CN107834989B - 一种应用于薄膜体声波器件的高散热陶瓷外壳结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于薄膜体声波器件的高散热陶瓷外壳结构，在外壳内外表面设有顶部焊盘和底部焊盘，薄膜体声波芯片通过倒装焊工艺与顶部焊盘焊接。在外壳与薄膜体声波芯片对应的区域沿厚度方向设有若干贯通的热阱，热阱内填充有导热金属以形成导热柱，热阱两端形成有横截面大于热阱横截面的金属盘，两端的金属盘与导热柱一体成型。在外壳上还设有若干上下贯通的结构通孔，在结构通孔内填充有金属以形成应力匹配柱。本发明通过热阱结构，提升外壳的散热效能，解决了薄膜体声波器件在高功率工作下的散热问题。通过结构通孔将金属和陶瓷的比例进行合理调配，使陶瓷外壳在烧结的时候不会出现应力失配的情况。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜体声波器件，具体涉及一种应用于薄膜体声波器件的高散热陶瓷外壳结构，属于薄膜体声波滤波器封装领域。
背景技术
由于薄膜体声波器件工作在很高的功率下，其器件的整体温度很高。为保证器件的稳定运行，需要将芯片工作时产生的热量尽快的导出到外壳以外。
普通陶瓷外壳设计如图1所示，薄膜体声波芯片5通过倒装焊与外壳1固定，在外壳1内表面安装芯片位置设有顶部焊盘2（信号焊盘），在外壳外表面设有对应的底部焊盘3（接地焊盘），顶部焊盘2和底部焊盘3之间通过信号连通孔4连通，即倒装焊接工艺通过该信号连通孔，将信号从顶部焊盘导出到底部焊盘。上述外壳在设计上只考虑到芯片接地的情况，所以虽然有很大的金属面，但仅仅以很小的通孔连接到外壳的外部，无法实现芯片的快速导热。这样的设计，在器件大功率运行时，无法保证芯片表面的热很快的导出到外壳的外部，容易导致芯片的温度过高，影响器件的稳定运行。
总之，现有薄膜体声波器件采用普通外壳进行封装，散热效果差，器件在高功率工作时温度高，器件性能下降。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种提高外壳散热效能，降低芯片工作时温度，保证器件稳定运行的应用于薄膜体声波器件的高散热陶瓷外壳结构。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种应用于薄膜体声波器件的高散热陶瓷外壳结构，在外壳内表面安装薄膜体声波芯片位置设有顶部焊盘，在外壳外表面设有对应的底部焊盘，顶部焊盘和底部焊盘之间通过信号连通孔连通，薄膜体声波芯片通过倒装焊工艺与所述顶部焊盘焊接，从而实现与外壳固定；其特征在于：在外壳与薄膜体声波芯片对应的区域沿厚度方向设有若干贯通的热阱，热阱内填充有导热金属以形成导热柱，热阱两端形成有横截面大于热阱横截面的金属盘，两端的金属盘与导热柱一体成型，其中一端的金属盘背向导热柱的那面与芯片全接触并构成导热盘，另一端的金属盘位于壳体外并则构成散热盘。
进一步地，在外壳上还设有若干上下贯通的结构通孔，在结构通孔内填充有金属以形成应力匹配柱，结构通孔的数量及大小用于调节金属和陶瓷的比例，以确保外壳在烧结的时候不会出现应力失配现象。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过热阱结构设计，提升外壳的散热效能，解决了薄膜体声波器件在高功率工作下的散热问题。
2、通过结构通孔将金属和陶瓷的比例进行合理调配，使陶瓷外壳在烧结的时候不会出现应力失配的情况，保证基板的平整度。
附图说明
图1-现有技术结构示意图。
图2-本发明结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。
参见图2，从图上可以看出，本发明一种应用于薄膜体声波器件的高散热陶瓷外壳结构，在外壳1内表面安装薄膜体声波芯片的位置设有顶部焊盘2，在外壳1外表面设有与顶部焊盘2一一对应的底部焊盘3，顶部焊盘2和底部焊盘3之间通过信号连通孔4连通，薄膜体声波芯片5下表面设有芯片底部焊盘，芯片底部焊盘通过倒装焊工艺与外壳上的顶部焊盘2焊接，从而实现薄膜体声波芯片5与外壳1固定。在外壳1与薄膜体声波芯片5对应的区域沿厚度方向设有若干贯通的热阱6，热阱6内填充有导热金属以形成导热柱7，热阱6两端形成有横截面大于热阱横截面的金属盘，两端的金属盘与导热柱一体成型，其中一端的金属盘背向导热柱的那面与芯片全接触并构成导热盘8，另一端的金属盘位于壳体外并则构成散热盘9。
具体设计时，导热盘8和散热盘9一一对应，而一个导热盘8则可以对应多个热阱6，即通过一对导热盘8和散热盘9可以将多个导热柱7连接为一体，这样散热效果更好，可加工性也更好。
进一步地，在外壳1上还设有若干上下贯通的结构通孔10，在结构通孔10内填充有金属以形成应力匹配柱，结构通孔的数量及大小用于调节金属和陶瓷的比例，以确保外壳在烧结的时候不会出现应力失配现象。实际设计时，结构通孔往往位于芯片所在区域外且靠近外壳周边部位，这样可以在满足应力匹配要求下，尽量减少结构通孔的数量。
本发明的改进点主要有两点，一是针对薄膜体声波器件大功率工作时候散热性差的问题，特别地在芯片与外壳接触的部分设计了大量的热阱，将热量很快的导出到外壳以外。新的外壳设计，除了保留原有芯片的信号连通孔的同时，额外增加了很多热阱，使芯片表面的热能够很块的进入外壳，进而通过外壳内部的通孔设计，很快的导出到外壳的外部。不论是倒装焊接还是银浆粘片的外壳，采用本结构以后，都可以很好的将降低芯片工作时候的温度。
二是考虑到陶瓷外壳的布线问题，且为了保证陶瓷外壳的应力匹配问题，本发明在其他没有连通的位置也加入了金属孔（结构通孔）的设计，结构通孔内填充有金属，以利于通过结构通孔对金属和陶瓷的比例进行合理调配，使陶瓷外壳在烧结的时候不会出现应力失配的情况，这样可以在陶瓷外壳制造过程中，保证基板的平整度。
本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (1)
1.一种应用于薄膜体声波器件的高散热陶瓷外壳结构，在外壳内表面安装薄膜体声波芯片位置设有顶部焊盘，在外壳外表面设有对应的底部焊盘，顶部焊盘和底部焊盘之间通过信号连通孔连通，薄膜体声波芯片通过倒装焊工艺与所述顶部焊盘焊接，从而实现与外壳固定；其特征在于：在外壳与薄膜体声波芯片对应的区域沿厚度方向设有若干贯通的热阱，热阱内填充有导热金属以形成导热柱，热阱两端形成有横截面大于热阱横截面的金属盘，两端的金属盘与导热柱一体成型，其中一端的金属盘背向导热柱的那面与芯片全接触并构成导热盘，另一端的金属盘位于壳体外并则构成散热盘；
在外壳上其他没有通过信号连通孔及热阱连通的位置还设有若干上下贯通的结构通孔，结构通孔与信号连通孔及热阱共存于外壳上；在结构通孔内填充有金属以形成应力匹配柱，结构通孔的数量及大小用于调节金属和陶瓷的比例，以确保外壳在烧结的时候不会出现应力失配现象；结构通孔位于芯片所在区域外且靠近外壳周边部位，以在满足应力匹配要求下尽量减少结构通孔的数量；
所述导热盘和散热盘一一对应，多个导热柱共用一对导热盘和散热盘并连接为一体。
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