專利名稱：電子元件的散熱模塊及其組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種散熱模塊，尤其涉及一種電子元件的散熱模塊及其組裝方法。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)工業(yè)迅速發(fā)展，在電子裝置要求多元化及小型化的趨勢下，電路板上電子元件的集成度日益增加，使得電子元件的絕緣與散熱問題更加重要，尤其是在許多電 源供應(yīng)裝置、控制設(shè)備、測量儀器、電器設(shè)備、計(jì)算機(jī)外設(shè)設(shè)備等裝置中必須使用的功率晶 體管，因?yàn)槠渲饕δ転樾盘柼幚砘蚬β黍?qū)動(dòng)，且通常是處理較大功率的信號，因此所發(fā)出 的熱量較大，更需要處理絕緣與散熱的問題。一般來說，功率晶體管通常會(huì)被鎖固在散熱片上以提高功率晶體管的散熱效果。 請參閱圖1及圖2，其分別為公知功率晶體管元件鎖固于散熱片的結(jié)構(gòu)爆炸圖及側(cè)剖面圖。 如圖1所示，于公知技術(shù)中，功率晶體管13通過螺絲11、墊圈15及螺帽16將其鎖固于散熱 片14上，并利用結(jié)構(gòu)中的塑料襯套12將功率晶體管13與螺絲11及散熱片14阻隔開來， 借此阻絕了產(chǎn)生火花效應(yīng)的路徑，也避免了其間產(chǎn)生電壓擊穿現(xiàn)象。公知功率晶體管13鎖固于散熱片14上時(shí)必須完全依靠人工，作業(yè)人員必須先將 螺絲11套設(shè)于塑料襯套12中，再將組合后的構(gòu)件依序?qū)?yīng)穿過功率晶體管13的絕緣封裝 結(jié)構(gòu)131的孔洞132及散熱片14的貫穿通道141，以使螺絲11的部分結(jié)構(gòu)貫穿通過功率晶 體管13的另一側(cè)面，最后與墊圈15及螺帽16相鎖固，需組裝的元件眾多且隨著小型化的 趨勢下功率晶體管13及所有組裝元件的尺寸將會(huì)隨著縮小，公知使用人工組裝的困難度 將提升且組裝過程復(fù)雜。功率晶體管13鎖固于散熱片14上后需借由其引腳133對應(yīng)插植于電路板的孔洞 (未圖示)中，但是由于公知使用螺絲11配合螺帽16鎖固的方式會(huì)因作業(yè)人員鎖固時(shí)施工 的力量不平均而造成功率晶體管13傾斜，造成引腳133偏移而無法與電路板的孔洞對應(yīng)設(shè) 置，進(jìn)而使引腳133無法正確插植入所對應(yīng)的孔洞中，且公知以人工組裝的方式須增加人 力成本，且無法自動(dòng)化生產(chǎn)。隨著電子裝置日趨小型化的情形下，電路板上電子元件的數(shù)量將更多，彼此之間 排列也更為緊密，而于公知技術(shù)中，當(dāng)組裝完成時(shí)螺絲11的頭部結(jié)構(gòu)111裸露在塑料襯套 12外而不被任何絕緣元件所保護(hù)(如圖2所示)，因此容易使螺絲11外露的頭部結(jié)構(gòu)111 與相鄰的其他電子元件接觸，進(jìn)而于使用電子裝置時(shí)發(fā)生短路甚至造成元件損壞。為防止上述情形發(fā)生，公知的改善方法是于螺絲11外以人工方式放置一絕緣片， 以阻絕其他電子元件與螺絲11發(fā)生任何接觸，不過由于傳統(tǒng)的人工放置方式并沒有將絕 緣片定位，一旦電子裝置不慎搖晃或碰撞將容易使絕緣片脫離原來放置的位置而無法達(dá)到 阻絕其他電子元件與螺絲11發(fā)生接觸，因此公知以人工放置絕緣片的方式須增加人力成 本、程序及風(fēng)險(xiǎn)，又無法有效使螺絲11與相鄰的其他元件絕緣，故其改善效果也不明顯。因此，如何發(fā)展一種可改善上述公知技術(shù)缺失的電子元件的散熱模塊及其組裝方 法，實(shí)為目前迫切需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種電子元件的散熱模塊及其組裝方法，以解決公知 以人工配合螺絲與螺帽將功率晶體管鎖固于散熱片上的組裝方式，組裝不易、功率晶體管 的引腳與電路板的孔洞對位不易、增加人力成本以及螺絲與周圍其它電子元件容易接觸而 發(fā)生短路或故障等缺點(diǎn)。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一較廣義實(shí)施方式為提供一種電子元件的散熱模塊，其 包含散熱裝置；電子元件，其具有多個(gè)導(dǎo)接腳；導(dǎo)熱黏著界面，其設(shè)置于散熱裝置與電子 元件之間，用以使電子元件固定于散熱裝置上；以及電路板，其具有多個(gè)孔洞，用以供電子 元件的多個(gè)導(dǎo)接腳插設(shè)連接。為達(dá)上述目的，本發(fā)明還提供一種電子元件的散熱模塊的組裝方法，包含步驟提 供散熱裝置；于散熱裝置上設(shè)置導(dǎo)熱黏著界面；將電子元件黏著于導(dǎo)熱黏著界面上，以使 電子元件固定于散熱裝置上，其中電子元件具有多個(gè)導(dǎo)接腳；以及提供電路板，其中電路板 具有多個(gè)孔洞，使電子元件的多個(gè)導(dǎo)接腳設(shè)置于多個(gè)孔洞中。本發(fā)明可以自動(dòng)化生產(chǎn)的方式將電子元件固定于散熱裝置上，使電子元件可準(zhǔn)確 地與電路板上的孔洞定位，采用自動(dòng)化生產(chǎn)可節(jié)省生產(chǎn)成本以及增加工藝速度，另外可解 決公知技術(shù)的螺絲的頭部結(jié)構(gòu)會(huì)與周圍其它電子元件接觸的問題。


圖1 其為公知功率晶體管元件鎖固于散熱片的結(jié)構(gòu)爆炸圖。圖2 其為圖1組裝完成后的結(jié)構(gòu)側(cè)剖面圖。圖3 其為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電子元件的散熱模塊的分解結(jié)構(gòu)示意圖。圖4A 其為圖3所示的結(jié)構(gòu)與電路板分解的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4B 其為圖4A組裝完成后的結(jié)構(gòu)側(cè)剖面圖。圖5A 其為本發(fā)明導(dǎo)熱黏著界面的一示范性結(jié)構(gòu)示意圖。圖5B 其為本發(fā)明導(dǎo)熱黏著界面的另一結(jié)構(gòu)示意圖。圖6 其為本發(fā)明電子元件的散熱模塊的組裝流程圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下11 螺絲111 頭部結(jié)構(gòu)12 塑料襯套 13 功率晶體管131 絕緣封裝結(jié)構(gòu)132 孔洞133:引腳14:散熱片141 貫穿通道 15 墊圈16 螺帽2 電子元件的散熱模塊21 散熱裝置 211 本體212 散熱鰭片 213 插接部22 導(dǎo)熱黏著界面221 黏著層222:導(dǎo)熱層223:金屬層23:電子元件 231 導(dǎo)接腳231
24:電路板241、242:孔洞221a 第一黏著層 221b 第二黏著層25 焊料 S61-S64 電子元件的散熱模塊的組裝流程
具體實(shí)施例方式體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的 是本發(fā)明能夠在不同的方式上具有各種的變化，其均不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明 及圖示在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。請參閱圖3，其為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電子元件的散熱模塊的分解結(jié)構(gòu)示意圖，如 圖所示，本發(fā)明的電子元件的散熱模塊2至少包含散熱裝置21、導(dǎo)熱黏著界面22、電子元件 23以及電路板24 (如圖4A所示)，其中電子元件23具有多個(gè)導(dǎo)接腳231，電路板24上則具 有多個(gè)孔洞241，且導(dǎo)熱黏著界面22設(shè)置于散熱裝置21與電子元件23之間，可使電子元 件23借由導(dǎo)熱黏著界面22固定于散熱裝置21上，以將電子元件23所發(fā)出的熱量經(jīng)由導(dǎo) 熱黏著界面22傳遞到散熱裝置21。如圖4A所示，當(dāng)電子元件23固定于散熱裝置21上時(shí)， 電子元件23的導(dǎo)接腳231將與電路板24上的孔洞241對應(yīng)設(shè)置(如圖4A所示)，使得多 個(gè)導(dǎo)接腳231可插植入對應(yīng)的孔洞241中，以使電子元件23與電路板24連接(如圖4B所 示)°請參閱圖4B，于一些實(shí)施例中，電路板24的孔洞241可為例如導(dǎo)孔(via hole)， 當(dāng)電子元件23的導(dǎo)接腳231經(jīng)由孔洞241貫穿電路板24后，可借由過錫爐的方式利用焊 料25將電子元件23的導(dǎo)接腳231與電路板24連接。請?jiān)賲㈤唸D3，散熱裝置21可為但不限于散熱片，于一些實(shí)施例中，散熱裝置21與 電路板24垂直設(shè)置。另外，散熱裝置21的本體211的頂部可具有多個(gè)交錯(cuò)設(shè)置的散熱鰭片 212，以增加散熱面積，另外，于一些實(shí)施例中，本體211底部的左右兩側(cè)邊可分別設(shè)置一插 接部213，主要用來插設(shè)于電路板24的孔洞242中，以使散熱裝置21固定于電路板24上。 于一些實(shí)施例中，電子元件23可為但不限為一固態(tài)電子元件，例如功率晶體管。請?jiān)賲㈤唸D3，導(dǎo)熱黏著界面22為一具有導(dǎo)熱、耐熱、絕緣以及黏著功效的物質(zhì)， 除了可使電子元件23固定于散熱裝置21外，還可將電子元件23所產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至散熱 裝置21，且可以承受電子元件23所產(chǎn)生的高溫。于一些實(shí)施例中，導(dǎo)熱黏著界面22的耐熱 溫度為例如150度以上，且以介于150度至300度間為較佳。導(dǎo)熱黏著界面22可作為電子 元件23與散熱裝置21之間隔絕的媒介，借此阻絕了產(chǎn)生火花效應(yīng)的路徑，也避免其間產(chǎn)生 電壓擊穿現(xiàn)象。圖5A為本發(fā)明導(dǎo)熱黏著界面的一示范性結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3以及圖5A所示，于一 些實(shí)施例中，導(dǎo)熱黏著界面22可為但不限為一雙面膠，其雙面分別黏貼散熱裝置21與電子 元件23，且包含多個(gè)黏著層221以及至少一導(dǎo)熱層222，其中導(dǎo)熱層222設(shè)置于多個(gè)黏著層 221之間。于一些實(shí)施例中，多個(gè)黏著層221包含第一黏著層221a以及第二黏著層221b， 該第一黏著層221a以及第二黏著層221b為導(dǎo)熱黏著界面22的兩相對外表層，且分別用于 與散熱裝置21及電子元件23黏貼。此外，導(dǎo)熱黏著界面22可借由導(dǎo)熱層221將電子元件 23所產(chǎn)生的熱量傳遞至散熱裝置21。請參閱圖5B，于一些實(shí)施例中，導(dǎo)熱黏著界面22還可包含至少一金屬層223，其設(shè)置于多個(gè)黏著層221之間且與至少一導(dǎo)熱層222相連接，以增 加導(dǎo)熱黏著界面22導(dǎo)熱的效果。于一些實(shí)施例中，導(dǎo)熱黏著界面22還可為一液態(tài)膠，例如熱固性導(dǎo)熱黏著塑料， 可借由一自動(dòng)化機(jī)器先將導(dǎo)熱黏著界面22黏著于散熱裝置21上，再進(jìn)行加熱以使電子元 件23固定于散熱裝置21。于一些實(shí)施例 中，導(dǎo)熱黏著界面22組成成分的實(shí)施方式可包含聚亞酰胺 (polyimide)、聚酯纖維(polyester)、聚酰亞胺(kapton)、鋁(AL)、氫氧化鋁、氮化硼，及其組合。請參閱圖6并配合圖3及圖4A，其中圖6為本發(fā)明電子元件的散熱模塊的組裝流 程圖，如圖所示，首先，先提供一散熱裝置21，如步驟S61，接著，利用一自動(dòng)化機(jī)器將導(dǎo)熱 黏著界面22黏貼于散熱裝置21的表面上，如步驟S62 ；后續(xù)，同樣利用自動(dòng)化機(jī)器將一個(gè) 或是多個(gè)電子元件23黏貼于導(dǎo)熱黏著界面22上，以使電子元件23借由導(dǎo)熱黏著界面22固 定于散熱裝置21上，其中電子元件23具有多個(gè)導(dǎo)接腳231，如步驟S63 ；于步驟S63之后， 提供具有多個(gè)孔洞241的電路板24，由于導(dǎo)熱黏著界面22及電子元件23由自動(dòng)化機(jī)器定 位設(shè)置，因此可使散熱裝置21與電路板24垂直設(shè)置，且電子元件23的導(dǎo)接腳231與電路 板24上的孔洞241相對應(yīng)設(shè)置，最后，將電子元件23的多個(gè)導(dǎo)接腳231插植入電路板24 的多個(gè)孔洞241中，如步驟S64。綜上所述，本發(fā)明的電子元件的散熱模塊及其組裝方法是借由具有導(dǎo)熱、耐熱、絕 緣以及黏著功效的導(dǎo)熱黏著界面來作為電子元件與散熱裝置之間黏著的媒介，可以自動(dòng)化 生產(chǎn)的方式將電子元件固定于散熱裝置上，使電子元件可準(zhǔn)確地與電路板上的孔洞定位， 采用自動(dòng)化生產(chǎn)可節(jié)省生產(chǎn)成本以及增加工藝速度，另外電子元件以黏貼的方式固定于散 熱裝置上可解決公知技術(shù)的螺絲的頭部結(jié)構(gòu)會(huì)與周圍其它電子元件接觸的問題。本發(fā)明可由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員任施匠思而為諸般修飾，然而均不脫離如所附權(quán) 利要求所希望保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
一種電子元件的散熱模塊，其包含一散熱裝置；一電子元件，其具有多個(gè)導(dǎo)接腳；一導(dǎo)熱黏著界面，其設(shè)置于該散熱裝置與該電子元件之間，用以使該電子元件固定于該散熱裝置上；以及一電路板，其具有多個(gè)孔洞，用以供該電子元件的所述多個(gè)導(dǎo)接腳插設(shè)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電子元件的散熱模塊，其中該散熱裝置與該電路板垂直設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1所述的電子元件的散熱模塊，其中該電子元件為一固態(tài)電子元件。
4.如權(quán)利要求3所述的電子元件的散熱模塊，其中該電子元件是一功率晶體管。
5.如權(quán)利要求1所述的電子元件的散熱模塊，其中該導(dǎo)熱黏著界面為一雙面膠。
6.如權(quán)利要求5所述的電子元件的散熱模塊，其中該導(dǎo)熱黏著界面包含多個(gè)黏著層以 及至少一導(dǎo)熱層，所述至少一導(dǎo)熱層設(shè)置于所述多個(gè)黏著層之間，所述多個(gè)黏著層分別與 該散熱裝置及該電子元件黏貼。
7.如權(quán)利要求6所述的電子元件的散熱模塊，其中該導(dǎo)熱黏著界面包含一第一黏著層 以及一第二黏著層，該第一黏著層以及該第二黏著層為該導(dǎo)熱黏著界面的兩相對外表層， 且分別與該散熱裝置及該電子元件黏貼。
8.如權(quán)利要求6所述的電子元件的散熱模塊，其中該導(dǎo)熱黏著界面還包含至少一金屬 層，其設(shè)置于所述多個(gè)黏著層之間且與所述至少一導(dǎo)熱層相連接。
9.如權(quán)利要求8所述的電子元件的散熱模塊，其中該導(dǎo)熱黏著界面的組成成分包含聚 亞酰胺、聚酯纖維、聚酰亞胺、鋁、氫氧化鋁、氮化硼及其組合。
10.如權(quán)利要求1所述的電子元件的散熱模塊，其中該導(dǎo)熱黏著界面為一液態(tài)膠。
11.如權(quán)利要求10所述的電子元件的散熱模塊，其中該液態(tài)膠為一熱固性導(dǎo)熱黏著塑料。
12.如權(quán)利要求1所述的電子元件的散熱模塊，其中該導(dǎo)熱黏著界面的耐熱溫度為攝 氏150度以上。
13.如權(quán)利要求12所述的電子元件的散熱模塊，其中該導(dǎo)熱黏著界面的耐熱溫度范圍 介于攝氏150度至300度間。
14.如權(quán)利要求1所述的電子元件的散熱模塊，其中該散熱裝置固定于該電路板上。
15.一種電子元件的散熱模塊的組裝方法，包含步驟提供一散熱裝置；于該散熱裝置上設(shè)置一導(dǎo)熱黏著界面；將一電子元件黏著于該導(dǎo)熱黏著界面上，以使該電子元件固定于該散熱裝置上，其中 該電子元件具有多個(gè)導(dǎo)接腳；以及提供一電路板，其中該電路板具有多個(gè)孔洞，使該電子元件的所述多個(gè)導(dǎo)接腳設(shè)置于 所述多個(gè)孔洞中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子元件的散熱模塊及其組裝方法，其中電子元件的散熱模塊包含散熱裝置；電子元件，其具有多個(gè)導(dǎo)接腳；導(dǎo)熱黏著界面，其設(shè)置于散熱裝置與電子元件之間，用以使電子元件固定于散熱裝置上；電路板，其具有多個(gè)孔洞，用以供電子元件的多個(gè)導(dǎo)接腳插設(shè)連接。本發(fā)明可以自動(dòng)化生產(chǎn)的方式將電子元件固定于散熱裝置上，使電子元件可準(zhǔn)確地與電路板上的孔洞定位，采用自動(dòng)化生產(chǎn)可節(jié)省生產(chǎn)成本以及增加工藝速度，另外可解決公知技術(shù)的螺絲的頭部結(jié)構(gòu)會(huì)與周圍其它電子元件接觸的問題。
文檔編號H05K7/20GK101873784SQ20091013770
公開日2010年10月27日 申請日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者謝宏昌, 陳奇生, 黃仁仕 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司