TWI244885B - Assembly structure of electronic element and heat sink - Google Patents

Description

I244885 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本案係關於一種電子元件與散熱裝置之組合結構，尤其 是將電子元件鎖固於散熱片上之一種電子元件與散熱裝置 之組合結構。 【先前技術】 隨著電腦工業迅速的發展以及電子裝置多元化的趨勢 下’電路板上電子元件的積集度日益增加’使得電子元件之 絕緣與散熱問題更加重要，尤其是在許多控制設備、量測儀 器、電器設備、電腦週邊設備等裝置中必須使用的功率電晶 體几件’因為其主要功能係為訊號處理或功率驅動，且通常 疋處理較大功率的信號，因此所發出的熱量較大，更需要處 理絕緣與散熱之問題。 一般來說，功率電晶體元件通常會被鎖固在散熱片上以 提而功率電晶體元件之散熱效果。請參閱第一圖，其係顯示 傳統功率電晶體元件鎖固於散熱片之結構爆炸圖。如第一圖 所不’於傳統技術中，功率電晶體元件12係透過螺絲η將 其，=在散熱片14上，為了要增加絕緣及散熱效果，功率 電日日版元件12與散熱片14之間會設有絕緣片13,且絕緣片 的岫後兩面都會塗佈散熱膏。由於絕緣片13通常為厚度 較薄之塑膠材質構成且散熱片14為金屬導電材質所構成， 口^在組I的過程中，常會因為組裝不甚，導致螺絲11 固日守刺破或破壞絕緣片13的孔洞131周圍；或因絕緣片^ !244885 之孔洞1 3— 元件u在^ ，致使絕緣距離不足，使得功率電晶體 ⑶直拯货的過程中，過面的電廢透過絕緣片13的孔洞 隨著功it散熱片14導通’造成電弧、火花及煙霧。然而， 更兴/^體元件12之使用功率的提昇，如此的問題會 識嚴重’間接的影響到產品設備的穩定性。 雀、、因此，有鑑於前述傳統技術中所存在之缺失，實有必要 浐纟寸力率電晶體元件與散熱片之組裝需求而提出更有效之 系巴，及鎖固裴置，以期增進功率電晶體元件鎖固於散熱片上 之絕緣與散熱效率，確保設備品質。 【發明内容】 本案係關於一種電子元件與散熱裝置之組合結構，其係 可使電子元件與散熱裝置之間絕緣，以改善傳統技術中，因 功率電晶體元件之高壓使得功率電晶體元件經由孔洞透過 螺絲與散熱裝置導通，或因絕緣距離不足直接經由絕緣片孔 洞與散熱裝置導通，而造成電弧、火花及煙霧的缺失。 為達上述之目的，本案提供一種電子元件與散熱裝置之 組合結構，其包含:一鎖固元件；一電子元件，其具有一第 孔洞，一絕緣片’其具有"一苐^一孔洞，其中該第*一孔洞係 相對於該電子元件之該第一孔洞；一絕緣元件，其係設置於 該電子元件之該第一孔洞内，且具有一通道；以及一散熱裝 置。其中，該鎖固元件係透過該絕緣元件之該通道依序將該 電子元件與該絕緣片鎖固於該散熱裝置，藉以，利用該絕緣 元件使該電子元件與該散熱裝置之間絕緣。 1244885 根據本案上述之構想，其中該鎖固元件係為螺絲，以與 散熱裝置之一鎖固孔内之攻牙相鎖固。 根據本案上述之構想，其中該鎖固元件係為螺絲與螺帽 組合，藉由螺絲穿過散熱裝置之一貫穿孔以與該螺帽鎖固。 根據本案上述之構想，其中該電子元件係為一功率電晶 體元件。 根據本案上述之構想，其中該絕緣元件係為一套管。 根據本案上述之構想，其中該絕緣元件係包含一套管與 一底座。 根據本案上述之構想，其中該散熱裝置更包含一凹槽， 以容置該絕緣元件之該底座。 根據本案上述之構想，更包含一散熱片，其設於該絕緣 片與該電子元件之間，且具有一第三孔洞，其中該第三孔洞 係相對於該電子元件之該第一孔洞。 根據本案上述之構想，其中該散熱片之面積小於該絕緣 片之面積。 根據本案上述之構想，其中該絕緣元件與該絕緣片係一 體成型。 根據本案上述之構想，其中該散熱裝置係固定於一電路 板上。 本案進一步提供一種電子元件與散熱裝置之組合結 構，其係包含:一鎖固元件；一散熱裝置，其具有一通孔； 二電子元件，其係設於該散熱裝置之兩側，且分別具有一第 一孔洞；二絕緣片，其係分別設於該散熱裝置與該電子元件 1244885 之間，且分別具有一第二孔洞，其中該第二孔洞係相對於該 電子元件之該第一孔洞；至少一絕緣元件，其係至少設置於 該二電子元件之該第一孔洞内，且具有一通道。其中，該鎖 固元件係透過該通道依序將該二電子元件與該二絕緣片鎖 固於該散熱裝置，藉以，利用該絕緣元件使該二電子元件與 該散熱裝置之間絕緣。 根據本案上述之構想，其中該鎖固元件係為螺絲與螺帽 組合，藉由螺絲穿過散熱裝置之一貫穿孔以與該螺帽鎖固。 根據本案上述之構想，其中該電子元件係為一功率電晶 體元件。 根據本案上述之構想，其中該絕緣元件係為一套管。 根據本案上述之構想，其中該絕緣元件係包含一套管與 一底座。 根據本案上述之構想，其中該散熱裝置更包含一凹槽， 以容置該絕緣元件之該底座。 根據本案上述之構想，其中該散熱裝置具有一直圓孔或 貫穿孔，以容置該絕緣元件之該底座。 根據本案上述之構想，其中該絕緣元件之該底座的長度 與該散熱裝置的厚度實質上相等。 根據本案上述之構想，其中該散熱裝置係固定於一電路 板上。 【實施方式】 體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說 1244885 明中相敘述。應理解的是本案㈣在 種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且有各 本質上得、當作制之用，而翻以限制本案^月及圖示在 晉二T:、以功率電晶體元件配合絕緣元件鎖固於散執壯 椹二來進一步5兄明本案之電子元件與散熱裝置之組人： 構之技術内容，然其他鎖固於散熱裝置上之任何電子元°、、、。 可應用本案之技術輯到有效絕緣之目的，且其皆不=件亦 所揭露之技術範圍及技術思想。 案 請參閱第H係為本案之第-較佳實施例之結構爆 炸圖。如第二圖所示，本案之電子元件與散熱裝置之組合結 構係包含一鎖固元件21、一電子元件22、一絕緣片23、 散熱裝置24以及一絕緣元件25。其中，鎖固元件21可為— 般常用之螺絲或是配合螺帽（未圖示）來使用，電子元件U 係具有一第一孔 >同221，絕緣片23具有一第二孔洞231，而 絕緣元件25則設置於該電子元件22之該第一孔洞221内， 且具有一通道251，於此實施例中，絕緣元件25係為中空狀 之套管，其不但設於該電子元件22之該第一孔洞221内且 更穿過絕緣片23之第二孔洞231，藉此該鎖固元件21便可 透過該絕緣元件25之該通道251依序的將電子元件22與該 絕緣片23鎖固於該散熱裝置24上，而使得電子元件22與 散熱裝置24之間得以靠著絕緣元件25的存在而絕緣。如此 一來，即使電子元件22是在高壓狀態下使用，亦不會讓電 子元件22與散熱裝置24之間導通，那麼也就不會發生先前 技術中所述之電弧、火花及煙霧的缺失。另外，於此實施例 1244885 中’政熱I置24上可具有一貫穿孔241或凹槽，若為第二 圖所示之貫穿孔241，則可利用螺帽（未圖示）配合鎖固元件 21鎖固。另外，亦可利用散熱裝置24上之一小凹槽（未圖示) 抵頂直柱絕緣元件25之一端，並於散熱裝置24上做攻牙使 其與鎖固元件21之一端鎖合，藉此也能達到同樣的鎖固效 果’並可節省掉螺帽的使用。 於本案之技術中，絕緣元件25與絕緣片23係可以一體 成型的方式製成。請參閱第三圖，其係為本案之第二較佳實 施例之結構爆炸圖。於此實施例中，絕緣元件25係由第二 圖所示的絕緣片23之第二孔洞231之週邊向外延伸，亦或 疋絕緣片23的套管直接由絕緣片23抽拉而出。絕緣元件25 亦設置於該電子元件22之第一孔洞221内，藉此，鎖固元 件21便可穿過該絕緣元件25之通道251而將電子元件22 鎖固在散熱裝置24上，如此一來，不只可以增加絕緣距離， 而且可使電子元件22與散熱裝置24之間利用絕緣片23以 及絕緣元件25而有效絕緣。 請參閱第四圖（a)與第四圖（b)，其中第四圖（^係為本案 之第三較佳實施例之結構爆炸圖，而第四圖（b)係為本案第四 圖（a)所示結構之侧剖面圖。如第四圖⑻所示，於此實施例 中’絕緣元件27係設計為包含一套管271與一底座272，其 中套管271與底座272内形成一通道，且絕緣元件27之套 管271係套設於電子元件22之第一孔洞221以及絕緣片23 之第二孔洞231内。另外，散熱装置26設有一凹槽261，以 容置絕緣元件27之底座272。如同第四圖（b)所示，鎖固元 1244885 件21可透過絕緣元件27之通道 鎖固於散熱裝置26上，而使得♦ $子兀件22與絕緣片23 之間可以靠著絕緣元件27的存件22與散熱裝置26 22 26 ^ 也就可以防止電子元件22與散熱裝u果便會加強’因此 電弧、火花或煙霧的情形。… 之間產生不必要的 當然’為了要進-步增進散熱的效果 更可包含一散熱片。請參閱第五圖， 其係為本案之弟四較佳實施例之結構爆炸圖。如第五圖所 件22之該第一孔洞221，以供絕緣元件27之套管271穿過。 於此實施例中，加設散熱片28後可以加大電子元件22的傳 導面積，因此電子元件22所產生的熱量便可透過散熱片28 傳至散熱裝置26上幫助散熱，藉此使電子元件22能更快速 散熱。然而為了要更確保散熱片28與散熱裝置26之間不要 不’本案之電子元件與散熱裝置之組合結構更包含一散熱片 28設於祕緣片23與該電子元件22之間，該散熱片㈣ 有第—孔洞281 ’ #中该第三孔洞281係相對於該電子元 有導通現象’於此實施例中，可使散熱片28之面積小於該 絕緣片23之面積，以使散熱片28與散熱裝置26之間亦呈 絕緣狀態。 另外’本案之電子元件與散熱裝置之組合結構更可同時 對向鎖固二電子元件。請參閱第六圖，其係為本案之第五較 佳貫施例之側剖面圖。如第六圖所示，本案之電子元件與散 熱裝置之組合結構係具有一鎖固元件21、二電子元件22、 12 1244885 二絕緣片23、一散熱叢置26以及二絕緣元件27。電子元件 22係設置於散熱裝置26之兩侧，二絕緣片23分別設置於電 子元件22與散熱裝置26之間，而二絕緣元件27則分別設 置於散熱裝置26之兩侧，用以使電子元件22與散熱裝置％ 絕緣。於此實施例中，每一絕緣元件27包含—套管271與 -底座272，其中套管271與底座272内形成—通道(未圖 示），且絕緣元件27之套管271係套設於電子元件22之第

-孔洞221以及絕緣片23之第二孔洞231内，藉此，制 固元件21便可透過絕緣元件27之通道，將二電子元件2 對向鎖固於散熱裝置26上，而且透過該絕緣元件27的段 離，該二電子元件22與賴絲置26之間便可有效絕緣R 同時，如此的設計還可以充分利用散熱裴置26的★門，c 於相同的面積下增設電子元件。當然，於實施财^固力 件21可關絲配合螺巾胃29的方式應用，錢得整組結構身 加穩固。此外，於本案之實施例中，電子元件22係可㈣ 定於散熱裝置26後，再將散絲置％以及電子 定

電路板30上’如同第六圖所示。 U疋万 面 請參閱弟七圖’其係為本案之第六較佳實施例之側刊 圖。如第七圖所不’本案之電子元件與散熱裝置之 ^ 係具有-顧元件21、二電子細22、二絕緣片23、j 熱裝置26以及-絕緣元件27。二f子元件22係分別設置^ 散熱裝置26之兩側，二絕緣片23分別設置於電子元件η 與散熱裝置26之間，而散熱裝置26則具有—直圓孔或 孔’絕緣元件27則包括一套管271與—底座272，其中套管 13 1244885 271係由底座272之兩側向外延伸，底座272的長度可同散 熱1置26的厚度或略小於散熱裝置26的厚度，使得絕緣元 件27之底座272設置於散熱裝置26之直圓孔或貫穿孔中。 套管271與底座272内更形成一通道(未圖示），且絕緣元件 27之套管271係套設於電子元件22之第一孔洞221以及絕 ，片23之第二孔洞231内，藉此，該鎖固元件21便可透過 =緣元件27之通道，將二電子元件22對向顧於散熱裝置 歲上，而且透過該絕緣元件27的隔離，該二電子元件22 =散熱裝置26之間便可有效絕緣。同時，如此的設計還 =充分湘散熱裝置26的空間，⑽相_面積下增設 螺俨：件。當然，於實施例中’鎖固元件21可以螺絲配合 % 方式應用’以使得整組結構更加穩固。散熱裝置 效果為直圓孔或貫穿孔不只可以達到相同之鎖固與絕緣 而且更可以節省雜作業上錢需各放1絕緣元件 工捋，可降低開銷以及節省成本。 係利用二= 件與罐置之組合結構主要 固4= ί件與散熱裝置之間絕緣，並利用鎖 之門& 細來，#以增加電子元件與散埶裝置 子元件與散_之^通電導 等缺失；ϋ前技術所述之產生電弧、火花或是煙霧 失，同日守又可穩固地將電子元件裝設於散瓿壯 大大的增加空間利用率，足以解決先 :衣 ，，，本案之電子元件丄=:::= 業之價值，爰依法提出申請。 〜構極具產 14 1244885 本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然 皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。 【圖式簡單說明】 第一圖·其係顯示傳統功率電晶體元件鎖固於散熱片之結構爆炸 圖〇 第二圖：其係為本案之第-触實補之結構爆炸圖 ^二圖.其係為本案之第二較佳實施例之結構爆炸圖 弟四圖(a) ·其係為本宰之裳- ^ 系之弟二較佳貫施例之結構爆炸| 第四圖(b) ·其係為本案第 ^四圖⑻所福構之側剖面圖

弟五圖··其係為本荦之箓 M .…紋知錄貫關之結構爆炸圖 弟六圖·其係為本案之莖 弟五較佳貫施例之側剖面圖。 弟七圖··其係為本案之第丄 α 弟，、車又佳貝鉍例之側剖面 【主要元件符號說明】 11螺絲 13絕緣片 14散熱片 21鎖固元件 221第一孔洞 231第二孔洞 241貫穿孔 12功率電晶體元件 131孔洞 121孔洞 22電子元件 23絕緣片 24散熱裝置 25絕緣元件 1244885 251通道 26散熱裝置 261凹槽 27絕緣元件 271套管 272底座 28散熱片 281第三孔洞 29螺帽 30電路 16

Claims (1)

1244885 十、申睛專利範圍： L 一種電子元件與散熱裝置之組合結構，其包含： 一鎖固元件； 一電子元件，其具有一第一孔洞； -絕緣片，其具有—第二孔洞，其中該第二孔洞係相對於該 電子元件之該第一孔洞； " —絕緣元件，其係設置於該電子元件之該第一孔洞内，且具 有一通道；以及 一散熱裝置； 其中，該鎖固元件係透過該絕緣元件之該通道依序將該電子 轉與該絕緣片_於該散熱裝置，藉以，_該絕緣元件使該 電子元件與該散熱裝置之間絕緣。 2.如申請專聰圍第丨項所述之電子元件與散熱裝置之組合結 構’其中該鎖固元件係為螺絲。 3·如申請專利範圍第2項所述之電子元件與散熱裝置之組合結 構，其中該鎖固元件更包含一螺帽。 •如申明專她圍第1項所述之電子元件與散熱裝置之組合結 構，其中該電子元件係為一功率電晶體元件。 5·如申請專利翻第丨顯述之軒元件與散熱裝置之組合結 構’其中該絕緣元件係為一套管。 6.如申請專魏圍第丨_述之電子元件與散齡置之組合結 17 1244885 構，其中該絕緣元件係包含—套 7·如申請專利範圍第6 、甩座。 構，其找散_置^1=7元件錄録置之組合結 座。 ^ ’以容置該絕緣元件之該底 8. 如申請專利範圍第〗 構，更包含-散孰片ρ 子元件與散熱裝置之組合結 具有-第三㈣ 該絕緣片與該電子元件之間，且 一孔洞。中铺三孔洞係、相對於該電子元件之該第 9. 如申請專利範圍第8 構，其巾該散刮之岐Γ 織置之組合結 熱片之面積小於該絕緣片之面積。 10. 如申請翻範圍第 Y义之電子凡件與散熱裝置之組合結 冓/、中该、、、邑緣元件與該絕緣片係一體成型。 n.如申請專利範圍第！項所述 M ^ , 电于凡件與政熱裝置之組合， 、中該散歸置係固定於—電路板上。 12.種电子7G件與散熱裳置之組合結構，其係包含. 一鎖固元件； 一散熱裝置，其具有一通孔； -孔7子70件，其係設於該散熱裝置之兩側，且分別具有一第 八丨二絕糾，其係分別設於該散_置與該電子元件之間，且 刀別具有-第二孔洞，其中該第二孔祠係相對於該電子元件之該 18 1244885 第一孔洞；以及 至少-絕緣元件，其係至少設置於該二電子元件之該第一孔 洞内，且具有一通道； 其中，該鎖固元件係透過該通道依序將該二電子元件與該二 絕緣片_於該散齡置，藉以，糊魏緣元件使該二電子元 件與該散熱裝置之間絕緣。 13.如申請專利範圍第12項所述之電子元件與散熱裝置之組合結 構’其中該鎖固元件係為螺絲。 14·如申請專機圍第13項所述之電子元件與散歸置之組合結 構，其中該鎖固元件更包含一螺帽。 15. 如申請專利·第12項所述之電子元件與散熱裝置之組合結 構，其中該電子元件係為一功率電晶體元件。 16. 如申請專纖圍第12項所述之電子元件與散錄置之組合結 構’其中該絕緣元件係為一套管。 17. 如申請專利範圍第12項所述之電子元件與散熱裝置之組合結 構，其中該絕緣元件係包含一套管與一底座。 1δ.如申請專纖圍第17項所述之電子元件與散熱裝置之組合結 構其中遠政熱裝置更包含—凹槽，以容置該絕緣元件之該底 7$ 〇 19’如申請專利範圍第17項所述之電子元件與散熱裝置之組合結 構’其中該散熱裝置更包含-貫穿孔，以容置該絕緣元件之該 19 1244885 底座。 20. 如申請專利範圍第19項所述之電子元件與散熱裝置之組合結 構，其中該絕緣元件之該底座的長度與該散熱裝置的厚度實質 上相等。 21. 如申請專利範圍第12項所述之電子元件與散熱裝置之組合結 構，其中該散熱裝置係固定於一電路板上。 20