CN108711562A - 一种具有散热功能的集成电路封装结构及其散热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有散热功能的集成电路封装结构，包括集成电路芯片、封装外壳和控制装置，所述控制装置与封装外壳固定连接，所述封装外壳与集成电路芯片固定连接，所述集成电路芯片和封装外壳之间设置有硅胶导热垫，所述硅胶导热垫与集成电路芯片粘合连接，所述集成电路芯片上设置有陶瓷导热片，所述陶瓷导热片与集成电路芯片固定连接，所述封装外壳左侧设置有水箱，所述水箱与封装外壳固定连接，所述水箱上设置有第一软水管和第二软水管，所述封装外壳右侧设置有循环水泵，所述循环水泵与封装外壳固定连接，所述第一软水管和第二软水管均与循环水泵螺栓连接，所述循环水泵与控制装置电性连接；该具有散热功能的集成电路封装结构能有效散热。

Description

一种具有散热功能的集成电路封装结构及其散热方法

技术领域

本发明涉及一种具有散热功能的集成电路封装结构及其散热方法。

背景技术

芯片就是半导体元件产品的统称。是集成电路的载体，由晶圆分割而成。硅片是一块很小的硅，内含集成电路，它是计算机或者其他电子设备的一部分。

集成电路封装不仅起到集成电路芯片内键合点与外部进行电气连接的作用，也为集成电路芯片提供了一个稳定可靠的工作环境，对集成电路芯片起到机械或环境保护的作用，从而集成电路芯片能够发挥正常的功能，并保证其具有高稳定性和可靠性。总之，集成电路封装质量的好坏，对集成电路总体的性能优劣关系很大。因此，封装应具有较强的机械性能、良好的电气性能和化学稳定性。

但现有的集成电路封装散热功能一般，本领域技术人员希望提供一种能有效散热的具有散热功能的集成电路封装结构及其散热方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能有效散热的具有散热功能的集成电路封装结构。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种具有散热功能的集成电路封装结构，包括集成电路芯片、封装外壳和控制装置，所述控制装置与封装外壳固定连接，所述封装外壳包裹住集成电路芯片，所述封装外壳与集成电路芯片固定连接，所述集成电路芯片和封装外壳之间设置有硅胶导热垫，所述硅胶导热垫与集成电路芯片粘合连接，所述集成电路芯片上设置有陶瓷导热片，所述陶瓷导热片贯穿封装外壳，所述陶瓷导热片与集成电路芯片固定连接，所述封装外壳左侧设置有水箱，所述水箱与封装外壳固定连接，所述水箱上设置有第一软水管和第二软水管，所述第一软水管和第二软水管均与水箱相连通，所述第一软水管和第二软水管均与水箱可拆卸连接，所述封装外壳右侧设置有循环水泵，所述循环水泵与封装外壳固定连接，所述第一软水管和第二软水管均与循环水泵相连通，所述第一软水管和第二软水管均与循环水泵螺栓连接，所述循环水泵与控制装置电性连接。

作为优选，所述集成电路芯片上设置有陶瓷导热针，所述陶瓷导热针呈等间距分布，所述陶瓷导热针位于封装外壳内，所述陶瓷导热针与集成电路芯片固定连接。陶瓷导热针有效的将热量从集成电路芯片中进行传导。

作为优选，所述封装外壳上设置有底座，所述底座呈对称分布设置，所述底座与封装外壳固定连接，所述底座上设置有凹槽，所述凹槽内设置有储电池，所述储电池通过凹槽与底座可拆卸连接，所述底座上面设置有风扇，所述底座均与其各自上的风扇固定连接，所述风扇位于陶瓷导热片两侧，所述风扇与储电池电性连接，所述风扇与控制装置电性连接。通过设置有风扇，能有效的使散热的速率加快。

作为优选，所述集成电路芯片上设置有管脚，所述管脚呈对称分布设置，所述管脚贯穿封装外壳，所述管脚与集成电路芯片焊接。管脚有效的构成集成电路的接口，方便集成电路使用。

作为优选，所述封装外壳右侧设置有电动气泵，所述电动气泵与封装外壳固定连接，所述电动气泵上设置有输气管，所述输气管与电动气泵相连通，所述输气管位于封装外壳内，所述陶瓷导热针***输气管内，所述输气管与电动气泵螺栓连接，所述电动气泵与控制装置电性连接。通过设置有电动气泵，有效的通过输气管排出热量。

作为优选，所述水箱内设置有温度传感器，所述温度传感器与水箱固定连接，所述温度传感器与控制装置电性连接。温度传感器能有效的检测水箱内的水温，反馈给控制装置。

作为优选，所述陶瓷导热针末端设置有针孔，所述针孔位于输气管内。通过设置有针孔，能有效的热量传导到输气管内。

作为优选，所述陶瓷导热片上设置有散热涂层，所述散热涂层包裹住陶瓷导热片。通过设置有散热涂层，能有效的使热量更好的在陶瓷导热片上传导。

本发明提供一种具有散热功能的集成电路封装结构的散热方法，包括以下步骤：

1）当集成电路芯片运行发热时，通过陶瓷导热片和陶瓷导热针将热量传导出来；

2）随后，采用控制装置启动循环水泵，从水箱中抽出水流经第一软水管和第二软水管，通过循环水泵使其循环流动，利用水冷方式使其降温散热；

3）当温度传感器检测到水箱内的温度超过35℃时，控制装置停止循环水泵运作；

4）当循环水泵关闭后，采用控制装置启动电动气泵，电动气泵将输气管内的热量带出，其中，电动气泵每运行一次间隔30s后再次启动，每次启动持续时间为3min；

5）当当温度传感器检测到水箱内的温度将到20℃时，控制装置停止电动气泵运作，再次启动循环水泵进行水冷降温散热。

本发明的有益效果为：通过设置有集成电路芯片、封装外壳、硅胶导热垫、陶瓷导热片、水箱、循环水泵、第一软水管和第二软水管，使集成电路芯片通过水冷方式进行散热，使其能进行高效率的散热。此外，集成电路芯片上设置有陶瓷导热针，陶瓷导热针呈等间距分布，陶瓷导热针位于封装外壳内，陶瓷导热针与集成电路芯片固定连接。陶瓷导热针有效的将热量从集成电路芯片中进行传导。封装外壳上设置有底座，底座呈对称分布设置，底座与封装外壳固定连接，底座上设置有凹槽，凹槽内设置有储电池，储电池通过凹槽与底座可拆卸连接，底座上面设置有风扇，底座均与其各自上的风扇固定连接，风扇位于陶瓷导热片两侧，风扇与储电池电性连接，风扇与控制装置电性连接。通过设置有风扇，能有效的使散热的速率加快。集成电路芯片上设置有管脚，管脚呈对称分布设置，管脚贯穿封装外壳，管脚与集成电路芯片焊接。管脚有效的构成集成电路的接口，方便集成电路使用。封装外壳右侧设置有电动气泵，电动气泵与封装外壳固定连接，电动气泵上设置有输气管，输气管与电动气泵相连通，输气管位于封装外壳内，陶瓷导热针***输气管内，输气管与电动气泵螺栓连接，电动气泵与控制装置电性连接。通过设置有电动气泵，有效的通过输气管排出热量。水箱内设置有温度传感器，温度传感器与水箱固定连接，温度传感器与控制装置电性连接。温度传感器能有效的检测水箱内的水温，反馈给控制装置。陶瓷导热针末端设置有针孔，针孔位于输气管内。通过设置有针孔，能有效的热量传导到输气管内。陶瓷导热片上设置有散热涂层，散热涂层包裹住陶瓷导热片。通过设置有散热涂层，能有效的使热量更好的在陶瓷导热片上传导。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明一种具有散热功能的集成电路封装结构的剖视图。

图2为本发明一种具有散热功能的集成电路封装结构的结构示意图。

图3为本发明一种具有散热功能的集成电路封装结构的陶瓷导热针的结构示意图。

图中：1、集成电路芯片；2、封装外壳；3、控制装置；4、硅胶导热垫；5、陶瓷导热片；6、水箱；7、第一软水管；8、第二软水管；9、循环水泵；10、陶瓷导热针；11、底座；12、储电池；13、风扇；14、管脚；15、电动气泵；16、输气管；17、温度传感器；18、针孔。

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。

在实施例中，需要理解的是，术语“中间”、“上”、“下”、“顶部”、“右侧”、“左端”、“上方”、“背面”、“中部”、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实施新型，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实施新型的限制。

另外，在本具体实施方式中如未特别说明部件之间的连接或固定方式，其连接或固定方式均可为通过现有技术中常用的螺栓固定，或钉销固定，或销轴连接，或粘合固定，或铆接固定等常规方式，因此，在实施例中不在详述。

实施例1

如图1所示，一种具有散热功能的集成电路封装结构，包括集成电路芯片1、封装外壳2和控制装置3，所述控制装置3与封装外壳2固定连接，所述封装外壳2包裹住集成电路芯片1，所述封装外壳2与集成电路芯片1固定连接，所述集成电路芯片1和封装外壳2之间设置有硅胶导热垫4，所述硅胶导热垫4与集成电路芯片1粘合连接，所述集成电路芯片1上设置有陶瓷导热片5，所述陶瓷导热片5贯穿封装外壳2，所述陶瓷导热片5与集成电路芯片1固定连接，所述封装外壳2左侧设置有水箱6，所述水箱6与封装外壳2固定连接，所述水箱6上设置有第一软水管7和第二软水管8，所述第一软水管7和第二软水管8均与水箱6相连通，所述第一软水管7和第二软水管8均与水箱6可拆卸连接，所述封装外壳2右侧设置有循环水泵9，所述循环水泵9与封装外壳2固定连接，所述第一软水管7和第二软水管8均与循环水泵9相连通，所述第一软水管7和第二软水管8均与循环水泵9螺栓连接，所述循环水泵9与控制装置3电性连接。通过设置有集成电路芯片、封装外壳、硅胶导热垫、陶瓷导热片、水箱、循环水泵、第一软水管和第二软水管，使集成电路芯片通过水冷方式进行散热，使其能进行高效率的散热。

本实施例的有益效果为：通过设置有集成电路芯片、封装外壳、硅胶导热垫、陶瓷导热片、水箱、循环水泵、第一软水管和第二软水管，使集成电路芯片通过水冷方式进行散热，使其能进行高效率的散热。

实施例2

如图1-3所示，一种具有散热功能的集成电路封装结构，包括集成电路芯片1、封装外壳2和控制装置3，所述控制装置3与封装外壳2固定连接，所述封装外壳2包裹住集成电路芯片1，所述封装外壳2与集成电路芯片1固定连接，所述集成电路芯片1和封装外壳2之间设置有硅胶导热垫4，所述硅胶导热垫4与集成电路芯片1粘合连接，所述集成电路芯片1上设置有陶瓷导热片5，所述陶瓷导热片5贯穿封装外壳2，所述陶瓷导热片5与集成电路芯片1固定连接，所述封装外壳2左侧设置有水箱6，所述水箱6与封装外壳2固定连接，所述水箱6上设置有第一软水管7和第二软水管8，所述第一软水管7和第二软水管8均与水箱6相连通，所述第一软水管7和第二软水管8均与水箱6可拆卸连接，所述封装外壳2右侧设置有循环水泵9，所述循环水泵9与封装外壳2固定连接，所述第一软水管7和第二软水管8均与循环水泵9相连通，所述第一软水管7和第二软水管8均与循环水泵9螺栓连接，所述循环水泵9与控制装置3电性连接。通过设置有集成电路芯片、封装外壳、硅胶导热垫、陶瓷导热片、水箱、循环水泵、第一软水管和第二软水管，使集成电路芯片通过水冷方式进行散热，使其能进行高效率的散热。

所述集成电路芯片1上设置有陶瓷导热针10，所述陶瓷导热针10呈等间距分布，所述陶瓷导热针10位于封装外壳2内，所述陶瓷导热针10与集成电路芯片1固定连接。陶瓷导热针有效的将热量从集成电路芯片中进行传导。

所述封装外壳2上设置有底座11，所述底座11呈对称分布设置，所述底座11与封装外壳2固定连接，所述底座11上设置有凹槽（未图示），所述凹槽内设置有储电池12，所述储电池12通过凹槽与底座11可拆卸连接，所述底座11上面设置有风扇13，所述底座11均与其各自上的风扇13固定连接，所述风扇13位于陶瓷导热片5两侧，所述风扇13与储电池12电性连接，所述风扇13与控制装置3电性连接。通过设置有风扇，能有效的使散热的速率加快。

所述集成电路芯片1上设置有管脚14，所述管脚14呈对称分布设置，所述管脚14贯穿封装外壳2，所述管脚14与集成电路芯片1焊接。管脚有效的构成集成电路的接口，方便集成电路使用。

所述封装外壳2右侧设置有电动气泵15，所述电动气泵15与封装外壳2固定连接，所述电动气泵15上设置有输气管16，所述输气管16与电动气泵15相连通，所述输气管16位于封装外壳2内，所述陶瓷导热针10***输气管16内，所述输气管16与电动气泵15螺栓连接，所述电动气泵15与控制装置3电性连接。通过设置有电动气泵，有效的通过输气管排出热量。

所述水箱6内设置有温度传感器17，所述温度传感器17与水箱6固定连接，所述温度传感器17与控制装置3电性连接。温度传感器能有效的检测水箱内的水温，反馈给控制装置。

所述陶瓷导热针10末端设置有针孔18，所述针孔18位于输气管16内。通过设置有针孔，能有效的热量传导到输气管内。

所述陶瓷导热片5上设置有散热涂层（未图示），所述散热涂层包裹住陶瓷导热片。通过设置有散热涂层，能有效的使热量更好的在陶瓷导热片上传导。

本实施例的有益效果为：通过设置有集成电路芯片、封装外壳、硅胶导热垫、陶瓷导热片、水箱、循环水泵、第一软水管和第二软水管，使集成电路芯片通过水冷方式进行散热，使其能进行高效率的散热。此外，集成电路芯片上设置有陶瓷导热针，陶瓷导热针呈等间距分布，陶瓷导热针位于封装外壳内，陶瓷导热针与集成电路芯片固定连接。陶瓷导热针有效的将热量从集成电路芯片中进行传导。封装外壳上设置有底座，底座呈对称分布设置，底座与封装外壳固定连接，底座上设置有凹槽，凹槽内设置有储电池，储电池通过凹槽与底座可拆卸连接，底座上面设置有风扇，底座均与其各自上的风扇固定连接，风扇位于陶瓷导热片两侧，风扇与储电池电性连接，风扇与控制装置电性连接。通过设置有风扇，能有效的使散热的速率加快。集成电路芯片上设置有管脚，管脚呈对称分布设置，管脚贯穿封装外壳，管脚与集成电路芯片焊接。管脚有效的构成集成电路的接口，方便集成电路使用。封装外壳右侧设置有电动气泵，电动气泵与封装外壳固定连接，电动气泵上设置有输气管，输气管与电动气泵相连通，输气管位于封装外壳内，陶瓷导热针***输气管内，输气管与电动气泵螺栓连接，电动气泵与控制装置电性连接。通过设置有电动气泵，有效的通过输气管排出热量。水箱内设置有温度传感器，温度传感器与水箱固定连接，温度传感器与控制装置电性连接。温度传感器能有效的检测水箱内的水温，反馈给控制装置。陶瓷导热针末端设置有针孔，针孔位于输气管内。通过设置有针孔，能有效的热量传导到输气管内。陶瓷导热片上设置有散热涂层，散热涂层包裹住陶瓷导热片。通过设置有散热涂层，能有效的使热量更好的在陶瓷导热片上传导。

本发明提供一种具有散热功能的集成电路封装结构的散热方法，包括以下步骤：

1）当集成电路芯片运行发热时，通过陶瓷导热片和陶瓷导热针将热量传导出来；

2）随后，采用控制装置启动循环水泵，从水箱中抽出水流经第一软水管和第二软水管，通过循环水泵使其循环流动，利用水冷方式使其降温散热；

3）当温度传感器检测到水箱内的温度超过35℃时，控制装置停止循环水泵运作；

4）当循环水泵关闭后，采用控制装置启动电动气泵，电动气泵将输气管内的热量带出，其中，电动气泵每运行一次间隔30s后再次启动，每次启动持续时间为3min；

5）当当温度传感器检测到水箱内的温度将到20℃时，控制装置停止电动气泵运作，再次启动循环水泵进行水冷降温散热。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有散热功能的集成电路封装结构，其特征在于：包括集成电路芯片、封装外壳和控制装置，所述控制装置与封装外壳固定连接，所述封装外壳包裹住集成电路芯片，所述封装外壳与集成电路芯片固定连接，所述集成电路芯片和封装外壳之间设置有硅胶导热垫，所述硅胶导热垫与集成电路芯片粘合连接，所述集成电路芯片上设置有陶瓷导热片，所述陶瓷导热片贯穿封装外壳，所述陶瓷导热片与集成电路芯片固定连接，所述封装外壳左侧设置有水箱，所述水箱与封装外壳固定连接，所述水箱上设置有第一软水管和第二软水管，所述第一软水管和第二软水管均与水箱相连通，所述第一软水管和第二软水管均与水箱可拆卸连接，所述封装外壳右侧设置有循环水泵，所述循环水泵与封装外壳固定连接，所述第一软水管和第二软水管均与循环水泵相连通，所述第一软水管和第二软水管均与循环水泵螺栓连接，所述循环水泵与控制装置电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有散热功能的集成电路封装结构，其特征在于：所述集成电路芯片上设置有陶瓷导热针，所述陶瓷导热针呈等间距分布，所述陶瓷导热针位于封装外壳内，所述陶瓷导热针与集成电路芯片固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种具有散热功能的集成电路封装结构，其特征在于：所述封装外壳上设置有底座，所述底座呈对称分布设置，所述底座与封装外壳固定连接，所述底座上设置有凹槽，所述凹槽内设置有储电池，所述储电池通过凹槽与底座可拆卸连接，所述底座上面设置有风扇，所述底座均与其各自上的风扇固定连接，所述风扇位于陶瓷导热片两侧，所述风扇与储电池电性连接，所述风扇与控制装置电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有散热功能的集成电路封装结构，其特征在于：所述集成电路芯片上设置有管脚，所述管脚呈对称分布设置，所述管脚贯穿封装外壳，所述管脚与集成电路芯片焊接。

5.根据权利要求4所述的一种具有散热功能的集成电路封装结构，其特征在于：所述封装外壳右侧设置有电动气泵，所述电动气泵与封装外壳固定连接，所述电动气泵上设置有输气管，所述输气管与电动气泵相连通，所述输气管位于封装外壳内，所述陶瓷导热针***输气管内，所述输气管与电动气泵螺栓连接，所述电动气泵与控制装置电性连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有散热功能的集成电路封装结构，其特征在于：所述水箱内设置有温度传感器，所述温度传感器与水箱固定连接，所述温度传感器与控制装置电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种具有散热功能的集成电路封装结构，其特征在于：所述陶瓷导热针末端设置有针孔，所述针孔位于输气管内。

8.一种具有散热功能的集成电路封装结构的散热方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）当集成电路芯片运行发热时，通过陶瓷导热片和陶瓷导热针将热量传导出来；

2）随后，采用控制装置启动循环水泵，从水箱中抽出水流经第一软水管和第二软水管，通过循环水泵使其循环流动，利用水冷方式使其降温散热；

3）当温度传感器检测到水箱内的温度超过35℃时，控制装置停止循环水泵运作；

4）当循环水泵关闭后，采用控制装置启动电动气泵，电动气泵将输气管内的热量带出，其中，电动气泵每运行一次间隔30s后再次启动，每次启动持续时间为3min；

5）当当温度传感器检测到水箱内的温度将到20℃时，控制装置停止电动气泵运作，再次启动循环水泵进行水冷降温散热。