CN203250734U - 可更换芯片的芯片队列散热器及芯片阵列散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可更换芯片的芯片队列散热器及芯片阵列散热器，该芯片队列散热器由散热框架、导热块及导电片构成，散热框架的本体上设有导热块插装接口，所述导热块插装接口外周的所述本体上设有冷却液通道，冷却液通道围绕导热块插装接口呈环形密集布置于散热框架上，所述冷却液通道的进口和出口均设置在所述本体上。该散热框架的本体上设置导热块插装接口，方便了芯片的插装与单独更换；通过在导热块插装接口外周的导热块的本体上设置冷却液通道，使得可保证对导热块插装接口内插装的芯片更好的散热，导电片电连接芯片，并从散热框架侧面通过，连接对应电路。可为大功率芯片阵列提供大功率散热及电连接。

Description

可更换芯片的芯片队列散热器及芯片阵列散热器

技术领域

本实用新型涉及散热器，特别是涉及一种为大功率芯片阵列提供散热和电连接且可更换芯片的芯片阵列散热器。 

背景技术

在电子应用中，经常遇到需要为呈阵列状密集布置的大功率电子芯片散热的同时为被散热的芯片提供电连接，而常见的散热器与电连接部件经常在空间上构成矛盾，造成散热效果下降或导线遮挡元件表面空间，从而造成应用的不便，如在聚光光伏与大功率LED应用中都需要对密集布置的大功率半导体元件阵列散热的同时为每个半导体元件提供单独的电连接，在某种应用中，每平方厘米需散热功率30～100W，电流则达到8～20A，这在常见技术中是难以实现的，常见技术手段是将芯片呈阵列状焊接在导热电路板上，导热电路板无元件面连接散热器，这样做器件布置在电路板的元件面上，形成阵列，元件间隔部分的导电材料用于导出电流，受导体电阻率和导热材料热阻限制，散热面积的局限造成散热功率不足，导电材料的截面积限制则造成导电能力不足，从而局限了芯片的散热功率和电功率，另一方面由于电连接后器件呈阵列状焊接在导热电路板上，形成一个整体，单个芯片损环后不便于更换，一般只能整体更换，造成维护成本高。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种为大功率芯片阵列提供散热与电连接并可换芯片的芯片队列散热器及芯片阵列散热器，在保证散热性能和导电性能的同时可方便阵列中的单个芯片更换，从而解决目前大功率芯片阵列用散热器为其上设置的芯片提供散热功率与导电能力的不足以及不能单独更换芯片的问题。 

解决上述技术问题的技术方案如下： 

本实用新型的可更换芯片的芯片队列散热器，包括：散热框架、导热块和导电片；其中， 

所述散热框架为可更换导热块的散热框架，该散热框架的本体上设有导热块插装接口，导热块插装接口外周的所述散热框架上设有冷却液通道，冷却液通道呈环形密集布置于散热框架上，所述冷却液通道的进口和出口均设置在所述散热框架上； 

所述导热块插装在所述导热块插装接口内，与所述导热块插装接口紧密连接，所述导热块上设有承载芯片的安装位； 

所述导电片与所述导热块绝缘连接，导电片电连接端对应于所述导热块上承载芯片的安装位，能与导热块上安装的芯片电连接。 

上述散热器中，散热框架中部为中空的长条状结构，中空部分为导热块插装接口，靠近导热块插装接口两端的位置设置冷却液入口和出口。 

上述芯片队列散热器中，散热框架上设置的所述导热块插装接口为长方形开口，开口截面为长方形或梯形，该导热块插装接口方便了承载芯片的导热块的安装以及单独更换。导热块与散热框架接触面涂导热脂以提高导热特性，为方便制造所述长方形开口内壁可以呈一定拔模倾角，这时其开口截面为梯形。 

上述散热器的散热框架中，所述导热块插装接口底部的散热框架的本体上设有固定导热块用的开口，方便用螺栓固定插装到导热块插装接口内的导热块。 

上述芯片队列散热器中，还包括设置在所述散热框架的本体的侧面的侧盖板，所述冷却液通道为在所述侧盖板与所述散热框架的本体上开设的迂回结构凹槽侧壁紧密配合形成的凹槽式通道。这种迂回结构冷却液通道便于对设置在导热块插装接口内导热块进行散热，进而便于为的承载于导热块上的芯片进行更好的散热。 

上述散热框架中，所述凹槽式通道内均匀设有多个凸块，通过设置凸块增大了冷却液通道内的散热面积，提高散热效果。 

上述散热框架中，所述迂回结构冷却液通道也可以是采用管道绕制而成的迂回结构管式通道，这种冷却液管道可由导热材料制成的圆管或方管绕制构成。 

上述芯片队列散热器中，导热块截面呈“T”字母形状，导热块上可承载芯片，芯片可与绝缘设置在所述导热块上的导电片电连接。导热块可由高导热材料，如紫铜等制成，这种导热块设置在散热框架的导热块插装接口内，通过更换连接有芯片的导热块就能实现方便地更换芯片。 

本实用新型还提供一种可更换芯片的芯片阵列散热器，包括： 

至少两个本实用新型提供的芯片队列散热器；其中， 

各芯片队列散热器并排设置，各队列散热器之间相互固定连接形成整体的芯片阵列散热器。 

本实用新型通过在芯片队列散热器的散热框架的本体上设置导热块插装接口，方便了 承载于导热块上芯片的插装与单独更换；通过围绕在导热块插装接口外周的散热框架上设置的冷却液通道，使得可保证对导热块插装接口内插装的承载于导热块上的芯片更好的散热，通过连接承载于导热块上的芯片与电连接的导电片从散热框架侧面引出，可实现对每个芯片大功率电连接，这种电连接不需要经过相邻芯片，导电片截面积较大，所以可以保证大电流的通过。该芯片阵列散热器结构简单，成本低廉，可方便地组成对芯片阵列提供大功率散热和电连接且便于更换芯片的散热器。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。 

图1为本实用新型实施例提供的芯片队列散热器结构示意图； 

图2为本实用新型实施例提供的散热框架的结构示意图； 

图3为本实用新型实施例提供的散热框架主视结构示意图； 

图4为图2的B－B向剖视示意图； 

图5为本实用新型实施例提供的散热框架顶部结构示意图； 

图6为图5的A－A向剖视示意图； 

图7为本实用新型实施例提供的导热块与芯片导电片的连接结构示意图。 

图8为本实用新型实施例提供的侧盖板结构示意图； 

图9为本实用新型实施例的管道式冷却液通道的芯片队列散热器的结构示意图； 

图10为本实用新型实施例提供的芯片阵列散热器的结构示意图。 

具体实施方式

下面对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型的保护范围。 

下面对本实用新型实施例作进一步地详细描述。 

本实用新型实施例提供一种可更换芯片的芯片队列散热器（如图1所示），由散热框架1、导热块2和导电片3构成；其中，散热框架1的结构如图2－6所示，散热框架1的本体 上设有导热块插装接口12，导热块插装接口12内能插装其上设有承载芯片4安装位的导热块2，围绕导热块插装接口12外周的本体1上设有冷却液通道13，冷却液通道13呈环形密集布置于散热框架上，围绕在导热块插装接口12外周，冷却液通道13的进口和出口均设置在本体1上； 

导电片3绝缘安装在所述导热块2上，导电片3电连接端与导热块2上安装的芯片4电连接。 

上述散热框架1可为环形结构，散热框架1的本体上的导热块插装接口2可为方形开口（见图1），为便于加工，导热块插装接口2可以有一定拔模倾斜角度。该导热块插装接口方便了承载于导热块上的芯片的安装以及单独更换。 

上述散热框架中，导热块插装接口2底部的散热框架1的本体上设有固定导热块用的开口，导热块固定螺栓可从开口通过（见图4、5、6）。方便固定插装到导热块插装接口内的承载有芯片的导热块。 

上述芯片队列散热器中，还包括设置在所述散热框架1的本体的侧面的侧盖板5；冷却液通道为在所述侧盖板与所述散热框架的本体上开设的迂回结构凹槽侧壁紧密配合形成的通道（见图2所示凹槽结构以及图8示意的侧盖板）。这种迂回结构的凹槽式通道便于增大冷却液与散热器接触面积，进而便于为设置在导热块插装接口内的承载于导热块上的芯片提供更好的散热。 

上述芯片队列散热器中，导热块2截面呈“T”字形状，导热块与芯片热连接，芯片与导电片电连接（见图7），导热块插装在散热框架的本体的导热块插装接口内，导电片从散热框架侧面向后引出，这样实现了将芯片安装到散热框架上，也实现了对芯片的更好散热，同时使每个芯片可以与后续电路一一对应地电连接，这种电连接可承受大电流。 

进一步的，在凹槽式通道内可均匀设有多个凸块131，各凸块131可交错分布设置在凹槽式通道的内壁上，通过设置凸块增大了冷却液通道内的散热面积，提高散热效果（见图2）。 

上述散热框架中，冷却液通道13也可以是在散热框架1的本体上设置的迂回结构管式通道（见图9）。这种结构的冷却液通道可省去侧盖板。进一步的，所述管式通道可以由方管或圆管道构成，如铜管、铝管等导热性能好的金属管道。 

安装承载有芯片4（为半导体芯片，如可以是三结砷化镓光伏电池或大功率LED发光片等）的导热块2后的芯片队列散热器结构如图1所示，芯片4（芯片4贴装在一导热块2上）插装在所述散热框架1的导热块插装接口12内，与芯片连接的导电片3贴在所述散热框架1 的外表面，并与散热框架1绝缘，以方便连接外部对应的电路。这种并列连接有导热块、半导体芯片和导电片的散热框架可实现对半导体芯片阵列散热的同时进行电连接的目的。 

在上述芯片队列散热器的基础上，本实用新型还提供一种可更换芯片的芯片阵列散热器，如图10所示，包括：至少两个本实用新型提供的芯片队列散热器10，各芯片队列散热器10并排设置，各队列散热器10之间相互固定连接形成整体的芯片阵列散热器。 

本实用新型的芯片队列散热器通过在散热框架的本体上设置导热块插装接口，方便了承载于导热块上芯片的插装与单独更换；通过在导热块插装接口外周的散热框架的本体上设置冷却液通道，使得可保证对导热块插装接口内插装的导热块上所承载的芯片更好的散热；通过在散热框架侧面设置导电片，使得每个芯片可单独与对应电路大电流连接。该芯片队列散热器结构简单，可方便地组成便于更换芯片的芯片阵列散热器。并且导热块与散热框架的本体可采用不同的材料，例如导热块用紫铜材料，散热框架用铝材料，从而在保证散热效果的同时，有效降低散热器的成本。该芯片阵列散热器，在保持高效散热和电连接的同时实现每个半导体芯片的可更换性，从而降低维护成本，且提高了***的可靠性。 

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。 

Claims (10)

1.一种可更换芯片的芯片队列散热器，其特征在于，包括： 

散热框架、导热块和导电片；其中， 

所述散热框架的本体上设有导热块插装接口，所述导热块插装接口外周的所述本体上设有冷却液通道，冷却液通道布置在所述散热框架上并呈环形围绕导热块插装接口，所述冷却液通道的进口和出口均设置在所述散热框架的本体上； 

所述导热块插装在所述导热块插装接口内，与所述导热块插装接口紧密连接，所述导热块上设有承载芯片的安装位； 

所述导电片与所述导热块绝缘连接，导电片电连接端对应于所述导热块上承载芯片的安装位。 

2.如权利要求1所述芯片队列散热器，其特征在于，所述散热框架的本体中部为中空长条状结构，中空部分为导热块插装接口，所述导热块插装接口两端处的散热框架的本体上设置冷却液入口和出口。 

3.如权利要求1或2所述芯片队列散热器，其特征在于，所述导热块插装接口为长方形开口，开口截面为长方形或梯形。 

4.如权利要求1或2所述芯片队列散热器，其特征在于，所述导热块插装接口底部的散热框架的本体上设有固定所述导热块用的开口。 

5.如权利要求1或2所述芯片队列散热器，其特征在于，还包括设置在所述散热框架的本体的侧面的侧盖板； 

所述冷却液通道为在所述侧盖板与所述散热框架的本体上开设的迂回结构凹槽侧壁紧密配合形成的通道。 

6.如权利要求5所述芯片队列散热器，其特征在于，所述凹槽内均匀设有多个凸块。 

7.如权利要求1或2所述芯片队列散热器，其特征在于，所述冷却液通道为在所述散热框架的本体上设置的管道。 

8.如权利要求7所述芯片队列散热器，其特征在于，所述管道由方形或圆形管道构成。 

9.如权利要求1所述芯片队列散热器，其特征在于，所述导热块截面呈“T”字形。 

10.一种可更换芯片的芯片阵列散热器，其特征在于，包括： 

至少两个权利要求1至9任一项所述的芯片队列散热器；其中， 

各芯片队列散热器并排设置，各队列散热器之间相互固定连接形成整体的芯片阵列散热器。 

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