JP3140104U - 回路基板の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】装置全体をシンプルな配置形態とし、優れた酸熱性態を備えた回路基板の構造を提供する。
【解決手段】回路基板の構造はキャリア面１３、サーモチューブ組織１２を含む。該キャリア面１３上には電子部品の連接に用いる導電層３１を設置し、サーモチューブ組織１２は該基板１０内部に沿って設置する。基板１０は良好な導熱効率を備え、設置されるサーモチューブ組織１２に対応し、電子部品２０が作用中に発生する熱量を、該サーモチューブ組織１２を経て迅速に排出することができる。
【選択図】図３

Description

本考案は回路基板の構造に係り、特に少なくとも一個の電子部品はサーモチューブ組織を備えた基板上に直接設置することができ、電子部品内部の滞積熱を迅速に排除することができる基板構造である回路基板の構造に関する。

ハイパワーの発光ダイオードなど電子部品設置に用いる公知の基板構造は、主に該基板上に回路をレイアウトし、回路の対応位置に該電子部品を設置するものである。図１に示すように、公知構造中では該基板３０上に導電層３１を設置し、対応する位置において該電子部品２０はＳＭＤ形態の導電ピン２１を通して該導電層３１と結合する。

一方、電子部品２０は使用パワーの差異に従い、使用過程においては様々な程度の熱量（或いは滞積熱）を発生するが、電子部品２０の正常な作動を維持するためには、該熱量は排出されなければならない。全体的散熱の効率を高めるためには、電子部品２０そのものを散熱設計とする以外に、基板３０にも別に散熱モジュール４０を設置し、散熱効率を高めることができる。図示では該基板３０の下方に設置し、その材質はアルミニウム或いは銅或いは複合材料、ナノ材料等の高導熱材料を用いる。

続いて図２に示すように、別種の設計中では、散熱の効率を向上させるために、該散熱モジュール４０はその表面にフィン組織４１を形成し、こうして該基板３０の散熱面積を増大させる。

しかし、上記構造の散熱形態は受動的に熱量を外へと伝導するものに属する。よって該電子部品２０が高輝度発光ダイオードである時には、それが発生する熱量は非常に大きいため、ファンなどの散熱装置を別に設置し散熱効率を高める必要がある。しかしこのような方式では、設備全体が占める空間が多くなり過ぎる。

台湾特許出願第９４１２４１６５号「サーモエレクトロン部品を備える発光ダイオード封入構造」発明特許案は、発光ダイオードの製造過程において、発光材料と基板の間にサーモエレクトロン部品を設置し、サーモエレクトロン部品を備える発光ダイオード構造を形成している。該サーモエレクトロン部品は該発光ダイオードの通電作用時に、熱量を発光材料中から該基板へと交換し、基板反対面に設置する散熱モジュールにより排出させる。

上記発光ダイオードの封入構造では、その散熱効果は前記構造より優れているが、その製造過程は前記構造よりかなり複雑で、しかも該各発光ダイオードはすべて散熱構造に結合している必要があるため、コストも非常に高くなる。

よって、該基板の全体構造を再設計し公知構造と差異化し、違った使用形態を備え、しかもコンパクトで薄い全体構造とし、散熱効率をより高く、製造コストをより低くすることは重要な課題である。
台湾特許出願第９４１２４１６５号

本考案が解決しようとする主な課題は、装置全体をよりシンプルな配置形態とし、優れた散熱性能を備えた回路基板の構造を提供することである。

上記課題を解決するため、本考案は下記の回路基板の構造を提供する。キャリア面、サーモチューブ組織を含み、該キャリア面上には電子部品を連接する導電層を設置し、該電子部品は使用中に熱量を発生する部品で、該サーモチューブ組織は該基板内部に沿って設置し、該サーモチューブ組織は基板内部において複数個のサーモチューブを平行に設置し、該電子部品が作用中に発生する熱量を、該並列設置のサーモチューブ組織を経由し迅速に排出させ、しかも該基板は該並列形態のサーモチューブ組織に対応し、全体は薄型平板輪郭を形成し、公知構造の電子部品と基板の構造上に別に散熱モジュールを設置する形態に比べ、装置構造を単純化し、装置を薄くすることができる。

上記のように、本考案の回路基板の構造は使用であるにサーモチューブ組織を備えた基板構造を提供し、該キャリア面上に直接電子部品を設置可能とし、これによりシンプルな構造形態を達成することができる。同時に、優良な散熱効率を備え、産業業の利用性を確実に備える。しかも該基板構造は公知基板構造に比べ、よりハイパワーの電子部品（パワートランジスター、高速演算チップ、電圧転換装置等）に応用可能で、該電子部品が設置する散熱モジュールの体積空間を縮小することができ、非常に大きな進歩を実現可能である。

本考案が備える新奇性、特徴、及びその他目的と機能について、下文中において図式を合わせて詳細に説明する。

本考案最適実施例の構造分解指示図である図３に示すように、本考案構造の基板１０はキャリア面１３、少なくとも一個のサーモチューブ組織１２を含む。該キャリア面１３は本考案実施例中では、陽極処理を経て形成される絶縁層である。該キャリア面１３上には電子部品２０（本実施例中では、発光ダイオードを採用する）の導電部２１の連接に用いる導電層１１を設置する。該導電層１１は本実施例中では、処理を経たキャリア面１３上に直接設置する回路構造である。

該少なくとも一個のサーモチューブ組織１２は該基板１０内部に沿って設置するサーモチューブ１２０により構成する。該サーモチューブ組織１２は単数或いは複数のサーモチューブ１２０を該基板１０内部に平行設置する。採用する構造中では、該サーモチューブ内部には有機溶剤中のメチルアルコール、エチルアルコール、ブチルアルコール、アセトン、アンモニア、或いは純水、冷媒等のフェーズ変化を備える物質を充填することができる。これにより該電子部品２０は発光作用中に発生する内部滞積熱を該並列設置のサーモチューブ組織１２を経て迅速に周辺に向けて排除することができる。該並列形態のサーモチューブ組織１２は、ある一個のサーモチューブ１２０が破損し作用できなくなっても、周辺に設置する他のサーモチューブ１２０がなお正常に作用するため、全体的な散熱効率への影響程度を最低にまで低下させることができる。しかも該基板１０は該並列形態のサーモチューブ組織１２に対応し、全体に薄型平板輪郭を形成する。

本考案が電子部品２０を該基板１０に設置する情況である図４に示すように、本実施例中では、該電子部品２０は該キャリア面１３上の該導電層１１に対応する位置に設置する。該電子部品２０が導電し発光している時には、その内部に発生する滞積熱は該導電層１１及びキャリア面１３を経て下方へと伝導され、該基板１０の全体構造中に入る。本実施例中の該導熱材質を備える基板１０は、熱量を迅速に該電子部品２０周辺へと発散し、該複数のサーモチューブ１２０が該基板１０内部に並列設置されるサーモチューブ組織１２を経由する。該サーモチューブ組織１２の各サーモチューブ１２０内部にはフェーズ変化を備える物質を冷媒として備えるため、主動的に熱量を交換し迅速に排出することができる。こうして迅速な散熱とシンプルな構造の長所を達成することができる。

図５に示すように、本考案構造を広告用看板或いは壁面テレビ等の大量の高輝度発光ダイオードを必要とする電子部品２０に用いる時には、サーモチューブ組織１２を備える基板１０を利用し、該基板１０上に必要な導電層１１を設置し、電子部品２０を該基板１０のキャリア面１３上に大量に設置し、壁面上に排列する。本実施例でも、設置される該並列形態サーモチューブ組織１２の構造に、基板１０上に形成するフィン組織１５等の適当に設置された散熱構造及び空間を対応させ、該電子部品２０が発生する熱量は迅速に排除される。

該散熱空間の設計において該基板１０は公知の基板構造に比べ小さいため占める空間が少なくなり、これにより設計の応用範囲がより広くなる。すなわち、装置全体が占める空間を縮小することができる。

図６に示すように、別種の実施例中では、該サーモチューブ組織１２の各サーモチューブ１２０内部にはさらに散熱構造１４を備え、該サーモチューブ１２０内部の熱源に接触する面積を拡大することができる。本実施例中では、該散熱構造１４は該サーモチューブ１２０内部空間において網状、糸状の金属網体として設置することができ、或いは該サーモチューブ１２０内部表面において多孔式焼結或いは溝形態の構造を形成することができる。これに該サーモチューブ組織１２内に充填するフェーズ変化を備える物質を対応させ、全体の散熱効率をより向上させることができる。

図６に示す網状形態の散熱構造１４は該サーモチューブ１２０内において該フェーズ変化を備える物質に対して毛細現象を形成させ、該サーモチューブ内部での流動速度を加速させ、散熱の効率を上げることができる。このような対応作用は、公知のサーモエレクトロン部品を利用し通電時に熱交換を行う方式に比べ、より多くのエネルギー消費を節減可能で、同様に良好な散熱効率を備える。

該サーモチューブ組織１２を備える基板１０は、マザーボードのＣＰＵスロット、或いはグラフィクスカードとする回路基板等の異なる回路の基板構造上において、迅速散熱の目的を達成することができる。

本考案基板１０はさらに、キャリア面１３上において、粘着接合或いはその他の方式によりフレキシブル回路板（ＦＰＣ）を設置し導電層１１を形成することができる。該基板１０は該導電層１１全体作動が発生する熱量に対して、同様に該サーモチューブ組織１２の構造を通して迅速散熱の目的を達成することができる。

また、該サーモチューブ組織１２の各サーモチューブ１２０の断面形態は図３〜図６に示す方形輪郭以外に、図７に示すのは円形輪郭、或いはその他散熱面積を拡大、或いは基板１０の構造に対応する輪郭とすることができる。

すなわち、本考案の回路基板の構造は使用であるにサーモチューブ組織を備えた基板構造を提供し、該キャリア面上に直接電子部品を設置可能とし、これによりシンプルな構造形態を達成することができる。同時に、優良な散熱効率を備え、産業業の利用性を確実に備える。しかも該基板構造は公知基板構造に比べ、よりハイパワーの電子部品（パワートランジスター、高速演算チップ、電圧転換装置等）に応用可能で、該電子部品が設置する散熱モジュールの体積空間を縮小することができ、非常に大きな進歩を実現可能である。

以上は本考案の一最適実施例に過ぎず、本考案実施の範囲を限定するものではない。本考案実用新案請求範囲に基づき行われる均等変化と修飾はすべて本考案の保護範囲とする。

公知回路基板の構造説明図（一） 公知回路基板の構造説明図（二） 本考案最適実施例の構造説明図 本考案図３の実施例の説明図（一） 本考案図３の実施例の説明図（二） 本考案の他の実施例の構造説明図 本考案の他の実施例の構造説明図

符号の説明

１０ 基板
１１ 導電層
１２ サーモチューブ組織
１２０ サーモチューブ
１３ キャリア面
１４ 散熱構造
１５ フィン組織
２０ 電子部品
２１ 導電部
３０ 基板
３１ 導電層
４０ 散熱モジュール
４１ フィン組織

Claims (18)

1. キャリア面と、サーモチューブ組織とを含む基板を備える回路基板の構造であって、該キャリア面上には電子部品の連接に用いる導電層を設置し、該サーモチューブ組織は該基板内部に沿って少なくとも一個のサーモチューブを設置し構成することを特徴とする、回路基板の構造。
2. 前記サーモチューブの断面輪郭が方形輪郭であることを特徴とする、請求項１に記載の回路基板の構造。
3. 前記サーモチューブの断面輪郭は非方形輪郭であることを特徴とする、請求項１に記載の回路基板の構造。
4. 前記サーモチューブの内部には散熱構造を設置することを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の回路基板の構造。
5. 前記散熱構造は該サーモチューブ内部空間に設置して網状を呈する金属網体であることを特徴とする、請求項４に記載の回路基板の構造。
6. 前記散熱構造は該サーモチューブ内部空間に設置して糸状を呈する金属網体であることを特徴とする、請求項４に記載の回路基板の構造。
7. 前記散熱構造は該サーモチューブ内部表面において多孔式焼結形態を形成することを特徴とする、請求項４に記載の回路基板の構造。
8. 前記散熱構造は該サーモチューブ内部表面において溝形態を形成することを特徴とする請求項４に記載の回路基板の構造。
9. 前記キャリア面は陽極処理を経て形成される絶縁層であることを特徴とする、請求項１乃至請求項８のいずれか1項に記載の回路基板の構造。
10. 前記サーモチューブ組織は多数のサーモチューブが該基板内部に並列に設置して形成されることを特徴とする、請求項１乃至請求項９のいずれか1項に記載の回路基板の構造。
11. 前記サーモチューブ内部にはフェーズ変化が発生することができる物質を充填することを特徴とする、請求項１乃至請求項１０のいずれか1項に記載の回路基板の構造。
12. フェーズ変化が発生することができる前記物質は純水、冷媒、有機溶剤、またはこれらの組合せのいずれかの一つの物質であることを特徴とする、請求項１1に記載の回路基板の構造。
13. 前記導電層は該キャリア面上に直接設置される回路であることを特徴とする、請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の回路基板の構造。
14. 前記導電層は該キャリア面上に設置されるフレキシブル回路板（ＦＰＣ）であることを特徴とする、請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の回路基板の構造。
15. 前記電子部品は使用中に熱量が発生する部品であることを特徴とする、請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の回路基板の構造。
16. 前記電子部品は発光ダイオードであることを特徴とする、請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の回路基板の構造。
17. 前記電子部品はパワートランジスターであることを特徴とする、請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の回路基板の構造。
18. 前記電子部品は高速演算チップであることを特徴とする、請求項１乃至請求項１５のいずれか1項に記載の回路基板の構造。