CN110911369A - 一种用于微电子封装的嵌入式热分散器 - Google Patents

一种用于微电子封装的嵌入式热分散器 Download PDF

Info

Publication number
CN110911369A
CN110911369A CN201911263490.3A CN201911263490A CN110911369A CN 110911369 A CN110911369 A CN 110911369A CN 201911263490 A CN201911263490 A CN 201911263490A CN 110911369 A CN110911369 A CN 110911369A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cavity
heat
upper shell
liquid metal
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911263490.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110911369B (zh
Inventor
姚秀梅
陈刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Sigan Ruixin Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Hangzhou Junpo Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Junpo Technology Co ltd filed Critical Hangzhou Junpo Technology Co ltd
Priority to CN201911263490.3A priority Critical patent/CN110911369B/zh
Publication of CN110911369A publication Critical patent/CN110911369A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110911369B publication Critical patent/CN110911369B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H01L23/3675—Cooling facilitated by shape of device characterised by the shape of the housing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

本发明涉及热分散器领域，且公开了一种用于微电子封装的嵌入式热分散器，包括圆形轮廓的上壳体、隔热层以及下壳体，所述上壳体的顶面设置有多个散热鳍片，所述隔热层位于上壳体和下壳体之间，所述隔热层的中部安装有电磁泵，所述上壳体、隔热层以及下壳体构成一个圆柱体。通过上壳体、隔热层以及下壳体构成一个圆柱体内部布置腔道与腔室，腔室位于圆柱体且靠近外壁的内部，腔道将腔室的顶部腔体和底部腔体连通，液体金属始终在靠近圆柱体外壁处流动，液体金属能够通过下壳体快速吸收半导体器件上产生的热，并且再通过上壳体以及散热鳍片将热量快速散去，相较于传统的腔室散热，液体金属与上壳体的接触面积更大，散热效果更好。

Description

一种用于微电子封装的嵌入式热分散器
技术领域
本发明涉及热分散器领域，具体为一种用于微电子封装的嵌入式热分散器。
背景技术
微电子设备的器件通常都是采用半导体材料，工作过程中，半导体器件的功耗绝大多数都是转化为热能，一般根据器件的功耗就可以推算出该器件的发热量，为了保证半导体器件的正常运行，通常使用热分散器对半导体器件进行降温。
专利文献CN1649136A提供的产品通过在冷却腔体内部设置液态金属，通过电磁泵使得该液态金属在该冷却腔体内循环流动，使得从高功率密度设备所产生的热得以散开而均匀地遍及该热分散器，实现高效率的散热，但是在具体实施方式以及附图5中可以得知，液体金属在腔室中产生循环，而腔室类似封闭环状的腔道，液体金属在腔道内流动，导致液体金属将热量吸收后不能均匀的通过该热分散器进行分散，例如液体金属顺时针方向流动，液体进入靠近散热鳍片一侧的腔道时温度最高，再流动后液体金属的温度逐渐降低，因此散热鳍片上的温度不均衡，腔室内部的液体金属在流动过程中容易形成层流，一旦液体金属流速较快，位于腔道内侧的液体金属对热量的吸收和释放效率都会受到影响，不利于散热。
专利文献CN103943576A提供的产品进行了改进，通过薄膜蒸发器与发热体连通，将热管与薄膜蒸发器集成，再通过泵送元件，使得工作流体在薄膜蒸发器内循环，将发热体上产生的热消散到热消散装置的外部环境，从说明书以及附图中可知，密封外壳的两侧设置有延伸部分或翼片构成U形结构，并且接口部分为外表面，且与发热体接触，因此将散热装置进行安装后，能够起到热消散的只有密封外壳的两侧设置有延伸部分或翼片构成U形结构，散热面积较小，容易造成薄膜蒸发器内部的热量堆积，因此不能实现快速散热。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种用于微电子封装的嵌入式热分散器，具有更好的热分散效果。
本发明为实现技术目的采用如下技术方案：
一种用于微电子封装的嵌入式热分散器，包括圆形轮廓的上壳体、隔热层以及下壳体。
所述上壳体的顶面设置有多个散热鳍片，所述隔热层位于上壳体和下壳体之间，所述隔热层的中部安装有电磁泵。
所述上壳体、隔热层以及下壳体构成一个圆柱体，且构成的所述圆柱体的内侧中部设置有腔道，所述圆柱体的内部靠近外壁处设置有腔室，所述腔道的顶端与腔室的顶部连通，且所述腔道的底端与腔室的底部连通，所述电磁泵位于腔道的中部。
优选的，所述上壳体和下壳体采用高导热材质。
优选的，所述隔热层采用多孔材料和真空材料中的任意一种。
优选的，所述散热鳍片为对称设置，位于所述上壳体的顶面中部处的散热鳍片上的散热面积最大，靠近所述上壳体边沿处的散热鳍片上的散热面积最小。
优选的，所述腔室的上部腔体的截面为椭圆形。
优选的，所述圆柱体上且位于腔室两侧对应位置均通过支撑杆连接固定。
优选的，所述下壳体的底面嵌设有半导体器件。
本发明具备以下有益效果：
1、该用于微电子封装的嵌入式热分散器，通过上壳体、隔热层以及下壳体构成一个圆柱体内部布置腔道与腔室，腔室位于圆柱体且靠近外壁的内部，腔道将腔室的顶部腔体和底部腔体连通，液体金属始终在靠近圆柱体外壁处流动，液体金属能够通过下壳体快速吸收半导体器件上产生的热，并且再通过上壳体以及散热鳍片将热量快速散去，相较于传统的腔室散热，液体金属与上壳体的接触面积更大，散热效果更好。
2、该用于微电子封装的嵌入式热分散器，通过将腔室上部腔体设置为扁球形，由于该扁球形的腔体位于上壳体内部，液体金属进入该腔体后容易形成扰流，液体金属上的热量传递更加均匀，进一步促进液体金属的热传递，之后液体金属逐渐通过该腔体边沿处的间隙向腔室的底部流动，由于该腔体边沿处的腔壁间隙逐渐变窄，通过该处间隙流出该腔体的液体金属被摊薄，液体金属在此处快速冷却，充分散去热量。
3、该用于微电子封装的嵌入式热分散器，通过将上壳体与下壳体之间设置隔热层，由于上壳体上设置了散热鳍片进行散热，因此上壳体的温度相较于下壳体更低，形成温差，液体金属从下壳体内部进入上壳体内部时，才能更好的实现热传递。
附图说明
图1为本发明的俯视图；
图2为本发明的侧视图；
图3为图1中A-A处的剖视图；
图4为图2中B-B处的剖视图；
图5为图2中C-C处的剖视图；
图6为本发明中液体金属流动方向的示意图；
图7为本发明另一实施例的结构示意图。
图中：1、上壳体；2、隔热层；3、下壳体；4、散热鳍片；5、电磁泵；6、圆柱体；7、腔道；8、腔室；9、支撑杆；10、半导体器件；11、散热薄膜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，根据本发明的实施例提供的一种用于微电子封装的嵌入式热分散器，包括圆形轮廓的上壳体1、隔热层2以及下壳体3。
上壳体1的顶面设置有多个散热鳍片4，隔热层2位于上壳体1和下壳体3之间，隔热层2的中部安装有电磁泵5。
上壳体1、隔热层2以及下壳体3构成一个圆柱体6，且构成的圆柱体6的内侧中部设置有腔道7，圆柱体6的内部靠近外壁处设置有腔室8，腔道7的顶端与腔室8的顶部连通，且腔道7的底端与腔室8的底部连通，电磁泵5位于腔道7的中部。
其中，上壳体1和下壳体3采用高导热材质，使得上壳体1和下壳体3都具有较高的热传递效率，便于器件产生的通过下壳体3与腔室8以及腔道7内部的液体金属进行热交换，以及上壳体1将高温的液体金属上的热传递到散热鳍片4上进行散热。
其中，隔热层2采用多孔材料或真空材料中的任意一种，多孔材料本身所含有的空隙内的空气或惰性气体具有很低的导热系数，而真空材料利用材料内部真空阻隔对流来隔热，都具有较好的隔热效果，能够达到隔热目的。
其中，散热鳍片4为对称设置，位于上壳体1的顶面中部处的散热鳍片4上的散热面积最大，靠近上壳体1边沿处的散热鳍片4上的散热面积最小，由于通过腔道7顶端进入腔室8顶部的腔体内部的液体金属温度较高，且由腔道7的顶端处向腔室8的边沿流动，导致腔道7顶端处的温度较高，因此为了提高散热效果，对应于腔道7顶端处散热鳍片4上的散热面积最大，待液体金属逐渐流动到腔室8的边沿处时，温度较低，上壳体1顶端对应处的处散热鳍片4上的散热面积在保证散热效率的前提下将逐渐减小。
其中，腔室8的上部腔体的截面为椭圆形，使得液体金属进入腔室8顶部的腔体内部时，不仅起到扰流的作用，同时靠近腔室8的边沿处的间隙逐渐变窄，使得即将流出该腔体时液体金属被摊薄，与上壳体1的接触更加充分，热交换效率更高。
其中，圆柱体6上且位于腔室8两侧对应位置均通过支撑杆9连接固定，使得被腔室8分割的上壳体1、隔热层2以及下壳体3的对应部分固定连接。
其中，下壳体3的底面嵌设有半导体器件10，提高下壳体3与半导体器件10的接触面积，同时在有必要时，还可将下壳体3与半导体器件10接触部分的腔壁设置的更薄，以提高热量交换的效率。
如图7所示，在另一实实施例中，上壳体1还可以通过散热薄膜11代替，散热鳍片4的底端均延伸至散热薄膜11构成的冷腔的内部，液体金属进入冷腔后不仅可以通过散热薄膜11散热，还可以通过散热鳍片4快速散热。
工作原理：使用时将热分散器上的下壳体3与半导体器件10紧密贴合，将散热鳍片4与上壳体1连接固定，待半导体器件10工作时，启动电磁泵5液体金属从腔道7的下端向上端处流动，进入腔室8顶部的腔体内，由于腔室8顶部的腔体为扁球形，使得液体金属与上壳体1的接触面积更大，液体金属上的热量通过上壳体1向散热鳍片4上传递，再通过气流将散热鳍片4上的热量传递到空气中完成散热，并且进入腔室8顶部的腔体的液体金属容易形成扰流，进一步促进腔室8内外侧液体金属的热传递，之后液体金属逐渐通过腔室8边沿处的间隙向腔室8的底部流动，由于腔室8的边沿处的腔体间隙逐渐变窄，使得即将流出腔室8顶部的腔体的液体金属被摊薄，此处的液体金属与上壳体1的接触更加充分，散热效率更高，并且液体金属在沿腔室8向下流动的过程中温度逐渐降低，待液体金属进入位于下壳体3处的腔室8内时，液体金属再次吸收热量，从而带走半导体器件10产生的热，液体金属温度逐渐升高，并在电磁泵5的作用下再次通过腔道7进入腔室8顶部的腔体内进行热交换。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于微电子封装的嵌入式热分散器，包括圆形轮廓的上壳体、隔热层以及下壳体，其特征在于：所述上壳体的顶面设置有多个散热鳍片，所述隔热层位于上壳体和下壳体之间，所述隔热层的中部安装有电磁泵；
所述上壳体、隔热层以及下壳体构成一个圆柱体，且构成的所述圆柱体的内侧中部设置有腔道，所述圆柱体的内部靠近外壁处设置有腔室，所述腔道的顶端与腔室的顶部连通，且所述腔道的底端与腔室的底部连通，所述电磁泵位于腔道的中部。
2.根据权利要求1所述的一种用于微电子封装的嵌入式热分散器，其特征在于：所述上壳体和下壳体采用高导热材质。
3.根据权利要求1所述的一种用于微电子封装的嵌入式热分散器，其特征在于：所述隔热层采用多孔材料和真空材料中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种用于微电子封装的嵌入式热分散器，其特征在于：所述散热鳍片为对称设置，位于所述上壳体的顶面中部处的散热鳍片上的散热面积最大，靠近所述上壳体边沿处的散热鳍片上的散热面积最小。
5.根据权利要求1所述的一种用于微电子封装的嵌入式热分散器，其特征在于：所述腔室的上部腔体的截面为椭圆形。
6.根据权利要求1所述的一种用于微电子封装的嵌入式热分散器，其特征在于：所述圆柱体上且位于腔室两侧对应位置均通过支撑杆连接固定。
7.根据权利要求1所述的一种用于微电子封装的嵌入式热分散器，其特征在于：所述下壳体的底面嵌设有半导体器件。
CN201911263490.3A 2019-12-11 2019-12-11 一种用于微电子封装的嵌入式热分散器 Active CN110911369B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911263490.3A CN110911369B (zh) 2019-12-11 2019-12-11 一种用于微电子封装的嵌入式热分散器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911263490.3A CN110911369B (zh) 2019-12-11 2019-12-11 一种用于微电子封装的嵌入式热分散器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110911369A true CN110911369A (zh) 2020-03-24
CN110911369B CN110911369B (zh) 2021-06-08

Family

ID=69822823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911263490.3A Active CN110911369B (zh) 2019-12-11 2019-12-11 一种用于微电子封装的嵌入式热分散器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110911369B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113453517A (zh) * 2021-07-13 2021-09-28 维沃移动通信有限公司 散热装置及电子设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1649136A (zh) * 2004-01-20 2005-08-03 那勒库乐斯股份有限公司 散热装置及其热分散器
US20060090882A1 (en) * 2004-10-28 2006-05-04 Ioan Sauciuc Thin film evaporation heat dissipation device that prevents bubble formation
CN101193527A (zh) * 2006-11-17 2008-06-04 富准精密工业(深圳)有限公司 液冷散热装置
CN102037306A (zh) * 2008-03-31 2011-04-27 麦卡钦公司 蒸气漩涡散热装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1649136A (zh) * 2004-01-20 2005-08-03 那勒库乐斯股份有限公司 散热装置及其热分散器
US20060090882A1 (en) * 2004-10-28 2006-05-04 Ioan Sauciuc Thin film evaporation heat dissipation device that prevents bubble formation
CN101193527A (zh) * 2006-11-17 2008-06-04 富准精密工业(深圳)有限公司 液冷散热装置
CN102037306A (zh) * 2008-03-31 2011-04-27 麦卡钦公司 蒸气漩涡散热装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113453517A (zh) * 2021-07-13 2021-09-28 维沃移动通信有限公司 散热装置及电子设备
CN113453517B (zh) * 2021-07-13 2022-11-22 维沃移动通信有限公司 散热装置及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN110911369B (zh) 2021-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6447275B2 (ja) 放熱フィンおよびそれを搭載したヒートシンク、モジュール
CN106439756A (zh) 一种led蛇形环路热管散热器
CN110595242A (zh) 一种相变散热器
CN110911369B (zh) 一种用于微电子封装的嵌入式热分散器
CN117950471B (zh) 一种风冷散热器
CN105246301B (zh) 一种强化散热液冷散热器
CN110278699A (zh) 一种智能手机液冷散热装置
CN211291134U (zh) 一种相变散热器
CN206061407U (zh) 液冷式热管散热器
CN209857420U (zh) 半导体制冷设备
CN205017777U (zh) 一种波纹散热装置
CN207741053U (zh) 一种led阵列模块的散热结构
CN207427690U (zh) 带热管的轻质高效铝制散热器
CN105552049A (zh) 功率模块的一体化液冷散热装置及其使用的底板
CN206533674U (zh) 一种铝合金型材散热器
WO2018161615A1 (zh) 带螺旋纽带的片式散热器
WO2022083365A1 (zh) 一种设备散热方法及散热设备
CN210900093U (zh) 鳍片散热器
CN210349818U (zh) 一种低流阻鳍片散热器
CN210200704U (zh) 晶闸管换流阀用水冷散热器及其晶闸管换流阀
CN211019806U (zh) 一种用于电子器件的散热装置
CN109671690B (zh) 一种电子元器件散热用多头螺旋流道液体冷却器
CN206525069U (zh) 用于电力电子器件的散热器
KR101047015B1 (ko) 방열면적 확대형 방열기를 갖는 변압기
JP3850319B2 (ja) 車両用半導体冷却装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20210508

Address after: No.2 workshop, 2199 Hongjian Road, Zhongdai street, Pinghu City, Jiaxing City, Zhejiang Province

Applicant after: Zhejiang Si Gan Rui core technology Co.,Ltd.

Address before: Room 1110, 29 Huanggushan Road, Xihu District, Hangzhou City, Zhejiang Province 310012

Applicant before: Hangzhou Junpo Technology Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: No.2 workshop, 2199 Hongjian Road, Zhongdai street, Pinghu City, Jiaxing City, Zhejiang Province

Patentee after: Zhejiang Sigan Ruixin Technology Co.,Ltd.

Address before: No.2 workshop, 2199 Hongjian Road, Zhongdai street, Pinghu City, Jiaxing City, Zhejiang Province

Patentee before: Zhejiang Si Gan Rui core technology Co.,Ltd.

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: An Embedded Thermal Disperser for Microelectronic Packaging

Effective date of registration: 20230803

Granted publication date: 20210608

Pledgee: Pinghu Rural Commercial Bank of Zhejiang, Limited by Share Ltd.

Pledgor: Zhejiang Sigan Ruixin Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980050778