CN117116879A - 一种半导体分立器件的封装结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于半导体封装技术领域，公开了一种半导体分立器件的封装结构，包括外封装壳体、内封装体和连接引脚，内封装体设于外封装壳体的下端内壁，连接引脚设于外封装壳体的下端外壁，连接引脚贯穿外封装壳体的底壁并与内封装体连接，外封装壳体的内部设有交替磁冷降温机构，交替磁冷降温机构包括交替降温传动组件、自动转向传动组件和固定隔板。本发明利用温度传感器设定外封装壳体内的温度临界值，一方面利用磁冷效应循环完成对温度传导板的降温，另一方面温度传导板不间断对半导体分立器件降温，且可控制半导体分立器件的使用温度。

Description

一种半导体分立器件的封装结构

技术领域

本发明属于半导体封装技术领域，具体是指一种半导体分立器件的封装结构。

背景技术

半导体元器件以封装形式分为“分立”和“集成”，分立器件是指具有单独功能且功能不能拆分的电子器件，依据芯片结构和功能的不同可以分为半导体二极管、三极管、桥式整流器、光电器件等，以及由其通过一定方式连接形成的器件。

为了提高稳定性和实用性，在半导体分离器件外构造封装结构，现有的封装结构是利用塑料一体封装，使芯片与外界隔离，可以防止空气中的杂质对芯片腐蚀而造成性能下降，但是塑料封装会使散热效果降低，为了对半导体分立器件降温，通常采用散热风扇，由于芯片结构和功能以及工作环境不同，半导体分立器件的最佳使用温度会有不同，散热风扇不但散热效果有限，而且无法控制半导体分立器件的使用温度。

因此，需要一种半导体分立器件的封装结构以解决上述问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种半导体分立器件的封装结构，利用温度传感器设定外封装壳体内的温度临界值，一方面利用磁冷效应循环完成对温度传导板的降温，另一方面温度传导板不间断对半导体分立器件降温，且可控制半导体分立器件的使用温度。

本发明采取的技术方案如下：本发明提出一种半导体分立器件的封装结构，包括外封装壳体、内封装体和连接引脚，所述内封装体设于外封装壳体的下端内壁，所述连接引脚设于外封装壳体的下端外壁，所述连接引脚贯穿外封装壳体的底壁并与内封装体连接，所述外封装壳体的内部设有交替磁冷降温机构，所述交替磁冷降温机构包括交替降温传动组件、自动转向传动组件和固定隔板，所述固定隔板对称设于外封装壳体的内部，所述固定隔板设于内封装体的两侧，所述交替降温传动组件设于外封装壳体的上端内壁，所述自动转向传动组件设于固定隔板和交替降温传动组件上。

进一步地，所述固定隔板上对称设有交替冷却槽，两个固定隔板上的交替冷却槽对齐，所述固定隔板的上壁的交替冷却槽的两侧阵列设有冷却磁铁，交替冷却槽两侧的冷却磁铁一一对应，且磁性相反，在两侧的冷却磁铁之间形成磁场。

进一步地，一方面将升温后的温度传导板转向后磁冷降温，另一方面将降温后的温度传导板转向内封装体，所述自动转向传动组件包括限位滑块、转向旋转轴、转向传动杆、转向齿轮、转向齿条、连接横杆、连接竖杆、联动框、回正扭簧和温度传导板，所述外封装壳体的上端内壁对称设有限位滑槽，所述限位滑槽呈T字型设置，所述限位滑槽与交替冷却槽对齐，所述限位滑块成对设于限位滑槽内，所述转向旋转轴的一端设于限位滑块上，所述连接竖杆的两端设于两个转向旋转轴上，所述温度传导板的端部设于转向旋转轴的另一端，所述回正扭簧套设于转向旋转轴上，回正扭簧的两端作用在温度传导板和连接竖杆上，所述转向齿轮设于转向旋转轴上，所述转向齿轮设于连接竖杆和限位滑块之间，所述转向传动杆的两端分别设于两个固定隔板上相对应的交替冷却槽的侧壁，所述转向齿条对称设于转向传动杆的两端侧壁，所述连接横杆的一端设于连接竖杆的中部，所述联动框设于连接横杆的另一端，两个连接横杆通过联动框连接在一起。

进一步地，所述温度传导板的一侧阵列设有放置槽，所述放置槽内设有磁冷材料块，所述温度传导板的另一侧设有绝热层，所述磁冷材料块与冷却磁铁一一对应，磁冷材料块在冷却磁铁的作用下，释放热量，实现降温，绝热层可以将磁冷材料块释放的热量隔离，避免释放的热量再次进入到固定隔板之间。

进一步地，为了实现降温后的温度传导板推向内封装体对其降温，且将吸热后的温度传导板推动固定隔板上的交替冷却槽，实现热量的释放，所述交替降温传动组件包括主动轴、主动齿轮、传动齿条和交替电机，所述主动轴贯穿设于外封装壳体的上端面，所述交替电机设于外封装壳体的上端外壁，所述交替电机与主动轴连接，所述传动齿条设于联动框的一侧内壁，所述主动齿轮设于主动轴的端部，所述主动齿轮设于联动框内，所述主动齿轮与传动齿条啮合。

进一步地，所述外封装壳体的两侧壁设有散热孔，将温度传导板释放的热量排出。

进一步地，所述外封装壳体的内壁设有温度传感器，所述温度传感器设于固定隔板之间，当外封装壳体内的温度大于设定值时，启动交替电机，当外封装壳体内的温度再次大于设定值时，反向启动交替电机，从而根据外封装壳体内的温度实现交替电机的正转和反转。

进一步地，所述交替冷却槽的侧壁和温度传导板的侧壁呈圆弧形设置，所述交替冷却槽的宽度与温度传导板的宽度相同，温度传导板可在交替冷却槽内旋转而不会产生干涉。

进一步地，所述外封装壳体的上端外壁设有连接把手。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

1、在交替降温传动组件中，利用外封装壳体内的温度控制交替电机正反转，从而循环使贴附在内封装体上的温度传导板朝向交替冷却槽一侧移动，利用磁冷效应实现温度传导板降温，而低温的温度传导板朝向内封装体一侧移动，对内封装体即半导体分立器件降温，且可控制半导体分立器件的使用温度；

2、在自动转向传动组件中，转向传动杆的两端对称设有转向齿条，当转向齿轮移动至转向齿条处时，转向齿轮带动转向旋转轴和温度传导板旋转，使磁冷材料块处在冷却磁铁之间的磁场中，释放热量，对温度传导板降温，当转向齿轮离开转向齿条时，在回正扭簧的作用下，温度传导板具有磁冷材料块的一面朝向内封装体，从内封装体吸热，对内封装体降温。

附图说明

图1为本发明提出的一种半导体分立器件的封装结构的内部结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图2中A-A截面示意图；

图4为本发明提出的一种半导体分立器件的封装结构的外部结构示意图；

图5为交替磁冷降温机构的立体结构示意图；

图6为图5的左视图；

图7为自动转向传动组件的部分立体结构示意图；

图8为温度传导板的立体结构示意图；

图9为图3中A部分放大图。

其中，1、外封装壳体，2、内封装体，3、连接引脚，4、交替磁冷降温机构，5、交替降温传动组件，6、自动转向传动组件，7、固定隔板，8、交替冷却槽，9、冷却磁铁，10、限位滑块，11、转向旋转轴，12、转向传动杆，13、转向齿轮，14、转向齿条，15、连接横杆，16、连接竖杆，17、联动框，18、回正扭簧，19、温度传导板，20、限位滑槽，21、放置槽，22、磁冷材料块，23、绝热层，24、主动轴，25、主动齿轮，26、传动齿条，27、交替电机，28、散热孔，29、温度传感器，30、连接把手。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明提出一种半导体分立器件的封装结构，包括外封装壳体1、内封装体2和连接引脚3，所述内封装体2设于外封装壳体1的下端内壁，所述连接引脚3设于外封装壳体1的下端外壁，所述连接引脚3贯穿外封装壳体1的底壁并与内封装体2连接，所述外封装壳体1的内部设有交替磁冷降温机构4，所述交替磁冷降温机构4包括交替降温传动组件5、自动转向传动组件6和固定隔板7，所述固定隔板7对称设于外封装壳体1的内部，所述固定隔板7设于内封装体2的两侧，所述交替降温传动组件5设于外封装壳体1的上端内壁，所述自动转向传动组件6设于固定隔板7和交替降温传动组件5上。

如图3、图5所示，所述固定隔板7上对称设有交替冷却槽8，两个固定隔板7上的交替冷却槽8对齐，所述固定隔板7的上壁的交替冷却槽8的两侧阵列设有冷却磁铁9，交替冷却槽8两侧的冷却磁铁9一一对应，且磁性相反，在两侧的冷却磁铁9之间形成磁场。

如图1、图2、图3、图5、图6、图7、图8、图9所示，一方面将升温后的温度传导板19转向后磁冷降温，另一方面将降温后的温度传导板19转向内封装体2，所述自动转向传动组件6包括限位滑块10、转向旋转轴11、转向传动杆12、转向齿轮13、转向齿条14、连接横杆15、连接竖杆16、联动框17、回正扭簧18和温度传导板19，所述外封装壳体1的上端内壁对称设有限位滑槽20，所述限位滑槽20呈T字型设置，所述限位滑槽20与交替冷却槽8对齐，所述限位滑块10成对设于限位滑槽20内，所述转向旋转轴11的一端设于限位滑块10上，所述连接竖杆16的两端设于两个转向旋转轴11上，所述温度传导板19的端部设于转向旋转轴11的另一端，所述回正扭簧18套设于转向旋转轴11上，回正扭簧18的两端作用在温度传导板19和连接竖杆16上，所述转向齿轮13设于转向旋转轴11上，所述转向齿轮13设于连接竖杆16和限位滑块10之间，所述转向传动杆12的两端分别设于两个固定隔板7上相对应的交替冷却槽8的侧壁，所述转向齿条14对称设于转向传动杆12的两端侧壁，所述连接横杆15的一端设于连接竖杆16的中部，所述联动框17设于连接横杆15的另一端，两个连接横杆15通过联动框17连接在一起。

如图5、图6、图7所示，所述温度传导板19的一侧阵列设有放置槽21，所述放置槽21内设有磁冷材料块22，所述温度传导板19的另一侧设有绝热层23，所述磁冷材料块22与冷却磁铁9一一对应，磁冷材料块22在冷却磁铁9的作用下，释放热量，实现降温，绝热层23可以将磁冷材料块22释放的热量隔离，避免释放的热量再次进入到固定隔板7之间。

如图3、图4、图5、图6、图7所示，为了实现降温后的温度传导板19推向内封装体2对其降温，且将吸热后的温度传导板19推动固定隔板7上的交替冷却槽8，实现热量的释放，所述交替降温传动组件5包括主动轴24、主动齿轮25、传动齿条26和交替电机27，所述主动轴24贯穿设于外封装壳体1的上端面，所述交替电机27设于外封装壳体1的上端外壁，所述交替电机27与主动轴24连接，所述传动齿条26设于联动框17的一侧内壁，所述主动齿轮25设于主动轴24的端部，所述主动齿轮25设于联动框17内，所述主动齿轮25与传动齿条26啮合。

如图1、图4所示，所述外封装壳体1的两侧壁设有散热孔28，将温度传导板19释放的热量排出。

如图1、图4所示，所述外封装壳体1的内壁设有温度传感器29，所述温度传感器29设于固定隔板7之间，当外封装壳体1内的温度大于设定值时，启动交替电机27，当外封装壳体1内的温度再次大于设定值时，反向启动交替电机27，从而根据外封装壳体1内的温度实现交替电机27的正转和反转。

如图5、图7、图8所示，所述交替冷却槽8的侧壁和温度传导板19的侧壁呈圆弧形设置，所述交替冷却槽8的宽度与温度传导板19的宽度相同，温度传导板19可在交替冷却槽8内旋转而不会产生干涉。

如图1所示，所述外封装壳体1的上端外壁设有连接把手30。

具体使用时，握住连接把手30，将连接引脚3插入至半导体电路板上，此时内封装体2塑料封装而成的分立器件与其它器件连接运行，此时分立器件散热，当外封装壳体1内的温度超过设定值时，温度传感器29发出信号，将信号传递给连接的控制器，控制器打开交替电机27，交替电机27带动主动轴24转动，主动轴24带动主动齿轮25转动，主动齿轮25与传动齿条26啮合，传动齿条26向一侧移动，传动齿条26带动联动框17移动，联动框17带动连接横杆15移动，连接横杆15带动连接竖杆16移动，连接竖杆16推动转向旋转轴11移动，转向旋转轴11带动转向齿轮13移动，同时转向旋转轴11带动温度传导板19移动，从而使紧贴内封装体2的温度传导板19远离内封装体2朝着固定隔板7上的交替冷却槽8移动，当转向齿轮13移动至转向齿条14时，转向齿轮13与转向齿条14啮合，转向齿轮13带动转向旋转轴11转动，转向旋转轴11带动温度传导板19转动，当温度传导板19处在交替冷却槽8处时，温度传导板19上具有磁冷材料块22的一侧转动至外侧，磁冷材料块22正好处在冷却磁铁9之间，在冷却磁铁9的磁场作用下向外散热，热量通过散热孔28散发，磁冷材料块22温度降低，同时连接竖杆16另一端的处在交替冷却槽8内温度传导板19朝向内封装体2移动，直至温度传导板19贴附在内封装体2上，此过程中，当转向齿轮13离开转向齿条14时，在回正扭簧18的作用下，温度传导板19上具有磁冷材料块22的一面正对内封装体2，从而温度传导板19对内封装体2降温，当温度传导板19吸热后温度升高后无法对内封装体2降温时，外封装壳体1内的温度再次超过设定值，温度传感器29再次发出信号，控制器控制交替电机27反转，重复上述操作，从而温度传导板19不间断对内封装体2降温，保证半导体分立器件在需要的温度下运行。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种半导体分立器件的封装结构，包括外封装壳体（1）、内封装体（2）和连接引脚（3），其特征在于：所述内封装体（2）设于外封装壳体（1）的下端内壁，所述连接引脚（3）设于外封装壳体（1）的下端外壁，所述连接引脚（3）贯穿外封装壳体（1）的底壁并与内封装体（2）连接，所述外封装壳体（1）的内部设有交替磁冷降温机构（4），所述交替磁冷降温机构（4）包括交替降温传动组件（5）、自动转向传动组件（6）和固定隔板（7），所述固定隔板（7）对称设于外封装壳体（1）的内部，所述固定隔板（7）设于内封装体（2）的两侧，所述交替降温传动组件（5）设于外封装壳体（1）的上端内壁，所述自动转向传动组件（6）设于固定隔板（7）和交替降温传动组件（5）上。

2.根据权利要求1所述的一种半导体分立器件的封装结构，其特征在于：所述固定隔板（7）上对称设有交替冷却槽（8），两个固定隔板（7）上的交替冷却槽（8）对齐，所述固定隔板（7）的上壁的交替冷却槽（8）的两侧阵列设有冷却磁铁（9），交替冷却槽（8）两侧的冷却磁铁（9）一一对应。

3.根据权利要求2所述的一种半导体分立器件的封装结构，其特征在于：所述自动转向传动组件（6）包括限位滑块（10）、转向旋转轴（11）、转向传动杆（12）、转向齿轮（13）、转向齿条（14）、连接横杆（15）、连接竖杆（16）、联动框（17）、回正扭簧（18）和温度传导板（19），所述外封装壳体（1）的上端内壁对称设有限位滑槽（20），所述限位滑槽（20）呈T字型设置，所述限位滑槽（20）与交替冷却槽（8）对齐，所述限位滑块（10）成对设于限位滑槽（20）内，所述转向旋转轴（11）的一端设于限位滑块（10）上，所述连接竖杆（16）的两端设于两个转向旋转轴（11）上，所述温度传导板（19）的端部设于转向旋转轴（11）的另一端，所述回正扭簧（18）套设于转向旋转轴（11）上，回正扭簧（18）的两端作用在温度传导板（19）和连接竖杆（16）上，所述转向齿轮（13）设于转向旋转轴（11）上，所述转向齿轮（13）设于连接竖杆（16）和限位滑块（10）之间，所述转向传动杆（12）的两端分别设于两个固定隔板（7）上相对应的交替冷却槽（8）的侧壁，所述转向齿条（14）对称设于转向传动杆（12）的两端侧壁，所述连接横杆（15）的一端设于连接竖杆（16）的中部，所述联动框（17）设于连接横杆（15）的另一端，两个连接横杆（15）通过联动框（17）连接在一起。

4.根据权利要求3所述的一种半导体分立器件的封装结构，其特征在于：所述温度传导板（19）的一侧阵列设有放置槽（21），所述放置槽（21）内设有磁冷材料块（22），所述温度传导板（19）的另一侧设有绝热层（23），所述磁冷材料块（22）与冷却磁铁（9）一一对应。

5.根据权利要求4所述的一种半导体分立器件的封装结构，其特征在于：所述交替降温传动组件（5）包括主动轴（24）、主动齿轮（25）、传动齿条（26）和交替电机（27），所述主动轴（24）贯穿设于外封装壳体（1）的上端面，所述交替电机（27）设于外封装壳体（1）的上端外壁，所述交替电机（27）与主动轴（24）连接，所述传动齿条（26）设于联动框（17）的一侧内壁，所述主动齿轮（25）设于主动轴（24）的端部，所述主动齿轮（25）设于联动框（17）内，所述主动齿轮（25）与传动齿条（26）啮合。

6.根据权利要求5所述的一种半导体分立器件的封装结构，其特征在于：所述外封装壳体（1）的两侧壁设有散热孔（28）。

7.根据权利要求6所述的一种半导体分立器件的封装结构，其特征在于：所述外封装壳体（1）的内壁设有温度传感器（29），所述温度传感器（29）设于固定隔板（7）之间。

8.根据权利要求7所述的一种半导体分立器件的封装结构，其特征在于：所述交替冷却槽（8）的侧壁和温度传导板（19）的侧壁呈圆弧形设置，所述交替冷却槽（8）的宽度与温度传导板（19）的宽度相同。

9.根据权利要求8所述的一种半导体分立器件的封装结构，其特征在于：所述外封装壳体（1）的上端外壁设有连接把手（30）。