專利名稱：散熱結(jié)構(gòu)與具有此散熱結(jié)構(gòu)的電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種散熱結(jié)構(gòu)，特別涉及一種具有能夠?qū)㈦娮友b置的表面的溫度分布(temperature distribution)均勻化及使內(nèi)部高熱電子元件快速降溫的散熱結(jié)構(gòu)及具有此散熱結(jié)構(gòu)的電子裝置。
背景技術(shù)：
電源轉(zhuǎn)接器(adapter)與電源供應(yīng)器(power supply)是各式電器設(shè)備運(yùn)作時(shí)不可或缺的電子裝置。這些電子裝置于其內(nèi)部的電路板上均具有許多電子元件，其中這些電子元件不但包括高發(fā)熱功率元件(例如變壓器、金屬氧化半導(dǎo)體場效晶體管、二極管、電感等)也包括低發(fā)熱功率元件(例如電容器或電阻器)。當(dāng)電子裝置運(yùn)作時(shí)，若這些電子元件產(chǎn)生的熱量無法被有效地移除外界，則熱量便會累積于電子裝置內(nèi)進(jìn)而使得這些電子元件的溫度上升。如果這些電子元件的溫度過高，電子元件便會發(fā)生故障甚至燒毀。以電源轉(zhuǎn)接器為例。電源轉(zhuǎn)接器用以將外部電源的電壓轉(zhuǎn)換為電器設(shè)備所使用的電壓，其中此電器設(shè)備例如是可攜式計(jì)算機(jī)。然而，隨著電子元件的集成化，電源轉(zhuǎn)接器的體積亦同步縮小，伴隨而生的是因其體積縮小所衍生的散熱問題愈形嚴(yán)重。舉例而言，傳統(tǒng)的電源轉(zhuǎn)接器的殼體的材質(zhì)為塑膠。由于塑膠材質(zhì)不利于熱量的擴(kuò)散，因此當(dāng)電路板上的電子元件所產(chǎn)生的熱量被傳遞至殼體時(shí)，殼體的對應(yīng)于高發(fā)熱功率元件的區(qū)域的溫度往往會高于殼體的其他區(qū)域的溫度。然而，這種存在于殼體的特定區(qū)域的高溫卻可能會造成使用者的不適，甚至燙傷使用者。此外，這種因?yàn)闊崃考杏跉んw的特定區(qū)域的現(xiàn)象亦會降低殼體的散熱效率。再者，隨著電子裝置的小型化的趨勢，電子裝置的內(nèi)部空間均相當(dāng)?shù)莫M小。在這樣狹小的空間下，扣除電子裝置內(nèi)部的電子元件所占的空間之后，電子裝置的可用于配置散熱結(jié)構(gòu)的空間已所剩無幾。所以，狹小的電子裝置的內(nèi)部空間亦會造成設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)散熱結(jié)構(gòu)上的難度?；谏鲜觯绾翁峁┮环N可促使電子裝置的殼體表面的各個(gè)區(qū)域的溫度能迅速趨于一致及快速將高熱電子元件降溫的散熱結(jié)構(gòu)又不致占據(jù)太多電子裝置的內(nèi)部使用空間，實(shí)為相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域者目前迫切需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述的電子裝置的殼體的溫度分布不平均和電子裝置內(nèi)電子元件的溫度過高的問題以及內(nèi)部使用空間的有限，本發(fā)明提出一種有效散熱且可視散熱需求彈性靈活設(shè)計(jì)運(yùn)用的散熱結(jié)構(gòu)以及具有此散熱結(jié)構(gòu)的電子裝置。在一實(shí)施例中，上述的散熱結(jié)構(gòu)包括一第一絕緣導(dǎo)熱層以及一金屬層。第一絕緣導(dǎo)熱層的熱傳導(dǎo)系數(shù)大于0.5W/m*K。金屬層與第一絕緣導(dǎo)熱層結(jié)合以熱接觸。金屬層與第一絕緣導(dǎo)熱層化學(xué)鍵結(jié)結(jié)合。此外，在另一實(shí)施例中，散熱結(jié)構(gòu)還可以包括一第二絕緣導(dǎo)熱層。此絕緣導(dǎo)熱層與金屬層結(jié)合以熱接觸，并且使金屬層介于第一絕緣導(dǎo)熱層與第二絕緣導(dǎo)熱層之間，其中此絕緣導(dǎo)熱層的熱傳導(dǎo)系數(shù)大于0.5ff/m K。在一實(shí)施例中，上述的電子裝置是將上述的散熱結(jié)構(gòu)裝入電子裝置的一殼體中，以移除電子裝置的一電路板以及與電路板電性連接的多個(gè)電子裝置所產(chǎn)生的熱，進(jìn)而增加電子裝置的散熱效率。在此電子裝置中，散熱結(jié)構(gòu)的金屬層介于殼體與第一絕緣導(dǎo)熱層之間，并且第一絕緣導(dǎo)熱層包覆電路板或/及這些電子元件。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電子裝置的組合圖；圖2為圖1的電子裝置的分解圖；圖3為沿圖1的剖面線3-3所繪制的剖視圖；圖4為使用現(xiàn)有散熱結(jié)構(gòu)的電子裝置與本實(shí)施例的電子裝置的殼體熱點(diǎn)溫度(其是為一與環(huán)境溫度 的差值溫度)的曲線圖；圖5為現(xiàn)有散熱結(jié)構(gòu)的電子裝置與本實(shí)施例的電子裝置內(nèi)的各電子元件的溫度曲線圖；圖6為本發(fā)明的第一實(shí)施例所衍生的一變化態(tài)樣的電子裝置的剖視示意圖；圖7為本發(fā)明第二實(shí)施例的電子裝置的剖視示意圖；圖8為本發(fā)明第一實(shí)施例所衍生的另一變化態(tài)樣的電子裝置的分解示意圖；圖9為圖8的電子裝置的剖視示意圖；圖10為本發(fā)明第三實(shí)施例的電子裝置的剖視示意圖；圖11為本發(fā)明第四實(shí)施例的電子裝置的剖視示意圖；圖12為本發(fā)明第一實(shí)施例所衍生的另一變化態(tài)樣的電子裝置的剖視示意圖；圖13為本發(fā)明第五實(shí)施例的電子裝置的剖視示意圖；圖14為本發(fā)明第六實(shí)施例的電子裝置的剖視示意圖。其中，附圖標(biāo)記100 電子裝置101 電子裝置102 電子裝置103 電子裝置104 電子裝置105 電子裝置106 電子裝置110 電路板112 電壓輸入側(cè)114 電壓輸出側(cè)115 電子元件116 本體118 接地接點(diǎn)120 第一絕緣導(dǎo)熱層
120’第一絕緣導(dǎo)熱層122第一部分124第二部分129a凸塊129b凸塊122第一部分124第二部分126表面128開口130金屬層130’金屬層132表面134突起136孔洞140殼體140a上表面140b下表面140c右表面140d左表面140e一次側(cè)表面140f二次側(cè)表面140’殼體142第一殼體142’第一殼體144第二殼體144’第二殼體146外表面148a突出部148b突出部150a電子元件150b電子元件160第一連結(jié)物170第二絕緣導(dǎo)熱層180第二連結(jié)物190第三連結(jié)物195第四 連結(jié)物200散熱結(jié)構(gòu)201散熱結(jié)構(gòu)202散熱結(jié)構(gòu)
203散熱結(jié)構(gòu)204散熱結(jié)構(gòu)205散熱結(jié)構(gòu)300導(dǎo)線400絕緣扣具
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述:本說明書所述的「熱接觸」是指兩物體之間的結(jié)合方式，其能夠使熱量以熱傳導(dǎo)的方式自一物體傳遞至另一物體。另外，本說明書所述的「包覆」是指一包 覆物局部或全部環(huán)繞于被包覆的物體周圍，而且此包覆物可接觸或沒有接觸被包覆的物體。圖1為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電子裝置的組合圖；圖2為圖1的電子裝置的分解圖；圖3為沿圖1的剖面線3-3所繪制的剖視圖。請共同參照圖1至圖3，為了說明上的方便，第一實(shí)施例的電子裝置100是以電源轉(zhuǎn)接器(adapter)作為舉例說明。然而，本實(shí)施例并非試圖將電子裝置100的種類限定為電源轉(zhuǎn)接器。在其他的實(shí)施例中，電子裝置100也可以是電源供應(yīng)器(power supply)或是其他種類的電子產(chǎn)品,例如USB數(shù)字電視棒。電子裝置100包括一電路板110、多個(gè)電子元件115(其中因?yàn)楹啙嵕壒剩焕L出一電子元件作為代表說明)、一散熱結(jié)構(gòu)200以及一殼體140,其中散熱結(jié)構(gòu)200包括一第一絕緣導(dǎo)熱層120以及一金屬層130，且第一絕緣導(dǎo)熱層120以及金屬層130經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚矶Y(jié)合以構(gòu)成散熱結(jié)構(gòu)200。這些電子元件115電性設(shè)置于電路板110。換句話說，這些電子元件115是電性連接于電路板110，并可設(shè)置在電路板110上方或下方。電子元件115例如是金屬氧化半導(dǎo)體場效晶體管、二極管、電感、電容器、電阻器或是其他電子零件。在本實(shí)施例以及本發(fā)明的其他實(shí)施例中，電源輸入元件150a以及電源輸出元件150b分別可以是插頭、插座與電源線等其中之一。為便于說明，以下的多個(gè)實(shí)施例是以電源輸入元件150a為插座(意即插座可外接一電源線插頭而輸入市電)，且電子元件150b為電源線(意即通過電源線可電性連接至一電子設(shè)備，例如可攜式計(jì)算機(jī))作為舉例說明。此外，基于電源輸入元件150a與電源輸出兀件150b的位置，電路板110可區(qū)分出一電壓輸入側(cè)(或稱為一次側(cè))112以及一電壓輸出側(cè)(或稱為二次側(cè))114，其中電壓輸入側(cè)112是指電路板110的電性連接于電源輸入元件150a的一側(cè)，電壓輸出側(cè)114是指電路板110的電性連接于電源輸出元件150b的另一側(cè)。散熱結(jié)構(gòu)200的第一絕緣導(dǎo)熱層120包覆電路板110或者這些電子元件115。在本實(shí)施例以及部分的其他實(shí)施例中，第一絕緣導(dǎo)熱層120包括一第一部分122以及一第二部分124。第一部分122與第二部分124共同包覆電路板110以及電路板110上的這些電子元件115。更詳細(xì)地說，第一部分122以及第二部分124共同形成一六面體結(jié)構(gòu)，并且于此結(jié)構(gòu)的兩端開口處，第一部分122以及第二部分124僅曝露出電源輸入元件150a與電源輸出元件150b。換句話說，第一部分122以及第二部分第二部分124所構(gòu)成的第一絕緣導(dǎo)熱層120遮蔽了部分的電壓輸入側(cè)112以及部分的電壓輸出側(cè)114。然而，如同本說明書對于「包覆」這個(gè)詞的定義，本實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明的第一絕緣導(dǎo)熱層120包覆電路板110及電子元件115的方式，在部分的其他實(shí)施例中，第一絕緣導(dǎo)熱層120亦可以僅包覆電路板110的局部區(qū)域，或者是包覆部分的電子元件115，或者包覆電路板110的局部區(qū)域及部分的電子元件115。再者，在其他實(shí)施例中，第一絕緣導(dǎo)熱層120亦可以將電路板110或/及這些電子元件115完全包覆。第一絕緣導(dǎo)熱層120的熱傳導(dǎo)系數(shù)大于0.5ff/m K，且較佳是軟性物質(zhì)，在本實(shí)施例中，第一絕緣導(dǎo)熱層120的材質(zhì)是例如導(dǎo)熱硅膠或?qū)嵯鹉z，其他適用的材質(zhì)亦可。另夕卜，所謂的「絕緣」是指一種物體的性質(zhì)，由于本實(shí)施例的電子裝置100是以電源轉(zhuǎn)接器來舉例說明，所以在此技術(shù)領(lǐng)域其于H1-Pot測試中，在4242伏特的直流電壓或是3000伏特交流電壓輸入下持續(xù)一段規(guī)定的時(shí)間后，只要無絕緣崩潰的情形發(fā)生，則此物體即為絕緣。另外，本發(fā)明運(yùn)用在不同的技術(shù)領(lǐng)域中時(shí)，「絕緣」會有不同的定義。金屬層130與第一絕緣導(dǎo)熱層120熱接觸，并且金屬層130介于第一絕緣導(dǎo)熱層120與殼體140之間。結(jié)合在第一絕緣導(dǎo)熱層120的金屬層130的面積與部位可視電子裝置100的散熱需求或安規(guī)要求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，換言之第一絕緣導(dǎo)熱層120與金屬層130兩者的覆蓋面積不一定等同。如圖1和圖3所示，由于電源轉(zhuǎn)接器的安規(guī)要求，金屬層130沿四周圍需內(nèi)縮一距離?；蛘?， 金屬層130可以是只有局部區(qū)域使用。金屬層130的材質(zhì)可為鋁、鐵、銅或是其他的金屬。在工藝上，其中的一實(shí)施態(tài)樣是可先將金屬層130依散熱或殼體形狀等的需求成型，然后置放金屬層130于一模具中，再將第一絕緣導(dǎo)熱層120依金屬層130形狀或所欲包覆的形狀與金屬層130結(jié)合而成型出散熱結(jié)構(gòu)200。在本實(shí)施例以及部分的其他實(shí)施例中，第一絕緣導(dǎo)熱層120是經(jīng)由化學(xué)處理與金屬層130結(jié)合，特別較佳是以化學(xué)鍵結(jié)結(jié)合的方式，以形成一件式的散熱結(jié)構(gòu)200，可作為一個(gè)獨(dú)立的零件。關(guān)于上述的化學(xué)鍵結(jié)結(jié)合，散熱結(jié)構(gòu)200更包括一第一連結(jié)物160，第一絕緣導(dǎo)熱層120是經(jīng)由例如涂覆第一連結(jié)物160而與金屬層130結(jié)合，其中第一連結(jié)物160分別與第一絕緣導(dǎo)熱層120以及與金屬層130化學(xué)鍵結(jié)，其中化學(xué)鍵結(jié)的方式可以是例如交聯(lián)(crosslink)或硫化等反應(yīng)方式,而第一連結(jié)物160可為一種偶合劑(couplingagent),例如娃燒偶合劑(Silane coupling agent)、鈦酸酯等。舉例而言,第一絕緣導(dǎo)熱層120是導(dǎo)熱硅膠，金屬層130是鋁，而此第一連結(jié)物160是一硅烷偶合劑。殼體140具有一容置空間P。在本實(shí)施例中，殼體140包括一第一殼體142以及一第二殼體144。電路板110配置于第一殼體142上。第二殼體144蓋在第一殼體142上，以便將電路板110、這些電子兀件115以及散熱結(jié)構(gòu)200容納于第一殼體142與第二殼體144所構(gòu)成的容置空間P之內(nèi)，其中散熱結(jié)構(gòu)200包覆電路板110和這些電子元件115。殼體140包括一上表面140a、一下表面140b、一右表面140c、一左表面140d、一電源輸入側(cè)表面140e以及一電源輸出側(cè)表面140f。電源輸入側(cè)表面140e相對于電源輸出側(cè)表面140f,并且上表面140a、下表面140b、右表面140c以及左表面140d連接電源輸入側(cè)表面140e與電源輸出側(cè)表面140f的多個(gè)側(cè)緣以形成容置空間P。而第一絕緣導(dǎo)熱層120覆蓋殼體140的相對于上表面140a、下表面140b、右表面140c以及左表面140d、電源輸入側(cè)表面140e以及電源輸出側(cè)表面140f的內(nèi)側(cè)表面，以形成一六面體的結(jié)構(gòu)。并且，第一絕緣導(dǎo)熱層120遮蔽部分的電壓輸入側(cè)112以及部分的電壓輸出側(cè)114。殼體140的材質(zhì)在本實(shí)施例中是例如為塑膠，但其他電子裝置的殼體可以是其他適用的材質(zhì)。此外，散熱結(jié)構(gòu)200與殼體140之間可以經(jīng)由緊配合的方式組裝在一起。如此一來，在組裝電子裝置時(shí)，操作者僅需把散熱結(jié)構(gòu)200塞入殼體的內(nèi)側(cè)面內(nèi)，即可完成散熱結(jié)構(gòu)200與殼體140之間的組裝。所以，這種經(jīng)由緊配合的方式而組裝在一起的結(jié)構(gòu)，可以增加電子裝置的組裝效率，進(jìn)而縮短制造電子裝置的時(shí)間。散熱結(jié)構(gòu)200的第一絕緣導(dǎo)熱層120可以接觸或沒有接觸電路板110或/及這些電子元件115。以下將對電子裝置100的散熱機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)地介紹。當(dāng)電子裝置100處于運(yùn)作狀態(tài)時(shí)，電路板110或是電子元件115所產(chǎn)生的熱可經(jīng)由熱對流或是熱傳導(dǎo)的方式傳遞至第一絕緣導(dǎo)熱層120。之后，在熱自第一絕緣導(dǎo)熱層120傳遞至金屬層130的過程中，熱會在第一絕緣導(dǎo)熱層120與金屬層130擴(kuò)散以使散熱結(jié)構(gòu)200的各部分的溫度趨于一致。之后，在熱由金屬層130傳遞至殼體140的過程中，由于金屬層130的熱傳導(dǎo)系數(shù)大于第一絕緣導(dǎo)熱層120的熱傳導(dǎo)系數(shù),所以熱在金屬層130內(nèi)擴(kuò)散的速度高于在第一絕緣導(dǎo)熱層120擴(kuò)散的速度。因此,相較于第一絕緣導(dǎo)熱層120的表面126的溫度分布,金屬層130的表面136的各個(gè)部分的溫度更加地趨于一致。然后，熱由殼體140的外表面146散逸至外界環(huán)境。在電路板110與電子元件115所產(chǎn)生的熱被傳遞至殼體140的過程中，由于熱在被傳遞至殼體140之前已經(jīng)先在第一絕緣導(dǎo)熱層120以及金屬層130均勻擴(kuò)散，所以相較于現(xiàn)有技術(shù)的散熱結(jié)構(gòu)(金屬散熱片加上絕緣片置放在殼體內(nèi))而言，本實(shí)施例的殼體140的外表面146的各個(gè)部分的溫度分布較均勻一致。因此，本實(shí)施例的散熱結(jié)構(gòu)200能夠大幅地降低殼體140的外表面146產(chǎn)生熱點(diǎn)(hot spot)的溫度，使本實(shí)施例的電子裝置100具有較佳的散熱效率。圖4為使用現(xiàn)有散熱結(jié)構(gòu)的電子裝置與本實(shí)施例的電子裝置100的殼體熱點(diǎn)溫度(其是為一與環(huán)境溫度的差值溫度)的曲線圖。圖5為現(xiàn)有散熱結(jié)構(gòu)的電子裝置與本實(shí)施例的電子裝置100內(nèi)的各電子元件的溫度曲線圖。圖4與圖5所對應(yīng)的條件參數(shù)是金屬層130的厚度為0.3mm，并且絕緣導(dǎo)熱層120的厚度為0.45mm。由圖4可知，在使用現(xiàn)有散熱結(jié)構(gòu)的電子裝置的殼體的最熱點(diǎn)的溫度為攝氏44度，而本實(shí)施例的電子裝置100的殼體140的最熱點(diǎn)的溫度(在上表面140a)僅為攝氏37.9度，兩者相差6.1度。而在電子裝置100的殼體140的下表面140b的熱點(diǎn)溫度也比現(xiàn)有電子裝置的殼體的下表面的熱點(diǎn)溫度低攝氏5度，此兩個(gè)表面是使用者經(jīng)常容易碰觸的地方，故其熱點(diǎn)溫度的降低是非常重要的。再者，即便以上述現(xiàn)有的散熱結(jié)構(gòu)再加以金屬厚片(至少0.5mm)的多層堆疊或在殼體內(nèi)側(cè)增加貼附銅鋁箔片(0.5mm以下)的方式來改善殼體溫度，其殼體溫度的最大降幅僅只能達(dá)到約為3°C的程度且還必需額外增加成本。由此可見，本實(shí)施例的電子裝置100能夠更加有效地且經(jīng)濟(jì)地降低殼體上的熱點(diǎn)的溫度。此外，相較于上述現(xiàn)有的散熱結(jié)構(gòu)組裝在電子裝置100的整體厚度而言，本實(shí)施例的散熱結(jié)構(gòu)200具有較薄的厚度，因此在電子裝置的尺寸規(guī)格固定的情況下，電子裝置100的內(nèi)部具有較大的容置空間可供使用。由圖5可知，本實(shí)施例的電子裝置100內(nèi)的各電子元件的溫度均較使用現(xiàn)有散熱結(jié)構(gòu)的電子裝置內(nèi)的各電子元件的溫度來得低，表示各電子元件本身溫度都降低。其中，就最熱的電子元件(編號D052)而言，溫度降幅為TC，而次熱的電子元件(編號D050)的溫度降幅更可以高達(dá)12°C。由此可知，相較于現(xiàn)有的電子裝置而言，本實(shí)施例的電子裝置100確實(shí)能夠有效地降低其內(nèi)部的電子元件的溫度。再者，當(dāng)散熱結(jié)構(gòu)200的第一絕緣導(dǎo)熱層120的材質(zhì)是導(dǎo)熱硅膠或是導(dǎo)熱橡膠等軟性材質(zhì)時(shí)，由于金屬層130能夠提供足夠的剛性，所以散熱結(jié)構(gòu)200能夠維持固定的形狀。所以，在組裝電子裝置100之前，制造者可先行制造并且儲備一件式的散熱結(jié)構(gòu)200。在組裝電子裝置100的過程中，制造者可以將此一件式的散熱結(jié)構(gòu)200當(dāng)作是零組件，而利用人力或是機(jī)械化設(shè)備將散熱結(jié)構(gòu)200放入于殼體140內(nèi)即可。所以，本實(shí)施例的散熱結(jié)構(gòu)200能夠有效減少工序、組裝工時(shí)及減少作業(yè)員人數(shù)(約10% )。圖6為本發(fā)明的第一實(shí)施例所衍生的一變化態(tài)樣的電子裝置的剖視示意圖。請參照圖6，其中與上述實(shí)施例相同標(biāo)號的元件代表相同或是相似的元件。本實(shí)施例的電子裝置101與圖1的實(shí)施例不同之處在于，散熱結(jié)構(gòu)201的金屬層130與電路板110電性連接，以使電路板110接地，以便防治電子零件的電磁干擾(Electromagnetic Interference, EMI)。更詳細(xì)地說，第一絕緣導(dǎo)熱層120’具有一開口 128，其中開口 128曝露出散熱結(jié)構(gòu)201的部分的金屬層130。電路板110’包括一本體116以及一接地接點(diǎn)118。本體116包括一接地層，而接地接點(diǎn)118與本體116的接地層電性連接。接地接點(diǎn)118是經(jīng)由例如一具有彈性的導(dǎo)電片300與開口 128所曝露的金屬層130電性連接。圖7為本發(fā)明第二實(shí)施例的電子裝置的剖視示意圖。請參照圖7，其中與上述實(shí)施例相同標(biāo)號的元件代表相同或是相似的元件。本實(shí)施例的電子裝置102與圖1的實(shí)施例不同之處在于，散熱結(jié)構(gòu)202除了包括第一絕緣導(dǎo)熱層120以及金屬層130之外，還包括一第二絕緣導(dǎo)熱層170。較佳，第二絕緣導(dǎo)熱層170與第一絕緣導(dǎo)熱層120共同包覆金屬層130，可避免安規(guī)問題。換句話說，金屬層130是介于第一絕緣導(dǎo)熱層120與第二絕緣導(dǎo)熱層170之間。第二絕緣導(dǎo)熱層170的熱傳導(dǎo)系數(shù)大于0.5ff/m K，其材質(zhì)可以例如是導(dǎo)熱橡膠或是導(dǎo)熱硅膠。由于本實(shí)施例的第二絕緣導(dǎo)熱層170是軟性物質(zhì)而具有可塑性，是以相較于圖1的實(shí)施例的金屬層130，第二絕緣導(dǎo)熱層170與殼體140的接觸性較佳，電子元件115所產(chǎn)生的熱可更為快速地傳遞至殼體140表面，使電子元件115的溫度能夠更快速降低。換句話說，本實(shí)施例的散熱結(jié)構(gòu)可針對電子裝置100內(nèi)需要快速將熱傳遞至殼體140表面以降溫的高熱電子元件115進(jìn)行處理。第二絕緣導(dǎo)熱層170亦是較佳經(jīng)由化學(xué)鍵結(jié)結(jié)合的方式與金屬層130結(jié)合，并且較佳與第一絕緣導(dǎo)熱層120共同完全包覆金屬層130以形成一件式的散熱結(jié)構(gòu)202。關(guān)于上述的化學(xué)鍵結(jié)結(jié)合，散熱結(jié)構(gòu)202包括一第二連結(jié)物180。第二絕緣導(dǎo)熱層170是經(jīng)由第二連結(jié)物180而與金屬層130結(jié)合而熱接觸，其中第二連結(jié)物180與第二絕緣導(dǎo)熱層170以及與金屬層130化學(xué)鍵結(jié)的方式類似于第一實(shí)施例的第一連結(jié)物160與第一絕緣導(dǎo)熱層120以及與金屬層130的鍵結(jié)方式，在此便不再贅述。圖8為本發(fā)明第一實(shí)施例所衍生的另一變化態(tài)樣的電子裝置的分解示意圖。圖9為圖8的電子裝置的剖視示意圖。請參照圖8與圖9，其中與上述實(shí)施例相同標(biāo)號的元件代表相同或是相似的元件。電子裝置103的散熱結(jié)構(gòu)203還包括一凸塊129a。凸塊129a自第一絕緣導(dǎo)熱層120向容置空間P延伸， 并且與至少一電子元件115熱接觸，其中凸塊129a的熱傳導(dǎo)系數(shù)大于0.5ff/m *Ko因此，電子元件115所產(chǎn)生的熱更可以經(jīng)由熱傳導(dǎo)的方式將熱傳遞至凸塊129a。接著凸塊129a再將熱傳導(dǎo)至第一絕緣導(dǎo)熱層120。如此一來，相較于圖1的實(shí)施例，電子裝置103的電子元件150所產(chǎn)生的熱能夠更快速地被傳遞至第一絕緣導(dǎo)熱層120。凸塊129a的材質(zhì)可相同或不同于于第一絕緣導(dǎo)熱層120的材質(zhì),并且較佳地凸塊129a是經(jīng)由一體成形的方式形成于第一絕緣導(dǎo)熱層120上。凸塊129a亦可以是經(jīng)由組裝的方式而被組裝于第一絕緣導(dǎo)熱層120上。在本實(shí)施例中，散熱結(jié)構(gòu)203除了包括凸塊129a之外，亦可以包括一凸塊129b。凸塊129b自第一絕緣導(dǎo)熱層120向容置空間P延伸，并且與電路板110熱接觸，其中凸塊12%的熱傳導(dǎo)系數(shù)、與電路板110的連接方式以及功能均類似于凸塊129a，不再贅述。此夕卜，凸塊129b亦可作為支撐物(supporter)，以支撐或是定位電路板110，其可以是不導(dǎo)熱材質(zhì)，并且與第一絕緣導(dǎo)熱層一體成形制成。凸塊129a及凸塊12%的位置，可視電子裝置100的不同散熱需求作適當(dāng)配置。圖10為本發(fā)明第三實(shí)施例的電子裝置的剖視示意圖。請參照圖10，其中與上述實(shí)施例相同標(biāo)號的元件代表相同或是相似的元件。本實(shí)施例與圖7所繪示的實(shí)施例不同之處在于，在本實(shí)施例中，第二絕緣導(dǎo)熱層170是經(jīng)由一第三連結(jié)物190而與殼體140結(jié)合，其中第三連結(jié)物190分別與第二絕緣導(dǎo)熱層170以及與殼體140化學(xué)鍵結(jié)。上述的化學(xué)鍵結(jié)的方式類似于第一實(shí)施例的第一連結(jié)物160與第一絕緣導(dǎo)熱層120以及與金屬層130的鍵結(jié)方式，在此便不再贅述。圖11為本發(fā)明第四實(shí)施例的電子裝置的剖視示意圖。請參照圖11，其中與上述實(shí)施例相同標(biāo)號的元件代表相同或是相似的元件。本實(shí)施例與圖3所繪示的實(shí)施例不同之處在于，在本實(shí)施例中，散熱結(jié)構(gòu)204還包括一第四連結(jié)物，而金屬層130是經(jīng)由第四連結(jié)物195而與殼體140結(jié)合，其中第四連結(jié)物195分別與金屬層130以及與殼體140化學(xué)鍵結(jié)。上述的化學(xué)鍵結(jié)的方式類似于第一實(shí)施例的第一連結(jié)物160與第一絕緣導(dǎo)熱層120以及與金屬層130的鍵結(jié)方式，在此便不再贅述。圖12為本發(fā)明第一實(shí)施例所衍生的另一變化態(tài)樣的電子裝置的剖視示意圖。請參照圖12,其中與上述實(shí)施例相同標(biāo)號的元件代表相同或是相似的元件。本實(shí)施例的電子裝置106與圖3所繪示的實(shí)施例不同之處在于，殼體140’還包括位于第二殼體144’與第一殼體142’的至少一突起148，較佳可由殼體內(nèi)側(cè)射出成形，使散熱結(jié)構(gòu)200與殼體140’之間產(chǎn)生局部接觸。更詳細(xì)地說，在本實(shí)施例中，突起148朝向殼體的容置空間P突出并與散熱結(jié)構(gòu)200的金屬層130接觸，以使散熱結(jié)構(gòu)200與殼體140’之間具有一間隙。藉此間隙增加散熱結(jié)構(gòu)200與殼體140’之間的熱阻，以減緩熱自散熱結(jié)構(gòu)200直接傳導(dǎo)至傳遞至殼體140’表面的速率，使熱能在散熱結(jié)構(gòu)內(nèi)傳導(dǎo)擴(kuò)散地更均勻，如此可進(jìn)一步降低殼體表面的熱點(diǎn)(hot spot)的溫度。此外，亦可使金屬層130具有至少一突起134。突起134可以例如沖壓方式產(chǎn)生并自金屬層130朝向殼體140’突出。突起134抵頂殼體140’以使殼體140’與散熱結(jié)構(gòu)200之間具有一間隙。突起148及突起134的位置，可視電子裝置100的不同散熱需求作適當(dāng)配置。另外，這些突起148及突起134亦可應(yīng)用于圖7的第二實(shí)施例中，即在殼體140內(nèi)側(cè)或第二絕緣導(dǎo)熱層170或金屬層130產(chǎn)生突起，以使散熱結(jié)構(gòu)202與殼體140之間具有一間隙。有關(guān)散熱結(jié)構(gòu)200的第一絕緣導(dǎo)熱層120以及金屬層130的結(jié)合方式，除了上述的化學(xué)鍵結(jié)方法外，亦可利用其他化學(xué)或物理結(jié)合的方式例如疊合或其他粘著促進(jìn)劑等，使第一絕緣導(dǎo)熱層120與金屬層130熱接觸。另外，列舉其他的具體實(shí)施例如下。請參照圖13，為本發(fā)明第五實(shí)施例的電子裝置的剖視示意圖，其以第一實(shí)施例的元件架構(gòu)為例來說明。電子裝置107內(nèi)的第一絕緣導(dǎo)熱層120”亦可以具有一結(jié)合部122。結(jié)合部122自第一絕緣導(dǎo)熱層120”朝向殼體140突出。結(jié)合部122自金屬層130’的一側(cè)穿貫金屬層130’上的一孔洞136并且突出于金屬層130’的另一側(cè)。并且結(jié)合部122的突出于金屬層130’的另一側(cè)的結(jié)合部122朝孔洞外延伸形成例如凸?fàn)钗?，以將金屬?30’結(jié)合固定于第一絕緣導(dǎo)熱層120”，形成一件式的散熱結(jié)構(gòu)205。于制作散熱結(jié)構(gòu)205時(shí)，制造者例如可以先將一金屬片進(jìn)行沖孔，以形成孔洞136。之后，使絕緣導(dǎo)熱片放置于金屬片上。再來利用模具對金屬片以及絕緣導(dǎo)熱片進(jìn)行加熱并且進(jìn)行壓合，以使部分的絕緣導(dǎo)熱片穿過孔洞136，進(jìn)而形成具有結(jié)合部122的第一絕緣導(dǎo)熱層120”以及金屬層130’。請參照圖14，為本發(fā)明第六實(shí)施例的電子裝置的剖視示意圖，其是以第一實(shí)施例的元件架構(gòu)為例來說明。電子裝置108內(nèi)的第一絕緣導(dǎo)熱層120亦可通過一絕緣扣具400，例如，一對塑膠螺絲402以及塑膠螺帽404，與金屬層130結(jié)合而熱接觸。再者，在本發(fā)明中，由于第一絕緣導(dǎo)熱層或/及第二絕緣導(dǎo)熱層可為例如導(dǎo)熱橡膠或?qū)峁枘z的軟性材質(zhì)，所以，當(dāng)?shù)谝唤^緣導(dǎo)熱層或/及第二絕緣導(dǎo)熱層與金屬層結(jié)合時(shí)，第一絕緣導(dǎo)熱層或/及第二絕緣導(dǎo)熱層能夠有效吸收第一絕緣導(dǎo)熱層或/及第二絕緣導(dǎo)熱層與金屬層之間因彼此的熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變異，例如翹曲或脆裂等，同樣的情況亦適用在因絕緣導(dǎo)熱層與金屬層和殼體之間熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變異。因此，使運(yùn)用本發(fā)明散熱結(jié)構(gòu)的電子裝置通過高低溫冷熱沖擊(Thermal Shock Test)的測試。另外，軟性的第一絕緣導(dǎo)熱層或/及第二絕緣導(dǎo)熱層亦可以有效吸收電子裝置因內(nèi)部元件產(chǎn)生震動(dòng)所產(chǎn)生的噪音，因此，使運(yùn)用本發(fā)明散熱結(jié)構(gòu)的電子裝置通過(NoiseTest)的測試。由上述各實(shí)施例以及衍生的各種變化態(tài)樣的說明可知，將本發(fā)明的散熱結(jié)構(gòu)運(yùn)用在電子裝置，不但相較于現(xiàn)有技術(shù)可使殼體的表面的溫度分布較均勻并有效降低殼體的表面熱點(diǎn)的溫度，而且在工藝組裝上有效地減少工序、組裝工時(shí)及作業(yè)員人數(shù)，達(dá)到降低成本并且提高生產(chǎn)良率的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),不但可符合安規(guī)絕緣需求,亦符合各種機(jī)構(gòu)測試要求。再者，本發(fā)明的散熱結(jié)構(gòu)可提供極具彈性設(shè)計(jì)的運(yùn)用，即可視電子裝置的各種不同散熱需求，針對殼體的表面熱點(diǎn)的溫度或內(nèi)部高熱電子元件降溫，進(jìn)行殼體和散熱結(jié)構(gòu)上的配合設(shè)計(jì)。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電子裝置，其特征在于，包括: 一電路板； 多個(gè)電子元件，電性設(shè)置于該電路板； 一散熱結(jié)構(gòu)，包括: 一第一絕緣導(dǎo)熱層，包覆該電路板或/及該些電子元件，并且該第一絕緣導(dǎo)熱層的熱傳導(dǎo)系數(shù)大于0.5ff/m K ;及 一金屬層，與該第一絕緣導(dǎo)熱層結(jié)合以熱接觸；以及 一殼體，具有一容置空間，該電路板、該些電子元件及該散熱結(jié)構(gòu)被容納于該容置空間內(nèi)，并且該金屬層介于該殼體與該第一絕緣導(dǎo)熱層之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征在于，該第一絕緣導(dǎo)熱層與該金屬層以化學(xué)鍵結(jié)結(jié)合而形成一件式的該散熱結(jié)構(gòu)，該散熱結(jié)構(gòu)還包括一第一連結(jié)物，位于該第一絕緣導(dǎo)熱層與該金屬層之間，并且該第一連結(jié)物分別與該第一絕緣導(dǎo)熱層以及該金屬層化學(xué)鍵結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征在于，該散熱結(jié)構(gòu)還包括一第二絕緣導(dǎo)熱層，與該金屬層熱接觸且其熱傳導(dǎo)系數(shù)大于0.5ff/m K，并且該金屬層介于該第一絕緣導(dǎo)熱層與該第二絕緣導(dǎo)熱層之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子裝置，其特征在于，該第二絕緣導(dǎo)熱層與該金屬層以化學(xué)鍵結(jié)結(jié)合，而與該金屬層以及該第一絕緣導(dǎo)熱層共同形成一件式的該散熱結(jié)構(gòu)，該第二絕緣導(dǎo)熱層與該第一絕緣導(dǎo)熱層共同完全包覆該金屬層，且該散熱結(jié)構(gòu)還包括一第二連結(jié)物，位于該第二絕緣導(dǎo)熱層 與該金屬層之間，并且該第二連結(jié)物分別與該第二絕緣導(dǎo)熱層以及該金屬層化學(xué)鍵結(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子裝置，其特征在于，還包括一第三連結(jié)物，位于該第二絕緣導(dǎo)熱層與該殼體之間，并且該第三連結(jié)物分別與該第二絕緣導(dǎo)熱層以及該殼體化學(xué)鍵結(jié)，使該散熱結(jié)構(gòu)固定在該殼體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子裝置，其特征在于，該散熱結(jié)構(gòu)還包括一凸塊，自該第一絕緣導(dǎo)熱層向該容置空間延伸，并且該凸塊與該些電子元件的其中之一或者與該電路板接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子裝置，其特征在于，該散熱結(jié)構(gòu)還包括一第四連結(jié)物，位于該金屬層與該殼體之間，并且該第四連結(jié)物分別與該金屬層以及該殼體化學(xué)鍵結(jié)，使該散熱結(jié)構(gòu)固定在該殼體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征在于，該第一絕緣導(dǎo)熱層還包括一結(jié)合部，該金屬層包括一孔洞，該結(jié)合部自該金屬層的一側(cè)貫穿該孔洞并且突出于該金屬層的另一偵牝并且該結(jié)合部的突出于該金屬層的另一側(cè)的結(jié)合部朝該孔洞外延伸，以將該金屬層結(jié)合固定于該第一絕緣導(dǎo)熱層而形成一件式的該散熱結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征在于，該散熱結(jié)構(gòu)還包括一絕緣扣具，將該第一絕緣導(dǎo)熱層與該金屬層結(jié)合而形成一件式的該散熱結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征在于，該電子裝置為一電源轉(zhuǎn)接器，該殼體具有一上表面、一下表面、一左表面、一右表面、一電源輸入側(cè)表面以及一電源輸出側(cè)表面，該電源輸入側(cè)表面相對于該電源輸出側(cè)表面，并且該上表面、該下表面、該左表面以及該右表面連接該電源輸入側(cè)表面與該電源輸出側(cè)表面的多個(gè)側(cè)緣以形成該容置空間，該電路板包括一電壓輸入側(cè)以及一電壓輸出側(cè)，該電壓輸入側(cè)鄰近于該電源輸入側(cè)表面，該電壓輸出側(cè)鄰近該電源輸出側(cè)表面，該第一絕緣導(dǎo)熱層包覆該殼體的對應(yīng)該上表面、該下表面、該左表面、該右表面、該電源輸入側(cè)表面以及該電源輸出側(cè)表面的內(nèi)側(cè)表面，并且該第一絕緣導(dǎo)熱層遮蔽部分的該電壓輸入側(cè)以及部分的該電壓輸出側(cè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的電子裝置，其特征在于，該殼體還包括朝向該散熱結(jié)構(gòu)突出的一突起，該突起抵頂該散熱結(jié)構(gòu)以使該殼體與該散熱結(jié)構(gòu)之間具有一間隙。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征在于，該金屬層具有一突起，該突起自該金屬層朝向該殼體突出，該突起抵頂該殼體以使該殼體與該散熱結(jié)構(gòu)之間具有一間隙。
13.一種散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 一第一絕緣導(dǎo)熱層，該第一絕緣導(dǎo)熱層的熱傳導(dǎo)系數(shù)大于0.5ff/m K ;以及 一金屬層，與該第一絕緣導(dǎo)熱層熱接觸，并且與該第一絕緣導(dǎo)熱層化學(xué)鍵結(jié)結(jié)合。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一第一連結(jié)物，位于該第一絕緣導(dǎo)熱層與該金屬層之間，并且該第一連結(jié)物分別與該第一絕緣導(dǎo)熱層以及該金屬層化學(xué)鍵結(jié)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的散 熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一第二絕緣導(dǎo)熱層，熱傳導(dǎo)系數(shù)大于0.5ff/m K，與該金屬層熱接觸，并且與該金屬層化學(xué)鍵結(jié)結(jié)合，該金屬層介于該第一絕緣導(dǎo)熱層與該第二絕緣導(dǎo)熱層之間，該第二絕緣導(dǎo)熱層與該金屬層以及該第一絕緣導(dǎo)熱層共同形成一件式的該散熱結(jié)構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第二絕緣導(dǎo)熱層與該第一絕緣導(dǎo)熱層共同完全包覆該金屬層，該散熱結(jié)構(gòu)還包括一第二連結(jié)物，將該第二絕緣導(dǎo)熱層連結(jié)于該金屬層之間，該第二連結(jié)物分別與該第二絕緣導(dǎo)熱層與該金屬層化學(xué)鍵結(jié)。
全文摘要
一種散熱結(jié)構(gòu)與具有此散熱結(jié)構(gòu)的電子裝置，電子裝置包括一電路板、多個(gè)電子元件、一散熱結(jié)構(gòu)以及一殼體。這些電子元件電性設(shè)置于電路板。散熱結(jié)構(gòu)包括一第一絕緣導(dǎo)熱層以及一金屬層。第一絕緣導(dǎo)熱層包覆電路板或/及包覆這些電子元件。第一絕緣導(dǎo)熱層的熱傳導(dǎo)系數(shù)大于0.5W/m·K。金屬層與第一絕緣導(dǎo)熱層結(jié)合以熱接觸。殼體具有一容置空間。電路板、這些電子元件以及散熱結(jié)構(gòu)被容納此容置空間內(nèi)，并且金屬層介于殼體與第一絕緣導(dǎo)熱層之間。
文檔編號H05K7/20GK103220896SQ20121002430
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者易亞東, 陸義仁 申請人:光寶科技股份有限公司