均温结构、模组封装及终端的制作方法

1.本技术涉及散热结构技术领域，尤其涉及到一种均温结构、模组封装及终端。

背景技术：

2.随着电子技术的发展，芯片的计算能力不断提升，功耗也大幅上升，芯片尺寸也朝向小型化的方向发展。因此，芯片产生的热量也越来越多，热量的密度也越来越大，这对芯片的散热能力提出了较高的挑战。
3.由于芯片在发热过程中存在不均匀性，因此，提升芯片散热过程中的均温能力也具有较为重要的影响。例如，电子模组包括芯片以及用于给该芯片散热的散热器，在芯片和散热器之间设置导热结构来传到热量，上述导热结构还具有一定的均温效果。假如芯片散热过程中的均温效果较差，则容易产生结温波动，甚至发生超温的情况，因此，提升电子模组的瞬态结温波动的抵抗能力势在必行。
4.现有技术中，将活性金属钎焊(active metal brazed，amb)或者双面敷铜陶瓷绝缘基板(direct bond copper，dbc)设置于芯片与散热器之间，作为导热结构，以实现导热和绝缘的目的。然而，将上述amb和dbc设置于芯片与散热器之间，电子模组的抵抗瞬态结温波动能力仍然较差。

技术实现要素：

5.本技术提供了一种均温结构、模组封装及终端，以降低发热器件在瞬态工作下的结温，提升发热器件的工作可靠性以及使用寿命，进而提升终端的工作效率及使用寿命。
6.第一方面，本技术提供了一种均温结构，该均温结构包括绝缘层、导热层和均温层，绝缘层设置于导热层与均温层之间，均温层的厚度大于导热层的厚度。上述均温层的厚度大于导热层的厚度。则均温层的热容较大，使得整个均温结构的热容较大。在具体使用时，均温结构设置于发热器件与散热器之间，且使均温层与发热器件导热连接，用于对发热器件产生的热量进行均温。从而可以降低发热器件在瞬态工作下的结温，提升发热器件的工作可靠性以及使用寿命，进而提升终端的工作效率及使用寿命。
7.具体设置上述均温层时，可以使均温层包括两层结构，具体的，均温层可以包括第一均温层和第二均温层，上述第一均温层和第二均温层固定连接。上述第二均温层设置于第一均温层背离绝缘层的一侧。第一均温层与绝缘层相连接设置，第一均温层的厚度小于均温层的厚度，从而便于提升第一均温层与绝缘层连接的强度，提升第一均温层与绝缘层连接的可靠性。
8.具体的技术方案中，上述第二均温层的厚度大于第一均温层的厚度。该方案中，可以使得第一均温层的厚度较小，有利于进一步的提升第一均温层与绝缘层之间连接的可靠性。
9.具体设置上述第二均温层时，上述第二均温层的厚度位于0.8mm～2.5mm之间。以使得第二均温层具有较好的均温能力。
10.为了实现第一均温层和第二均温层之间的固定连接，可以使第一均温层与第二均温层之间具有导热连接层，导热连接层连接第一均温层与第二均温层。导热连接层的具体材质可以包括焊料或者导热胶。
11.上述导热连接层的导热系数至少为40w/(m
·
k)。导热连接层的导热能力较好，有利于提升均温结构的导热效率。
12.具体设置上述第二均温层时，上述第二均温层的导热系数至少为200w/(m
·
k)。有利于提升均温结构的热容，提升第二均温层的导热能力，进而提升第二均温层的均温效果。
13.第二均温层的具体材质不做限制，例如，第二均温层的材质包括铜、铁、铝或者碳中的至少一种。上述材质的导热性能较好，导热系数较高，有利于提升第二均温层的导热能力，进而提升第二均温层的均温效果。
14.第二方面，本技术还提供了一种模组封装。该模组封装包括发热器件和至少一个上述第一方面的均温结构，上述均温层与发热器件连接。用于对发热器件产生的热量进行均温。从而可以提升发热器件在瞬态工作下的结温，提升发热器件的工作可靠性以及使用寿命。
15.一种具体的技术方案中，上述模组封装包括两个均温结构，两个均温结构对称设置于发热器件的两侧。该方案可以从发热器件的两侧对发热器件进行散热，有利于提升发热器件的散热能力，提升发热器件工作的可靠性。
16.上述模组封装的具体类型不做限制，具体的技术方案中，模组封装为绝缘栅双极型晶体管模组封装。绝缘栅双极型晶体管散热不好时，容易出现结温波动，本技术实施例对于降低绝缘栅双极型晶体管的结温波动具有较好的效果。
17.第三方面，本技术还提供了一种终端，该终端包括散热器、发热器件和至少一个上述第一方面的均温结构。上述均温结构设置于散热器与发热器件之间，且发热器件设置于均温层背离导热层的一侧。该终端中的发热器件的散热效果较好，提升发热器件的工作可靠性以及使用寿命，进而提升终端的工作效率及使用寿命。
18.具体的技术方案中，终端可以包括两个散热器和两个均温结构，均温结构与散热器一一对应设置。两个均温结构对称设置于发热器件的两侧，且每一均温结构位于发热器件和对应的一个散热器之间。该实施例中，可以从发热器件的两侧对发热器件进行均温，且可以提升发热器件的散热能力，使得发热器件可以具有较高的工作功率。
19.第四方面，本技术还提供了另一种终端。该终端包括至少一个散热器和上述第二方面的模组封装。散热器与均温结构是一一对应设置，且每一散热器设置于对应的均温结构背离发热器件的一侧。该方案中的终端包括模组封装，则便于装配该终端，且发热器件的均温能力较强，有利于提升发热器件的工作可靠性以及使用寿命，进而提升终端的工作效率及使用寿命。
附图说明
20.图1为本技术实施例中终端的一种局部结构示意图；
21.图2为本技术实施例中终端的另一种局部结构示意图；
22.图3为本技术实施例中均温结构的一种结构示意图；
23.图4为本技术实施例中均温结构的另一种结构示意图；
24.图5为本技术实施例中模组封装的一种结构示意图；
25.图6为本技术实施例中模组封装的另一种结构示意图。
26.附图标记：
27.1-壳体；
28.2-发热器件；
29.3-散热器；
30.4-均温结构；
31.41-绝缘层；
32.42-导热层；
33.43-均温层；
34.431-第一均温层；
35.432-第二均温层；
36.433-导热连接层；
37.5-垫片。
具体实施方式
38.以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本技术的限制。如在本技术的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。
39.在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“具体的实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
40.为了方便理解本技术实施例提供的均温结构、模组封装及终端，下面首先介绍一下其应用场景。随着电子技术的发展，对于芯片等发热器件的散热需求越来越明显。现有技术中，对于发热器件的散热通常利用散热器来实现，而为了保证散热效果，需要在发热器件与散热器之间设置导热结构。该导热结构具有导热性，可以将发热器件的热量传导至散热器以进行散热。此外，导热结构通常具有一定的柔性，可以使得发热器件和散热器之间较为可靠的接触，提升接触面积，以提升发热器件的散热效果。导热结构的材质包括绝缘材质和导电材质，从而即可以实现发热器件和散热器之间的绝缘，又可以实现导热的目的。而除了要将热量尽快传导至散热器进行散热以外，对发热器件产生的热量进行均温也尤为重要。以发热器件为绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，igbt)为例，由于igbt采用脉冲宽度调制(pulse width modulation，pwm)原理来实现直流电与交流电的转换，在其工作过程中，不同工况下，产生不同频率交流电的同时会产生结温波动。尤其是在低交流电频率下，igbt经常发生超温的情况，因此，提升igbt抵抗瞬态结温波动的能力尤为重要。为此，本技术提供了一种均温结构、模组封装及终端，以提升模组封装的发热器件抵抗瞬态结温波动的能力，提升模组封装的工作效率以及使用寿命。
41.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述。
42.图1为本技术实施例中终端的一种局部结构示意图，如图1所示，一种实施例中，本技术提供的终端包括壳体1、发热器件2、散热器3和均温结构4。上述均温结构4设置于散热器3与发热器件2之间，用于在发热器件2与散热器3之间传导热量，以提升发热器件2的散热效率；此外，上述均温结构4还可以对发热器件2产生的热量进行均温，以提升发热器件2的热量分布均匀性。
43.具体的实施例中，如图1所示，可以使发热器件2的一侧通过均温结构4连接有散热器3，也就是从发热器件2的一侧进行散热，该方案适用于利用一侧的散热器就可以满足发热器件2的散热需求的终端。该方案有利于减小终端的体积，提升终端的小型化程度。
44.图2为本技术实施例中终端的另一种局部结构示意图，如图2所示，另一种实施例中，也可以使发热器件2的两侧都通过均温结构4连接有散热器3。例如，终端包括两个散热器3和两个均温结构4。上述两个均温结构4和两个散热器3一一对应设置，具体可以使均温结构4对称设置于发热器件2的两侧，且每个均温结构4背离发热器件2的一侧都设置有一个散热器3。该实施例可以从发热器件2的两侧进行散热，以提升发热器件2的散热能力，有利于提升发热器件2的功率。
45.具体实现均温结构4与散热器3的连接时，可以使得均温结构4与散热器3之间设置有粘接层，例如硅脂，使得均温结构4与散热器3粘接。或者，还可以使得均温结构4与散热器3之间设置有焊料层，使得均温结构4与散热器3焊接。
46.具体的实施例中，上述终端的具体类型不做限制，例如可以为服务器或者存储器等通信终端，也可以为笔记本电脑或者平板电脑等移动终端，还可以为车辆、家居设备等其它终端。该终端的散热能力较强，具有较好的抵抗瞬态结温波动的能力，具有较好的工作能力。
47.图3为本技术实施例中均温结构4的一种结构示意图，如图3所示，本技术一种实施例中的均温结构4包括绝缘层41、导热层42和均温层43。上述绝缘层41设置于导热层42与均温层43之间，或者说，上述导热层42、绝缘层41和均温层43依次设置。上述绝缘层41采用绝缘材质，从而可以实现发热器件2与散热器3之间的绝缘。上述均温层43与导热层42均有导热材料制备，从而具有较好的导热性。上述均温层43的厚度大于导热层42的厚度。则均温层43的热容较大，使得整个均温结构4的热容较大。
48.请结合图1和图2，具体安装上述均温结构4时，使均温结构4的均温层43朝向发热器件2，与发热器件2导热连接；导热层42朝向散热器3，与散热器3导热连接。该方案中均温层43的厚度较大，热容较大，有利于吸收发热器件2的热量并进行均温，从而降低发热器件2在瞬态工作下的结温，提升发热器件2的工作可靠性以及使用寿命，进而提升终端的工作效率及使用寿命。
49.图4为本技术实施例中均温结构4的另一种结构示意图，如图4所示，另一种实施例中，上述均温结构4的均温层43包括第一均温层431和第二均温层432，上述第二均温层432设置于第一均温层431背离绝缘层41的一侧。该实施例中，均温层43包括两部分，第一均温层431与绝缘层41相连接设置。由于均温层43太厚，容易导致均温层43与绝缘层41连接的可靠性降低，容易出现开缝或者剥落的情况。本实施例中的第一均温层431的厚度小于均温层43的厚度，从而便于提升第一均温层431与绝缘层41连接的强度，提升第一均温层431与绝缘层41连接的可靠性。此外，现有技术中的导热层可以包括导热层、绝缘层和第一均温层，
因此，本技术还可以利用现有技术中已有的导热层来制备均温结构。
50.请继续参考图4，具体的实施例中，上述第二均温层432的厚度大于第一均温层431的厚度。该方案中，可以使得第一均温层431的厚度较小，有利于进一步的提升第一均温层431与绝缘层41之间连接的可靠性。
51.一种实施例中，可以使第一均温层431的厚度与导热层42的厚度一致，且第一均温层431的材质与导热层42的材质相同，从而便于制备上述第一均温层431。
52.具体的实施例中，可以使得第一均温层431的厚度小于或者等于0.5mm，以提升第一均温层431与绝缘层41之间连接的可靠性。例如，上述第一均温层431的厚度可以为0.2mm、0.3mm或者0.4mm等，本技术不做限制。
53.此外，可以使得第二均温层432的厚度位于0.8mm～2.5mm之间。通过发明人的分析和计算，当第二均温层432的厚度位于上述范围内，可以较好的提升均温结构4的均温性。当第二均温层432的厚度低于0.8mm时，均温结构4的均温性能较差，难以实现降低发热器件2结温的目的；当第二均温层432的厚度高于2.5时，均温结构4的厚度较大，对于发热器件2的散热能力具有一定的限制，将热量传导至发热器件2的效率较低，且不利于进行均温。因此，第二均温层432的厚度位于0.8mm～2.5mm之间可以较好的实现均温结构4的均温效果，降低发热器件2的结温。具体的实施例中，上述第二均温层432的厚度可以为1mm、1.2mm、1.5mm、1.7mm、1.8mm、2mm、2.1mm、2.2mm或2.4mm等，此处不进行列举，具体可以根据发热器件2的发热情况，以及散热需求和均温需求等情况来确定。
54.为了实现第一均温层431和第二均温层432的连接，可以使第一均温层431与第二均温层432之间设置有导热连接层433，用于连接上述第一均温层431与第二均温层432。
55.上述导热连接层433的导热系数至少为40w/(m
·
k)。上述导热系数指的是：在稳定传热条件下，1米(m)厚的材料，两侧表面的温差为1度(k或℃)，在一定时间内，通过1平方米面积传递的热量。导热系数的单位为瓦/米
·
度(w/(m
·
k)，此处为k可用℃代替。本技术实施例中的导热连接层433的导热系数至少为40w/(m
·
k)，导热能力较好，有利于提升均温结构4的导热效率。
56.具体的实施例中，上述导热连接层433的导热系数不做限制，例如，上述导热连接层433的导热系数可以为42w/(m
·
k)、45w/(m
·
k)、48w/(m
·
k)、50w/(m
·
k)、52w/(m
·
k)、55w/(m
·
k)、56w/(m
·
k)、60w/(m
·
k)、65w/(m
·
k)或者70w/(m
·
k)等，此处不进行一一列举。
57.导热连接层433的具体材质可以包括焊料或者导热胶。也就是说，可以利用焊接的方式连接上述第一均温层431和第二均温层432；或者，还可以采用粘接的方式连接上述第一均温层431和第二均温层432。
58.另一种实施例中，上述第二均温层432的导热系数至少为200w/(m
·
k)。则有利于提升均温结构4的热容，提升第二均温层432的导热能力，进而提升第二均温层432的均温效果。具体的实施例中，上述第二均温层432的导热系数可以为210w/(m
·
k)、220w/(m
·
k)、228w/(m
·
k)、230w/(m
·
k)、232w/(m
·
k)、235w/(m
·
k)、240w/(m
·
k)、250w/(m
·
k)、255w/(m
·
k)或者260w/(m
·
k)等，此处不进行一一列举。
59.上述第二均温层432的材质可以为铜、铁、铝或者碳中的至少一种。上述材质的导热性能较好，导热系数较高，有利于提升第二均温层432的导热能力，进而提升第二均温层
432的均温效果。此外，上述材质较为容易获得，第二均温层432成本较低。
60.具体的实施例中，可以使第一均温层431的材质与第二均温层432的材质相同；或者，导热层42的材质、第一均温层431的材质与第二均温层432的材质相同；或者，还可以使得导热层42的材质与第一均温层431的材质相同，而与第二均温层432的材质不同，本技术对此不做限制。
61.具体实施例中，上述绝缘层41的具体材质不做限制，例如，上述绝缘层41可以为氧化铝al2o3层；或者，上述绝缘层41还可以为氮化硅si3n4层或者氮化铝aln。上述几种材质的绝缘性较好，且导热性能也较好，因此，绝缘层41在实现绝缘的目的的同时，还可以使得均温结构具有较好的导热性和均温性。
62.具体的实施例中，当绝缘层41为氧化铝al2o3层时，可以认为导热层42、绝缘层41和第一均温层431相当于双面敷铜陶瓷绝缘基板dbc；当绝缘层41为氮化硅si3n4层或者氮化铝aln时，可以认为导热层42、绝缘层41和第一均温层431相当于活性金属钎焊amb。
63.图5为本技术实施例中模组封装的一种结构示意图，如图5所示，本技术还提供了一种模组封装，该模组封装包括发热器件2和上述任一实施例中的均温结构4。上述发热器件2与均温结构4的均温层43连接。该实施例中，均温层43的厚度较大，热熔较大，具有较好的均温能力，因此，模组封装抵抗瞬态结温波动的能力，不易出现结温，可以提升模组封装的工作效率以及使用寿命。
64.具体的实施例中，该模组封装包括的发热器件2的数量不做限制，例如，封装模组可以包括一个发热器件2、两个发热器件2或者更多的发热器件2，均温结构4可以同时连接两个或者多个发热器件2。例如图5所示的实施例中，均温结构4同时连接两个发热器件2。
65.图6为本技术实施例中模组封装的另一种结构示意图，如图6所示，另一种实施例中，模组封装包括两个均温结构4，且两个均温结构4设置于发热器件2的两侧，发热器件2的两侧均与均温层43连接。该方案可以从发热器件2的两侧对发热器件2进行散热，有利于提升发热器件2的散热能力，提升发热器件2工作的可靠性。具体的实施例中，还可以使发热器件2的一侧连接有垫片5，垫片5再与均温结构4连接。
66.具体连接均温层43与发热器件2的方式本技术不做限制，例如，一种实施例中，可以在均温层43与发热器件2之间设置导热连接层，利用粘接的方式固定连接均温层43与发热器件2。
67.具体的实施例中，上述发热器件2的类型不做限制，例如，上述发热器件2可以为绝缘栅双极型晶体管(igbt)，则上述模组封装为绝缘栅双极型晶体管模组封装。绝缘栅双极型晶体管散热不好时，容易出现结温波动，本技术实施例对于降低绝缘栅双极型晶体管的结温波动具有较好的效果。
68.当然，在其它实施例中，上述发热器件2可以为任何较为容易发热的器件，例如其它类型的芯片等。
69.此外，本技术实施例还可以提供一种终端，该终端可以包括上述实施例中的模组封装。还包括至少一个散热器3，则散热器3设置于均温结构4背离发热器件2的一侧，进而利用散热器3对模组封装进行散热。
70.一种实施例中，该终端可以仅在发热器件2的一侧设有散热器3，此时，模组封装可以仅在发热器件的一侧设置上述均温结构。从而从发热器件的一侧进行散热。该方案有利
于减小终端的体积，提升终端的小型化程度。
71.另一种实施例中，上述终端还可以在发热器件2的两侧都设置有散热器3，此时，模组封装可以在发热器件的两侧设置均温结构。从而可以从发热器件2的两侧进行散热，以提升发热器件2的散热能力，有利于提升发热器件2的功率。
72.同样，上述终端的具体类型不做限制，例如可以为服务器或者存储器等通信终端，也可以为笔记本电脑或者平板电脑等移动终端，还可以为车辆、家居设备等其它终端。该终端的散热能力较强，具有较好的抵抗瞬态结温波动的能力，具有较好的工作能力。
73.以上，仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种均温结构，其特征在于，包括绝缘层、导热层和均温层，所述绝缘层设置于所述导热层与所述均温层之间，所述均温层的厚度大于所述导热层的厚度。2.如权利要求1所述的均温结构，其特征在于，所述均温层包括第一均温层和第二均温层，所述第二均温层设置于所述第一均温层背离所述绝缘层的一侧。3.如权利要求2所述的均温结构，其特征在于，所述第二均温层的厚度大于所述第一均温层的厚度。4.如权利要求2或3所述的均温结构，其特征在于，所述第二均温层的厚度位于0.8mm～2.5mm之间。5.如权利要求2～4任一项所述的均温结构，其特征在于，所述第一均温层与所述第二均温层之间具有导热连接层，所述导热连接层连接所述第一均温层与所述第二均温层。6.如权利要求5所述的均温结构，其特征在于，所述导热连接层的导热系数至少为40w/(m
·
k)。7.如权利要求2～6任一项所述的均温结构，其特征在于，所述第二均温层的导热系数至少为200w/(m
·
k)。8.如权利要求2～7任一项所述的均温结构，其特征在于，所述第二均温层的材质为铜、铁、铝或者碳中的至少一种。9.一种模组封装，其特征在于，包括发热器件和至少一个如权利要求1～8任一项所述的均温结构，所述均温层与所述发热器件连接。10.如权利要求9所述的模组封装，其特征在于，包括两个所述均温结构，两个所述均温结构对称设置于所述发热器件的两侧。11.如权利要求9或10所述的模组封装，其特征在于，所述模组封装为绝缘栅双极型晶体管模组封装。12.一种终端，其特征在于，包括散热器、发热器件和至少一个如权利要求1～8任一项所述的均温结构，所述均温结构设置于所述散热器与所述发热器件之间，且所述发热器件设置于所述均温层背离所述导热层的一侧。13.如权利要求12所述的终端，其特征在于，包括两个所述散热器和两个所述均温结构，所述均温结构与所述散热器一一对应设置，两个所述均温结构对称设置于所述发热器件的两侧，且每一所述均温结构位于所述发热器件和对应的一个所述散热器之间。14.一种终端，其特征在于，包括至少一个散热器和如权利要求9～11任一项所述的模组封装，所述散热器与所述均温结构是一一对应设置，且每一所述散热器设置于对应的所述均温结构背离所述发热器件的一侧。

技术总结

本申请提供了一种均温结构、模组封装及终端。上述均温结构包括绝缘层、导热层和均温层，绝缘层设置于导热层与均温层之间，均温层的厚度大于导热层的厚度。上述均温层的厚度大于导热层的厚度。则均温层的热容较大，使得整个均温结构的热容较大。在具体使用时，均温结构设置于发热器件与散热器之间，且使均温层与发热器件导热连接，用于对发热器件产生的热量进行均温。从而可以降低发热器件在瞬态工作下的结温，提升发热器件的工作可靠性以及使用寿命，进而提升终端的工作效率及使用寿命。进而提升终端的工作效率及使用寿命。进而提升终端的工作效率及使用寿命。