CN106206459A - 封装组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种封装组件，包括框体、电源模块、第一散热模块以及第二散热模块。框体固定于第一散热模块。电源模块设置于框体的中空部，且覆盖框体的第一开口。电源模块包括第一表面、第二表面以及至少一针脚，其中第一表面具有周缘区域及中间区域，第二表面是贴附于第一散热模块。至少一针脚是设置于周缘区域，且穿设于对应的孔洞，并且部分外露于框体。第二散热模块设置于中空部且贴附于电源模块的第一表面的中间区域。

Description

封装组件
技术领域
本发明涉及一种封装组件，尤其涉及一种可容置电源模块，且可通过双侧冷却机构对电源模块进行散热的封装组件。
背景技术
近年来，电子装置设计是朝向小尺寸、轻量及易携带的趋势发展。此外，随着电子工业的进步，电子装置的内部电路亦逐渐模块化，换言之，多个电子组件是整合在单一电路模块。举例而言，电源模块(power module)为广泛使用的电路模块之一。电源模块包括例如但不限于直流-直流转换器(DC to DCconverter)、直流-交流转换器(DC to AC converter)或交流-直流转换器(AC toDC converter)。于多个电子组件(例如电容器、电阻器、电感、变压器、二极管及晶体管)整合为电源模块后，电源模块可安装于系统电路板上。
传统电源模块的封装架构如下。首先，将多个功率半导体裸芯片、多个被动组件及多个针脚(Pin)设置于基板的第一面上。电源模块可通过针脚与外部电路连接。特别是，功率半导体裸芯片、被动组件及针脚是利用锡膏(solderpaste)焊接在基板上。之后，功率半导体芯片、被动组件及针脚利用打线(wirebonding)技术而彼此以导线连接，藉此形成外露式电源模块。此外，外露式电源模块的功率半导体裸芯片、被动组件及针脚是通过倒U型的盖体所覆盖。盖体具有多个孔洞对应于多个针脚。多个针脚是穿设于对应的多个孔洞且部分外露于盖体，藉此电源模块便完成封装。此外，外露的多个针脚可插设于印刷电路板的对应的多个插孔。再则，散热器是设置于基板的第二面，其中该第二面相对于该第一面。当功率模块运作于高电源强度时会产生相当程度的热能，因此利用贴附于基板的第二面的散热器便可进行散热。
然由于散热器是设置于基板的第二面，因此功率模块仅能利用单侧冷却机构进行散热。此外，由于盖体具有较高热阻且不会与散热器接触，因此盖体无法提供功率模块良好的散热路径，亦即现有封装组件的散热效率无法有效提升。
发明内容
本发明的目的为提供一种封装组件，其可封装电源模块且可通过双侧冷却机构对电源模块进行散热，借此以提升封装组件的散热效率与工作效能，并且可以延长功率模块的使用寿命。
本发明的另一目的为提供一种封装组件，其可封装电源模块且可对电源模块进行主动散热，借此以提升电源模块的散热效率与工作效能，并且可以延长功率模块的使用寿命。
为达上述目的，本发明提供一种封装组件，其包括框体、电源模块、第一散热模块及第二散热模块。框体固定于第一散热模块，且包含顶部、底部、多个框板以及中空部，其中中空部具有与底部相邻的第一开口以及与顶部相邻的第二开口。顶部具有至少一孔洞。电源模块设置于框体的中空部且覆盖中空部的第一开口，且包括第一表面、第二表面以及至少一针脚，其中第一表面与第二表面相对，第一表面具有周缘区域以及中间区域，第二表面是贴附于第一散热模块。至少一针脚是设置电源模块的第一表面的周缘区域，且穿设于对应的孔洞，并且部分外露于框体的顶部。第二散热模块设置于框体的中空部且贴附于电源模块的第一表面的中间区域。
本发明的有益效果在于，本发明提供一种封装组件，其可封装电源模块。第一散热模块是贴附于电源模块的第二表面，第二散热模块是设置于框体内且贴附于电源模块的第一表面，借此可利用双侧冷却机构对电源模块进行散热，且可提升封装组件的散热效率与工作效能，并且可以延长功率模块的使用寿命。此外，本发明的封装组件亦可对电源模块进行主动散热，以提升封装组件的散热效率与工作效能。
本发明得通过下列图示与实施例说明，以得以更清楚的了解。
附图说明
图1A为本发明第一实施例的封装组件的组合结构图。
图1B为图1A所示的封装组件的分解结构图。
图1C为图1A所示的封装组件的电源模块的结构俯视图。
图1D为图1A所示的封装组件的框体的结构剖面图。
图2A为本发明第二实施例的封装组件的组合结构图。
图2B为图2A所示的封装组件的分解结构图。
图2C为图2A所示的封装组件的第二散热模块的结构示意图。
图3为图2A所示的封装组件的一变化例的组合结构图。
其中，附图标记说明如下：
1、1a、1b：封装组件
2、2a：框体
21：框板
211：第一框板
212：第二框板
213：第三框板
214：第四框板
21a：顶部
21b：底部
22：中空部
23：第一开口
24：第二开口
25：孔洞
26：延伸部
27：容收凹槽
27a：第四锁固孔
28：第一穿孔
3：电源模块
31：第一表面
31a：周缘区域
31b：中间区域
32：第二表面
33：针脚
4：第一散热模块
42：第二锁固孔
5、5a：第二散热模块
51：通道
51a：入口
51b：出口
6：锁固架
62：第一锁固孔
63：第三锁固孔
64：第一锁固组件
65：第二锁固组件
7：固定装置
71：固定孔
72：固定组件
8：热导流管
81：定位组件
具体实施方式
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作对其进行说明用，而非架构于限制本发明。
请参阅图1A至图1D，其中图1A为本发明第一实施例的封装组件的组合结构图，图1B为图1A所示的封装组件的分解结构图，图1C为图1A所示的封装组件的电源模块的结构俯视图，以及图1D为图1A所示的封装组件的框体的结构剖面图。本实施例的封装组件1包括框体2、电源模块3、第一散热模块4以及第二散热模块5。框体2是固定于第一散热模块4，且框体2包含顶部20a、底部20b、多个框板21以及一中空部22。中空部22具有第一开口23及第二开口24，其中第一开口23是与框体2的底部20b相邻，且第二开口24是与框体2的顶部20a相邻。框体2的顶部20a具有至少一孔洞25，该至少一孔洞25是与中空部22相连通。电源模块3是设置于框体2的中空部22且覆盖第一开口23。电源模块3包括第一表面31、第二表面32以及至少一针脚33，其中第一表面31与第二表面32相对。电源模块3的第一表面31具有周缘区域31a以及中间区域31b，电源模块的第二表面32是贴附于第一散热模块4。至少一针脚33是设置于电源模块3的第一表面31的周缘区域31a，且穿设于框体2的顶部20a中对应的孔洞25，并且部分外露于框体2的顶部20a。第二散热模块5是设置于框体2的中空部22内，且贴附于电源模块3的第一表面31的中间区域31b。此外，第一散热模块4与第二散热模块5是分别架构为电源模块3的第一散热路径以及第二散热路径。
于一些实施例中，框体2为矩形中空盒体。框体2的中空部22是由框体2的多个框板21共同定义形成。框体2的顶部20a还包括一延伸部26，该延伸部26是于第二开口24向内延伸。于本实施例中，框体2的顶部20a具有多个孔洞25，其中多个孔洞25是分隔且环绕地设置于延伸部26，且贯穿延伸部26，并与中空部22相连通。如图1A所示，框体2包含四个框板21，其包括第一框板211、第二框板212、第三框板213以及第四框板214，其中第一框板211与第三框板213彼此相对，第一框板211与第二框板212彼此相邻接，且第二框板212与第四框板214彼此相对。
电源模块3是设置于框体2的中空部22，邻近于框体2的底部20b，并且覆盖第一开口23。于本实施例中，电源模块3包含多个针脚33，其中多个针脚33是相间隔地设置于该电源模块3的第一表面31的周缘区域31a。多个针脚33是容置于框体2的中空部22内，且穿设于对应的多个孔洞25，并且部分地突出于框体2的顶部20a。由于多个针脚33是外露，因此多个针脚33可插设于外部电路(例如电路板)的对应插孔且与外部电路电连接。电源模块3可为一内嵌式电源模块，包含有多电子组件内埋于一介电基材内，但不以此为限。此外，多个针脚33可焊接固接于电源模块3。
电源模块3的第二表面32是贴附于第一散热模块4，通过第一散热模块4所提供的第一散热路径，以对电源模块3进行散热。第二散热模块5是设置于框体2的中空部22且贴附于电源模块3的第一表面31的中间区域31b，通过第二散热模块5所提供的第二散热路径，以对电源模块3进行散热。因此，当封装组件1的电源模块3因运作而产生热能时，封装组件1的第一散热模块4与第二散热模块5可利用双侧冷却机构对电源模块3进行散热，借此以提升散热效率。于本实施例中，第一散热模块4以及第二散热模块5皆为被动式散热装置，例如冷板散热器。
框体2固定于第一散热模块4的方式可借螺固装置或其他适合的固定装置实现。请再参阅图1A至图1D，于本实施例中，框体2还包括二锁固架6及二第一锁固组件64，该二锁固架6是连接于框体2的底部20b且位于框体2的底部20b的两相对侧。每一锁固架6具有第一锁固孔62，且第一散热模块4具有第二锁固孔42，其中第二锁固孔42是分别对应于锁固架6的第一锁固孔62。第一锁固组件64是穿设于对应的锁固架6的第一锁固孔62且紧固于第一散热模块4的第二锁固孔42，借此使框体2固定于第一散热模块4。于一些实施例中，框体2还包括多个第二锁固组件65，锁固架6的第一端具有第三锁固孔63，且框体2的底部20b还包括二容收凹槽27。多个第四锁固孔27a是形成于每一容收凹槽27。锁固架6的第一端是卡固于对应的容收凹槽27中，且锁固架6的第三锁固孔63与第四锁固孔27a对应。第二锁固组件65是穿设于对应的第三锁固孔63且紧固于对应的第四锁固孔27a，借此可使锁固部6固定且连接于框体2的底部20b，此时锁固部6的底面与框体2的底部20b的表面为共平面。
于本实施例中，本发明的封装组件1还包括固定装置7，其中固定装置7可为但不限于十字形结构。此外，固定装置7还包含至少一固定孔71以及至少一固定组件72，其中固定组件72是穿设于对应的固定孔71且紧固于框体2的顶部20a，借此固定装置7可固定于框体2的顶部20a并与第二散热模块5相接触。固定装置7用于将第二散热模块5固定于框体2的中空部22内且使第二散热模块5贴附于电源模块3的第一表面31的中间区域31b。
请参阅图2A至图2C，其中图2A为本发明第二实施例的封装组件的组合结构图，图2B为图2A所示的封装组件的分解结构图，以及图2C为本发明图2A所示的封装组件的第二散热模块的结构示意图。对应于第一实施例的各组件与组件是以相同组件符号表示，于此不再赘述。相较于第一实施例的封装组件，本实施例的封装组件1a还包括多个热导流管8，框体2a的框板21还包含多个第一穿孔28，第二散热模块5a还包含多个通道51，其中每一通道51具有入口51a以及出口51b。多个第一穿孔28设置于框体2的两相对框板21，且分别贯穿该框板21的两相对侧。于一些实施例中，三个第一穿孔28是相间隔地贯穿且设置于第一框板211，其他三个第一穿孔28是相间隔地贯穿且设置于第三框板213，且相对于第一框板211的该三个第一穿孔28。应强调的是，第一穿孔28的数量并不受限。此外，多个通道51是设置于第二散热模块5a内且贯穿第二散热模块5a的两相对侧面，其中通道51的入口51a是对位于第一框板211的第一穿孔28，且通道51的出口51b是对位于第三框板213的第一穿孔28。多个热导流管8的一端部分别穿设于框体2a的对应的第一穿孔28且插设于第二散热模块5a的对应的通道51。此外，热导流管8的该端部是固定且连接于第二散热模块5a的对应的通道51，且热导流管8是架构于传输散热流体，例如但不限于水，借此第二散热模块5a可架构为一主动散热装置，例如水冷式散热装置，以对电源模块3进行散热。
第一穿孔28的孔径是略大于热导流管8的外径，借此使热导流管8较易插入第一穿孔28。于一些实施例中，第一穿孔28亦可为狭长形孔洞，且封装组件1a还包括多个定位组件81对应于多个热导流管8。定位组件81可为例如但不限于螺帽或衬垫。定位组件81是套设在热导流管8的端部。于热导流管8穿过对应的第一穿孔28且连接于第二散热模块5a的对应的通道51后，定位组件81可卡固于对应的第一穿孔28，借此可通过定位组件81的辅助将热导流管8定位。于一些实施例中，通道51的入口51a以及出口51b具有内螺纹，且热导流管8的端部具有相对应于该内螺纹的外螺纹。通过内螺纹与外螺纹间的卡合，热导流管8可与对应的通道51稳固地连接。
请参阅图3，其为本发明图2A所示的封装组件的一变化例的组合结构图。相较于图2A所示的封装组件，本实施例的封装模块1b的多个热导流管及定位组件的数量与位置配置是不相同。于本实施例中，四个第一穿孔28是相间隔且贯穿地设置于第二框板212，且其他四个相对应的第一穿孔28是相间隔且贯穿地设置于第四框板214。应强调的是，第一穿孔28的数量并不受限。此外，多个热导流管8是设置于第二框板212以及第四框板214。
本发明的封装组件可应用于一电子装置。依据电子装置的内部线路配置，可选择性地将热导流管8设置于相对的第一框板211以及第三框板213(参见图2A)或设置于相对的第二框板212以及第四框板214(参见图3)。换言之，热导流管8的数量可依据所需的散热效率而决定。
于图2A及图3所示的实施例中，第一散热模块4为冷板散热器。再者，第二散热模块5a是可更换地设置于框体2a的中空部22，且较佳地第二散热模块5a为一般散热器(例如冷板散热器)或水冷式散热器。由于第二散热模块5a可因应散热需求而选择性地替换为主动式散热装置或被动式散热装置，借此可提升本发明封装组件的适用性。
综上所述，本发明提供一种封装组件，其可封装电源模块。第一散热模块是贴附于电源模块的第二表面，第二散热模块是设置于框体内且贴附于电源模块的第一表面，借此可利用双侧冷却机构对电源模块进行散热，且可提升封装组件的散热效率与工作效能，并且可以延长功率模块的使用寿命。此外，本发明的封装组件亦可对电源模块进行主动散热，以提升封装组件的散热效率与工作效能。
本发明可以由本领域技术人员任意设计而进行多种修改，然而皆不脱如附权利要求书的范围。

Claims (10)

1.一种封装组件，包括：
一第一散热模块；
一框体，固定于该第一散热模块，且包含一顶部、一底部、多个框板以及一中空部，其中该中空部具有与该底部相邻的一第一开口以及与该顶部相邻的一第二开口，该顶部具有至少一孔洞；
一电源模块，设置于该框体的该中空部，且覆盖该第一开口，其中该电源模块包括一第一表面、一第二表面以及至少一针脚，该第一表面与该第二表面相对，该第一表面具有一周缘区域以及一中间区域，该电源模块的该第二表面是贴附于该第一散热模块，且该至少一针脚是设置于该电源模块的该第一表面的该周缘区域，其中该至少一针脚穿设于对应的该孔洞且部分外露于该框体的该顶部；以及
一第二散热模块，设置于该框体的该中空部，且贴附于该电源模块的该第一表面的该中间区域。
2.如权利要求1所述的封装组件，其中该电源模块为一内嵌式电源模块，包含有多电子组件内埋于一介电基材内。
3.如权利要求1所述的封装组件，其中该框体的该顶部还包括一延伸部，且该至少一孔洞是设置于该延伸部且与该中空部相连通。
4.如权利要求1所述的封装组件，其中该第一散热模块为一冷板散热器。
5.如权利要求1所述的封装组件，其中该第二散热模块为一可替换的冷板散热器或一可替换的水冷式散热器。
6.如权利要求1所述的封装组件，其中该框体还包括：
二锁固架，连接于该框体的该底部，且位于该框体的该底部的两相对侧，其中每一该锁固架具有一第一锁固孔，且该第一散热模块具有二第二锁固孔，对应于该第一锁固孔；以及
二锁固组件，穿设于该二锁固架的对应的该第一锁固孔且紧固于该第一散热模块的对应的该第二锁固孔，以使该框体固定于该第一散热模块。
7.如权利要求1所述的封装组件，其还包括一固定装置，固定于该框体的该顶部且与该第二散热模块相接触，以将第该第二散热模块固定于该框体的该中空部内。
8.如权利要求1所述的封装组件，其还包括多个热导流管，其中该框体更具有多个第一穿孔，该多个第一穿孔是设置于该框体的两相对框板，以及该第二散热模块还包含多个通道，对应于该多个第一穿孔。
9.如权利要求8所述的封装组件，其中该热导流管的一端部是穿设于该框体的对应的该第一穿孔且部分地插设于该第二散热模块的对应的该信道，以使该热导流管连接于该第二散热模块的对应的该信道。
10.如权利要求8所述的封装组件，其中该热导流管是架构于传输一散热流体。
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