一种低热阻压力可控式散热盒体结构的制作方法

本发明属于电子产品领域，涉及电子模件上发热芯片热量传递过程中的一种低热阻压力可控式散热盒体结构。

背景技术：

现阶段，在嵌入式电子产品上常使用金属盒体对嵌入式电子产品进行包裹，其作用主要有三个方面，一方面：金属盒体能够对电子产品模件进行一定的保护作用，使其产生与外界有一定的隔离作用，从而在电气隔离、防灰尘等方面起到防护作用；一方面：电子产品印制件与具有高强度的金属结构件进行机械加固连接，从而提高了电子模件的刚度，降低其在振动和冲击条件下的印制板的振动传递率和动挠度，提高电子产品的抗力学的可靠性；最后一方面：其发热芯片可以通过导热界面材料将芯片表面的热量通过金属壳体上对应凸台将热量传导至金属壳体散热，热量又快速地通过金属壳体传递到热沉上，从而提高电子模件稳态的热环境适应性的能力。

但是，现有结构方式还有一定的不足，常规电子模件发热芯片由于芯片焊接高度存在公差，且连接金属壳体的凸台也存在一定的公差，为了有效导热，同时将接触表面空气排出，需要使用较厚的导热界面材料来平衡存在的公差，从而保证到热能力。由于公差的存在，使得发热芯片表面受到压力有所不同，较大的压力可以提高热传导能力，但是若压力超过芯片表面抗压能力，会使芯片受损，表面压力较低则降低了热传导能力，导致散热不畅。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种低热阻压力可控式散热盒体结构，在保证力学约束特性的前提下，提高电子模块的热传导特性，与压力可调整性。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种低热阻压力可控式散热盒体结构，包括壳体、圆柱体、芯片和电子印制板；

所述壳体采用导热材料，为长方体结构，底部为电子印制板，壳体中空设置，内部形成腔体，芯片安装在电子印制板顶部；

壳体顶面设置有螺纹孔，螺纹孔位于芯片正上方，螺纹孔设置有与其螺纹配合的圆柱体，圆柱体采用导热材料制成，圆柱体底面与芯片上表面接触，且将芯片上表面完全覆盖。

优选的，圆柱体与芯片之间，以及圆柱体与壳体之间均设置有导热填料。

进一步，导热填料采用导热硅脂薄膜。

优选的于，圆柱体上设置有槽或六方孔。

优选的，壳体上表面设置有若干与壳体长边平行的凹槽。

优选的，圆柱体与通孔上的螺纹均采用细牙螺纹。

优选的，壳体采用金属材质。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明使用带螺纹的圆柱体作为热量传输途径来取代传统的金属壳体凸台结构，通过调整旋转力矩来对芯片所受压力进行控制，同时也可提高芯片传递结构的热导性，获得更好的热传导能力，该结构可对不同高度的芯片重复使用，对电子模块产品的使用寿命的增加有着很深远的影响；与此同时该结构也未改变其抗振动的性能，使得电子模块在大量级振动与冲击的作用下性能稳定；增加该结构可对不同的芯片重复使用，避免了升级换代而带来的结构的更改，该结构简单、可靠。

进一步，在芯片与圆柱体与芯片之间，以及圆柱体与壳体之间均设置有导热硅脂，从而能有效降低接触热阻，提高了电子模件上大功率器件热量传导的速率，提高电子模块的热传导特性。

进一步，圆柱体上设计有槽或者六方孔，便于调整圆柱体底面到芯片表面的压力，同时也可以在测试时预埋温度传感器，便于温度测试。

进一步，圆柱体与通孔上的螺纹均采用细牙螺纹，增加了圆柱体与壳体的接触面积，增加了热导性。

附图说明

图1为本发明的装置立体图；

图2为本发明的装置主视图。

其中：1-壳体；2-圆柱体；3-芯片；4-电子印制板；5-导热填料。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1和图2所示，本装置包括壳体1、圆柱体2、芯片3和电子印制板4；

所述壳体1采用导热材料，本实施例优选采用金属材料，壳体1为长方体结构，由电子印制板4作为其底部，壳体1中空设置，内部形成腔体，电子印制板4顶部设置有用于凸台，凸台用于放置芯片3。

壳体1上表面设置有若干与壳体1长边平行的凹槽，增大其表面积，增加了散热效率。电子印制板4底面设置有插座头，插座头位于壳体1靠正面且靠边沿位置，电子印制板4底面根据实习生产需要可设置若干支柱，壳体1正面根据实习生产需要可敞开，也可以密封设置。

壳体1顶面设置有螺纹孔，螺纹孔位于芯片3正上方，圆柱体2与螺纹孔螺纹配合，保证将圆柱体2将芯片3表面完全覆盖，圆柱体2采用导热材料制成，圆柱体2底面与芯片3上表面接触。

圆柱体2与芯片3之间，以及圆柱体2与壳体1之间均设置有导热硅脂薄膜。从而能有效降低接触热阻，提高了电子模件上大功率器件热量传导的速率，提高电子模块的热传导特性。

圆柱体2上设置有槽或六方孔，便于调整圆柱体2底面到芯片3表面的压力，同时也可以在测试时预埋温度传感器，便于温度测试。圆柱体2与通孔上的螺纹均采用细牙螺纹，增加了圆柱体2与壳体1的接触面积，增加了热导性。

圆柱体2在使用工具的条件下使其旋转，从而在金属盒体的约束作用下形成向上或向下的位移和压力，使得芯片3通过表面的间隙导热填料5将热量传递给圆柱体2，通过细牙螺纹，从而将热量传递到金属盒体进行散热。

该盒体结构设计为标准化设计，可以大批量生产，形成标准化、系列化的产品。

本结构是在利用带细牙螺纹的圆柱体2的压力调整性来控制芯片3所受压力大小，并且能够有效降低接触热阻，提高产品的导热性，通过在电子模块上形成的结构。可以在保证力学约束特性的前提下，提高电子模块的热传导特性，与压力可调整性。该结构的约束功能的作用下，对电子模件的热力学性能方面也有一定的提高，在大量级振动、冲击作用下依然能够避免电子模块产生位移响应引起的电子器件疲劳损坏等现象。增加该结构可对不同的芯片3重复使用，提高了升级换代而带来的结构的更改，结构简单、可靠，拓展了电子模件抗恶劣热学环境适应范围。具有很好的使用效果。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种低热阻压力可控式散热盒体结构，包括壳体、圆柱体、芯片和电子印制板；所述壳体采用导热材料，为长方体结构，底部为电子印制板，壳体中空设置，内部形成腔体，芯片安装在电子印制板顶部；壳体顶面设置有螺纹孔，螺纹孔位于芯片正上方，螺纹孔设置有与其螺纹配合的圆柱体，圆柱体采用导热材料制成，圆柱体底面与芯片上表面接触，且将芯片上表面完全覆盖。在保证力学约束特性的前提下，提高电子模块的热传导特性，与压力可调整性。

技术研发人员：李霄光;张强;贺占庄
受保护的技术使用者：西安微电子技术研究所
技术研发日：2019.01.29
技术公布日：2019.04.16