CN113543579A - 一种散热组件、电子设备及芯片封装结构 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种散热组件、电子设备及芯片封装结构，其中，该散热组件，包括：导热片，用于与电子元件接触；框体，用于限制导热片的位置，框体围绕导热片的侧壁；弹性结构，与框体固定连接，且弹性结构位于导热片背离待接触的电子元件的一侧。本申请中，通过设置导热片可以将电子元件产生的热量均匀的导出，通过设置框体可以限制导热片的位置，防止导热片在水平方向上发生移动，并且，通过设置与框体固定连接的弹性结构，使电子元件、导热片及框体在厚度方向可靠固定，以保证电子元件产生的热量可以顺利导出。此外，由于对导热材料的粘性强度要求降低，可以选择散热性能更好的导热材料，可以进一步提高芯片的散热效率。

Description

一种散热组件、电子设备及芯片封装结构
技术领域
本申请涉及散热技术领域，尤其涉及一种散热组件、电子设备及芯片封装结构。
背景技术
随着电子设备的不断发展，人们对芯片的集成要求越来越高，芯片的功耗也越来越大，使得芯片的散热受到很大的限制和挑战。芯片的结构可以如图1所示，芯片一般包括基板11、固定于基板11之上的芯片裸片12，以及保护盖13，其中，保护盖13通过导热材料与芯片裸片12粘接。
由于在芯片的表面组装(surface mounted technology，SMT)工艺中，高温回流过程对导热材料的耐高温性能和粘性的要求较高，而粘性较好的耐高温导热材料的导热系数较低，一般只有2W/mK左右，无法满足芯片的散热需求，导致芯片散热问题日益显著。
发明内容
本申请提供了一种散热组件、电子设备及封装结构，用以提高电子元件的散热效率。
第一方面，本申请提供了一种电子元件的散热组件，该散热组件包括：导热片、框体及弹性结构；其中，导热片用于与电子元件接触，可以将电子元件产生的热量均匀的导出；框体用于限制导热片的位置，框体围绕导热片的侧壁，可以防止导热片在水平方向上发生移动，避免由于导热片移动而破坏散热界面；弹性结构与框体固定连接，且弹性结构位于导热片背离待接触的电子元件的一侧，该弹性结构可以与电子设备中的其他部件接触而产生形变，以使电子元件、导热片及框体在厚度方向可靠固定，以保证电子元件产生的热量可以顺利导出。
以电子元件为芯片为例，采用本申请实施例的散热组件，在制作过程中，可以先对芯片进行表面组装工艺，再在芯片的表面涂覆导热材料，之后再安装散热组件，因而，对导热材料的粘性强度要求降低，从而可以选择散热性能更好的导热材料，从而，电子元件与散热组件之间的热阻较小，可以进一步提高芯片的散热效率。
在一种可能的实现方式中，框体的至少部分边缘弯折至导热片表面的边缘，使框体可以限定导热片在垂直方向上的位置，并且，框体覆盖导热片的面积较小，不会影响导热片的导热性能。
在一种可能的实现方式中，框体围绕待接触的电子元件的侧壁，用于与待接触的电子元件卡合，这样设置可以将导热片固定于电子元件的表面，使电子元件、导热片、框体在水平方向上不容易发生移动，进一步保证电子元件与导热片之间的散热界面的稳定性。
在一种可能的实现方式中，框体远离导热片一侧的边缘，与待接触的电子元件的表面平齐，这样设置可以使框体与电子元件的接触面积较大，使框体与电子元件的卡合效果更好。并且，框体边缘没有超出电子元件背离导热片一侧的表面，使框体能够更容易的安装于电子元件的位置处。此外，框体不会占用电子元件的面积，利用电子元件周围的空间就能够容置框体。
在一种可能的实现方式中，为了使框体与电子元件的卡合力度更大，框体的侧壁内可以设置朝向内部凸起的凸起结构，通过凸起结构可以夹持电子元件，保证框体、导热片及电子元件在水平方向上可靠固定。
在一种可能的实现方式中，凸起结构位于导热片背离弹性结构的一侧。可以通过凸起结构限制电子元件的位置，保证电子元件和导热片在水平方向上不会移动。并且，可以使框体更容易与电子元件接触以实现卡合，增大框体与电子元件之间的卡合力度，使电子元件更不容易发生移动。
在一种可能的实现方式中，框体中至少两个相对的侧壁内具有凸起结构，示例性的，框体在四个侧壁内均具有凸起结构；或者，框体中两个相对的侧壁内具有凸起结构，这样，可以使框体的卡合力度更加均匀。
在一种可能的实现方式中，框体中至少一个侧壁内具有一个或多个凸起结构，可以根据实际需要设置凸起结构的数量，使框体与导热片、电子元件的卡合效果更好。
在一种可能的实现方式中，在框体的至少两个相对的边缘处设有弹性结构，示例性的，可以在框体的每一侧的边缘处均设有弹性结构，也可以在框体相对的两侧的边缘处设有弹性结构。这样，可以使弹性结构被压缩而发生形变后，导热片和电子元件受到的弹力更加均匀。
在一种可能的实现方式中，可以将弹性结构设置为弹片；弹性结构具有至少一个凸起部，凸起部朝向背离导热片的一侧凸起，这样，可以使弹性结构在受到压缩而发生形变时，能够产生弹力，使导热片与电子元件能够紧密接触。
在一种可能的实现方式中，可以将凸起部设置为弧状。这样，可以使弹性结构更容易发生形变，使弹性结构的弹性较好。
在一种可能的实现方式中，为了增大弹性结构的弹性能力，可以将弹性结构设置为具有两个对称设置的凸起部。并且，可以将弹性结构设置为一体结构，从而使弹性结构的弹性较好。
在一种可能的实现方式中，凸起部为条状；凸起部的延伸方向与导热片的边缘的延伸方向一致；或，凸起部的延伸方向与导热片的边缘的延伸方向具有一定夹角。采用这两种方式设置凸起部，可以使凸起部占用导热片的面积都比较小，不会影响电子元件的散热效果，可以根据电子元件的具体结构，来设置凸起部的延伸方向，以便更有效的将电子元件的热量散出。
在一种可能的实现方式中，弹性结构的材料可以包括：弹性塑胶材料或金属材料，例如，可以将弹性结构制作为弹性薄钢片、钣金件等，从而，可以使弹性结构具有较好的弹性。
在一种可能的实现方式中，导热片的形状与待接触的电子元件的轮廓的形状一致；导热片的尺寸与电子元件的轮廓的尺寸一致。这样，可以使导热片的散热面积较大，提高电子元件的散热效率，并且，更有利于框体限制导热片的位置，使框体与电子元件的卡合效果更好。
在一种可能的实现方式中，导热片的材料可以包括：金属材料，例如，可以采用铜、铁、铝等高导热材料制作导热片。由于金属材料的导热能力较强，因而采用金属材料制作导热片，可以将电子元件的热量迅速导出，提高电子元件的散热效率。
在一种可能的实现方式中，框体与弹性结构可以为一体结构。这样，可以使弹性结构与框体的连接更加牢固，在制作过程中，可以采用同一次工艺直接形成框体和弹性结构，节约制作成本。
在一种可能的实现方式中，框体为可拆卸结构，这样，可以使框体、导热片、电子元件的固定方式较简单。
第二方面，本申请还提供了一种电子设备，该电子设备可以包括：电子元件，以及上述任一散热组件；电子元件与散热组件中的导热片接触。本申请实施例提供的电子设备中，将散热组件安装在电子元件的位置处，可以使电子元件产生的热量通过散热元件导出，提高电子设备的散热效率。
在一种可能的实现方式中，该电子设备还可以包括：底壳、与底壳固定连接的上盖，以及印刷电路板；其中，底壳与上盖围成能够容置印刷电路板、电子元件及散热组件的空间；印刷电路板设置于底壳内，电子元件固定于印刷电路板背离底壳的一侧；上盖靠近底壳的一侧设有散热凸台，散热组件中的弹性结构与散热凸台接触，且弹性结构具有形变。将散热组件安装在电子元件的位置处，导热片一侧的表面与电子元件接触，另一侧的表面与弹性结构接触，弹性结构与散热凸台接触，并且，弹性结构具有一定的形变，以使电子元件、导热片及框体在厚度方向可靠固定，使电子元件产生的热量可以通过导热片、散热凸台而均匀导出。
在一种可能的实现方式中，散热凸台与导热片之间填充第一导热材料，例如，第一导热材料可以为导热凝胶。
在一种可能的实现方式中，导热片通过第二导热材料与电子元件接触。由于该散热组件对导热材料的粘性强度要求较低，从而可以选择散热能够较好的导热材料作为第二导热材料，例如，第二导热材料的材料可以包括：硅脂材料，硅脂材料的导热系数约为6W/mK，从而提高电子元件的散热效率。
第三方面，为了解决保护盖占据芯片封装的布局面积的问题，本申请实施例还提供了一种芯片封装结构，该芯片封装结构可以包括：基板，固定于基板之上的芯片裸片，以及盖板；其中，芯片裸片的边缘位于基板的边缘的范围内，以便为封装留出足够的空间；盖板位于芯片裸片背离基板的一侧；盖板在靠近基板的一侧具有支撑柱，支撑柱固定于盖板的边缘处；基板在对应于支撑柱的位置处设有缺口，示例性的，缺口可以为四分之一圆孔、二分之一圆孔等；支撑柱通过缺口的内表面与基板固定连接。
本申请实施例提供的芯片封装结构中，通过设置具有支撑柱的盖板，并且，在盖板对应于支撑柱的位置处设置缺口，支撑柱通过缺口的内表面与基板固定连接，因而，盖板不会占用电子元件的面积，增加了电子元件封装的布局面积。
在一种可能的实现方式中，支撑柱背离盖板一侧的表面，与基板背离盖板一侧的表面平齐。这样设置可以通过支撑柱控制芯片裸片与盖板之间的间隙，避免因间隙过大，而增加电子元件与盖板之间的热阻，并且，避免因间隙过小，使电子元件受到挤压。
在一种可能的实现方式中，基板的缺口的内表面具有金属层，例如，可以在基板的缺口内镀铜，因而，可以将支撑柱通过金属层焊接到缺口的内表面，使支撑柱与基板之间的连接更加牢固。
在一种可能的实现方式中，支撑柱具有朝向内部凸起的固定部；固定部与基板靠近盖板一侧的表面接触，这样，可以增强支撑部的支撑能力，保证芯片裸片与盖板之间保持一定的间隙。
在一种可能的实现方式中，芯片裸片与盖板之间填充第三导热材料，以提高上述芯片封装结构的散热效率。
附图说明
图1为相关技术中芯片的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的散热组件的立体结构示意图；
图3为本申请实施例提供的散热组件安装到电子元件位置处的示意图；
图4为本申请实施例提供的散热组件应用到光模块中的示意图；
图5为本申请实施例提供的散热组件的俯视结构示意图；
图6为图5在虚线L处的截面示意图；
图7为本申请实施例提供的散热组件的另一俯视结构示意图；
图8为与图7对应的该散热组件的侧视图；
图9本申请实施例中的散热组件的另一俯视结构示意图；
图10为与图9对应的该散热组件的侧视图；
图11本申请实施例中的散热组件的另一俯视结构示意图；
图12为与图11对应的该散热组件的侧视图；
图13本申请实施例中的散热组件的另一俯视结构示意图；
图14为与图13对应的该散热组件的侧视图；
图15本申请实施例中的散热组件的另一俯视结构示意图；
图16为与图15对应的该散热组件的侧视图；
图17为电子设备为光模块的结构示意图；
图18为本申请实施例提供的芯片封装结构的侧视图；
图19为本申请实施例中芯片封装结构的平面结构示意图；
图20为本申请实施例中芯片封装结构的立体结构示意图；
图21为本申请实施例中芯片封装结构的另一立体结构示意图；
附图标记：
1-电子元件；11-基板；12-芯片裸片；13-保护盖；14-第二焊接层；15-第一焊接层；2-散热组件；21-导热片；22-框体；23-弹性结构；231-凸起部；P-凸起结构；31-底壳；32-上盖；33-印刷电路板；34-散热凸台；35-光器件；T1-第一螺栓；T2-第二螺栓；4-盖板；41-支撑柱；411-固定部；U-缺口。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
为了方便理解本申请实施例提供的电子元件的散热组件，首先说明一下散热组件的应用场景，本申请的散热组件可以为各种电子元件进行散热，以使各种电子元件工作在非高温环境下，避免电子元件被烧毁，保持电子元件的寿命。电子元件可以为芯片，例如，可以为射频集成芯片、驱动芯片等任何类型的芯片。当然，本申请中的电子元件也可以为其他元器件。在一些实施例中，也可以将该散热组件应用到光模块中，例如，可以在光模块中的芯片位置处设置散热组件，通过在光模块中设置散热组件，可以有效解决光模块中高热密度的芯片散热问题。此外，也可以将散热组件应用于手机、平板电脑、笔记本等电子设备中，以提高电子设备的散热效率。
以电子元件为芯片为例，由于芯片的集成度要求越来越高，一般芯片可以具有数据交换、控制、数模转换等多种功能，芯片的功耗也越来越大，使得芯片的散热受到很大的限制和挑战，在芯片的表面组装工艺中，高温回流的过程对导热材料的耐高温性能和粘性的要求较高，而粘性较好的耐高温导热材料的导热系数较低，一般只有2W/mK左右，无法满足芯片的散热需求，导致芯片散热问题日益显著。
基于此，为了解决芯片散热的问题，本申请实施例提供了一种散热组件、电子设备及封装结构。
应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
图2为本申请实施例提供的散热组件的立体结构示意图，如图2所示，该散热组件2，可以包括：导热片21，用于与电子元件1接触；框体22，用于限制导热片21的位置，框体22围绕导热片21的侧壁；弹性结构23，与框体22固定连接，且弹性结构23位于导热片21背离待接触的电子元件1的一侧。
本申请实施例提供的散热组件，通过设置用于与电子元件接触的导热片，可以将电子元件产生的热量均匀的导出，通过设置框体可以限制导热片的位置，防止导热片在水平方向上发生移动，避免由于导热片移动而破坏散热界面，进而影响散热性能，并且，通过设置与框体固定连接的弹性结构，该弹性结构可以与电子设备中的其他部件接触而产生形变，以使电子元件、导热片及框体在厚度方向可靠固定，以保证电子元件产生的热量可以顺利导出。此外，在制作过程中，可以先对芯片进行表面组装工艺，再在芯片的表面涂覆导热材料，之后再安装散热组件，因而，对导热材料的粘性强度要求降低，从而可以选择散热性能更好的导热材料，从而，电子元件与散热组件之间的热阻较小，可以进一步提高芯片的散热效率。
在相关技术中，参照图1，芯片裸片12与保护盖13通过导热材料粘接，芯片裸片12产生的热量通过导热材料、保护盖13导出，但是，由于表面组装工艺中，高温回流的过程对导热材料的耐高温性能和粘性的要求较高，而粘性较好的耐高温导热材料的导热系数较低，一般只有2W/mK左右，无法满足芯片的散热需求。经实验验证，相比于图1所示的相关技术中，在芯片裸片12之上粘结保护盖13的方案，本申请实施例中通过设置散热组件，可以使电子元件的散热收益达到7℃～11℃，并且，电子元件的功耗也会有一定程度的降低，以提高电子元件的性能。
本申请实施例中，以电子元件为芯片为例对散热组件进行说明，在实际应用中，散热组件也可以对其他电子元件进行散热，可以根据实际需求选择散热组件的应用场景，在本申请中不对电子元件进行限定。
图3为本申请实施例提供的散热组件安装到电子元件1位置处的示意图，结合图2和图3，导热片21一侧的表面与电子元件1接触，以将电子元件1产生的热量导出，为了使导热片21的导热效果较均衡，可以将导热片21设置为具有均匀的厚度，例如，导热片21的厚度可以设置为2mm左右，导热片21的具体厚度可以根据电子元件1的耐压力及可靠性进行设置，此处不对导热片21的厚度进行限定。弹性结构23位于导热片21背离电子元件1的一侧，当弹性结构23发生形变后，可以使电子元件1、导热片21及框体22在厚度方向的位置固定，以使电子元件1产生的热量能够传导至导热片21。并且，框体22可以限制导热片21的位置，防止导热片21在水平方向上移动，因而，将散热组件2安装到电子元件1的位置后，导热片21在水平方向和厚度方向均不会发生移动，从而保证散热界面较稳定，使电子元件1产生的热量顺利导出。并且，弹性结构23可以位于框体22靠近导热片21一侧的边缘，因而，弹性结构23覆盖导热片21的面积较小，不会影响导热片21的导热性能。
可选地，在本申请中，如图2和图3所示，弹性结构23可以与导热片21接触，即弹性结构23位于框体22的内侧，这样，散热组件占用的空间较小，更有利于合理利用空间，当然，弹性结构23也可以与导热片21互不接触，例如，弹性结构23可以位于框体22的外侧，此处不对弹性结构23的具体位置进行限定，只要弹性结构23发生形变后，能够使电子元件1、导热片21及框体22在厚度方向的位置固定即可。
同样参照图3，为了进一步提高散热效果，可以在导热片21与电子元件1之间填充导热材料，由于该散热组件2对导热材料的粘性强度要求较低，从而可以选择散热能够较好的导热材料，例如，该导热材料可以为硅脂材料，硅脂材料的导热系数约为6W/mK，从而提高电子元件1的散热效率，并且，为了避免电子元件1与导热片21的距离过大，而影响电子元件1将热量传导至导热片21，可以将电子元件1与导热片21之间的间隙设置为小于0.1mm，例如可以设置为0.05mm，即电子元件1与导热片21之间填充的导热材料的厚度小于0.1mm。
图4为本申请实施例提供的散热组件应用到光模块中的示意图，如图4所示，光模块可以包括：底壳31、与底壳31固定连接的上盖32，以及印刷电路板33，其中，上盖32包括散热凸台34，底壳31与上盖32围成能够容置印刷电路板33、电子元件1及散热组件2的空间。可选地，底壳31与上盖32可以通过第一螺栓T1固定连接，印刷电路板33设置于底壳31之上，可选地，印刷电路板33可以通过第二螺栓T2与底壳31固定连接，当然，也可以采用其他方式将印刷电路板33设置在底壳31中，此处不做限定。电子元件1固定于印刷电路板33之上，可选地，电子元件1可以通过第一焊接层15固定于印刷电路板33之上。散热组件2安装在电子元件1的位置处，其中，导热片21一侧的表面与电子元件1接触，弹性结构23与散热凸台34接触。并且，弹性结构23具有一定的形变，以使电子元件1、导热片21及框体22在厚度方向可靠固定，使电子元件1产生的热量可以通过导热片21、散热凸台34而均匀导出。
图5为本申请实施例提供的散热组件的俯视结构示意图，如图2和图5所示，在一些实施例中，框体22的至少部分边缘弯折至导热片21表面的边缘，这样，框体22可以限定导热片21在垂直方向上的位置，并且，通过将框体22的边缘弯折至导热片21表面的边缘，框体22覆盖导热片21的面积较小，不会影响导热片21的导热性能。图6为图5在虚线L处的截面示意图，如图6所示，框体22围绕导热片21，并且框体22与导热片21接触，从而可以限定导热片21在水平方向上的位置。
进一步地，本申请实施例提供的上述散热组件中，参照图3，框体22围绕待接触的电子元件1的侧壁，用于与待接触的电子元件1卡合，这样，可以将导热片21固定于电子元件1的表面，使电子元件1、导热片21、框体22在水平方向上不容易发生移动，进一步保证电子元件1与导热片21之间的散热界面的稳定性。为了框体22能够与电子元件1卡合，框体22可以与电子元件1的至少部分侧壁接触。
同样参照图3，在本申请实施例中，框体22远离导热片21一侧的边缘，与待接触的电子元件1的表面平齐，这样，可以使框体22与电子元件1的接触面积较大，使框体22更容易与电子元件1卡合，且能够将导热片21更牢固的固定于电子元件1的表面。此外，框体22远离导热片21一侧的边缘，没有超出电子元件1背离导热片21一侧的表面，使框体22能够更容易的安装于电子元件1的位置处。并且，框体22不会占用电子元件1的面积，不需要改动电子元件1的原有结构，利用电子元件1周围的空间，就能够容置框体22，因而，本申请中的散热组件也可以应用于尺寸较小的电子元件1中，解决相关技术中，尺寸较小的电子元件1因空间不足无法设置散热部件的问题。
图7为本申请实施例提供的散热组件的另一俯视结构示意图，图8为与图7对应的该散热组件的侧视图，如图7和图8所示，框体22的侧壁内具有朝向内部凸起的凸起结构P，这样，可以通过凸起结构P夹持电子元件1，使框体22与电子元件1的卡合力度更大，保证框体22、导热片21及电子元件1在水平方向上可靠固定，进一步保证电子元件1与导热片21之间的散热界面的稳定性。
可选地，本申请实施例提供的上述散热组件中，如图3所示，凸起结构P位于导热片21背离弹性结构23的一侧，由于弹性结构23固定于框体22靠近导热片21一侧的边缘，因而，至少在弹性结构23与框体22接触的位置处，可以限制导热片21的位置。因而，将凸起结构P设置在导热片21背离弹性结构23的一侧，可以通过凸起结构P进一步限制电子元件1的位置，进一步保证电子元件1和导热片21在水平方向上不会移动。并且，以电子元件1为芯片为例，电子元件1可以包括基板11和芯片裸片12，芯片裸片12通过第二焊接层14固定于基板11之上，一般芯片裸片12的尺寸小于基板11的尺寸，通过将凸起结构P设置在电子元件1的侧壁位置处，可以使框体22更容易与电子元件1接触以实现卡合，并且，可以增大框体22与电子元件1之间的卡合力度，使电子元件1更不容易发生移动。此外，上述凸起结构P也可以设置在与导热片21对应的位置处，此处不对凸起结构P的具体位置进行限定。其中，芯片裸片12(die)可以是一种晶粒，是以半导体材料制作而成未经封装的一小块集成电路本体，该集成电路的既定功能就是在这一小片半导体上实现。
图9为本申请实施例中的散热组件的另一俯视结构示意图，图10为与图9对应的散热组件的侧视图，如图9和图10所示，框体22中至少两个相对的侧壁内具有凸起结构P，例如，图9所示的散热组件中，框体22在四个侧壁内均具有凸起结构P，图11为本申请实施例中的散热组件的另一俯视结构示意图，图12为与图11对应的散热组件的侧视图，图11和图12中，框体22中两个相对的侧壁内具有凸起结构P，这样，可以使框体22的卡合力度更加均匀，避免由于框体22的卡合力度不均，而导致电子元件1与导热片21之间发生相对移动。
可选地，本申请实施例中，框体22中至少一个侧壁内具有一个或多个凸起结构P。图13为本申请实施例中的散热组件的另一俯视结构示意图，图14为与图13对应的散热组件的侧视图，如图13和图14所示，框体22中至少一个侧壁内可以具有一个凸起结构P，图15为本申请实施例中的散热组件的另一俯视结构示意图，图16为与图15对应的散热组件的侧视图，如图15和图16所示，框体22中至少一个侧壁内也可以具有多个凸起结构P，这样，可以使框体22的卡合力度较大，使框体22与导热片21、电子元件1的卡合效果更好，使导热片21与电子元件1更不容易发生移动。图15和图16中，以框体22的一个侧壁内具有三个凸起结构P为例进行示意，不对凸起结构P的数量进行限定，并且，图7至图16中，均以凸起结构P位于靠近框体22在侧壁内的中心区域为例进行示意，在实际应用中，可以根据实际需要设置凸起结构P的位置，此处不对凸起结构P的位置进行限定。
在本申请的各附图中，以有限数量的凸起结构P和弹性结构23为例进行示意，并不对凸起结构P和弹性结构23的数量进行限定。并且，在本申请的各附图中，均以凸起结构P为方形为例进行示意，在实际应用中，凸起结构P也可以设置为圆形、梯形等形状，此处不对凸起结构P的形状进行限定。
可选地，本申请实施例中的散热组件中，如图5所示，在框体22的至少两个相对的边缘处设有弹性结构23。这样，弹性结构23被压缩而发生形变后，导热片21和电子元件1受到的弹力更加均匀，避免由于弹力不均，而导致导热片21和电子元件1的受力不均而发生相对移动，例如，图5和图6中，在框体22的每一侧的边缘处均设有弹性结构23，如图9和图10所示，在框体22相对的两侧的边缘处设有弹性结构23。
在本申请的实施例中，如图5和图6所示，弹性结构23为弹片；
弹性结构23具有至少一个凸起部231，凸起部231朝向背离导热片21的一侧凸起。
通过将弹性结构23设置为弹片，且设置至少一个凸起部231，可以使弹性结构23在受到压缩而发生形变时，能够产生弹力，使导热片21与电子元件1能够紧密接触，并且，可以将凸起部231的一端固定，另一端可活动，从而可以使凸起部231在被压缩时，可活动的一端可以在导热片21的表面发生滑动，凸起部231不被压缩时，可活动的一端可以恢复到初始状态，从而使弹性结构23的弹性能力较强。
可选地，本申请实施例中的散热组件中，如图6所示，凸起部231可以为弧状，这样，可以使弹性结构23更容易发生形变，使弹性结构23的弹性较好。
在一些实施例中，本申请实施例提供的散热组件中，如图5所示，弹性结构23具有两个对称设置的凸起部231，从而增大弹性结构23的弹性能力，可以将这两个凸起部231的固定端进行连接，使两个凸起部231的另一端仍然可活动。例如，可以将弹性结构23设置为一体结构，从而使弹性结构23的弹性较好。如图11和图12所示，弹性结构23也可以具有一个凸起部231，应该说明的是，图12为图11的侧视图，因而图12中具有两个凸起部231，这两个凸起部231不属于同一个弹性结构。当然，弹性结构23也可以具有更多个凸起部231，此处不对弹性结构23中的凸起部231的数量进行限定。
可选地，本申请实施例中的散热组件中，如图5所示，凸起部231可以为条状。
如图5和图6所示，凸起部231的延伸方向与导热片21的边缘的延伸方向一致；或，如图13和图14所示，凸起部231的延伸方向与导热片21的边缘的延伸方向具有一定夹角，采用这两种方式设置凸起部231，凸起部231占用导热片的面积都比较小，不会影响电子元件的散热效果，在实际应用中，可以根据电子元件的具体结构，来设置凸起部231的延伸方向，以便更有效的将电子元件的热量散出。
在本申请的一些实施例中，弹性结构的材料可以包括：弹性塑胶材料或金属材料。采用弹性塑胶材料或金属材料制作弹性结构，可以使弹性结构具有较好的弹性，例如，可以将弹性结构制作为弹性薄钢片、钣金件等，当然，也可以采用其他具有弹性的材料制作弹性结构，例如，还可以采用塑料材料，此处不做限定。
可选地，本申请实施例提供的上述散热组件中，如图3所示，导热片21的形状与待接触的电子元件1的轮廓的形状一致；导热片21的尺寸与电子元件1的轮廓的尺寸一致。
应该说明的是，此处电子元件1的轮廓可以理解为，电子元件1最外侧边缘围城的形状，以电子元件1为芯片为例，电子元件1中基板11的尺寸大于芯片裸片12的尺寸，因而电子元件1的轮廓可以指基板11的轮廓。
将导热片21的形状、尺寸设置为与电子元件1的轮廓的形状、尺寸一致，一方面，可以使导热片21的散热面积较大，从而能够提高电子元件1的散热效率，另一方面，更有利于框体22限制导热片21的位置，并且，使框体22与电子元件1的卡合效果更好，从而使导热片21和电子元件1不容易发生移动，保证导热片21与电子元件1之间的散热界面的稳定性。
在一些实施例中，本申请实施例提供的上述散热组件中，导热片的材料可以包括：金属材料，金属材料的导热能力较强，采用金属材料制作导热片，可以将电子元件的热量迅速导出，提高电子元件的散热效率，例如，可以采用铜、铁、铝等高导热材料制作导热片，当然，也可以采用其他导热能力较强的材料制作导热片，此处不对导热片的材料进行限定。本申请实施例中，由于导热片与电子元件之间的间隙较小，例如，可以设置为小于0.1mm，并且，导热片的导热能力较强，例如采用铜制作导热片时，导热片的导热率可达到400W/mK，从而，可以使电子元件产生的热量能够均匀且快速的导出。
可选地，在本申请的实施例中，参照图3，框体22与弹性结构23可以为一体结构，这样，可以使弹性结构23与框体22的连接更加牢固，在制作过程中，可以采用同一次工艺直接形成框体22和弹性结构23，从而，也可以节省制作步骤，节约制作成本，当然，弹性结构23与框体22也可以为两个分立的部件，通过焊接、粘结等方式将弹性结构23固定于框体22的边缘位置处，此处不对框体22与弹性结构23的具体设置方式进行限定。
在一些实施例中，本申请实施例提供的上述散热组件中，框体为可拆卸结构，在制作过程中，可以先对芯片进行表面组装工艺，再在芯片的表面涂覆导热材料，之后再安装散热组件，因而，对导热材料的粘性强度要求降低，从而可以选择散热性能更好的导热材料，从而，可以进一步提高芯片的散热效率，并且，将框体设置为可拆卸结构，使框体、导热片、电子元件的固定方式较简单。
基于同一技术构思，本申请实施例还提供了一种电子设备，如图17所示，包括：电子元件1，以及上述任一散热组件2；电子元件1与散热组件2中的导热片接触。本申请实施例提供的电子设备中，将散热组件安装在电子元件的位置处，可以使电子元件产生的热量通过散热元件导出，提高电子设备的散热效率。
图17中以电子设备为光模块为例进行示意，光模块是一种实现光-电转换和电-光转换的有源光电子器件，是光通信设备的重要功能模块，如图17所示，电子设备还可以包括光器件35，本申请中以电子设备为光模块为例进行举例说明，当然，电子设备也可以为其他需要散热的设备，只需将上述散热组件安装到电子设备中需要散热的电子元件位置处即可，此处不对电子设备的类型进行限定。
在本申请的实施例中，参照图4，上述电子设备，还可以包括：底壳31、与底壳31固定连接的上盖32，以及印刷电路板33；印刷电路板33设置于底壳31内，电子元件1固定于印刷电路板33背离底壳31的一侧；上盖32靠近底壳31的一侧设有散热凸台34，散热组件2中的弹性结构23与散热凸台34接触，且弹性结构23具有形变。
其中，底壳31与上盖32围成能够容置印刷电路板33、电子元件1及散热组件2的空间。可选地，底壳31与上盖32可以通过第一螺栓T1固定连接，印刷电路板33可以通过第二螺栓T2与底壳31固定连接，或者，也可以采用其他方式将印刷电路板33设置在底壳31内，此处不做限定。电子元件1固定于印刷电路板33之上，可选地，电子元件1可以通过第一焊接层15固定于印刷电路板33之上。散热组件2安装在电子元件1的位置处，其中，导热片21一侧的表面与电子元件1接触，另一侧的表面与弹性结构23接触，弹性结构23与散热凸台34接触，并且，弹性结构23具有一定的形变，以使电子元件1、导热片21及框体22在厚度方向可靠固定，使电子元件1产生的热量可以通过导热片21、散热凸台34而均匀导出。
在一些实施例中，本申请实施例提供的上述电子设备中，参照图4，散热凸台34与导热片21之间填充第一导热材料(图中未示出)，例如，第一导热材料可以为导热凝胶。散热凸台34与导热片21之间的间隙可以设置为小于0.5mm，以便为弹性结构23和第一导热材料留出足够的空间，并且，第一导热材料为软质材料，弹性结构23压缩和伸展时，第一导热材料可以随之流动，从而避免第一导热材料影响弹性结构23的弹性能力。
可选地，本申请实施例提供的上述电子设备中，参照图4，导热片21通过第二导热材料(图中未示出)与电子元件1接触。由于该散热组件2对导热材料的粘性强度要求较低，从而可以选择散热能够较好的导热材料作为第二导热材料，例如，第二导热材料的材料可以包括：硅脂材料，硅脂材料的导热系数约为6W/mK，从而提高电子元件1的散热效率，此外，第二导热材料的材料也可以为其他导热率较高的材料，此处不做限定。并且，为了避免电子元件1与导热片21的距离过大，而影响电子元件1将热量传导至导热片21，可以将电子元件1与导热片21之间的间隙设置为小于0.1mm，例如可以设置为0.05mm，即电子元件1与导热片21之间填充的导热材料的厚度小于0.1mm。
在相关技术中，如图1所示，芯片一般可以包括：基板11、固定于基板11之上的芯片裸片12，以及保护盖13，其中，保护盖13通过导热材料与芯片裸片12粘接，并且，保护盖13粘结芯片的四角或四周，从而，保护盖13占据了芯片封装的布局面积。
基于此，为了解决保护盖占据芯片封装的布局面积的问题，本申请实施例提供了一种芯片封装结构，图18为本申请实施例提供的芯片封装结构的侧视图，如图18所示，该芯片封装结构，可以包括：基板11，固定于基板11之上的芯片裸片12，以及盖板4；芯片裸片12的边缘位于基板11的边缘的范围内；可选地，芯片裸片12可以通过第二焊接层14固定于基板11之上。图19为本申请实施例中芯片封装结构的平面结构示意图，从图19可以明显看出，芯片裸片12的边缘位于基板11的边缘的范围内，即芯片裸片12的尺寸小于基板11的尺寸，以便为封装留出足够的空间。其中，芯片裸片(die)是一种晶粒，是以半导体材料制作而成未经封装的一小块集成电路本体，该集成电路的既定功能就是在这一小片半导体上实现。
图20和图21为本申请实施例中芯片封装结构的立体结构示意图，同时参照图20和图21，盖板4位于芯片裸片12背离基板11的一侧；盖板4在靠近基板11的一侧具有支撑柱41，支撑柱41固定于盖板4的边缘处；基板11在对应于支撑柱41的位置处设有缺口U；支撑柱41通过缺口U的内表面与基板11固定连接，可选地，缺口U可以设置在基板11的四角或侧边处，此处不做限定，缺口U可以为四分之一圆孔、二分之一圆孔，也可以为其他形状，此处不做限定。
本申请实施例提供的芯片封装结构中，通过设置具有支撑柱的盖板，并且，在盖板对应于支撑柱的位置处设置缺口，支撑柱通过缺口的内表面与基板固定连接，因而，盖板不会占用电子元件的面积，增加了电子元件封装的布局面积，通过实验验证，通过采用本申请中的盖板，可以使电子元件增加约9％的布局面积。
在本申请实施例中，如图18所示，支撑柱41背离盖板4一侧的表面，与基板11背离盖板4一侧的表面平齐，从而可以通过支撑柱41控制芯片裸片12与盖板4之间的间隙，避免因间隙过大，而增加电子元件1与盖板4之间的热阻，并且，避免因间隙过小，使电子元件1受到挤压。
可选地，参照图21，可以将基板11对应于支撑柱41的位置铣穿，以形成与支撑柱41对应的缺口U，并通过粘结材料将支撑柱41固定于缺口U的内表面，可选地，基板11的缺口U的内表面可以具有金属层，例如可以在基板11的缺口U内镀铜，因而，可以将支撑柱41通过金属层焊接到缺口U的内表面，使支撑柱41与基板11之间的连接更加牢固，当然，也可以采用其他粘结材料，将支撑柱41固定于缺口U的内表面，例如，可以采用粘性较强的胶体，此处不对粘结材料进行限定。
进一步地，本申请实施例提供的上述芯片封装结构中，如图21所示，支撑柱41具有朝向内部凸起的固定部411；固定部411与基板11靠近盖板4一侧的表面接触。通过在支撑部41中设置固定部411，且固定部411与基板11的表面接触，可以进一步增强支撑部41的支撑能力，保证芯片裸片12与盖板4之间保持一定的间隙，此外，在本申请实施例中，参照图18，上述芯片裸片12与盖板4之间可以填充第三导热材料(图中未示出)，通过第三导热材料将芯片裸片12产生的热量导出，提高上述芯片封装结构的散热效率。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (28)

1.一种电子元件的散热组件，其特征在于，包括：
导热片(21)，用于与所述电子元件(1)接触；
框体(22)，用于限制所述导热片(21)的位置，所述框体(22)围绕所述导热片(21)的侧壁；
弹性结构(23)，与所述框体(22)固定连接，且所述弹性结构(23)位于所述导热片(21)背离待接触的所述电子元件(1)的一侧。
2.如权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述框体(22)的至少部分边缘弯折至所述导热片(21)表面的边缘。
3.如权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述框体(22)围绕待接触的所述电子元件(1)的侧壁，用于与待接触的所述电子元件(1)卡合。
4.如权利要求3所述的散热组件，其特征在于，所述框体(22)远离所述导热片(21)一侧的边缘，与待接触的所述电子元件(1)的表面平齐。
5.如权利要求3所述的散热组件，其特征在于，所述框体(22)的侧壁内具有朝向内部凸起的凸起结构(P)。
6.如权利要求5所述的散热组件，其特征在于，所述凸起结构(P)位于所述导热片(21)背离所述弹性结构(23)的一侧。
7.如权利要求5所述的散热组件，其特征在于，所述框体(22)中至少两个相对的侧壁内具有所述凸起结构(P)。
8.如权利要求5所述的散热组件，其特征在于，所述框体(22)中至少一个侧壁内具有一个或多个所述凸起结构(P)。
9.如权利要求1所述的散热组件，其特征在于，在所述框体(22)的至少两个相对的边缘处设有所述弹性结构(23)。
10.如权利要求1～9任一项所述的散热组件，其特征在于，所述弹性结构(23)为弹片；
所述弹性结构(23)具有至少一个凸起部(231)，所述凸起部(231)朝向背离所述导热片(21)的一侧凸起。
11.如权利要求10所述的散热组件，其特征在于，所述凸起部(231)为弧状。
12.如权利要求10所述的散热组件，其特征在于，所述弹性结构(23)具有两个对称设置的所述凸起部(231)。
13.如权利要求10所述的散热组件，其特征在于，所述凸起部(231)为条状；
所述凸起部(231)的延伸方向与所述导热片(21)的边缘的延伸方向一致；或，所述凸起部(231)的延伸方向与所述导热片(21)的边缘的延伸方向具有一定夹角。
14.如权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述弹性结构(23)的材料包括：弹性塑胶材料或金属材料。
15.如权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述导热片(21)的形状与待接触的所述电子元件(1)的轮廓的形状一致；
所述导热片(21)的尺寸与所述电子元件(1)的轮廓的尺寸一致。
16.如权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述导热片(21)的材料包括：金属材料。
17.如权利要求1～16任一项所述的散热组件，其特征在于，所述框体(22)与所述弹性结构(23)为一体结构。
18.如权利要求1～16任一项所述的散热组件，其特征在于，所述框体(22)为可拆卸结构。
19.一种电子设备，其特征在于，包括：电子元件(1)，以及如权利要求1～18任一项所述的散热组件(2)；
所述电子元件(1)与所述散热组(2)件中的导热片接触。
20.如权利要求19所述的电子设备，其特征在于，还包括：底壳(31)、与所述底壳(31)固定连接的上盖(32)，以及印刷电路板(33)；
所述印刷电路板(33)设置于所述底壳(31)内，所述电子元件(1)固定于所述印刷电路板(33)背离所述底壳(31)的一侧；
所述上盖(32)靠近所述底壳(31)的一侧设有散热凸台(34)，所述散热组件(2)中的弹性结构(23)与所述散热凸台(34)接触，且所述弹性结构(23)具有形变。
21.如权利要求20所述的电子设备，其特征在于，所述散热凸台(34)与所述导热片(21)之间填充第一导热材料。
22.如权利要求19～21任一项所述的电子设备，其特征在于，所述导热片(21)通过第二导热材料与所述电子元件(1)接触。
23.如权利要求22所述的电子设备，其特征在于，所述第二导热材料的材料包括：硅脂材料。
24.一种芯片封装结构，其特征在于，包括：基板(11)，固定于所述基板(11)之上的芯片裸片(12)，以及盖板(4)；
所述芯片裸片(12)的边缘位于所述基板(11)的边缘的范围内；
所述盖板(4)位于所述芯片裸片(12)背离所述基板(11)的一侧；
所述盖板(4)在靠近所述基板(11)的一侧具有支撑柱(41)，所述支撑柱(41)固定于所述盖板(4)的边缘处；
所述基板(11)在对应于所述支撑柱(41)的位置处设有缺口(U)；所述支撑柱(41)通过所述缺口(U)的内表面与所述基板(11)固定连接。
25.如权利要求24所述的芯片封装结构，其特征在于，所述支撑柱(41)背离所述盖板(4)一侧的表面，与所述基板(11)背离所述盖板(4)一侧的表面平齐。
26.如权利要求24所述的芯片封装结构，其特征在于，所述基板(11)的缺口(U)的内表面具有金属层。
27.如权利要求24～26任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，所述支撑柱(41)具有朝向内部凸起的固定部(411)；
所述固定部(411)与所述基板(11)靠近所述盖板(4)一侧的表面接触。
28.如权利要求24～26任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，所述芯片裸片(12)与所述盖板(4)之间填充第三导热材料。
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