CN1194466C - 具有内置集成电路的模块的散热装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有内置集成电路(IC)的模块的散热装置，包括形成有多个从电路板的上表面向电路板的下表面延伸的第一通孔的电路板；安装到电路板的下表面的金属-固定IC，在上述IC的上表面固定有金属元件；设置在电路板上表面的第一导电材料，第一导电材料填充第一通孔以便与金属元件接触；用于在其中容纳电路板的模块外壳，其包括由金属制成的上和下壳体；在上壳体形成的并用于使在电路板上表面上的第一导电材料与上壳体接触的凹下结构。通过这种构造，形成了从金属固定IC经过导电材料向模块外壳延伸的热传递路径，由此使由金属固定IC产生的热量经过模块外壳有效地向外释放。

Description

具有内置集成电路的模块的散热装置
技术领域
本发明涉及具有内置IC(集成电路)的模块的散热装置，尤其涉及这样一种具有内置IC的模块的散热装置，其包括形成在容纳IC、尤其是金属-固定IC的模块外壳中的凹下结构，以便沿着从金属-固定IC经过导电材料至模块外壳形成热传递路径，由此可以使由金属-固定IC产生的热量经过模块外壳有效地释放到外部。
背景技术
通常，在个人计算机(PC)中安装有线调制解调器，即所谓的“有线调制解调器盒”，该有线调制解调器连接到互联网连接电缆以允许用户接入互联网。这种有线调制解调器可以用在需要接入互联网的系统中，例如，除了PC之外，还有TV或VCR。
这种有线调制解调器的例子是有线调制解调调谐器。为了实现在性能和生产率方面的改进，将这种有线调制解调调谐器制造成模块的结构。在这种模块有线调制解调调谐器中，高集成的IC内置于封装在模块外壳中的电路板。
图1是表示常规有线调制解调调谐器的外部结构的透视图。参考图1，由标号10表示的常规有线调制解调调谐器包括金属壳11以便其具有模块结构。管脚13在连接到安装在金属壳11中的电路板(未示出)的同时还从金属壳11的侧面向外伸出。为了向外释放金属壳11中产生的热量，在金属壳11的主表面形成多个通孔12。
为了获得微型模块结构，有线调制解调调谐器模块的内部电路应当利用高度集成的IC来实现。但在这种情况下，由于高度集成的IC产生大量的热量，所以还必须添加散热装置。为此，在上述常规有线调制解调调谐器模块中的金属壳形成简单的孔。但是，这种孔的散热作用不够。为此，常规的有线调制解调调谐器模块问题在于：由于从内部IC产生的热量导致的热噪音导致了性能的退化。
发明内容
因此，鉴于上述问题提出了本发明，本发明的目的是提供具有内置IC的模块的散热装置，它包括：在容纳IC、尤其是金属-固定IC的模块外壳中形成的凹下结构，以便沿着从金属-固定IC经过导电材料至模块外壳形成热传递路径，由此可以使由金属-固定IC产生的热量经过模块外壳有效地释放到外部。
根据一方面，本发明提供一种具有内置集成电路(IC)的模块的散热装置，该散热装置包括：形成有多个从电路板的上表面向电路板的下表面延伸的第一通孔的电路板；安装到电路板的下表面的金属-固定IC，在上述IC的上表面固定有金属元件；设置在电路板上表面的第一导电材料，第一导电材料填充第一通孔以便与金属元件接触；用于在其中容纳电路板的模块外壳，其包括由金属制成的上和下壳体；在上壳体形成的并用于使在电路板上表面上的第一导电材料与上壳体接触的凹下结构。
优选地，凹下结构与上壳体一体形成。凹下结构可以具有多阶梯结构。凹下结构可以在凹下结构与第一导电材料接触的区域具有从凹下结构的上表面延伸到凹下结构的下表面的多个第二通孔。在这种情况下，散热装置还可以包括：设置在凹下结构的上表面的第二导电材料，第二导电材料填充在第二通孔中以便与第一导电材料接触。
优选地，在凹下结构和第一导电材料之间的接触面积基本上等于在金属-固定IC和电路板之间的接触面积。第一和第二导电材料可以利用焊接工艺设置。
根据另一方面，本发明提供一种具有内置集成电路(IC)的模块的散热装置，该装置包括：形成有多个从电路板的上表面向电路板的下表面延伸的第一通孔的电路板；安装到电路板的下表面的金属-固定IC，在上述IC的上表面固定有金属元件；设置在电路板上表面的第一导电材料，第一导电材料填充第一通孔以便与金属元件接触；用于在其中容纳电路板的模块外壳，其包括由金属制成的上和下壳体；在上壳体形成的并用于使在电路板上表面上的第一导电材料与上壳体接触的凹下结构，凹下结构通过局部地切开上壳体的一部分并且向下弯折上壳体的切开部分而形成。
在这种情况下，凹下结构可以在凹下结构与第一导电材料接触的区域具有多个从凹下结构的上表面延伸到凹下结构的下表面的第二通孔。散热装置还可以包括：设置在凹下结构的上表面的第二导电材料，第二导电材料填充在第二通孔中以便与第一导电材料接触。
在凹下结构和第一导电材料之间的接触面积基本上等于在金属-固定IC和电路板之间的接触面积。第一和第二导电材料可以利用焊接工艺设置。
附图说明
本发明的上述目的、其他特点和优点在阅读了结合附图的下述详细描述之后将变得更加明显，其中：
图1是表示常规有线调制解调调谐器的外部结构的透视图；
图2是表示根据本发明的第一实施例、设置在有线调制解调调谐器模块的散热装置的结构；
图3a和3b是沿图2的线A-A取向的横截面图，其中图3a显示有线调制解调调谐器的分解结构，图3b显示有线调制解调调谐器的组装结构；
图4是表示根据本发明的第二实施例、在有线调制解调调谐器模块中设置的散热装置的结构的平面图；
图5a和图5b是沿图4的线A-A取向的横截面图，其中图5a显示显示有线调制解调调谐器的分解结构，图5b显示有线调制解调调谐器的组装结构；
图6a至6c是表示有线调制解调调谐器的管脚设置的图，其中图6a是平面图，图6b是前视图，图6c是左视图。
优选实施例的描述
现在，参考附图详细描述涉及具有内置IC的模块的散热装置的本发明实施例。
图2是表示根据本发明的第一实施例、在有线调制解调调谐器中设置的散热装置结构的平面图。图3a和3b是沿着图2的A-A线剖取的剖视图。图3a显示有线调制解调调谐器模块的分解结构，而图3b显示有线调制解调调谐器模块的组装结构。
参考图2、3a和3b，根据本发明第一实施例的有线调制解调调谐器模块的散热装置包括电路板30，例如为印刷电路板(PCB)，此电路板30形成有多个从电路板30的上表面30a向电路板30的下表面30b延伸的第一通孔H1。散热装置还包括安装到电路板30的下表面30b的金属-固定IC40，在其上表面上固定有金属元件41。第一导电材料51设置在电路板30的上表面30a上。第一导电材料51填充第一通孔H1以便与金属元件41接触。散热装置进一步包括用于在其中容纳电路板30并包括由金属制成的上和下壳体21a和21b的模块外壳20、以及在上壳体21a中形成的并用于使在电路板30的上表面30a上的第一导电材料51与上壳体21a接触的凹下结构22。
优选地，考虑到制造工艺和热传递特性，凹下结构22与上壳体21a一体形成。凹下结构22还优选具有多阶梯结构。具体地说，为了便于其制造，凹下结构22可以具有双阶梯结构。
在凹下结构22与第一导电材料51接触的区域，凹下结构22具有多个从凹下结构22的上表面22a向凹下结构22的下表面22b延伸的第二通孔H2。在凹下结构22的上表面22a设置第二导电材料52。第二导电材料52填充第二通孔H2以便与第一导电材料51接触。因此，上壳体21a经过第一和第二导电材料51和52与金属—固定IC40的金属元件41热连接。因此，从金属—固定IC40产生的热量以经过金属元件41、第一和第二导电材料51和52、凹下结构22的顺序传递到上壳体21a。
为了更有效地将金属—固定IC40所产生的热量传递到模块外壳20，优选在凹下结构22和第一导电材料51之间的接触面积基本上等于在金属—固定IC40和电路板30之间的接触面积。
虽然对于第一和第二导电材料51和52的设置没有特别限制，但是为了实现简单的可用性，优选利用焊接工艺设置这些导电材料51和52。这里，应注意到这些优选方案也用于以下将描述的本发明的第二实施例。
根据具有上述本发明第一实施例的构造的散热装置，从安装在电路板上的IC所产生的热量经过金属元件传递到金属壳的凹下结构，第一导电材料填充第一通孔，第二导电材料填充第二通孔。传递到凹下结构的热量散布在金属壳的整个部分上，以便有效地释放到大气中。
在具有上述凹下结构的散热装置应用到具有多个IC模块的情况下，它可以形成在每个IC上。换句话说，散热装置可以选择性地形成在产生最大量的热的IC。
图4是描述根据本发明第二实施例设置在有线调制解调调谐器模块的散热装置的结构。图5a和图5b是沿着图4的A-A线剖取的剖视图。图5a示出了有线调制解调调谐器的分解结构，而图5b示出了有线调制解调调谐器模块的组装结构。在图4、5a、5b中，分别对应于图2、3a、3b中的那些的标号由相同的标号表示。
参考图4、5a和5b，根据本发明第二实施例的有线调制解调调谐器模块的散热装置包括电路板30，例如PCB，此电路板30形成有多个从电路板30的上表面30a向电路板30的下表面30b延伸的第一通孔H1。散热装置还包括安装到电路板30的下表面30b并用金属元件41固定在其上表面的金属-固定IC40。第一导电材料51设置在电路板30的上表面30a。第一导电材料51填充第一通孔H1以便与金属元件41接触。散热装置进一步包括用于在其中容纳电路板30并包括由金属制成的上和下壳体61a和61b的模块外壳60、以及在上壳体61a中形成的并用于使在电路板30的上表面30a上的第一导电材料51与上壳体61a接触的凹下结构62。凹下结构62通过局部地切开上壳体61a的一部分并向下弯折上壳体61a的切开部分而形成。
在凹下结构62与第一导电材料51接触的区域，凹下结构62具有多个从凹下结构62的上表面62a向凹下结构62的下表面62b延伸的第二通孔H3。在凹下结构62的上表面62a上设置第二导电材料52。第二导电材料52填充第二通孔H3以便与第一导电材料51接触。因此，上壳体21a经过第一和第二导电材料51和52与金属—固定IC40的金属元件41热连接。因此，从金属—固定IC40产生的热量以经过金属元件41、第一和第二导电材料51和52、凹下结构62的顺序传递到上壳体61a。
为了更有效地将金属—固定IC40所产生的热传递到模块外壳60，优选在凹下结构62和第一导电材料51之间的接触面积基本上等于在金属—固定IC40和电路板30之间的接触面积。
虽然对于第一和第二导电材料51和52的设置没有特别的限制，但是为了实现简易的可用性，优选利用焊接工艺设置那些导电材料51和52。
虽然已经描述了将根据本发明的散热装置应用到金属—固定IC，但是对其应用并没有特别的限制。根据本发明，散热装置可以应用到产生大量热的元件。由于高度集成IC是产生大量热量的元件的代表，因此本发明已经结合金属—固定IC进行了描述，此金属—固定IC是通过将金属元件固定到高度集成IC而形成的。同样，本发明的散热装置可以应用到各种模块，而并不限制于特殊模块。例如，除了应用到上述有线调制解调调谐器模块之外，本发明的散热装置可应用到人造卫星调谐器模块、有线调谐器模块、电视调谐器模块、VTR调谐器模块、与其他Web盒(boxes)和调制解调盒。
现在，将描述有线调制解调调谐器模块，也就是本发明的散热装置将应用到的模块的管脚设置。图6a至6c是表示有线调制解调调谐器模块的管脚设置的示图，其中图6a是平面图，图6b是前视图，图6c是左视图。
参考图6a至6c，有线调制解调调谐器模块包括IC、安装有所需要的元件和电路的电路板、包括用于封装IC和电路板的上下壳体的金属模块外壳20。
如图6a和6b所示，金属模块外壳20包括多个管脚，这些管脚被指定为编号1至18，并且一个接一个排列地形成在金属模块外壳20的一个侧面。第一至第十八管脚的每个连接到设置在金属模块外壳20内部的电路板上并以所需要的尺寸向外延伸。在第一至第十八管脚的相邻管脚之间的间距P25设置到约3mm或更少。这些间距，也就是管脚间距，对应于常规壳体中的管脚间距的1/2或更少。由于在排列的管脚之间的横距减小了，因此，应用了本发明的散热装置的有线调制解调调谐器可以具有减少的尺寸。这样，可以制造具有超微型尺寸的有线调制解调调谐器模块。
例如，可以制造具有约2.5mm的管脚间距的有线调制解调调谐器模块，由此实现在根据本发明所采用的IC的密度方面的改进。在此壳中采用0.8mm厚的管脚的情况下，有线调制解调调谐器模块可以具有约59.1mm×39.58mm×13.8mm(长度×宽度×厚度)的尺寸。
管脚可以包括被指定为编号1和2的两个传输数据管脚TXIN，被指定为编号3的第一电压管脚VS1，被指定为编号4的第一地址管脚AS1，被指定为编号5的传输使能管脚TXEN，被指定为编号6的第二电压管脚VS2，被指定为编号7的无线电频率自动增益控制管脚RF-AGC，被指定为编号8的第一时钟管脚SCL1，被指定为编号9的第一数据管脚SDA1，被指定为编号10的第三电压管脚VS3，被指定为编号11的第二时钟管脚SCL2，被指定为编号12的第二数据管脚SDA2，被指定为编号13和14的两个NC管脚NC，被指定为编号15的第四电压管脚VS4，被指定为编号16的中频自动增益控制管脚IF-AGE，被指定为编号17和18的两个IF管脚IF1和IF2。
如图6a所示限定了上述管脚的设置顺序，这样，此设置顺序用作与在有线调制解调调谐器模块中的内部电路的实现以及在考虑到与内部电路相联系的管脚的设置的同时将被进行的壳体的制造相联系的管脚设置标准，可以方便的制造出具有超微型结构的有线调制解调调谐器模块。
从上面的描述可以看出，本发明提供一种具有内置IC的模块的散热装置，其中包括在容纳IC，尤其是金属固定IC的模块外壳中形成的凹下结构，以便形成从金属固定IC经过导电材料向模块外壳延伸的热传递路径，由此使从金属固定IC产生的热量有效地由模块外壳向外释放。
虽然出于解释的目的对本发明的优选实施例进行了描述，但是本领域的技术人员可以理解，正如在权利要求中所公开的那样，在没有脱离本发明的范围和实质条件下的各种变化、添加和替代均是可以的。

Claims (20)

1.一种具有内置集成电路的模块的散热装置，包括：
电路板，形成有多个从电路板的上表面向电路板的下表面延伸的第一通孔；
安装到电路板的下表面的金属-固定IC，在上述IC的上表面固定有金属元件；
设置在电路板上表面的第一导电材料，第一导电材料填充第一通孔以便与金属元件接触；
用于在其中容纳电路板的模块外壳，其包括由金属制成的上和下壳体；以及
在上壳体中形成的凹下结构，凹下结构具有多阶梯结构，用于使在电路板上表面上的第一导电材料与上壳体接触。
2.根据权利要求1的散热装置，其特征在于，凹下结构在凹下结构与第一导电材料接触的区域具有从凹下结构的上表面延伸到凹下结构的下表面的多个第二通孔。
3.根据权利要求2的散热装置，进一步包括：
设置在凹下结构上表面的第二导电材料，第二导电材料填充第二通孔以便与第一导电材料接触。
4.根据权利要求3的散热装置，其特征在于，在凹下结构和第一导电材料之间的接触面积等于在金属固定IC与电路板之间的接触面积。
5.根据权利要求4的散热装置，其特征在于，利用焊接工艺设置第一和第二导电材料。
6.一种具有内置集成电路的有线调制解调调谐器模块的散热装置，包括：
电路板，形成有多个从电路板的上表面向电路板的下表面延伸的第一通孔；
安装到电路板的下表面的金属-固定IC，在上述IC的上表面固定有金属元件；
设置在电路板上表面的第一导电材料，第一导电材料填充第一通孔以便与金属元件接触；
用于在其中容纳电路板的模块外壳，其包括由金属制成的上和下壳体；以及
在上壳体中形成的凹下结构，凹下结构具有多阶梯结构，用于使在电路板上表面上的第一导电材料与上壳体接触。
7.根据权利要求6的散热装置，其特征在于凹下结构在凹下结构与第一导电材料接触的区域具有从凹下结构的上表面延伸到凹下结构的下表面的多个第二通孔。
8.根据权利要求7的散热装置，进一步包括：
设置在凹下结构上表面的第二导电材料，第二导电材料填充第二通孔以便与第一导电材料接触。
9.根据权利要求8的散热装置，其特征在于，在凹下结构和第一导电材料之间的接触面积等于在金属固定IC与电路板之间的接触面积。
10.根据权利要求9的散热装置，其特征在于，利用焊接工艺设置第一和第二导电材料。
11.一种具有内置集成电路的模块的散热装置，包括：
电路板，形成有多个从电路板的上表面向电路板的下表面延伸的第一通孔；
安装到电路板的下表面的金属-固定IC，在上述IC的上表面固定有金属元件；
设置在电路板上表面的第一导电材料，第一导电材料填充第一通孔以便与金属元件接触；
用于在其中容纳电路板的模块外壳，其包括由金属制成的上和下壳体；
在上壳体形成的凹下结构，用于使在电路板上表面上的第一导电材料与上壳体接触，凹下结构通过局部地切开上壳体的一部分并且向下弯折上壳体的切开部分而形成。
12.根据权利要求11的散热装置，其特征在于凹下结构在凹下结构与第一导电材料接触的区域具有从凹下结构的上表面延伸到凹下结构的下表面的多个第二通孔。
13.根据权利要求12的散热装置，进一步包括：
设置在凹下结构上表面的第二导电材料，第二导电材料填充第二通孔以便与第一导电材料接触。
14.根据权利要求13的散热装置，其特征在于，在凹下结构和第一导电材料之间的接触面积等于在金属固定IC与电路板之间的接触面积。
15.根据权利要求14的散热装置，其特征在于，利用焊接工艺设置第一和第二导电材料。
16.一种具有内置集成电路的有线调制解调调谐器的散热装置，包括：
电路板，形成有多个从电路板的上表面向电路板的下表面延伸的第一通孔；
安装到电路板的下表面的金属-固定IC，在上述IC的上表面固定有金属元件；
设置在电路板上表面的第一导电材料，第一导电材料填充第一通孔以便与金属元件接触；
用于在其中容纳电路板的模块外壳，其包括由金属制成的上和下壳体；
在上壳体形成的凹下结构，用于使在电路板上表面上的第一导电材料与上壳体接触，凹下结构通过局部地切开上壳体的一部分并且向下弯折上壳体的切开部分而形成。
17.根据权利要求16的散热装置，其特征在于，凹下结构在凹下结构与第一导电材料接触的区域具有从凹下结构的上表面延伸到凹下结构的下表面的多个第二通孔。
18.根据权利要求17的散热装置，进一步包括：
设置在凹下结构上表面的第二导电材料，第二导电材料填充第二通孔以便与第一导电材料接触。
19.根据权利要求18的散热装置，其特征在于，在凹下结构和第一导电材料之间的接触面积等于在金属固定IC与电路板之间的接触面积。
20.根据权利要求19的散热装置，其特征在于，利用焊接工艺设置第一和第二导电材料。
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