CN210984717U - 散热封装结构 - Google Patents

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王德信
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Abstract

本实用新型提供一种散热封装结构，包括基板以及设置在所述基板上的高功耗器件，在所述基板上开设有与所述高功耗器件位置对应的散热通孔，在所述散热通孔的下端设置有散热片，所述高功耗器件固定在所述散热片顶部；并且，所述散热片的厚度小于所述基板的厚度，所述高功耗器件的底部通过所述散热片收容在所述散热通孔内。利用上述实用新型不仅能够有效地提高封装结构的散热效果，还能够降低整个封装结构的高度，从而减小产品的尺寸。

Description

散热封装结构
技术领域
本实用新型涉及半导体封装技术领域，更为具体地，涉及一种散热封装结构。
背景技术
在传统的封装工艺中，封装失效的原因有很多种，其中，封装结构内部的温度过高导致失效的原因占很大比重，因此，整个封装结构内部的散热能力好坏就显得极为重要。
然而，目前传统的散热方式，主要是在封装结构内部或者外部安装散热片，然后通过其他介质材料(例如，基板、塑封层等)配合散热片将封装结构内部的热量传递至外界。但是，这种传统的散热方式散热效率较低，若是封装结构内安装有高功耗器件(高功耗器件，为功率较大的器件，这种器件在工作时，会产生较多的热量)，使用这种传统的散热方式并不能有效地散除封装结构内部的热量。
基于这个问题，亟需一种能够有效地散除装载有高功耗器件的封装结构内部热量的方法。
实用新型内容
鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种散热封装结构，解决装载有高功耗器件的封装结构无法有效的散除内部产生的热量的问题。
本实用新型实施例中提供的散热封装结构，包括基板以及设置在所述基板上的高功耗器件，在所述基板上开设有与所述高功耗器件位置对应的散热通孔，在所述散热通孔内设置有散热片，所述高功耗器件与所述散热片固定；并且，
所述散热片的厚度小于所述基板的厚度，所述高功耗器件通过所述散热片收容在所述散热通孔内。
此外，优选的结构是，所述散热通孔的下端的纵截面与所述散热片的纵截面均为T型结构，所述散热片通过过盈配合限位固定在所述散热通孔的下端；所述高功耗器件固定在所述散热片顶部。
此外，优选的结构是，在所述基板的底部设置有焊盘，所述基板通过所述焊盘通过锡膏固定在PCB板或结构外壳上。
此外，优选的结构是，所述高功耗器件通过导热胶粘接固定在所述散热片顶部；并且，
所述散热片底部通过所述导热胶与PCB板或结构外壳相连。
此外，优选的结构是，所述导热胶为绝缘导热型Epoxy胶。
此外，优选的结构是，在所述基板上还设置有低功耗器件；并且，所述低功耗器件以及所述高功耗器件在所述基板上均至少设置有一个；
所述低功耗器件与所述基板固定或设置于所述高功耗器件远离所述散热片一侧。
此外，优选的结构是，在所述基板上还设置有用于覆盖所述高功耗器件、低功耗器件以及所述散热通孔的塑封层。
此外，优选的结构是，在所述基板上还设置有用于封装所述高功耗器件、低功耗器件以及所述散热通孔的外壳。
此外，优选的结构是，所述高功耗器件通过导线与所述基板实现电性连接，所述低功耗器件使用锡膏直接贴装在所述基板上。
此外，优选的结构是，所述导线为半导体键合金线。
从上面的技术方案可知，本实用新型提供的散热封装结构，通过在基板上开设与高功耗器件位置对应的散热通孔，并在散热通孔的底部设置与该高功耗器件直接连接的散热片，从而显著提高封装结构的散热效率；此外，通过对散热片厚度以及形状的设计，能够使高功耗器件的底部收容在散热通孔内，从而降低整个封装结构的高度，减小产品的尺寸。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1为本实用新型实施例提供的散热封装结构的主视剖面图；
图2为本实用新型实施例提供的散热封装结构的局部放大图；
其中的附图标记包括：基板11、高功耗器件12、散热通孔13、散热片14、焊盘15、低功耗器件16、导线17、导热胶18、塑封层19。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
为详细描述本实用新型的散热封装结构的结构，以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。
图1示出了本实用新型实施例提供的散热封装结构的主视剖面结构。
如图1所示，本实用新型实施例中提供的散热封装结构，包括基板11以及设置在基板11上的高功耗器件12；为提高散热效率，在基板11上开设有与高功耗器件12上下位置对应的散热通孔13，该散热通孔13的下端与外界连通；此外，为保护器件并进一步提高散热效率，在散热通孔13的下端还安装有散热片14，高功耗器件12连接固定在散热片14顶部，通过这种设计，可以使高功耗器件12产生的热量通过散热片14直接传导至外界，从而省去中间介质材料的传导，能够显著提高封装结构的散热效率。
另外，对于散热片14以及散热通孔13的尺寸，一般需要使散热通孔13的横截面大于高功耗器件12的横截面，且散热片14的厚度小于基板11的厚度，通过这种设计可以使高功耗器件12固定在散热片14顶部时，高功耗器件12的底部甚至整个高功耗器件12收容限位在散热通孔13内，从而降低整个封装结构的高度，减小最终成型产品的尺寸。
在本实用新型的一个具体地实施例中，散热通孔13下端的纵截面与散热片14的纵截面均为T型结构，且散热片14的直径略大于散热通孔13的直径，因此，当将散热片14按压在所述散热通孔13内并与散热通孔13过盈配合时，散热片14牢牢固定在散热通孔13底部，从而提高整个装置的稳定性。
另外，在基板11的底部可以设置焊盘15，基板11通过焊盘15配合锡膏粘接在PCB板或结构外壳上，从而实现封装结构内的器件与外界的其他器件相互配合使用。
此外，图2示出了本实用新型实施例提供的散热封装结构的局部放大图，结合图1和图2可知，本实用新型提供散热封装结构的还可以包括导热胶18，高功耗器件12通过导热胶18粘接固定在散热片14顶部；并且，散热片14通过导热胶18与外界的PCB板或结构外壳相连。在实际使用过程中，由于外界的PCB板或结构外壳的面积较大，因此，通过使用导热胶18将散热片14的上下两端分别与高功耗器件12以及外界的PCB板或结构外壳相连，能够在保证高功耗器件12定位牢固的前提下，使传递到外界的PCB板或结构外壳的热量迅速散去，从而进一步提高封装结构的散热效果。
在实际生产过程中，导热胶18可以选用绝缘导热型Epoxy胶(环氧树脂胶一般是指以环氧树脂为主体所制得的胶粘剂，这种粘结剂的种类有很多，通过改变组分以及内部结构体现不同的功能，例如耐温型、导电型、光学型等等，本实用新型即使用绝缘导热型Epoxy胶)，使用绝缘导热型Epoxy胶将散热片14的上下两端分别与高功耗器件12以及外界的PCB板或结构外壳相连，能够在保证热传导的前提下，防止高功耗器件12在实际工作中通过导热片与外界的其他器件之间形成短路；需要说明的是，绝缘导热型Epoxy胶是一种现有种类的Epoxy胶，本实用新型只是对绝缘导热型Epoxy胶性能的应用，因此，对于绝缘导热型Epoxy胶的内部结构以及制作过程，在此不再赘述。
此外，为优化散热封装结构的功能，在基板11上还可以设置低功耗器件16(与高功耗器件对应，为功率较小的器件，这种器件在工作时，一般产生热量较少，不需要单独为其配置散热片)，通过高功耗器件12配合低功耗器件16使用，实现散热封装结构功能的多样化。
进一步地，低功耗器件16以及高功耗器件12在基板11上均可以至少设置有一个，通过将多个器件封装在同一个散热封装结构内，不仅能够实现散热封装的多功能性，还能够减小所有器件占用的总的空间。另外，为防止散热封装结构内部出现局部过热现象，可以使低功耗器件16以及高功耗器件12在基板11上呈均匀分布。
具体地，本实用新型提供的散热封装结构还包括导线17，高功耗器件12通过导线17与基板11电连接，低功耗器件16通过锡膏粘贴在基板11上实现电连接，从而实现各器件之间的信息传递。
另外，为了进一步提高的导线17的导电性，进而提高各器件与基板11之间的信息传递效果，导线17可以选用半导体键合金线(Bonding Wire)，半导体键合金线主要用于半导体封装工艺中的芯片键合，它的成分是纯度为99.999％的金，掺杂银、钯、镁、铁、铜、硅等元素，通过掺杂不同的元素可以改变金线的硬度、刚性、延展度、电导率等参数，从而满足本实用新型的要求。
在本实用新型的一个优选的实施方式中，为了保护基板11上的器件，在基板11上还可以设置有用于覆盖高功耗器件12、低功耗器件16、导线17以及散热通孔13的塑封层19，(塑封层为塑封胶固化后的产物)通过塑封层19将各器件与外界分隔开，从而防止运输等过程中，器件与外界其他设备碰撞而损坏。
另一方面，也可以在基板11上还设置封装高功耗器件12、低功耗器件16、导线17以及散热通孔13的塑封层，通过塑封层对基板11上的器件进行保护。
从上述实施方式可知，本实用新型提供的散热封装结构至少具备以下优点：
1、通过在散热通孔的下端安装散热片，并将高功耗器件连接固定在散热片顶部，可以使高功耗器件产生的热量通过散热片直接传导至外界，能够显著提高封装结构的散热效率；
2、通过对散热片以及散热通孔的尺寸的设计，能够使高功耗器件固定在散热片顶部时，高功耗器件的底部收容限位在散热通孔内，从而降低整个封装结构的高度；
3、通过使用导热胶将散热片的上下两端分别与高功耗器件以及PCB板或结构外壳相连，能够使传递到外界的PCB板或结构外壳的热量迅速散去，从而进一步提高封装结构的散热效果。
如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型提出散热封装结构。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的散热封装结构，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种散热封装结构，包括基板以及设置在所述基板上的高功耗器件，其特征在于，
在所述基板上开设有与所述高功耗器件位置对应的散热通孔，在所述散热通孔内设置有散热片，所述高功耗器件与所述散热片固定；并且，
所述散热片的厚度小于所述基板的厚度，所述高功耗器件通过所述散热片收容在所述散热通孔内。
2.如权利要求1所述的散热封装结构，其特征在于，
所述散热通孔的下端的纵截面与所述散热片的纵截面均为T型结构，所述散热片通过过盈配合限位固定在所述散热通孔的下端；所述高功耗器件固定在所述散热片顶部。
3.如权利要求1所述的散热封装结构，其特征在于，
在所述基板的底部设置有焊盘，所述基板通过所述焊盘固定在PCB板或结构外壳上。
4.如权利要求3所述的散热封装结构，其特征在于，
所述高功耗器件通过导热胶粘接固定在所述散热片顶部；并且，
所述散热片底部通过所述导热胶与PCB板或结构外壳相连。
5.如权利要求4所述的散热封装结构，其特征在于，
所述导热胶为绝缘导热型Epoxy胶。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的散热封装结构，其特征在于，
在所述基板上还设置有低功耗器件；并且，
所述低功耗器件以及所述高功耗器件在所述基板上均至少设置有一个；
所述低功耗器件与所述基板固定或设置于所述高功耗器件远离所述散热片一侧。
7.如权利要求6所述的散热封装结构，其特征在于，
在所述基板上还设置有用于覆盖所述高功耗器件、低功耗器件以及所述散热通孔的塑封层。
8.如权利要求6所述的散热封装结构，其特征在于，
在所述基板上还设置有用于封装所述高功耗器件、低功耗器件以及所述散热通孔的外壳。
9.如权利要求6所述的散热封装结构，其特征在于，
所述高功耗器件通过导线与所述基板实现电性连接，所述低功耗器件使用锡膏直接贴装在所述基板上。
10.如权利要求9所述的散热封装结构，其特征在于，
所述导线为半导体键合金线。
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