

14 半导体器件

15 焊接凸点

16 电子元件

31 电路板

32 导热聚合物胶片

33 导热聚合物胶片

34 金属件

35 金属件

36 电子元件

具体实施方式

为让本实用新型的上述和其他技术内容、特征和优点能更明显易懂,下文特举出相关实施例,并配合所附图式,作详细说明如下。

图1显示本实用新型第一实施例的电路板散热结构10。电路板散热结构10包含电路板11和导热聚合物胶片12。电路板11上表面包含多个电子元件16,例如是半导体器件14。该半导体器件14通常具有高功率,例如中央处理器(CPU),或其他驱动IC等,而会产生高热。为维持半导体器件14的正常运算和延长使用寿命,通常会加强其散热设计。本实施例中,导热聚合物胶片12黏着贴合于该电路板11的上表面形成贴合面13,特别是覆盖该半导体器件14。因为电路板11上有多个电子元件16而于电路板11上表面形成凸起物,使得导热聚合物胶片12覆盖于电路板11上时会与电路板11间的贴合面13中形成间隙。优选地,导热聚合物胶片12在90℃时的黏度(viscosity)范围在2000~5000Pas,或特别是3000或4000Pas,而具有适当的低流动性,足以充分填补导热聚合物胶片12与该电路板11的贴合面13中的间隙,从而取得最佳的导热效果。

图2显示本实用新型第二实施例的电路板散热结构,电路板散热结构20包含电路板11和导热聚合物胶片12。电路板11上表面包含多个电子元件16,例如是半导体器件14。本实施例中,导热聚合物胶片12黏着贴合于该电路板11的下表面形成贴合面13,且该导热聚合物胶片12黏着贴合的部分涵盖该电路板11的下表面中该半导体器件14的相对位置,以增加散热效率。电路板11下表面因为线路布线的关系,会有焊接凸点15,而于贴合面13中形成间隙。类似地,导热聚合物胶片12同样具有适当的低流动性,足以充分填补导热聚合物胶片12与该电路板11的贴合面13中的间隙,从而取得最佳的导热效果。再者,因导热聚合物胶片12有黏着性,可藉此将电路板11黏着固定于其他物件上,无需螺丝锁固。例如将表面载有LED发光元件的电路板11的下表面贴合该导热聚合物胶片12,藉此便可将电路板11固定于散热座(heat sink)(图未示),从而有效地将LED发光元件的电路板11的热传导至散热座,且不需要螺丝等其他固定件。

由图1和图2可知,导热聚合物胶片12可以提供该电路板11的局部散热功能,如图1将导热聚合物胶片12黏着贴合并覆盖于半导体器件14上方,或如图2将导热聚合物胶片12黏着贴合于电路板11的下表面。因该导热聚合物胶片12具有适当的黏度而有低流动性,而可充分填补导热聚合物胶片12与该电路板11的贴合面13中的间隙,达到充分的密合度,例如将未接触的间隙面积百分比(间隙面积除以导热聚合物胶片12和电路板11重叠的面积的值)降低至30%以下,甚至达25%、20%或10%以下,进而提升散热效果。导热聚合物胶片12也可以全面覆盖整个电路板11的上表面即/或下表面,而提供绝佳的导热效果。导热聚合物胶片12的导热率大于1W/m·K,或较佳地大于3W/m·K。导热聚合物胶片12所使用的材料包含聚合物基底以及导热填料。聚合物基底可包含热固性聚合物及/或热塑性聚合物,而导热填料可包含氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅等。综言之,本实用新型选用的导热聚合物胶片12具有高导热性、低流动性、可弯折性、黏着性、电绝缘性。电路板11可为LED的电源板、伺服器的电源板,或者是行动装置、车载装置、监控装置、警示灯中的电路板等。

图3显示本实用新型第三实施例的电路板散热结构的立体分解图。电路板散热结构30包含电路板31、导热聚合物胶片32、导热聚合物胶片33、金属件34和金属件35。该电路板31的上表面包含多个电子元件36,并黏着贴合导热聚合物胶片32,该电路板31下表面黏着贴合导热聚合物胶片33。金属件34贴合于该导热聚合物胶片32的另一表面,金属件35贴合于该导热聚合物胶片33的另一表面,从而形成层迭型的电路板散热结构30。金属件34和金属件35除了作为电路板31的保护外壳外,亦有散热座(heat sink)的功能,以快速将电路板31通过导热聚合物胶片32和33传导的热进行逸散。本实施例中,导热聚合物胶片32几乎完全覆盖该电路板31的上表面,而导热聚合物胶片33也是几乎完全覆盖该电路板31的下表面,提供更佳的导热效果。然而,导热聚合物胶片32和33也可以视需要提供部分高发热元件的局部封装,而非完全覆盖的形式。根据本实施例,金属件34和35无需螺丝,即可固定于该电路板31上。

本实用新型选用的导热聚合物胶片具有高导热性、低流动性、可弯折性、黏着性、电绝缘性,因此可以提供电路板导热封装时的弹性选择,或作为固定件取代螺丝。而且该导热聚合物胶片可有效填补与电路板贴合面间的间隙,达到更佳的导热效果。

本实用新型的技术内容及技术特点已揭示如上,然而本领域普通技术人员仍可能基于本实用新型的教示及揭示而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰。因此,本实用新型的保护范围应不限于实施例所揭示者,而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰,并为权利要求所涵盖。

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