CN211297488U - 一种电子元件的散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电子元件的散热结构，包括封装基板和罩盖，电子元件固定焊接于封装基板的焊盘上，所述电子元件的引脚和焊点表面设有绝缘密封胶层，并通过该绝缘密封胶层隔离所述电子元件与焊盘的电连接结构；所述罩盖密封盖合于封装基板上并与封装基板共同围合形成用于填充冷却液的冷却腔，所述电子元件裸露于所述冷却腔内。在保证电子元件与焊盘的电连接结构的隔离密封的情况下，直接用冷却液接触电子元件进行散热，散热效率高；更适用于大功率器件的散热。

Description

一种电子元件的散热结构

技术领域

本实用新型涉及电子元件的冷却技术，具体涉及一种电子元件的散热结构。

背景技术

在实际工作中，高度集成的大功率器件产生的热量会使芯片温度升高，如果散热缓慢，就有可能使芯片温度升高到超过所允许的最高结温，器件的性能将显著下降，并且不能稳定工作，甚至可能会直接烧坏。因此控制大功率器件的升温速度，使芯片内部温度始终维持在允许的结温之内，保证机器稳定运行，成为大功率器件技术领域研究的重点和难题。

现有的散热方式多采用风冷和水冷，风冷方式即增加一散热风扇，通过散热风扇带动气流流动进行散热，如运用于家用或办公用的计算机主机箱内等，适用于功率较低的电子元件的散热。水冷则是增加水管，并通过导热结构与发热的电子元件形成热接触，电子元件产生的热量经导热结构传递至水管内的冷却液，通过流动的冷却液带走热量；该种水冷方式比较受限于热传导的效率，在大功率电路板(如大型服务器)上也存在着散热吃力的状况。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种电子元件的散热结构，将冷却液直接接触发热的电子元件，实现高效散热的效果。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种电子元件的散热结构，包括封装基板和罩盖，电子元件固定焊接于封装基板的焊盘上，所述电子元件的引脚和焊点表面设有绝缘密封胶层，并通过该绝缘密封胶层隔离所述电子元件与焊盘的电连接结构；所述罩盖密封盖合于封装基板上并与封装基板共同围合形成用于填充冷却液的冷却腔，所述电子元件裸露于所述冷却腔内。

进一步的，所述绝缘密封胶层涂覆于电子元件的外周，并填充于所述电子元件和封装基板之间的间隙内，且固定粘结所述电子元件和封装基板。

进一步的，所述绝缘密封胶层的材质为硅胶、UV胶、环氧胶、聚氨酯胶、厌氧胶、丙烯酸胶、有机陶瓷涂料或聚脲。

进一步的，所述封装基板上开设有环形插槽，所述罩盖上套接有密封圈，所述罩盖固定插设于封装基板上的环形插槽内，并通过密封圈与环形插槽密封配合。

进一步的，所述封装基板与罩盖之间通过螺纹锁固，封装基板与罩盖之间设置密封垫进行密封。

进一步的，还包括密封胶层，所述密封胶层填充于封装基板和罩盖之间的间隙内，并固定粘结所述封装基板和罩盖。

进一步的，所述封装基板或罩盖上开设有连通至该冷却腔的进液口和出液口，冷却液经进液口流入并填充至冷却腔内，再经出液口流出。

进一步的，所述冷却腔内设有水流导向结构，以将进液口流入的水流导向至封装基板上的电子元件。

进一步的，所述罩盖上嵌设有散热器，所述散热器还具有裸露于冷却腔内的导热部位。

进一步的，所述罩盖为金属罩盖。

通过本实用新型提供的技术方案，具有如下有益效果：

本方案在冷却腔填充冷却液后，冷却液和封装基板上的所有电子元件直接接触，能够快速的将热量带走，散热效率高，且将封装基板上的电子元件的电连接结构密封隔离，杜绝冷却液渗入电连接部分造成短路，保证电子元件的正常运行；本散热结构更适用于大功率器件(如大型服务器的电路板)的散热。

附图说明

图1所示为实施例一中电子元件的散热结构的结构示意图；

图2所示为实施例二中电子元件的散热结构的结构示意图；

图3所示为实施例三中电子元件的散热结构的结构示意图；

图4所示为实施例四中电子元件的散热结构的结构示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

实施例一

参照图1所示，本实施例提供的一种电子元件的散热结构，包括封装基板10和罩盖20，所述封装基板10为现有技术中用于焊接电子元件30的基板结构，即具有电子线路层(未示出)以及与电子线路层电连接的焊盘11；电子线路层在制备封装基板上时即已密封绝缘处理，所述焊盘11外露用于焊接。电子元件30(如电阻元件、电容元件、处理器等)固定焊接于焊盘11上而实现封装(电子元件30的焊接封装为现有技术)。所述电子元件30的引脚和焊点表面设有绝缘密封胶层40，并通过该绝缘密封胶层40隔离所述电子元件30与焊盘11的电连接结构；即裸露在外的，均是绝缘表面。所述罩盖20密封盖合于封装基板10上并与封装基板10共同围合形成用于填充冷却液(如冷却水)的冷却腔101，所述罩盖20上开设有连通至该冷却腔101的进液口21和出液口22，所述电子元件30裸露于所述冷却腔101内。

电子元件30通电工作过程中会产生热量，需要冷却时，冷却液从进液口21注入冷却腔101内，冷却腔101内的冷却液与封装封装基板上的所有电子元件30直接接触，能够快速的将所有电子元件30产生的热量同时带走，再经出液口22流出，散热效率高。且将封装基板10上的电子元件30的电连接结构密封隔离，杜绝冷却液渗入电连接部分造成短路，保证电子元件的正常运行；该散热结构更适用于大功率器件(如大型服务器的电路板)的散热。

具体的，本实施例中，进液口21和出液口22均开设于罩盖20上，罩盖20无线路结构，便于开设开口以及外接冷却液源，从实际制备上容易且方便实现。当然的，在其他实施例中，进液口21和出液口22也可以开设在封装基板10上，或者是一个开设在罩盖20上，另一个开设在封装基板10上等。

进一步的，本实施例中，所述绝缘密封胶层40涂覆于电子元件30的外周，并填充于所述电子元件30和封装基板10之间的间隙内，且固定粘结所述电子元件30和封装基板10。只要在完成电子元件30的焊接封装后，在外围喷涂一圈胶层，待胶层固化后即能够很好的实现密封隔离的效果，制备方便，不会限制电子元件30具体位置。当然的，在其他实施例中，绝缘密封胶层40还可以针对性的点涂包覆，即只在电子元件30的引脚和焊点位置进行包覆，如此，在实现操作上较为繁琐，也容易出现缺漏。

具体的，本实施例中，所述绝缘密封胶层40材质为聚脲，聚脲层具有防水、防腐、防冲磨、强度好、成型快等特点，在厚度上具有很好的优势，在较薄的厚度情况下就能够满足固定强度，对电子元件30的散热效果影响可降至最低。当然的，在其他实施例中，绝缘密封胶层40材质也可以采用如硅胶、UV胶(紫外光固化胶)、环氧胶、聚氨酯胶、厌氧胶、丙烯酸胶或有机陶瓷涂料等其他绝缘材料。

进一步的，本实施例中，所述封装基板10与罩盖20之间通过螺纹锁固；即罩盖20向外延伸有连接部(未示出)，连接部和封装基板10上均开设有相对应的螺孔(未示出)，并通过螺栓(未示出)穿设于相对应的螺孔内实现螺接固定，封装基板10与罩盖20之间设置密封垫(未示出)进行密封。能够实现较好的固定和密封。具体的，本实施例中，封装基板10上设置有环形凹槽(未示出)，环形凹槽的内壁设有外螺纹，罩盖20上设有相配合的内螺纹，罩盖20通过内螺纹螺接于环形凹槽的外螺纹上，实现固定。

作为更优选的，还包括密封胶层50，所述密封胶层50填充于封装基板10和罩盖20之间的间隙内，并固定粘结所述封装基板10和罩盖20。通过密封胶层50的粘结，使得封装基板10和罩盖20之间的密封效果更好。再进一步优选的，所述密封胶层50的材质与绝缘密封胶层40的材质相同，备料更方便。当然的，在其他实施例中，基于成本考虑，封装基板10和罩盖20之间只要起到密封的作用，因此，密封胶层50可采用成本较低的材质。如所述绝缘密封胶层40材质为聚脲，所述密封胶层50的材质为硅胶。

实施例二

本实施例提供的一种电子元件的散热结构，与实施例一中的电子元件的散热结构的结构大致相同，不同之处在于：

参照图2所示，本实施例中，封装基板10与罩盖20的固定方式为：所述封装基板10上开设有环形插槽(未示出)，所述罩盖20上套接有密封圈(未示出)，所述罩盖20固定插设于封装基板10上的环形插槽内，并通过密封圈与环形插槽密封配合；如此设置，也能够实现较好的密封结构。当然的，作为更优选的，也可以在封装基板10与罩盖20之间设置密封胶层50实现进一步的密封。

当然的，在其他实施例中，封装基板10与罩盖20的装配结构也不局限于上述结构，在其他实施例中，封装基板10与罩盖20也可以先通过螺栓固定螺接，然后在封装基板10与罩盖20的间隙处喷涂硅胶等密封胶密封，也能够实现密封的效果。

再具体的，本实施例中，所述冷却腔101内设有水流导向结构60，以将进液口21流入的水流导向至封装基板10上的电子元件30位置，通过设置导向结构60，能够将进液口21注入的低温冷却液充分与电子元件30接触，散热效果更好。具体的，导向结构60为“L”形的导流板。

实施例三

本实施例提供的一种电子元件的散热结构，与实施例一中的电子元件的散热结构的结构大致相同，不同之处在于：参照图3所示，本实施例中，所述罩盖20上嵌设有散热器70，所述散热器70还具有裸露于冷却腔101内的导热部位，用于与冷却腔101内的冷却液进行热接触。冷却腔101内的冷却液直接与电子元件30接触并吸收电子元件30产生的热量，再经冷却液传导至散热器70的导热部位，并经散热器70的外露鳍片进行散热。电子元件30的散热，同时采用冷却液的流动实现水冷和散热器70的风冷散热进行散热，散热效果更好。

再具体的，所述罩盖20为金属罩盖，金属罩盖20位于最外层，也能够起到很好的导热和散热的作用。

实施例四

本实施例提供的一种电子元件的散热结构，与实施例三中的电子元件的散热结构的结构大致相同，不同之处在于：参照图4所示，本具体实施例中，所述罩盖20只设置一个进液口21，未设置出液口，进液口21完成注入冷却液后进行密封。冷却腔101内的冷却液不进行流动，只作为导热，散热部分采用散热器70进行散热；电子元件30、冷却液与散热器70能实现无缝配合，导热、散热效果也能够实现高效。适用于空间布局限制而无法排布冷却液循环管道的情况。

具体的，本实施例中，由于冷却液不进行流动，冷却液优选为液态金属，吸热/导热效果更好。

更进一步的，所述进液口位置空出一定的空间，即液态金属不填满冷却腔101，液态金属凝固时，空出的空间能够满足液态金属的凝固所需的空间，不会膨胀变形。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子元件的散热结构，其特征在于：包括封装基板和罩盖，电子元件固定焊接于封装基板的焊盘上，所述电子元件的引脚和焊点表面设有绝缘密封胶层，并通过该绝缘密封胶层隔离所述电子元件与焊盘的电连接结构；所述罩盖密封盖合于封装基板上并与封装基板共同围合形成用于填充冷却液的冷却腔，所述电子元件裸露于所述冷却腔内。

2.根据权利要求1所述的电子元件的散热结构，其特征在于：所述绝缘密封胶层涂覆于电子元件的外周，并填充于所述电子元件和封装基板之间的间隙内，且固定粘结所述电子元件和封装基板。

3.根据权利要求2所述的电子元件的散热结构，其特征在于：所述绝缘密封胶层的材质为硅胶、UV胶、环氧胶、聚氨酯胶、厌氧胶、丙烯酸胶、有机陶瓷涂料或聚脲。

4.根据权利要求1所述的电子元件的散热结构，其特征在于：所述封装基板上开设有环形插槽，所述罩盖上套接有密封圈，所述罩盖固定插设于封装基板上的环形插槽内，并通过密封圈与环形插槽密封配合。

5.根据权利要求1所述的电子元件的散热结构，其特征在于：所述封装基板与罩盖之间通过螺纹锁固，封装基板与罩盖之间设置密封垫进行密封。

6.根据权利要求1或4或5所述的电子元件的散热结构，其特征在于：还包括密封胶层，所述密封胶层填充于封装基板和罩盖之间的间隙内，并固定粘结所述封装基板和罩盖。

7.根据权利要求1所述的电子元件的散热结构，其特征在于：所述封装基板或罩盖上开设有连通至该冷却腔的进液口和出液口，冷却液经进液口流入并填充至冷却腔内，再经出液口流出。

8.根据权利要求7所述的电子元件的散热结构，其特征在于：所述冷却腔内设有水流导向结构，以将进液口流入的水流导向至封装基板上的电子元件。

9.根据权利要求1所述的电子元件的散热结构，其特征在于：所述罩盖上嵌设有散热器，所述散热器还具有裸露于冷却腔内的导热部位。

10.根据权利要求9所述的电子元件的散热结构，其特征在于：所述罩盖为金属罩盖。

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