散熱結構及其所使用的背板的製作方法

2023-12-10 17:09:37 1

專利名稱：散熱結構及其所使用的背板的製作方法
散熱結構及其所使用的背板技術領域
本發明關於一種散熱模組，特別是指一種散熱底板與背板固定的結構之間組裝方 式簡單、拆裝容易的散熱結構及其所使用的背板。
背景技術：
隨著科技進步，許多可攜式電子產品，如筆記型電腦，越來越趨向於輕量化及薄 型化，以符合使用者便於攜帶的需求。眾所皆知電子產品內部的中央處理晶片(CPU)在運 作中，會大量產生熱能而使溫度升高，因此，電子產品薄型化之後，如何在有效的空間將晶 片中的大量積熱快速散離，是本技術領域人員積極研發的重點。
請參照圖1，在一般筆記型電腦中，散熱模組I包括一電路板10、一背板11及一散 熱裝置12。散熱裝置12至少包括一散熱底板120、一風扇組121、一散熱鰭片組122及一熱 管123。熱管123 —端埋入散熱底板120中，另一端則延伸並組裝於散熱鰭片組122，風扇 組121則與散熱鰭片組件122固定。
電路板10上設有一晶片100,散熱底板120固定於電路板10上表面,並貼合於發 熱的晶片100，以將晶片100所產生的熱傳導至散熱底板120，經熱管123傳遞到所述的散 熱鰭片組122，再利用風扇組121所產生的氣流將熱量迅速散離。
其中，散熱底板120與電路板10固定時，多是藉由螺絲13來鎖固。為了避免鎖固 時，施加於電路板10的壓力造成電路板10變形，而損壞電路板10上的線路。因此，散熱底 板120與電路板10鎖固時，通常會在電路板10背面，再加鎖一背板11，來保護電路板10。
其中，散熱底板120設有第一組定位孔1201，電路板10設有第二組定位孔101，現 有的背板11則會設有多個螺柱111，分別穿過第二組及第一組定位孔101、1201，再使用附 帶彈簧133的螺絲13，將散熱底板120、電路板10及背板11鎖固在一起。
此種固定方式的優點在於可以利用彈簧133均勻的施加壓力在晶片100上，壓力 誤差值較小，結構較穩固。並且，不會對晶片100造成過大的壓力，又可以和晶片100緊密 貼合。然而，此種散熱模組的缺點在於生產線組裝過程繁瑣，需要花費較多的人力與工時， 同時，要用到大量的零件，因此使整體的成本提高。
另一種方式請參照圖2,為現有散熱底板120另一實施例的不意圖。散熱底板120 上，設置三至四個彈片1202，每一彈片1202上具有一定位孔1201。由於彈片1202可以取代 彈簧的功效，所以不需要再使用彈簧螺絲。可以一般螺絲施壓於彈片1202造成彈片形變， 而產生對晶片100的壓力。
此種組裝優點在於以彈片取代彈簧螺絲，可以降低成本，因為彈片的價格較彈簧 螺絲低。缺點在於彈片施壓於晶片時，壓力較不平均，且組裝過程中，彈片容易因過壓而產 生變型。
不管以何種方式來結合散熱底板與背板，皆需使用到螺絲或彈簧螺絲等鎖附元 件。整體來說，現有的技術尚有下列缺點需要改進(I)需要組裝的零件數量多，組裝方式 較為複雜，除了增加組裝者組裝散熱模組的時間，也需耗費大量零件的成本；(2)需人工進行組裝，耗費人力成本；(3)組裝力道控制不易；及(4)當晶片或散熱模組需要更換或維修時，拆裝不易。發明內容
本發明解決的技術問題是提供一種散熱結構及其所使用的背板，使其組裝方式簡單，拆裝容易。
本發明的技術解決方案是
—種散熱結構，與一電路板結合，用以散熱該電·路板上表面的一晶片，其特徵在於，在該晶片周圍，設有多個定位孔，該散熱結構包括一背板，設於該電路板下表面，包括多個支撐柱，各所述支撐柱分別具有一卡合機構，所述卡合機構為卡勾、卡槽或卡合孔，並且，其中至少 ^合機構為彈性卡合機構；及一散熱底板，設於該電路板上表面，包括一本體及多個延伸腳，所述延伸腳分別對應所述支撐柱設置，具有與所述卡合機構及該彈性卡合機構相配合的元件，使所述支撐柱穿過該電路板的所述定位孔後，該散熱底板與該背板以卡合方式定位。
—種背板，以卡合方式與一散熱底板結合，將該散熱底板定位於一電路板上表面， 其中，該電路板上表面具有一晶片，在該晶片周圍設有多個定位孔，該散熱底板貼合於該晶片上，該背板包括多個支撐柱，各所述支撐柱分別具有一卡合機構，所述卡合機構為卡勾、 卡槽或卡合孔，其中，至少一所述支撐柱具有彈性卡合機構，所述支撐柱自該電路板下表面穿過所述定位孔向上突出，使該散熱底板由上而下與所述支撐柱卡合。
由以上說明得知，本發明確實具有如下的優點
(I)降低成本。不需要使用任何彈簧或螺絲，即可使散熱底板定位電路板上，並貼合於晶片。需要組裝的零件減少，可降低零件成本。並且，以支撐柱及卡合機構取代現有的螺絲柱設置於背板上，也可以降低背板加工製作的成本。
(2)組裝流程簡化，可以節省大量組裝背板與散熱底板所費的時間。相較於現有所使用的螺絲，本發明的背板及散熱底板以卡合方式組裝，更加省時。
(3)組裝方式簡單，拆裝容易。背板至少有一支撐柱具有彈性卡合機構，使散熱底板與背板拆裝時，不需費力將散熱底板其中一延伸腳扳起，而是藉由彈性卡合機構與延伸腳兩方機構的彈性，使之相互卡掣時，更為迅速及省力。
(4)有利於重工、維修及反覆使用。散熱底板多次使用後,容易因延伸腳用來卡合的結構變形，無法與背板固定而鬆脫。本發明的背板因具有彈性卡合機構，不容易使散熱底板或背板的卡合結構，因反覆拆裝而變形，而可延長散熱底板及背板的使用次數。
(5)不一定要利用人工來進行組裝，可節省人力成本。


圖1為現有散熱結構的立體圖2為現有的散熱底板；
圖3A為本發明實施例散熱結構的立體圖3B為本發明實施例背板的側視圖4A至4C散熱底板裝設於背板的流程示意圖4D散熱底板裝設於背板後的立體圖5A本發明散熱結構的另一實施例的立體圖5B本發明散熱結構的另一實施例結合後另一實施例的側視圖6A至6B分別顯示本發明散熱底板與背板另一實施例結合前後的立體圖;
圖7A至7B分別顯示本發明散熱底板與背板另一實施例結合前後的立體圖。
主要元件標號說明
1:現有散熱模組10、4 :電路板11、31 :背板
100,400 :晶片111 :螺絲柱101 :第二組定位孔
12 :散熱裝置120,32 :散熱底板1201 :第一組定位孔
121 :風扇組122 :散熱鰭片組123 :熱管
13 :螺絲133 :彈簧1202 :彈片
3 :散熱結構41 43 :定位孔311 314 :支撐柱
310 :貼合面3111a :下槽壁320 :本體
3132 :肩部3210,3220 :反向卡槽321 :第一延伸腳
322 :第二延伸腳323 :第三延伸腳3111,3121 :卡槽
3211 3231 :卡勾3230、3200、3112 3132:卡合孔
3110 3140 :彈性卡合機構具體實施方式
為使本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文依本發明的散熱結構及其使用的背板，特舉較佳實施例，並配合所附相關圖式，作詳細說明如下。
請參照圖3A，為本發明實施例的散熱結構3。散熱結構3，以卡合方式固定於一電路板4,用以散熱電路板4上表面40a的一晶片400,在晶片400周圍，設有一第一定位孔 41、一第二定位孔42及一第三定位孔43。所述的散熱結構3包括一背板31及一散熱底板 32。
背板31用以設置於電路板4下表面40b,並以卡合方式與一散熱底板32結合,防止散熱底板32固定於晶片400上時，電路板4變形而損壞線路。背板31包括一貼合面310 及多個支撐柱311 313。
本實施例中，貼合面310大致成一水平面，以貼合於電路板下表面40b。支撐柱 311 313凸出設置於貼合面310。為了在不使用螺絲及螺柱的狀況下，就可以使散熱底板和背板固定，該些支撐柱311 313的每一個均具有一卡勾、一卡槽或一卡合孔。並且， 為了使散熱底板與組裝於背板更快速及方便，至少其中一支撐柱313具有一彈性卡合機構 3130。在一最佳實施例中，彈性卡合機構3130使用一彈性鋼材。另一較佳實施例中，支撐柱313的材質也使用上述彈性鋼材，且與彈性卡合機構3130 —體成型。
本實施例中，彈性卡合機構為一彈性勾，可以選自一 「 <」型(本發明中「< 」型就是指具有一折角的形狀，如附圖中所示，在沒有特定說明時該符號的表示並不限制開口方向)彈性勾或一叉型彈性勾。在較佳實施例中，支撐柱313的彈性卡合機構3130為一「<」 型彈性勾。其中，支撐柱313更包括一肩部3132，設置於「<」型彈性勾下方，使支撐柱313 的寬度大於「 <」型彈性勾的寬度而形成。
而另外二支撐柱311 312的卡合機構為一^^槽3111，3121，且「 < 」型彈性勾的開口方向，及二卡槽3111,3121的開口方向相同。
在本發明較佳實施例中，請參照圖3B，為本發明實施例的背板側視圖。圖3B顯示， 設有「<」型彈性勾3130的支撐柱313，與背板31的貼合面310的法線方向形成一夾角傾斜設置。較佳實施例中，夾角大約I 3度，並且，支撐柱313傾斜方向與卡槽3111的開口方向相反。
此外，在一較佳實施例中，支撐柱311的卡槽3111,3121的下槽壁3111a為一斜面，有助於使散熱底板32向上傾斜一角度，再卡入固定。
支撐柱311 313自電路板40下表面40b分別穿過第一至第三定位孔41 43 向上突出，卡合時，散熱底板32由上而下卡合於該些支撐柱311 313。
所述的散熱底板32包括一本體320及多個延伸腳321 323，該些延伸腳321 323對應該些支撐柱311 313的位置上，則具有與卡合機構或彈性卡合機構相配合的元件，使散熱底板32與背板31以卡合方式定位。
本體320內通常具有一凹槽，以容置一熱管(未圖示)，在將熱管與本體320以機械加工鉚平後，覆蓋於晶片400上，以將晶片400所產生的熱能導出。
所述的第一至第三延伸腳321 323，自本體320周緣，分別向電路板4的第一至第三定位孔41 43所在位置方向延伸。延伸腳321 323和本體320是否一體成型皆可， 並不影響本發明。本實施例的散熱底板32的延伸腳，分別配合前述背板31所使用的卡槽 3111，3121及「<」型彈性勾，而設有相對應的結構。在一較佳實施例中，延伸腳321 323 皆為彈性鋼材。
請參照圖3A，第一及第二延伸腳321、322側邊也各設有一反向卡槽3210、3220，以配合支撐柱311、312的卡槽3111、3121。而第三延伸腳323則開設一^^合孔3230，以配合支撐柱313的彈性卡合機構3130。
請參照圖4A至4C，為散熱底板32組裝於背板31的流程圖。首先參照圖4A，當散熱底板32組裝於背板31時，第一及第二延伸腳321 322藉由反向卡槽3210、3220，分別卡入支撐柱311 312的卡槽3111、3121。
接著，參照圖4B，按壓第三延伸腳323，使卡合孔3230邊緣，迫使支撐柱313往卡槽3111開口方向，產生彈性變形。在本實施例中，彈性卡合機構3130選用「<」型彈性勾， 更有利於引導卡合孔3230套入並定位。
請參照圖4C，當卡合孔3230套入彈性卡合機構3130後，支撐柱313會回復原狀， 並卡掣於第三延伸腳323，同時，提供與卡槽3111開口反向的彈性恢復力，防止第一及第二延伸腳321、322自卡槽3111中退出，以固定散熱底板32。此時可以看出，在較佳實施例中， 支撐柱313傾斜設置，並與貼合面法線方向形成一夾角，可以提供較大的彈性恢復力，使散熱底板固定更牢固。
請參照圖4D，為散熱底板與背板組裝後的立體圖。由圖中可以看出，卡合孔3230 套入彈性卡合機構3130後，使第三延伸腳323被承載於前述的肩部3132。肩部3132與卡槽3111距離貼合面310的高度一致，使散熱底板32整體可以平貼於晶片。
使用者只要反向操作上述步驟，即可將散熱底板32由背板31上拆卸下來，便於維修或重工(rework)，需要反覆拆裝散熱底板32的狀況。
本發明另一背板與散熱底板結合實施例，請參照圖5A至5B。其中，背板31的每一支撐柱311 314皆具有彈性卡合機構3110 3140，並且，本實施例中，彈性卡合機構 3110 3140為一叉型彈性勾，而散熱底板32則相對應此結構，設有多個卡合孔3200。本實施例雖然以具有至少四個定位孔的電路板為例，但也可以用於具有三個定位孔的電路板。
請參照圖5B，該些支撐柱311 314分別自電路板下表面穿過定位孔，該些叉型彈性勾3110 3140變形穿過這些卡合孔3200後，原本交叉的端部會被卡合孔3200撐開，卡掣於散熱底板32。
本發明所舉的實施例，僅是舉例背板所使用的卡勾如何搭配，並非用來限制本發明。假如每一支撐柱都具有彈性卡合機構時，使用兩個叉型彈性勾，搭配一 「 < 」型彈性勾也是可以的。或者是其中二支撐柱的卡合機構選擇卡合孔，彈性卡合機構選擇叉型彈性勾， 再改變散熱底板延伸腳的卡合結構，皆可使背板與散熱底板以卡合方式固定，達到本發明的目的。
本發明另一實施例請參照圖6A及6B，分別為本發明另一較佳實施例的散熱結構組裝前後的立體圖。
背板31其中二支撐柱311、312的卡合機構為一^^合孔3112、3122，另一支撐柱 313則具有彈性卡合機構3130。在本發明較佳實施例中，彈性卡合機構3130為一彈片，並與支撐柱313—體成型。彈片可以選擇設有一卡合孔或一卡槽。本發明實施例中，於彈片設有一卡合孔3132。
但在另一實施例中，彈性卡合機構3130與支撐柱313不一定要一體成型，也可以利用結合元件或結合結構，如在支撐柱及彈性卡合機構上分別設有插孔及插銷、公螺紋及母螺紋等，將彈性卡合機構3130固定於支撐柱313。
而散熱底板32的每一延伸腳321 323則具有與卡合孔3112 3132(或卡槽) 相對應的卡勾3211 3231，且這些延伸腳材質為一彈性鋼材。請再參照圖6B，組裝時，藉由按壓散熱底板32的卡勾3211、3221，使其變形卡入背板31的卡合孔3112、3122後，只要按壓支撐柱313的彈片，使卡合孔3132邊緣迫使延伸腳323的卡勾3231變形，即可使卡勾 3231迅速扣入於卡合孔3132中。之後，卡勾3231回復原狀而卡掣固定 散熱底板32。
拆卸時，藉由按壓延伸腳323的卡勾3231，迫使彈片變形，即可使卡勾3231由卡合孔3132中脫出。本發明的實施例，使散熱底板與背板，不論拆裝都相當方便。
本實施例中，卡勾3211 3231的開口向上，並由支撐柱311 313內側向外卡入卡合孔3112 3132。另一較佳實施例，參照圖7A及7B，背板的結構與前一實施例相同。不同於前一實施例的是，散熱底板32的卡勾3211 3231開口朝內。
組裝時，先將卡勾3211、3221由外而內卡入卡合孔3112、3122之後，藉由按壓延伸腳323的卡勾3231，使其迫使支撐柱313的彈片3130變形，即可順利卡入卡合孔3132中固定。
除此之外，依據本實施例，可以想見改變卡勾3112 3132開口方向，使之朝下、朝左或右也是可以的。
綜上所述，本發明的散熱結構及其使用的背板，相較於現有技術，具有下列優點
本發明的所使用的背板，使得背板與散熱底板固定時，以卡合方式取代以往的鎖固方式。由於不需要螺絲、彈簧等其他元件，需要組裝的零件減少，可降低零件成本。且組裝方式簡單，拆裝容易。此外，組裝時不一定要利用人工來進行組裝，可節省人力成本。
本發明雖以較佳實例闡明如上，然其並非用以限定本發明精神與發明實體僅止於 上述實施例。凡熟悉此項技術者，當可輕易了解並利用其它元件或方式來產生相同的功效。 是以，在不脫離本發明的精神與範疇內所作的修改，均應包含在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種背板，其特徵在於，以卡合方式與一散熱底板結合，將該散熱底板定位於一電路板上表面，其中，該電路板上表面具有一晶片，在該晶片周圍設有多個定位孔，該散熱底板貼合於該晶片上，該背板包括多個支撐柱，各所述支撐柱分別具有一卡合機構，所述卡合機構為卡勾、卡槽或卡合孔，其中，至少一所述支撐柱具有彈性卡合機構，所述支撐柱自該電路板下表面穿過所述定位孔向上突出，使該散熱底板由上而下與所述支撐柱卡合。
2.如權利要求1所述的背板，其特徵在於，該彈性卡合機構為彈性勾。
3.如權利要求2所述的背板，其特徵在於，該彈性勾為「<」型彈性勾或叉型彈性勾。
4.如權利要求1所述的背板，其特徵在於，至少二所述卡合機構為卡槽，該彈性卡合機構為「 <」型彈性勾，並且，該「 <」型彈性勾及所述卡槽的開口方向相同。
5.如權利要求4所述的背板，其特徵在於，該背板具有一貼合面，該貼合面成一水平面而平貼於該電路板，並且，具有所述彈性卡合機構的所述支撐柱與該貼合面法線方向形成一夾角而傾斜設置，其中，該支撐柱傾斜方向與所述卡槽開口方向相反。
6.如權利要求1所述的背板，其特徵在於，各所述卡合機構皆為彈性卡合機構，並且， 所述彈性卡合機構為叉型彈性勾。
7.如權利要求1所述的背板，其特徵在於，所述彈性卡合機構為彈片，所述彈片設有卡合孔或卡槽。
8.一種散熱結構，與一電路板結合，用以散熱該電路板上表面的一晶片，其特徵在於， 在該晶片周圍，設有多個定位孔，該散熱結構包括一背板，設於該電路板下表面，包括多個支撐柱，各所述支撐柱分別具有一卡合機構， 所述卡合機構為卡勾、卡槽或卡合孔，並且，其中至少一卡合機構為彈性卡合機構；及一散熱底板，設於該電路板上表面，包括一本體及多個延伸腳，所述延伸腳分別對應所述支撐柱設置，具有與所述卡合機構及該彈性卡合機構相配合的元件，使所述支撐柱穿過該電路板的所述定位孔後，該散熱底板與該背板以卡合方式定位。
9.如權利要求8所述的散熱結構，其特徵在於，該彈性卡合機構為「< 」型彈性卡勾或叉型彈性勾。
10.如權利要求8所述的散熱結構，其特徵在於，至少二所述卡合機構為卡槽，該彈性卡合機構為「<」型彈性勾，並且，該「<」型彈性勾及二所述卡槽的開口方向相同，該散熱底板的其中二所述延伸腳分別具有一反向卡槽而與所述卡槽向配合，該散熱底板的其中一所述延伸腳具有一卡合孔而與該「 <」型彈性勾相配合。
11.如權利要求10所述的散熱結構,其特徵在於,該背板具有一貼合面,該貼合面成一水平面而平貼於該電路板，並且，具有所述彈性卡合機構的該支撐柱的材質為彈性鋼材，且該支撐柱與該貼合面法線方向形成一夾角而傾斜設置，其中，該支撐柱傾斜方向與該卡槽開口方向相反，以在該「 < 」型彈性勾卡入該卡合孔後，提供一與該卡槽開口反向的彈性恢復力，使該「<」型彈性勾卡掣於該散熱底板。
12.如權利要求10所述的散熱結構，其特徵在於，具有所述彈性卡合機構的該支撐柱更包括一肩部，設置於該「<」型彈性勾之下，以在所述卡合孔套入該「<」型彈性勾後承載該延伸腳。
13.如權利要求8所述的散熱結構，其特徵在於，該彈性卡合機構具有一彈片，該彈片具有一卡合孔或一卡槽，且所述延伸腳材質為彈性鋼材，並且，所述延伸腳具有與所述卡合孔或卡槽相對應的卡勾。
14.如權利要求8所述的散熱結構，其特徵在於，至少有三所述支撐柱具有所述彈性卡合機構，且所述彈性卡合機構為叉型彈性勾。
全文摘要
本發明提供一種散熱結構及其使用的背板，背板以卡合方式與一散熱底板結合，將散熱底板定位於一電路板上表面。其中，電路板上表面具有一晶片，在晶片周圍設有多個定位孔，散熱底板貼合於晶片上，背板包括多個支撐柱，該些支撐柱的每一個具有一卡合機構，卡合機構選自一卡勾、一卡槽或一卡合孔，並且，至少其中一支撐柱具有一彈性卡合機構，該些支撐柱自電路板下表面穿過該些定位孔向上突出，卡合時，散熱底板由上而下卡合於支撐柱；藉此，本發明能夠達到組裝方式簡單、拆裝容易的效果。
文檔編號H05K7/20GK103025125SQ20111029997
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月27日 優先權日2011年9月27日
發明者郭昭正, 陳 峰, 蕭復元, 鄭學隆 申請人:升業科技股份有限公司