CN115881657A - 一种柱扇状阵列内散热芯片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柱扇状阵列内散热芯片，涉及集成电路封装技术领域，一种柱扇状阵列内散热芯片，包括本体，所述本体包括裸片和用于对裸片进行保护及散热的封装外壳，所述封装外壳设置在裸片外部，且封装外壳呈包裹状，还包括用于对裸片以及裸片与封装外壳中空气进行散热的若干散热机构，若干所述散热机构设置在封装外壳外部。该柱扇状阵列内散热芯片在保留封装外壳与裸片之间间隙的前提下，芯片温度增加而散热效果同步提升，有效的降低了封装外壳与裸片之间空气对裸片散热效果的影响，同时由于散热机构结构简单使得在进行生产使用时内部裸片的制造工艺与集成电路工艺可以兼容。

Description

一种柱扇状阵列内散热芯片

技术领域

本发明涉及集成电路封装技术领域，尤其涉及一种柱扇状阵列内散热芯片。

背景技术

芯片一般是指集成电路（微型电子器件或部件），集成电路是电路（主要包括半导体设备，也包括被动组件等）小型化的方式，采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步，由于是电子原件，其在使用是会发出大量热量，如果不对其进行即使散热的话，会影响到芯片的正常使用，为此为了对芯片进行散热，往往会在其外部添加封装外壳使其将热量进行导出。

传统的功率半导体器件的散热芯片采用与封装壳接触的方式将芯片的热量传导出去。然而该种方式存在的主要问题为：封装外壳内的裸片与封装外壳之间存在着中空的部分，由于空气的导热率较低，从而使得这部分的空气阻隔了热量的有效传导，大大降低了散热的效率。

发明内容

本发明技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案，本发明实施例提供一种柱扇状阵列内散热芯片，以解决现有的芯片与封装外壳之间存在间隙，从而影响到芯片散热的技术问题。

本发明实施例采用下述技术方案：一种柱扇状阵列内散热芯片，包括本体，所述本体包括裸片和用于对裸片进行保护及散热的封装外壳，所述封装外壳设置在裸片外部，且封装外壳呈包裹状，还包括用于对裸片以及裸片与封装外壳中空气进行散热的若干散热机构，若干所述散热机构设置在封装外壳外部。

进一步，所述散热机构包括导热介质，所述导热介质设置在裸片的上方，所述导热介质的上方设置有柱状散热器，所述柱状散热器外设置有多个散热翅片，且每个所述散热翅片中均设置有中空层，所述导热介质与柱状散热器之间设置有连接座，且连接座外设置有导热板，所述柱状散热器和散热翅片均贯穿封装外壳。

进一步，所述导热介质采用高导热材质，且导热介质与裸片顶面之间紧密贴合。

进一步，所述连接座、导热板、柱状散热器和散热翅片均采用铜材质。

进一步，所述柱状散热器和散热翅片横截面为拱门型。

进一步，所述封装外壳采用散热材，且封装外壳中贯穿设置有针脚，所述针脚与裸片连接。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

通过散热机构可以将裸片散发的热量直接导出，从而加快裸片的散热效果，同时在裸片散发热量时会导致裸片与封装外壳间的空气温度也同步升高，此时通过散热机构还可以对升高的气体温度进行同步降温，从而起到有效降温的效果，避免由于封装外壳内的裸片与封装外壳之间存在着中空的部分，空气的导热率较低，导致这部分的空气阻隔了热量的有效传导，从而提高了散热效果，避免散热芯片热量被传导出去，但是由于空气温度未降低导致散热芯片温度下降不明显的情况发生，当裸片温度升高时，此时芯片的热量会率先传递到导热介质上，此时导热介质热量传递到散热翅片以及柱状散热器上，由于柱状散热器和散热翅片呈拱门状，此时热量通过散热翅片和柱状散热器传递到封装外壳外部进行降温，使得裸片产生的热量直接传递出去不需要通过空气进行传递，增加了散热效果，同时空气受热会膨胀，由于散热翅片中设有中空层，受热后的空气会通过中空层沿着散热翅片流通，当流动到外部时，此时空气降温，重新通过散热翅片进入到封装外壳内，从而达到对封装外壳内的空气降温的效果，并且当裸片温度越高时，此时空气流通速度也越快，使得散热翅片的散热效果也会越好，使得该装置在保留封装外壳与裸片之间间隙的前提下，芯片温度增加而散热效果同步提升，有效的降低了封装外壳与裸片之间空气对裸片散热效果的影响，同时由于散热机构结构简单使得在进行生产使用时内部裸片的制造工艺与集成电路工艺可以兼容。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的主体结构示意图；

图2为本发明的主剖结构示意图；

图3为本发明的柱状散热器结构示意图。

附图标记：

1、本体；11、封装外壳；12、裸片；2、散热机构；21、导热介质；22、柱状散热器；23、连接座；24、导热板；25、散热翅片；26、中空层。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

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。

在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，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发明中的具体含义。

下面结合图1至图3所示，本发明实施例提供了一种柱扇状阵列内散热芯片，包括本体1，所述本体1包括裸片12和用于对裸片12进行保护及散热的封装外壳11，所述封装外壳11设置在裸片12外部，且封装外壳11呈包裹状，还包括用于对裸片12以及裸片12与封装外壳11中空气进行散热的若干散热机构2，若干所述散热机构2设置在封装外壳11外部。

工作时，通过散热机构2可以将裸片12散热的热量直接导出，从而加快裸片12的散热效果，同时在裸片12散发热量时会导致裸片12与封装外壳11间的空气温度也同步升高，此时通过散热机构2还可以对升高的气体温度进行同步降温，从而起到有效降温的效果，同时该装置可以随着芯片温度增加而散热效果同步提升，有效的降低了封装外壳11与裸片12之间空气对裸片12散热效果的影响。

具体的，所述散热机构2包括导热介质21，所述导热介质21设置在裸片12的上方，所述导热介质21的上方设置有柱状散热器22，所述柱状散热器22外设置有多个散热翅片25，且每个所述散热翅片25中均设置有中空层26，所述导热介质21与柱状散热器22之间设置有连接座23，且连接座23外设置有导热板24，所述柱状散热器22和散热翅片25均贯穿封装外壳11。

具体的，所述导热介质21采用高导热材质，且导热介质21与裸片12顶面之间紧密贴合。

工作时，便于导热介质21可以将裸片12产生的热量进行导出。

具体的，所述连接座23、导热板24、柱状散热器22和散热翅片25均采用铜材质。

工作时，便于柱状散热器22和散热翅片25对裸片12以及内部空气进行散热。

具体的，所述柱状散热器22和散热翅片25横截面为拱门型。

工作时，使得裸片12与封装外壳11之间仍然为密封状，在避免空气流通的前提下，增加对空气的散热效果。

具体的，所述封装外壳11采用散热材，且封装外壳11中贯穿设置有针脚，所述针脚与裸片12连接。

工作时，使得封装外壳11还可以对裸片12起到散热效果。

工作原理；当裸片12温度升高时，此时芯片的热量会率先传递到导热介质21上，此时导热介质21热量传递到散热翅片25以及柱状散热器22上，由于柱状散热器22和散热翅片25呈拱门状，此时热量通过散热翅片25和柱状散热器22传递到封装外壳11外部进行降温，使得裸片12产生的热量直接传递到封装外壳11外部不需要通过空气进行传递，增加了散热效果，同时空气受热会膨胀，由于散热翅片25中设有中空层26，受热后的空气会通过中空层26的进气口沿着散热翅片25流通，当流动到散热翅片25位于封装外壳11的外部时，此时空气降温，降温后的空气会下降，但是由于热空气在不断进入，使得热空气会推动降温后的空气进行运动使得降温后的空气从出气口重新进入到封装外壳11中，避免降温后的冷空气从进气口进入到封装外壳11中，影响空气流通，重新通过散热翅片25进入到封装外壳11内，从而达到对封装外壳11内的空气降温的效果，并且当裸片12温度越高时，此时空气流通速度也越快，当热空气流通速度越快时，此时空气循环也会同步增加，使得散热翅片25的散热效果也会越好，该装置不仅仅可以对裸片12本身进行散热，同时可以对封装外壳11与裸片12之间的空气进行同步降温，避免由于空气存在影响裸片12的散热效果，同时在进行散热的时可以随着芯片温度增加散热效果同步提升，有效的降低了封装外壳11与裸片12之间空气对裸片12散热效果的影响。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种柱扇状阵列内散热芯片，包括本体（1），所述本体（1）包括裸片（12）和用于对裸片（12）进行保护及散热的封装外壳（11），所述封装外壳（11）设置在裸片（12）外部，且封装外壳（11）呈包裹状，其特征在于；还包括用于对裸片（12）以及裸片（12）与封装外壳（11）之间空气进行散热的若干散热机构（2），若干所述散热机构（2）设置在封装外壳（11）外部。

2.根据权利要求1所述的一种柱扇状阵列内散热芯片，其特征在于；所述散热机构（2）包括导热介质（21），所述导热介质（21）设置在裸片（12）的上方，所述导热介质的上方设置有柱状散热器（22），所述柱状散热器（22）外设置有多个散热翅片（25），且每个所述散热翅片（25）中均设置有中空层（26），所述导热介质与柱状散热器（22）之间设置有连接座（23），且连接座（23）外设置有导热板（24），所述柱状散热器（22）和散热翅片（25）均贯穿封装外壳（11）。

3.根据权利要求2所述的一种柱扇状阵列内散热芯片，其特征在于；所述导热介质（21）采用高导热材质，且导热介质（21）与裸片（12）顶面之间紧密贴合。

4.根据权利要求2所述的一种柱扇状阵列内散热芯片，其特征在于；所述连接座（23）、导热板（24）、柱状散热器（22）和散热翅片（25）均采用铜材质。

5.根据权利要求2所述的一种柱扇状阵列内散热芯片，其特征在于；所述柱状散热器（22）和散热翅片（25）横截面为拱门型。

6.根据权利要求1所述的一种柱扇状阵列内散热芯片，其特征在于；所述封装外壳（11）采用散热材，且封装外壳（11）中贯穿设置有针脚，所述针脚与裸片（12）连接。

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