CN112203400A - 具有液态散热功能的pcb结构 - Google Patents

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郭西
冯光建
顾毛毛
黄雷
高群
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Abstract

本发明提供一种具有液态散热功能的PCB结构，包括PCB板，PCB板上设置第一凹槽，第一凹槽内设置管状结构，管状结构上设置进液口和出液口，管状结构上端连接芯片中部，芯片两端设置焊球，焊球连接PCB板。本发明的具有液态散热功能的PCB结构，制作具有整体散热功能的微流道框架，将框架跟PCB板互相嵌套在一起，然后通过芯片底部跟散热框架做散热互联，能大大增加芯片散热的效率。

Description

具有液态散热功能的PCB结构
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种具有液态散热功能的PCB结构。
背景技术
微波毫米波射频集成电路技术是现代国防武器装备和互联网产业的基础，随着智能通信、智能家居、智能物流、智能交通等“互联网+”经济的快速兴起，承担数据接入和传输功能的微波毫米波射频集成电路也存在巨大现实需求及潜在市场。
但是对于高频率的微***，天线阵列的面积越来越小，且天线之间的距离要保持在某个特定范围，才能使整个模组具备优良的通信能力。但是对于射频芯片这种模拟器件芯片来讲，其面积不能像数字芯片一样成倍率的缩小，这样就会出现特高频率的射频微***将没有足够的面积同时放置PA/LNA，需要把PA/LNA堆叠或者竖立放置。
这样散热结构就要采用更先进的液冷或者相变制冷工艺，一般都是用金属加工的方式做射频模组的底座，底座里面设置微流通道，采用焊接的工艺使模组固定在金属底座上完成芯片的放置。但是这种堆叠技术，功率芯片上面的热量需要通过几层介质才能传递给散热液体，效率较低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种具有液态散热功能的PCB结构，增加芯片的散热效率。本发明采用的技术方案是：
一种具有液态散热功能的PCB结构，其中，包括PCB板，所述PCB板上设置第一凹槽，所述第一凹槽内设置管状结构，所述管状结构上设置进液口和出液口，所述管状结构上端连接芯片中部，所述芯片两端设置焊球，所述焊球连接PCB板。
优选的是，所述的具有液态散热功能的PCB结构，其中，所述PCB板上还设置金属微流道管，所述金属微流道管为直管、弯管或其组合。
优选的是，所述的具有液态散热功能的PCB结构，其中，所述弯管包括竖直的进液管道和水平的连接管道，所述进液管道远离连接管道的一端设置进液口，所述连接管道远离进液管道的一端设置出液口；所述直管一端设置进液口，另一端设置出液口。
优选的是，所述的具有液态散热功能的PCB结构，其中，所述金属微流道管为直管和弯管时，所述PCB板上设置第一通孔、第二通孔、第二凹槽，所述第一通孔内设置弯管的进液管道，所述第二凹槽内设置弯管的出液管道，所述第二通孔内设置直管，所述弯管的出液口端和直管的进液口端互联；所述直管的出液口端和管状结构的进液口端互联。
优选的是，所述的具有液态散热功能的PCB结构，其中，所述第二凹槽深度为0.1～2mm，长度和宽度均为0.1～2mm。
优选的是，所述的具有液态散热功能的PCB结构，其中，所述金属微流道管为弯管时，所述PCB板上设置第三通孔、第四通孔，所述第三通孔内设置弯管的进液管道，所述弯管的出液管道设置在PCB板外，所述弯管的出液口端连接第四通孔，所述第四通孔和管状结构的进液口端互联。
优选的是，所述的具有液态散热功能的PCB结构，其中，所述金属微流道管为弯管时，所述第一凹槽内还设置弯管，所述弯管的出液口端和管状结构的进液口端互联。
优选的是，所述的具有液态散热功能的PCB结构，其中，所述金属微流道管为直管时，所述PCB板上设置第五通孔，所述第五通孔和直管的出液口端互联，所述第五通孔和管状结构的进液口端互联。
优选的是，所述的具有液态散热功能的PCB结构，其中，所述第一凹槽的深度为0.4～10mm，长度为1～100mm，宽度为1～20mm。
本发明的优点在于：本发明的具有液态散热功能的PCB结构，制作具有整体散热功能的微流道框架，将框架跟PCB板互相嵌套在一起，然后通过芯片底部跟散热框架做散热互联，能大大增加芯片散热的效率。
附图说明
图1为本发明的管状结构示意图。
图2为本发明的实施例1PCB板设置第一凹槽的的示意图。
图3为本发明的实施例1的PCB板上设置管状结构示意图。
图4为本发明的实施例1的具有液态散热功能的PCB结构的示意图。
图5为本发明的的直管示意图。
图6为本发明的弯管示意图。
图7为本发明的实施例2 PCB板设置第一通孔和第二通孔的示意图。
图8为本发明的实施例2PCB板设置第二凹槽的示意图。
图9为本发明的实施例2的金属微流道管和管状结构互联后放入PCB板的的示意图。
图10为本发明的实施例2的具有液态散热功能的PCB结构的示意图。
图11为本发明的弯管示意图。
图12为本发明的实施例3PCB板设置第三通孔和第四通孔的示意图。
图13为本发明的实施例3的PCB板设置第二凹槽的示意图。
图14为本发明的实施例3的金属微流道管和管状结构互联后放入PCB板的示意图。
图15为本发明的实施例3的具有液态散热功能的PCB结构的示意图。
图16为本发明的实施例4的PCB板设置第三凹槽。
图17为本发明的实施例4的金属微流道管和管状结构互联后放入PCB板的示意图。
图18为本发明的实施例4的具有液态散热功能的PCB结构的示意图。
图19为本发明的实施例5的PCB板设置第五通孔的示意图。
图20为本发明的实施例5的PCB板设置第一凹槽的示意图。
图21为本发明的实施例5的金属微流道管和管状结构互联后放入PCB板的示意图。
图22为本发明的实施例5的具有液态散热功能的PCB结构的示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1～4所示，本实施例提供的具有液态散热功能的PCB结构，包括PCB板101，PCB板101上设置第一凹槽102，所述第一凹槽102内设置管状结构103，所述管状结构103上设置进液口和出液口，所述管状结构103上端连接芯片104中部，所述芯片104两端设置焊球105，所述焊球105连接PCB板101；第一凹槽的深度为0.4～10mm，长度为1～100mm，宽度为1～20mm。
具有液态散热功能的PCB结构的制备方法：
（1）制作一个带有凹槽的上盖板，制作一个带有通孔的载板，把盖板和载板焊接在一起形成带有微流道的管状结构103；
（2）在PCB板101表面开第一凹槽103，把管状结构103通过焊接的方式固定在PCB板的第一凹槽103；
（3）在管状结构103表面贴装芯片104，使芯片104跟管状结构103互联，形成导热结构，在管状结构的进液口连接液冷供液装置，最终完成具有液态散热功能的PCB组装结构。。
实施例2：
如图1、图5～10所示，本实施例提供的具有液态散热功能的PCB结构，包括PCB板201，PCB板201上设置第一凹槽202，所述第一凹槽202内设置管状结构103，所述管状结构103上设置进液口和出液口，所述管状结构103上端连接芯片203中部，所述芯片203两端设置焊球204，所述焊球204连接PCB板201。
所述PCB板上还设置金属微流道管，所述金属微流道管为直管205和弯管206，弯管206包括竖直的进液管道和水平的连接管道，所述进液管道远离连接管道的一端设置进液口，所述连接管道远离进液管道的一端设置出液口；所述直管205一端设置进液口，另一端设置出液口；所述PCB板上设置第一通孔207、第二通孔208、第二凹槽209，所述第一通孔207内设置弯管206的进液管道，所述第二凹槽209内设置弯管的206出液管道，所述第二通孔208内设置直管205，所述弯管206的出液口端和直管205的进液口端互联；所述直管205的出液口端和管状结构103的进液口端互联；第一凹槽的深度为0.4～10mm，长度为1～100mm，宽度为1～20mm；所述第二凹槽深度为0.1～2mm，长度和宽度均为0.1～2mm。
具有液态散热功能的PCB结构的制备方法：
（1）制作一个带有凹槽的上盖板，制作一个带有通孔的载板，把盖板和载板焊接在一起形成带有微流道的管状结构103；
（2）同样工艺制作带有金属微流道的弯管206和直管205，使弯管206、直管205可以和管状结构103互联；
C：在PCB板表面第一通孔207、第二通孔208、第二凹槽209、第一凹槽202，将弯管206、直管205和管状结构103通过焊接的方式固定在PCB板201上下面，弯管和管状结构103通过PCB板201的第二通孔结构互联；
D：在管状结构103表面贴装芯片203，使芯片203和管状结构103互联，形成导热结构，在弯管206的进液口端连接液冷供液装置，最终完成具有液态散热功能的PCB组装结构。
实施例3：
如图1、图11～15所示，本实施例提供的具有液态散热功能的PCB结构，包括PCB板301，PCB板301上设置第一凹槽302，所述第一凹槽302内设置管状结构103，所述管状结构103上设置进液口和出液口，所述管状结构103上端连接芯片303中部，所述芯片303两端设置焊球304，所述焊球304连接PCB板301。
所述PCB板301上还设置金属微流道管，所述金属微流道管为弯管305，弯管305包括竖直的进液管道和水平的连接管道，所述进液管道远离连接管道的一端设置进液口，所述连接管道远离进液管道的一端设置出液口；所述PCB板301上设置第三通孔306、第四通孔307，所述第三通孔306内设置弯管的进液管道，所述弯管的出液管道设置在PCB板301外，所述弯管的出液口端连接第四通孔307，所述第四通孔307和管状结构103的进液口端互联；第一凹槽的深度为0.4～10mm，长度为1～100mm，宽度为1～20mm。
具有液态散热功能的PCB结构制备方法：
（1）制作一个带有凹槽的上盖板，制作一个带有通孔的载板，把盖板和载板焊接在一起形成带有微流道的管状结构103；
（2）同样工艺制作带有金属微流道的弯管305，使弯管305可以和管状结构103互联；
（3）在PCB板301表面设置第一凹槽302、第三通孔306、第四通孔307，将弯管305和管状结构103通过焊接的方式固定在PCB板301上下面，弯管305和管状结构103通过PCB板的第四通孔307互联；
（4）在管状结构103表面贴装芯片303，使芯片303和管状结构103互联，形成导热结构，在弯管305的进液口端连接液冷供液装置，最终完成具有液态散热功能的PCB组装结构。
实施例4：
如图1、图6、图16～18所示，本实施例提供的具有液态散热功能的PCB结构，包括PCB板401，PCB板401上设置第一凹槽402，所述第一凹槽402内设置管状结构103，所述管状结构103上设置进液口和出液口，所述管状结构103上端连接芯片403中部，所述芯片403两端设置焊球404，所述焊球404连接PCB板401。
所述PCB板401上还设置金属微流道管，所述金属微流道管为弯管206，弯管206包括竖直的进液管道和水平的连接管道，所述进液管道远离连接管道的一端设置进液口，所述连接管道远离进液管道的一端设置出液口；所述金属微流道管为弯管206时，所述第一凹槽402内还设置弯管206，所述弯管206的出液口端和管状结构103的进液口端互联；第一凹槽的深度为0.4～10mm，长度为1～100mm，宽度为1～20mm。
具有液态散热功能的PCB结构制备方法：
（1）制作一个带有凹槽的上盖板，制作一个带有通孔的载板，把盖板和载板焊接在一起形成带有微流道的管状结构103；
（2）同样工艺制作带有金属微流道的弯管206，使弯管206可以和管状结构103互联；
（3）在PCB板401表面设置第一凹槽402，将弯管206和管状结构103通过焊接的方式固定在PCB板401上，弯管206和管状结构103互联；
（4）在管状结构103表面贴装芯片403，使芯片403和管状结构103互联，形成导热结构，在弯管206的进液口端连接液冷供液装置，最终完成具有液态散热功能的PCB组装结构。
实施例5：
如图1、图5、图19～22所示，本实施例提供的具有液态散热功能的PCB结构，包括PCB板501，PCB板401上设置第一凹槽502，所述第一凹槽502内设置管状结构103，所述管状结构103上设置进液口和出液口，所述管状结构103上端连接芯片503中部，所述芯片503两端设置焊球504，所述焊球504连接PCB板501。
所述PCB板501上还设置金属微流道管，所述金属微流道管为直管205，直管205一端设置进液口，另一端设置出液口；所述PCB板501上设置第五通孔505，所述第五通孔505和直管205的出液口端互联，所述第五通孔505和管状结构103的进液口端互联；第一凹槽的深度为0.4～10mm，长度为1～100mm，宽度为1～20mm。
具有液态散热功能的PCB结构制备方法：
（1）制作一个带有凹槽的上盖板，制作一个带有通孔的载板，将盖板和载板焊接在一起形成带有微流道的管状结构103；
（2）同样工艺制作带有金属微流道的直管205，使直管205可以和管状结构103互联；
（3）在PCB板401表面设置第一凹槽502和第五通孔505，将直管205和管状结构103通过焊接的方式固定在PCB板501上，直管205和管状结构103通过PCB板501的第五通孔505互联；
（4）在管状结构103表面贴装芯片503，使芯片503和管状结构103互联，形成导热结构，在直管205的进液口端连接液冷供液装置，最终完成具有液态散热功能的PCB组装结构。
本发明的具有液态散热功能的PCB结构，制作具有整体散热功能的微流道框架，将框架跟PCB板互相嵌套在一起，然后通过芯片底部跟散热框架做散热互联，能大大增加芯片散热的效率。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种具有液态散热功能的PCB结构，其特征在于，包括PCB板，所述PCB板上设置第一凹槽，所述第一凹槽内设置管状结构，所述管状结构上设置进液口和出液口，所述管状结构上端连接芯片中部，所述芯片两端设置焊球，所述焊球连接PCB板。
2.如权利要求1所述的具有液态散热功能的PCB结构，其特征在于，所述PCB板上还设置金属微流道管，所述金属微流道管为直管、弯管或其组合。
3.如权利要求2所述的具有液态散热功能的PCB结构，其特征在于，所述弯管包括竖直的进液管道和水平的连接管道，所述进液管道远离连接管道的一端设置进液口，所述连接管道远离进液管道的一端设置出液口；所述直管一端设置进液口，另一端设置出液口。
4.如权利要求3所述的具有液态散热功能的PCB结构，其特征在于，所述金属微流道管为直管和弯管时，所述PCB板上设置第一通孔、第二通孔、第二凹槽，所述第一通孔内设置弯管的进液管道，所述第二凹槽内设置弯管的出液管道，所述第二通孔内设置直管，所述弯管的出液口端和直管的进液口端互联；所述直管的出液口端和管状结构的进液口端互联。
5.如权利要求4所述的具有液态散热功能的PCB结构，其特征在于，所述第二凹槽深度为0.1～2mm，长度和宽度均为0.1～2mm。
6.如权利要求3所述的具有液态散热功能的PCB结构，其特征在于，所述金属微流道管为弯管时，所述PCB板上设置第三通孔、第四通孔，所述第三通孔内设置弯管的进液管道，所述弯管的出液管道设置在PCB板外，所述弯管的出液口端连接第四通孔，所述第四通孔和管状结构的进液口端互联。
7.如权利要求3所述的具有液态散热功能的PCB结构，其特征在于，所述金属微流道管为弯管时，所述第一凹槽内还设置弯管，所述弯管的出液口端和管状结构的进液口端互联。
8.如权利要求3所述的具有液态散热功能的PCB结构，其特征在于，所述金属微流道管为直管时，所述PCB板上设置第五通孔，所述第五通孔和直管的出液口端互联，所述第五通孔和管状结构的进液口端互联。
9.如权利要求1所述的具有液态散热功能的PCB结构，其特征在于，所述第一凹槽的深度为0.4～10mm，长度为1～100mm，宽度为1～20mm。
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