CN117440672B - 一种半导体设备大面积高精密导热板 - Google Patents

Abstract

本发明属于半导体设备技术领域，且公开了一种半导体设备大面积高精密导热板，包括电子元器件，电子元器件的上方设置有安装板，安装板的上方一侧安装有散热风扇，安装板的上方另一侧由下往上依次等距设置有多个散热组件，多个散热组件均包括两个主导热板，两个主导热板之间等距设置有多个辅导热板。本发明，通过散热组件、固定绳、活动框以及相关部件的配合使用，当温度传感器检测电子元器件运行温度达到指定阈值时，控制单元会控制伺服电机运行，并利用散热风扇的转速提高，使得散热组件之间的气体流动速度会更加迅速，保证了各个散热组件散热效果的同时，还能够在电子元器件温度过高时进行加速散热，定程度上保证了电子元器件的使用寿命。

Description

一种半导体设备大面积高精密导热板

技术领域

本发明属于半导体设备技术领域，具体是一种半导体设备大面积高精密导热板。

背景技术

半导体设备大致可分为前道制造设备以及后道封测设备，前道制造设备主要包括光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备、离子注入设备、清洗设备、机械抛光设备以及扩散设备。而后道封装设备按工艺流程主要分为晶圆减薄机、划片机、贴片机、引线键合机、塑封机及切筋成型机等，测试设备主要包括分选机、测试机、探针台等。

作为半导体设备中最为作用的电子元器件，其本身直接关乎着半导体设备的正常使用，在半导体设备使用时，其电子元器件部分会在工作的同时产生热效应，温度不断升高，而过高的温度则不利于电子元器件的工作以及寿命，传统电子元器件通过铺设高密度的导热板对电子元器件进行导热散热，并利用散热风扇加速导热板之间的空气流动，提高散热效果，但是在实际使用过程中散热风扇对着导热板进行吹风，从而对靠近散热风扇处的导热板部分进行有效地散热，当散热风扇的风持续往导热板方向进行吹时，此时散热风扇的风温度升高，对远离风机的导热板部分的散热效果会降低，并且当电子元器件负荷过大导致温度过高时，也难以及时加速进行散热，一定程度上影响了电子元器件的使用寿命。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了半导体设备大面积高精密导热板。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：半导体设备大面积高精密导热板，包括电子元器件，所述电子元器件的上方设置有安装板，所述安装板的上方一侧安装有散热风扇，所述安装板的上方另一侧由下往上依次等距设置有多个散热组件；

多个所述散热组件均包括两个主导热板，两个所述主导热板之间等距设置有多个辅导热板，两个所述主导热板之间等距固定连接有多个连接轴，多个所述辅导热板分别滑动套接在多个连接轴的外侧。

优选地，所述安装板的顶端对称安装有两组铜管，多个所述散热组件从下往上依次套接在两组铜管的外侧。

优选地，四个所述铜管的外侧由下往上依次等距套接有多个导热筒，所述主导热板的外表面与导热筒之间贴合。

优选地，多个所述散热组件的上方均设置有活动框，多个所述辅导热板的顶端均对称固定连接有两个固定绳，两个所述固定绳均固定连接在活动框的底端。

优选地，所述活动框的两侧均对称固定连接第一凸块，所述活动框一侧位于两个第一凸块之间固定有第二凸块。

优选地，所述安装板的顶端对称固定连接有两组导向杆，所述第一凸块滑动套接在导向杆外侧，且两组导向杆的顶端固定连接有回形框。

优选地，所述安装板与回形框之间安装有丝杆，所述第二凸块螺纹套接在丝杆的外侧，所述丝杆的底部固定套接有传动齿轮，所述传动齿轮的一侧啮合有主动齿轮。

优选地，所述安装板顶端位于丝杆的一侧固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端固定安装有蜗轮蜗杆减速器，所述主动齿轮固定套接在蜗轮蜗杆减速器的输出轴外侧。

优选地，所述安装板靠近散热风扇的一端固定安装有温度传感器，所述蜗轮蜗杆减速器的外侧固定安装有控制单元。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过散热组件、固定绳、活动框以及相关部件的配合使用，当温度传感器检测电子元器件运行温度达到指定阈值时，控制单元会控制伺服电机运行，直至实现散热组件中辅导热板角度的调整，并利用散热风扇的转速提高，使得散热组件之间的气体流动速度会更加迅速，并且因辅导热板的角度变化，使得每个散热组件之间周围的空气会形成紊流，空气可以与辅导热板之间进行更多的热交换，进而提高电子元器件的散热速度，保证了各个散热组件散热效果的同时，还能够在电子元器件温度过高时进行加速散热，一定程度上保证了电子元器件的使用寿命。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明背视断面图；

图3为本发明图2中A处放大结构示意图；

图4为本发明散热组件与活动板结构示意图；

图5为本发明散热组件结构示意图；

图6为本发明散热组件中辅导热板角度调节后结构示意图；

图7为本发明背视图；

图8为本发明图7中B处放大结构示意图；

图9为本发明铜管与主导热板连接处部分结构示意图。

图中：1、电子元器件；2、安装板；3、散热风扇；4、铜管；5、主导热板；6、辅导热板；7、活动框；8、固定绳；9、连接轴；10、第一凸块；11、第二凸块；12、导向杆；13、回形框；14、丝杆；15、传动齿轮；16、主动齿轮；17、伺服电机；18、蜗轮蜗杆减速器；19、温度传感器；20、控制单元；21、导热筒。

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。

如图1至图9所示，本发明提供半导体设备大面积高精密导热板，包括电子元器件1，电子元器件1用于半导体设备中，其是半导体设备在使用时的主要发热部件，电子元器件1的上方设置有安装板2，电子元器件1与安装板2之间贴合，安装板2为方形设置，且安装板2为导热板材质，具有良好的导热性能，安装板2的上方一侧安装有散热风扇3，散热风扇3通过外接电源线与外部电源电性连接，安装板2的上方另一侧由下往上依次等距设置有多个散热组件，散热风扇3的输出端位置正对应散热组件，且散热风扇3与多个散热组件之间呈平行设置，散热组件的数量根据实际半导体设备的使用情况决定，本实施例中，散热组件的数量不少于十个，当电子元器件1开始工作时，会产生大量的热，此时在安装板2的作用下，会将电子元器件1的产生的热量引导到安装板2上，并在多个散热组件的作用下对电子元器件1进行散热，多个散热组件均包括两个主导热板5，主导热板5为条形板结构，且两个主导热板5之间为对称平行设置，两个主导热板5之间等距设置有多个辅导热板6，辅导热板6的数量不少于九个，且由附图2、附图3中，可了解到，辅导热板6的前半段为平行板设备，后半段为弧形板设置，散热风扇3运行时会产生风，此时散热风扇3产生的风会顺着多个散热组件之间的空隙流动，从而加速多个散热组件之间的空气流动，将散热组件上的热量随着散热风扇3的风带走，从而提高散热效果，而辅导热板6后半段的弧形设置，可使得使散热风扇3的风对辅导热板6的作用面积增大，从而可极大提高散热风扇3对辅导热板6的散热效果。

安装板2的顶端对称安装有两组铜管4每组铜管4的数量为两个，多个散热组件从下往上依次套接在两组铜管4的外侧，散热组件与铜管4之间可为焊接固定，也可为贴合设置，相比于传统直接焊接固定方式，提高了散热组件拆装更换的便捷度，四个铜管4的外侧由下往上依次等距套接有多个导热筒21，导热筒21设置在两个散热组件之间，且均与散热组件中的主导热板5之间贴合，因导热筒21的材质同样具有良好的导热性能，使得铜管4上吸收的热能同样能够经导热筒21传输至散热组件中的主导热板5上，在将散热组件安装在铜管4上时，可根据不同半导体设备，来使用不同长度的导热筒21，从而通过调整每个散热组件之间的距离以及散热组件的安装数量，来满足不同半导体设备对于散热方面的需求。

两个主导热板5之间等距固定连接有多个连接轴9，连接轴9的数量与辅导热板6的数量相同，且连接轴9为金属材质，也具有一定的导热性能，多个辅导热板6分别滑动套接在多个连接轴9的外侧，利用辅导热板6与连接轴9之间的滑动套接，使得辅导热板6能够以连接轴9为圆心向上摆动，且摆动的角度最大值为二十度，而初始状态下，辅导热板6之间平行设置在两个主导热板5之间。

多个散热组件的上方均设置有活动框7，活动框7的材质与散热组件相同，且因活动框7上开设有多个通孔，有效保证了空气在多个散热组件的流动，多个辅导热板6的顶端均对称固定连接有两个固定绳8，固定绳8为尼龙材质，具有良好的耐高温性和防腐蚀性，两个固定绳8均固定连接在活动框7的底端，活动框7的两侧均对称固定连接第一凸块10，活动框7一侧位于两个第一凸块10之间固定有第二凸块11，安装板2的顶端对称固定连接有两组导向杆12，每组导向杆12的数量为两个，第一凸块10滑动套接在导向杆12外侧，且两组导向杆12的顶端固定连接有回形框13，回形框13材质与活动框7相同，且因回形框13中部设置有开口，保证了散热组件中流动的空气能够正常向上方流走，通过第一凸块10与导向杆12之间的滑动套接，实现了所有活动框7均可在散热组件上纵向移动，且在回形框13的设置下，有效有限制了活动框7纵向移动时的最大距离，参考附图6，此时活动框7在散热组件上方已经移动至最高处，而散热组件中每个辅导热板6弧形端位置翘起，且翘起的角度为二十度，此状态下的散热组件之间的气体流动速度会更加迅速，并且每个散热组件之间周围的空气会形成紊流，空气可以与辅导热板6之间进行更多的热交换，从而进一步增强散热组件的散热性能。

安装板2与回形框13之间安装有丝杆14，丝杆14的顶端和底端均通过轴承分别与安装板2以及回形框13之间连接，从而实现了丝杆14可在安装板2与回形框13之间转动，第二凸块11螺纹套接在丝杆14的外侧。通过第二凸块11与丝杆14之间的螺纹连接，实现了丝杆14在转动时，第二凸块11的纵向移动，继而实现活动框7的纵向移动，并通过第一凸块10与导向杆12之间的滑动套接，保证了活动板框纵向移动时的稳定性，丝杆14的底部固定套接有传动齿轮15，传动齿轮15的一侧啮合有主动齿轮16，安装板2顶端位于丝杆14的一侧固定安装有伺服电机17，安装板2与伺服电机17之间通过支撑块连接固定，支撑块本身不具有导热性能，且因伺服电机17位于散热组件远离散热风扇3位置，使得伺服电机17运行时所生产的热能，也能够在风力的作用下将热能带走，从而避免对电子元器件1造成影响，伺服电机17的输出端固定安装有蜗轮蜗杆减速器18，主动齿轮16固定套接在蜗轮蜗杆减速器18的输出轴外侧，安装板2靠近散热风扇3的一端固定安装有温度传感器19，温度传感器19为现市场上较为成熟的产品，故而在此不再赘述，其是为了实时监测电子元器件1运行时的温度，蜗轮蜗杆减速器18的外侧固定安装有控制单元20，控制单元20与伺服电机17、温度传感器19以及散热风扇3之间通过信号连接，当温度传感器19检测的温度达到指定阈值时，此时控制单元20控制伺服电机17工作，以及提高散热风扇3的转速，当多个活动框7移动至最高处后，再控制伺服电机17停止运行，此时散热组件中的辅导热板6的角度改变，并且因散热风扇3的风力加大，从而加快了电子元器件1的散热速度，以避免温度过高对设备造成的损坏，而当温度传感器19检测的温度低于指定阈值时，控制单元20再控制伺服电机17反向运行，并降低散热风扇3的转速，以减小电能消耗。

本发明的工作原理及流程，

在半导体设备上的电子元器件1使用过程中，散热风扇3保持运行状态，

此时电子元器件1运行时产生的热能经安装板2传导至四个铜管4上，再由铜管4以及导热筒21传导至各个散热组件中的主导热板5上以及辅导热板6上，而此时散热风扇3产生的风会顺着多个散热组件之间的空隙流动，从而加速多个散热组件之间的空气流动，并将散热组件上的热量随着散热风扇3的风带走，最后从半导体设备上散热窗处排出，从而实现电子元器件1的散热。

当温度传感器19检测电子元器件1运行温度达到指定阈值时，控制单元20会控制散热组件加速散热，其具体步骤如下；

一、控制单元20控制运行伺服电机17运行，伺服电机17运行带动蜗轮蜗杆减速器18运行，蜗轮蜗杆减速器18运行带动主动齿轮16转动，主动齿轮16转动带动传动齿轮15转动，传动齿轮15转动带动丝杆14转动，丝杆14转动带动多个活动框7分别在散热组件上方向上移动，并在活动框7移动至最高处时停止运行伺服电机17；

二、当活动框7移动时会使得固定绳8拉动散热组件中辅导热板6均以连接轴9为圆心向上摆动，且摆动的角度最大值为二十度；

三、控制单元20同时还会控制散热风扇3加速运行，其产生的风力加大，使得散热组件之间的气体流动速度会更加迅速，并且因辅导热板6的角度变化，使得每个散热组件之间周围的空气会形成紊流，空气可以与辅导热板6之间进行更多的热交换，进而提高电子元器件1的散热速度。

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。

Claims (5)

1.一种半导体设备大面积高精密导热板，其特征在于：包括电子元器件(1)，所述电子元器件(1)的上方设置有安装板(2)，所述安装板(2)的上方一侧安装有散热风扇(3)，所述安装板(2)的顶端对称固定连接有两组导向杆(12)，所述安装板(2)的上方另一侧由下往上依次等距设置有多个散热组件；

多个所述散热组件均包括两个主导热板(5)，两个所述主导热板(5)之间等距设置有多个辅导热板(6)，两个所述主导热板(5)之间等距固定连接有多个连接轴(9)，多个所述辅导热板(6)分别滑动套接在多个连接轴(9)的外侧；

多个所述散热组件的上方均设置有活动框(7)，所述活动框(7)的两侧均对称固定连接第一凸块(10)，所述活动框(7)一侧位于两个第一凸块(10)之间固定有第二凸块(11)，所述第一凸块(10)滑动套接在导向杆(12)外侧，且两组导向杆(12)的顶端固定连接有回形框(13)，多个所述辅导热板(6)的顶端均对称固定连接有两个固定绳(8)，两个所述固定绳(8)均固定连接在活动框(7)的底端；

所述安装板(2)与回形框(13)之间安装有丝杆(14)，所述第二凸块(11)螺纹套接在丝杆(14)的外侧，所述丝杆(14)的底部固定套接有传动齿轮(15)，所述传动齿轮(15)的一侧啮合有主动齿轮(16)。

2.根据权利要求1所述的半导体设备大面积高精密导热板，其特征在于：所述安装板(2)的顶端对称安装有两组铜管(4)，多个所述散热组件从下往上依次套接在两组铜管(4)的外侧。

3.根据权利要求2所述的半导体设备大面积高精密导热板，其特征在于：四个所述铜管(4)的外侧由下往上依次等距套接有多个导热筒(21)，所述主导热板(5)的外表面与导热筒(21)之间贴合。

4.根据权利要求1所述的半导体设备大面积高精密导热板，其特征在于：所述安装板(2)顶端位于丝杆(14)的一侧固定安装有伺服电机(17)，所述伺服电机(17)的输出端固定安装有蜗轮蜗杆减速器(18)，所述主动齿轮(16)固定套接在蜗轮蜗杆减速器(18)的输出轴外侧。

5.根据权利要求4所述的半导体设备大面积高精密导热板，其特征在于：所述安装板(2)靠近散热风扇(3)的一端固定安装有温度传感器(19)，所述蜗轮蜗杆减速器(18)的外侧固安装有控制单元(20)。