TWI832496B - 具有絕緣防護設計的散熱結構 - Google Patents
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Abstract
一種散熱結構，適於設置於電路板上，並熱耦接於電路
板上的熱源。散熱結構包括散熱片、液態金屬散熱膏、第一防護層以及第二防護層。散熱片位於熱源的上方，且熱源位於散熱片與電路板之間。液態金屬散熱膏設置於散熱片與熱源之間，且散熱片透過液態金屬散熱膏熱耦接於熱源。第一防護層接觸散熱片，且位於散熱片與電路板之間。第二防護層接觸第一防護層與電路板，且位於第一防護層與電路板之間。第一防護層與第二防護層環繞液態金屬散熱膏與熱源。第二防護層的寬度能夠受第一防護層的擠壓而加大。
Description
本發明是有關於一種散熱結構，且特別是有關於一種具有絕緣防護設計的散熱結構。
隨著電子裝置的運算效能的不斷提升，如何將電子裝置內部的中央處理器或圖形處理器運行時產生的熱快速排出，一直是相關廠商的主要研發項目。
一般而言，散熱片熱耦接於中央處理器或圖形處理器，且熱管的蒸發段熱耦接於散熱片，使得在蒸發段內的液態工作流體吸熱後蒸發為氣態工作流體。接著，氣態工作流體自蒸發段流向冷凝段，且風扇運行時產生的氣流吹向冷凝段以進行熱交換，使得氣態工作流體釋放出熱量而凝結為液態工作流體並自冷凝段流回蒸發段。
目前，散熱片大多採用散熱膏(thermal grease)固接於中央處理器或圖形處理器，因液態金屬散熱膏具備極為優異的導熱性，逐漸為相關廠商所青睞。因液態金屬散熱膏具有導電性，若液態金屬散熱膏受到散熱片擠壓而溢流至電路板上，極有可能發生液態金屬散熱膏接觸電路板上的電子元件(例如線路、被動元件或電性接點)而導致短路的情況。
本發明提供一種散熱結構，其能避免產生短路的情況。
本發明提出一種散熱結構，適於設置於電路板上，並熱耦接於電路板上的熱源。散熱結構包括散熱片、液態金屬散熱膏、第一防護層以及第二防護層。散熱片位於熱源的上方，且熱源位於散熱片與電路板之間。液態金屬散熱膏設置於散熱片與熱源之間，且散熱片透過液態金屬散熱膏熱耦接於熱源。第一防護層接觸散熱片，且位於散熱片與電路板之間。第二防護層接觸第一防護層與電路板，且位於第一防護層與電路板之間。第一防護層與第二防護層環繞液態金屬散熱膏與熱源。第一防護層具有第一寬度，其中受第一防護層擠壓前的第二防護層具有小於第一寬度的第二寬度，且受第一防護層擠壓後的第二防護層具有大於第一寬度的第三寬度。
基於上述，本發明的散熱結構具有絕緣防護設計，用以避免液態金屬散熱膏溢流至電路板上而造成短路。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是本發明一實施例的散熱結構在第一狀態下的剖面示意圖。圖2是圖1的散熱結構的仰視示意圖。圖3是本發明一實施例的散熱結構在第二狀態下的剖面示意圖。請參考圖1至圖3，在本實施例中，散熱結構100可用以將電子裝置中的熱源10所產生的熱導出，其中散熱結構100與熱源10設置於電路板20上，且熱源10設置於散熱結構100與電路板20之間。具體而言，散熱結構100包括散熱片110、液態金屬散熱膏120、第一防護層130以及第二防護層140，其中散熱片110可由銅、鋁或其他高導熱材質製成，且位於熱源10的上方。液態金屬散熱膏120設置於散熱片110與熱源10之間，且散熱片110透過液態金屬散熱膏120熱耦接於熱源10。
熱源10可包括電子元件11與承載電子元件11的載板12，其中載板12連接電路板20，且載板12位於電子元件11與電路板20之間。另一方面，電子元件11位於液態金屬散熱膏120與載板12之間，其中散熱片110透過液態金屬散熱膏120接合於電子元件11，且電子元件11作為主要發熱來源。因此，電子元件11所產生的熱可經由液態金屬散熱膏120傳至散熱片110。舉例來說，電子元件11可為中央處理器或圖形處理器，且透過載板12電性連接於電路板20。
如圖1與圖3所示，電子元件11與載板12落在散熱片110在電路板20上的正投影範圍內，也就是說，散熱片110罩覆於熱源10的一側，據以提高熱接收量。
請參考圖1至圖3，在本實施例中，第一防護層130與第二防護層140堆疊於散熱片110與電路板20之間，且環繞液態金屬散熱膏120與熱源10。詳細而言，第一防護層130接觸散熱片110，且位於散熱片110與電路板20之間。第二防護層140接觸第一防護層130與電路板20，且位於第一防護層130與電路板20之間。也就是說，第一防護層130與電路板20被第二防護層140分隔開來。
如圖1與圖2所示，第一防護層130與第二防護層140皆為中空矩形結構，其中第一防護層130的材質可包括金、鋁、橡膠或泡棉，且第二防護層140可由絕緣膠構成。舉例來說，第二防護層140可透過點膠、塗膠或印刷(例如網印)等方式形成於第一防護層130上，且第一防護層130可透過第二防護層140貼附固定於電路板20上。
在圖1所示的第一狀態下，第二防護層140尚未受到第一防護層130的擠壓，故第一防護層130具有第一寬度W1，且第二防護層140具有小於第一寬度W1的第二寬度W2。另外，受第一防護層130擠壓前的第二防護層140分離於載板12，也就是說，受第一防護層130擠壓前的第二防護層140與載板12的邊緣之間維持間隙G。
第一防護層130具有面向電路板20的底面131，且第二防護層140具有面向散熱片110的頂面141。具體來說，第一防護層130的底面131接觸第二防護層140的頂面141，當第二防護層140尚未受到第一防護層130的擠壓時，第二防護層140的頂面141的表面積小於第一防護層130的底面131的表面積，如圖1所示。
在圖3所示的第二狀態下，第二防護層140受到第一防護層130的擠壓而產生變形。此時，第一防護層130的寬度(即第一寬度W1)可以是保持不變，但第二防護層140受擠壓後在橫向上擴展，使得第二防護層140的寬度自第二寬度W2加大至第三寬度W3，且第三寬度W3大於第一寬度W1。另外，因第二防護層140的寬度自第二寬度W2加大至第三寬度W3，第二防護層140的頂面141的表面積增加，並且大於第一防護層130的底面131的表面積。
進一步來說，受第一防護層130擠壓後的第二防護層140接觸載板12，並填滿間隙G(見圖1)，以防止液態金屬散熱膏120溢流至電路板20而造成短路。
如圖3所示，因第一防護層130與第二防護層140阻斷於液態金屬散熱膏120與電路板20之間，即便液態金屬散熱膏120產生溢流，第一防護層130與第二防護層140也能夠擋住液態金屬散熱膏120，以防堵液態金屬散熱膏120接觸到電路板20。
請參考圖1與圖3，當第二防護層140尚未受到第一防護層130的擠壓時，第二防護層140具有第一厚度T。當第二防護層140受到第一防護層130擠壓時，第二防護層140在橫向上擴展並在縱向上壓縮，也就是說，受第一防護層130擠壓後的第二防護層140的厚度自具第一厚度T縮減至第二厚度T1。
綜上所述，本發明的散熱結構具有絕緣防護設計，用以避免液態金屬散熱膏溢流至電路板上而造成短路。進一步來說，絕緣防護設計是由第一防護層與第二防護層構成，且阻斷於液態金屬散熱膏與電路板之間，故能防止液態金屬散熱膏溢流至電路板而造成短路。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10:熱源
11:電子元件
12:載板
20:電路板
100:散熱結構
110:散熱片
120:液態金屬散熱膏
130:第一防護層
131:底面
140:第二防護層
141:頂面
G:間隙
T:第一厚度
T1:第二厚度
W1:第一寬度
W2:第二寬度
W3:第三寬度
圖1是本發明一實施例的散熱結構在第一狀態下的剖面示意圖。
圖2是圖1的散熱結構的仰視示意圖。
圖3是本發明一實施例的散熱結構在第二狀態下的剖面示意圖。
10:熱源
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W1:第一寬度
W2:第二寬度
Claims (9)
- 一種具有絕緣防護設計的散熱結構，適於設置於電路板上，並熱耦接於該電路板上的熱源，其中該散熱結構包括： 散熱片，位於該熱源的上方，且該熱源位於該散熱片與該電路板之間； 液態金屬散熱膏，設置於該散熱片與該熱源之間，且該散熱片透過該液態金屬散熱膏熱耦接於該熱源； 第一防護層，接觸該散熱片，且位於該散熱片與該電路板之間，其中該第一防護層環繞該液態金屬散熱膏與該熱源；以及 第二防護層，接觸該第一防護層與該電路板，且位於該第一防護層與該電路板之間，其中該第二防護層環繞該液態金屬散熱膏與該熱源， 該第一防護層具有第一寬度，其中受該第一防護層擠壓前的該第二防護層具有小於該第一寬度的第二寬度，且受該第一防護層擠壓後的該第二防護層具有大於該第一寬度的第三寬度。
- 如請求項1所述的具有絕緣防護設計的散熱結構，其中該熱源包括電子元件與承載該電子元件的載板，且該電子元件位於該液態金屬散熱膏與該載板之間，該載板連接該電路板，且位於該電子元件與該電路板之間，其中該第二防護層環繞該載板。
- 如請求項2所述的具有絕緣防護設計的散熱結構，其中受該第一防護層擠壓前的該第二防護層分離於該載板，且受該第一防護層擠壓後的該第二防護層接觸該載板。
- 如請求項2所述的具有絕緣防護設計的散熱結構，其中受該第一防護層擠壓前的該第二防護層與該載板之間維持一間隙，且受該第一防護層擠壓後的該第二防護層填滿該間隙。
- 如請求項1所述的具有絕緣防護設計的散熱結構，其中受該第一防護層擠壓前的該第二防護層具有第一厚度，且受該第一防護層擠壓後的該第二防護層具有小於該第一厚度的第二厚度。
- 如請求項1所述的具有絕緣防護設計的散熱結構，其中該第二防護層的材質包括絕緣膠。
- 如請求項1所述的具有絕緣防護設計的散熱結構，其中該第一防護層的材質包括金、鋁、橡膠或泡棉。
- 如請求項1所述的具有絕緣防護設計的散熱結構，其中該第一防護層具有面向該電路板的底面，且該第二防護層具有面向該散熱片的頂面，該第一防護層的該底面接觸該第二防護層的該頂面，受該第一防護層擠壓前的該第二防護層的該頂面的表面積小於該第一防護層的該底面的表面積，且受該第一防護層擠壓後的該第二防護層的該頂面的表面積大於該第一防護層的該底面的表面積。
- 如請求項1所述的具有絕緣防護設計的散熱結構，其中該第一防護層與該第二防護層皆為中空矩形結構。
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| TW111139384A TWI832496B (zh) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | 具有絕緣防護設計的散熱結構 |
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| CN103681544A (zh) * | 2012-08-29 | 2014-03-26 | 美国博通公司 | 用于具有集成散热器的ic封装件的混合热界面材料 |
| US20170287873A1 (en) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | Santosh Sankarasubramanian | Electronic assembly components with corner adhesive for warpage reduction during thermal processing |
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- 2022-10-18 TW TW111139384A patent/TWI832496B/zh active
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