一种用于半导体封装的冷却设备的制作方法

一种用于半导体封装的冷却设备
1.技术领域
2.本发明涉及半导体的散热冷却领域，具体是指一种用于半导体封装的冷却设备。


背景技术：

3.半导体封装是由金属、塑料、玻璃或陶瓷等材料与一个或多个离散的元件组成的半导体器件或集成电路，半导体封装在工作时产生的热量可能会烧毁电子元件或造成壳体的鼓包、破裂等问题，因此需要安装冷却装置对半导体封装散热。
4.在现有的技术中，通常使用冷却液对半导体封装散热，但是由于冷却装置的结构缺陷，冷却液与半导体封装换热一段时间后温度升高，继续换热的效果较差，使得冷却装置的散热效果不均匀，造成半导体封装的局部热量难以逸散，造成烧毁电子元件或造成壳体的鼓包、破裂等问题。
5.另一方面，温度较低的冷却液在冷却装置流动的过程中冷量（冷量是制冷设备或导热设施在单位时间或一段时间通过制冷所消耗掉目标空间热量的总能量值或通过从目标空间所导出热量的总能量值）持续散失，造成冷却装置整体的换热效率较低，散热效果难以达到预期。
6.因此本领域技术人员需要一种散热效果均匀，且散热效率较高的冷却装置用以克服上述问题。


技术实现要素：

7.针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种用于半导体封装的冷却设备，为了解决冷却装置的散热效果不均匀、整体的换热效率较低的技术缺陷，本发明创造性地通过将第一换热空间、第二换热空间、第一流通管组及第二流通管组构成一个完整的封闭空间，半导体封装可以同时与第一换热空间和第二换热空间中的冷却液换热，且由于冷却液在第一换热空间的流动方向和第二换热空间的流动方向相反，半导体封装的局部位置始终可以将热量传递给温度较低的冷却液，提高了冷却装置的换热效率，避免半导体封装的局部热量积聚，防止电子元件烧毁或封装发生鼓包和破裂。
8.本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种用于半导体封装的冷却设备，包括壳体、密封板、换热片、上流通管组、下流通管组及换热器，所述壳体的内壁限定出容纳空间，所述壳体的长度方向上的两端形成有安装口，所述壳体的厚度方向上的两端各形成有连续的围绕所述壳体的边沿的上翻边部和下翻边部，所述上翻边部上形成有贯穿的左上流通孔和左下流通孔，所述下翻边部上形成有贯穿的右上流通孔和右下流通孔，所述密封板有两个且分别与所述上翻边部和所述下翻边部的边沿连接，所述上翻边部、所述密封板与所述壳体的外壁限定出上换热空间，所述下翻边部、所述密封板与所述壳体的外壁限定出下换热空间，所述上换热空间及
所述下换热空间内有冷却液，所述换热片有两个且分别设置在所述上换热空间和所述下换热空间内，所述上流通管组连通所述左上流通孔和所述右上流通孔，所述下流通管组连通所述左下流通孔和所述右下流通孔，所述换热器分别安装在所述上流通管组和所述下流通管组上，通过将上换热空间、下换热空间、上流通管组及下流通管组构成一个完整的封闭空间，半导体封装可以同时与上换热空间和下换热空间中的冷却液换热，且由于冷却液在上换热空间的流动方向和下换热空间的流动方向相反，半导体封装的局部位置始终可以将热量传递给温度较低的冷却液，提高了冷却装置的换热效率，避免半导体封装的局部热量积聚，防止电子元件烧毁或封装发生鼓包和破裂。
9.根据本发明的一些实施例，用于半导体封装的冷却设备包括辅助换热组件，所述辅助换热组件包括辅助换热壳体和辅助换热片，所述辅助换热壳体的内壁限定出辅助换热空间，所述辅助换热片设置在所述辅助换热空间内，所述辅助换热片将所述辅助换热空间分隔为第一辅助换热空间和第二辅助换热空间，所述辅助换热壳体的侧壁上形成有贯穿的第一辅助流通孔、第二辅助流通孔、第三辅助流通孔及第四辅助流通孔，所述第一辅助流通孔及所述第二辅助流通孔与所述第一辅助换热空间连通，所述第三辅助流通孔及所述第四辅助流通孔与所述第二辅助换热空间连通，通过将高温冷却液的部分热量传递给低温冷却液，可以回收处于过冷状态下的冷却液的冷量，从而提高冷却装置整体的换热效率。
10.根据本发明的一些可选实施例，所述上流通管组包括第一流通管和第二流通管，所述第一流通管连通所述左上流通孔及所述第一辅助流通孔，所述第二流通管连通所述右上流通孔及所述第二辅助流通孔，所述下流通管组包括第三流通管和第四流通管，所述第三流通管连通所述左下流通孔及所述第三辅助流通孔，所述第四流通管连通所述右下流通孔及所述第四辅助流通孔，可以回收处于过冷状态下的冷却液的冷量，在第二辅助换热空间内的冷却液温度不会发生明显变化的条件下，降低第一辅助换热空间内的高温冷却液的温度，从而降低流经换热器的冷却液的温度，在冷却液被冷却到的预定温度不变的条件下，所需的换热器的换热功率降低，从而提高了冷却装置的换热效率。
11.进一步地，所述上流通管组包括第五流通管，所述下流通管组包括第六流通管，所述第二流通管连通所述第二辅助流通孔及所述第四辅助流通孔，所述第五流通管连通所述第三辅助流通孔及所述右上流通孔，所述第六流通管连通所述右下流通孔及所述第一辅助流通孔，所述第四流通管连通所述第二辅助流通孔及所述第四辅助流通孔，可以同时对第二流通管及第四流通管内的冷却液回收冷量，进一步提高冷却装置整体的换热效率，同时有利于均衡上换热空间和下换热空间内冷却液的温度，半导体封装可以更加均匀地散热。
12.进一步地，所述辅助换热组件有两个，所述第一流通管与其中一个所述辅助换热组件的所述第一辅助流通孔连接，所述第五流通管与另一个所述辅助换热组件的所述第三辅助流通孔连接，所述第二流通管的一端与其中一个所述辅助换热组件的所述第二辅助流通孔连接，另一端与另一个所述辅助换热组件的所述第四辅助流通孔连接，所述第二流通管与其中一个所述辅助换热组件的所述第三辅助流通孔连接，所述第六流通管与另一个所述辅助换热组件的所述第一辅助流通孔连接，所述第四流通管的一端与其中一个所述辅助换热组件的所述第二辅助流通孔连接，另一端与另一个所述辅助换热组件的所述第四辅助流通孔连接，可以提高辅助换热组件的换热效率，提高冷却装置整体的换热效率，同时便于安装和固定冷却装置，可以提高辅助换热组件的换热效率，提高冷却装置整体的换热效率，
同时便于安装和固定冷却装置。
13.可选地，用于半导体封装的冷却设备包括辅助流通管组及四个三通阀，所述辅助流通管组包括第七流通管及第八流通管，两个所述三通阀分别设置在所述第二流通管的上游位置及下游位置，另外两个所述三通阀分别设置在所述第四流通管的上游位置及下游位置，所述第七流通管连通位于所述第二流通管的上游位置的所述三通阀与位于所述第四流通管的下游位置的所述三通阀，所述第八流通管连通位于所述第二流通管的下游位置的所述三通阀与位于所述第四流通管的上游位置的所述三通阀，通过调节第七流通管和第八流通管上的换向阀，使得半导体封装的局部位置始终可以将热量传递给温度较低的冷却液，提高了冷却装置的换热效率，避免半导体封装的局部热量积聚，防止电子元件烧毁或封装发生鼓包和破裂。
14.可选地，所述第二流通管与所述第四流通管上分别设置有单向阀，可以稳定各流通管内的压强，提高冷却装置的可靠性。
15.根据本发明的一些实施例，所述上流通管组及所述下流通管组内有冷却液，所述冷却液为氟化液，氟化液具有绝缘且不燃的惰性特点，可以提高冷却装置的可靠性，同时氟化液的散热效率较高，可以提高冷却装置的换热效率。
16.根据本发明的一些实施例，所述换热片包括多个换热叶片，可以增加换热片与冷却液的接触面积，提高冷却装置的换热效率。
17.根据本发明的一些可选实施例，所述换热器安装在所述上流通管组和所述下流通管组的下游位置，可以降低上流通管组和下流通管组内的冷却液逸散到环境中的冷量，从而提高冷却装置的换热效率。
18.采用上述结构本发明取得的有益效果如下：（1）通过将上换热空间、下换热空间、上流通管组及下流通管组构成一个完整的封闭空间，半导体封装可以同时与上换热空间和下换热空间中的冷却液换热，且由于冷却液在上换热空间的流动方向和下换热空间的流动方向相反，半导体封装的局部位置始终可以将热量传递给温度较低的冷却液，从而提高了冷却装置的换热效率，避免半导体封装的局部热量积聚，防止电子元件烧毁或封装发生鼓包和破裂；（2）氟化液具有绝缘且不燃的惰性特点，可以提高冷却装置的可靠性，同时氟化液的散热效率较高，可以提高冷却装置的换热效率；（3）增加换热片与冷却液的接触面积，提高冷却装置的换热效率；（4）可以回收处于过冷状态下的冷却液的冷量，从而提高冷却装置整体的换热效率；（5）在冷却液被冷却到的预定温度不变的条件下，所需的换热器的换热功率降低，从而提高了冷却装置的换热效率；（6）可以同时对第二流通管及第四流通管内的冷却液回收冷量，进一步提高冷却装置整体的换热效率，有利于均衡上换热空间和下换热空间内冷却液的温度，半导体封装可以更加均匀地散热；（7）提高辅助换热组件的换热效率，提高冷却装置整体的换热效率，同时便于安装和固定冷却装置；（8）冷却装置可以针对热量集中位置不同的半导体封装进行散热，通过调节第七
流通管和第八流通管上的换向阀，使得半导体封装的局部位置始终可以将热量传递给温度较低的冷却液，提高了冷却装置的换热效率，避免半导体封装的局部热量积聚，防止电子元件烧毁或封装发生鼓包和破裂；（9）通过设置单向阀可以稳定各流通管内的压强，提高冷却装置的可靠性；（10）换热器安装在上流通管组和下流通管组的下游位置，可以降低上流通管组和下流通管组内的冷却液逸散到环境中的冷量，从而提高冷却装置的换热效率。
19.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
20.图1是是根据本发明一些实施例的一种用于半导体封装的冷却设备的立体图；图2是是根据本发明一些实施例的一种用于半导体封装的冷却设备的俯视图；图3是根据本发明一些实施例的一种用于半导体封装的冷却设备的部分结构的示意图；图4是根据本发明一些实施例的一种用于半导体封装的冷却设备的部分结构的立体图；图5是根据本发明一些实施例的一种用于半导体封装的冷却设备的部分结构的装配图；图6是根据本发明一些实施例的一种用于半导体封装的冷却设备的部分结构的另一个角度的装配图；图7是根据本发明一些实施例的辅助换热组件的立体图；图8是根据本发明一些实施例的辅助换热组件的装配图；图9是根据本发明一些实施例的一种用于半导体封装的冷却设备的示意图；图10是根据本发明另一些实施例的一种用于半导体封装的冷却设备的示意图；图11是根据本发明另一些实施例的一种用于半导体封装的冷却设备的示意图；图12是根据本发明另一些实施例的一种用于半导体封装的冷却设备的示意图。
21.图中标号说明：冷却装置100；壳体1；容纳空间11；安装口12；上翻边部13；左上流通孔131；左下流通孔132；下翻边部14；右上流通孔141；右下流通孔142；上换热空间15；下换热空间16；密封板2；换热片3；换热叶片31；上流通管组4；第一流通管41；第二流通管42；第五流通管43；下流通管组5；第三流通管51；第四流通管52；第六流通管53；换热器6；辅助换热组件7；辅助换热壳体71；第一辅助流通孔711；第二辅助流通孔712；第三辅助流通孔713；第四辅助流通孔714；辅助换热空间72；第一辅助换热空间721；第二辅助换热空间722；辅助换热片73；辅助流通管组8；第七流通管81；第八流通管82；换向阀83；
三通阀9；单向阀10。
22.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
具体实施方式
23.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；基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
24.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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发明和简化描述，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发明的限制。
25.参考图1、图2、图5-图8，本发明提出了一种用于半导体封装的冷却设备100，包括壳体1、密封板2、换热片3、上流通管组4、下流通管组5及换热器6，壳体1可以形成为中空的长方体，壳体1的内壁限定出容纳空间11，容纳空间11用于容纳半导体封装，壳体1的长度方向上的两端形成有安装口12，方便半导体封装的拆装，半导体封装可以从安装口12走线。壳体1可以由导热性能较好的银、铜等材料制成，半导体封装可以与壳体1换热以降温，同时半导体封装的热量可以从安装口12逸散到环境中，避免热量积聚，防止电子元件烧毁或封装发生鼓包和破裂。
26.壳体1的厚度方向上的两端各形成有连续的围绕壳体1的边沿的上翻边部13和下翻边部14，上翻边部13上形成有贯穿的左上流通孔131和左下流通孔132，下翻边部14上形成有贯穿的右上流通孔141和右下流通孔142，密封板2有两个且分别与上翻边部13和下翻边部14的边沿连接，上翻边部13、密封板2与壳体1的外壁限定出上换热空间15，下翻边部14、密封板2与壳体1的外壁限定出下换热空间16，上换热空间15及下换热空间16内有冷却液，冷却液可以在上换热空间15和下换热空间16内流动，温度较低的冷却液可以降低壳体1的温度，吸收半导体封装散发的热量。换热片3有两个且分别设置在上换热空间15和下换热空间16内，冷却液在上换热空间15和下换热空间16中流动时可以与换热片3换热，相比于冷却液与壳体1直接换热，换热片3与冷却液换热具有更高的换热效率。
27.上流通管组4连通左上流通孔131和右上流通孔141，下流通管组5连通左下流通孔132和右下流通孔142，从左上流通孔131流出的冷却液经过上流通管组4可以从右上流通孔141进入下换热空间16，从右下流通孔142流出的冷却液经过下流通管组5可以从左下流通孔132进入上换热空间15。左上流通孔131与右上流通孔141可以形成在壳体1的一侧，左下流通孔132与右下流通孔142可以形成在壳体1的另一侧，使得上换热空间15中的冷却液和下换热空间16中的冷却液流动方向相反。换热器6分别安装在上流通管组4和下流通管组5上，换热器6可以与冷却液换热并带走冷却液携带的热量，使得与换热片3换热后的处于高温的冷却液回到低温状态。
28.下面描述本发明的工作方式及原理：上换热空间15、下换热空间16、上流通管组4
及下流通管组5构成一个完整的封闭空间，冷却液可以依次流经上换热空间15、上流通管组4、下换热空间16、下流通管组5并再次回到上换热空间15，且上换热空间15中的冷却液和下换热空间16中的冷却液流动方向相反，为方便说明，以左下流通孔132为冷却液的流动起始点进行描述。
29.下流通管组5中的冷却液与换热器6换热后处于低温状态，并经左下流通孔132进入上换热空间15，冷却液与换热片3换热，半导体封装将热量传递给换热片3，冷却液吸收换热片3的热量，实现对半导体封装的降温，换热后冷却液的温度升高，并从左上流通孔131从上换热空间15进入上流通管组4，冷却液与上流通管组4上的换热器6换热后回到低温状态，并经右上流通孔141进入下换热空间16，冷却液与换热片3换热，半导体封装将热量传递给换热片3，冷却液吸收换热片3的热量，实现对半导体封装的降温，换热后冷却液的温度升高，并从右下流通孔142从下换热空间16进入下流通管组5，并与下流通管组5上的换热器6换热后回到低温状态，至此完成循环。
30.现有技术中，在半导体封装持续均匀产生热量的条件下，随着冷却液的升温，冷却液的散热效果逐渐降低，使得位于冷却液流动方向下游的半导体封装的局部难以有效散热。而在本发明中，由于半导体封装可以同时与上换热空间15和下换热空间16中的冷却液换热，且上换热空间15中的冷却液和下换热空间16中的冷却液流动方向相反，左下流通孔132与右上流通孔141附近的冷却液都处于较低的温度，即使上换热空间15中沿左下流通孔132向左上流通孔131流动的冷却液的温度逐渐升高，左上流通孔131附近的换热效果低于左下流通孔132附近的换热效果，左上流通孔131附近无法高效散热的半导体封装的局部也可以将热量传递给右上流通孔141附近的冷却液，同理，即使下换热空间16中沿右上流通孔141向右下流通孔142流动的冷却液的温度逐渐升高，右下流通孔142附近的换热效果低于右上流通孔141附近的换热效果，右下流通孔142附近无法高效散热的半导体封装的局部也可以将热量传递给左下流通孔132附近的冷却液，综上，半导体封装的局部位置始终可以将热量传递给温度较低的冷却液，从而提高了冷却装置100的换热效率，避免半导体封装的局部热量积聚，防止电子元件烧毁或封装发生鼓包和破裂。
31.根据本发明的用于半导体封装的冷却设备100，通过将上换热空间15、下换热空间16、上流通管组4及下流通管组5构成一个完整的封闭空间，半导体封装可以同时与上换热空间15和下换热空间16中的冷却液换热，且由于冷却液在上换热空间15的流动方向和下换热空间16的流动方向相反，半导体封装的局部位置始终可以将热量传递给温度较低的冷却液，提高了冷却装置100的换热效率，避免半导体封装的局部热量积聚，防止电子元件烧毁或封装发生鼓包和破裂。
32.参考图1和图2，根据本发明的一些实施例，上流通管组4及下流通管组5内有冷却液，冷却液为氟化液，氟化液具有绝缘且不燃的惰性特点，可以提高冷却装置100的可靠性，同时氟化液的散热效率较高，可以提高冷却装置100的换热效率。
33.参考图7和图8，根据本发明的一些实施例，换热片3包括多个换热叶片31，换热叶片31可以沿冷却液的流动方向排布，换热叶片31也可以垂直于冷却液的流动方向排布，这种设计可以增加换热片3与冷却液的接触面积，提高冷却装置100的换热效率。
34.参考图1、图2、图9-图12，根据本发明的一些实施例，用于半导体封装的冷却设备100包括辅助换热组件7，辅助换热组件7包括辅助换热壳体71和辅助换热片73，辅助换热壳
体71的内壁限定出辅助换热空间72，辅助换热片73设置在辅助换热空间72内，辅助换热片73将辅助换热空间72分隔为第一辅助换热空间721和第二辅助换热空间722，辅助换热壳体71的侧壁上形成有贯穿的第一辅助流通孔711、第二辅助流通孔712、第三辅助流通孔713及第四辅助流通孔714，第一辅助流通孔711及第二辅助流通孔712与第一辅助换热空间721连通，第三辅助流通孔713及第四辅助流通孔714与第二辅助换热空间722连通。第一辅助换热空间721内的冷却液可以通过辅助换热片73与第二辅助换热空间722内的冷却液换热，例如第一辅助换热空间721内为与半导体封装换热后的高温冷却液且第二辅助换热空间722内为与换热器6换热后的低温冷却液时，通过将高温冷却液的部分热量传递给低温冷却液，可以回收处于过冷状态下的冷却液的冷量，从而提高冷却装置100整体的换热效率。
35.参考图1、图2、图9-图12，根据本发明的一些可选实施例，上流通管组4包括第一流通管41和第二流通管42，第一流通管41连通左上流通孔131及第一辅助流通孔711，第二流通管42连通右上流通孔141及第二辅助流通孔712，下流通管组5包括第三流通管51和第四流通管52，第三流通管51连通左下流通孔132及第三辅助流通孔713，第四流通管52连通右下流通孔142及第四辅助流通孔714。冷却液可以依次流经上换热空间15、第一流通管41、第一辅助换热空间721、第二流通管42、下换热空间16、第四流通管52、第二辅助换热空间722、第三流通管51并再次回到上换热空间15，其中第一辅助换热空间721内的冷却液经过与半导体封装换热后温度较高，第二辅助换热空间722内的冷却液经过与换热器6换热后温度较低，通过将第一辅助换热空间721内的高温冷却液的部分热量传递给第二辅助换热空间722内的低温冷却液，可以回收处于过冷状态下的冷却液的冷量，在第二辅助换热空间722内的冷却液温度不会发生明显变化的条件下，降低第一辅助换热空间721内的高温冷却液的温度，从而降低流经换热器6的冷却液的温度，在冷却液被冷却到的预定温度不变的条件下，所需的换热器6的换热功率降低，从而提高了冷却装置100的换热效率。
36.参考图1、图2、图9-图12，进一步地，上流通管组4包括第五流通管43，下流通管组5包括第六流通管53，第二流通管42连通第二辅助流通孔712及第四辅助流通孔714，第五流通管43连通第三辅助流通孔713及右上流通孔141，第六流通管53连通右下流通孔142及第一辅助流通孔711，第四流通管52连通第二辅助流通孔712及第四辅助流通孔714。这种设计使得冷却液可以依次流经上换热空间15、第一流通管41、第一辅助换热空间721、第二流通管42、第二辅助换热空间722、第五流通管43、下换热空间16、第六流通管53、第一辅助换热空间721、第四流通管52、第二辅助换热空间722、第三流通管51并再次回到上换热空间15。这种设计可以同时对第二流通管42及第四流通管52内的冷却液回收冷量，进一步提高冷却装置100整体的换热效率，同时有利于均衡上换热空间15和下换热空间16内冷却液的温度，半导体封装可以更加均匀地散热。
37.参考图1、图2、图9-图12，进一步地，辅助换热组件7有两个，第一流通管41与其中一个辅助换热组件7的第一辅助流通孔711连接，第五流通管43与另一个辅助换热组件7的第三辅助流通孔713连接，第二流通管42的一端与其中一个辅助换热组件7的第二辅助流通孔712连接，另一端与另一个辅助换热组件7的第四辅助流通孔714连接，第二流通管42与其中一个辅助换热组件7的第三辅助流通孔713连接，第六流通管53与另一个辅助换热组件7的第一辅助流通孔711连接，第四流通管52的一端与其中一个辅助换热组件7的第二辅助流通孔712连接，另一端与另一个辅助换热组件7的第四辅助流通孔714连接。这种设计可以提
高辅助换热组件7的换热效率，提高冷却装置100整体的换热效率，同时便于安装和固定冷却装置100。
38.参考图1、图2和图12，可选地，用于半导体封装的冷却设备100包括辅助流通管组8及四个三通阀9，辅助流通管组8包括第七流通管81及第八流通管82，两个三通阀9分别设置在第二流通管42的上游位置及下游位置，另外两个三通阀9分别设置在第四流通管52的上游位置及下游位置，第七流通管81连通位于第二流通管42的上游位置的三通阀9与位于第四流通管52的下游位置的三通阀9，第八流通管82连通位于第二流通管42的下游位置的三通阀9与位于第四流通管52的上游位置的三通阀9。当上换热空间15内的冷却液沿左下流通孔132向左上流通孔131的方向流动时，设置在第二流通管42的上游位置的三通阀9可以控制冷却液继续沿第二流通管42流动或者流向第七流通管81，设置在第四流通管52的上游位置的三通阀9可以控制冷却液继续沿第四流通管52流动或者流向第八流通管82；当上换热空间15内的冷却液沿左上流通孔131向左下流通孔132的方向流动时，设置在第四流通管52的下游位置的三通阀9可以控制冷却液继续沿第四流通管52流动或者流向第七流通管81，设置在第二流通管42的下游位置的三通阀9可以控制冷却液继续沿第二流通管42流动或者流向第八流通管82。
39.当三通阀9控制第二流通管42分别与第七流通管81、第八流通管82连通且第四流通管52分别与第七流通管81、第八流通管82连通时，冷却装置100的整体冷却循环被分割成两个独立的冷却循环。通过在第七流通管81和第八流通管82上设置换向阀83可以控制第七流通管81和第八流通管82内冷却液的流动方向，即上换热空间15和下换热空间16内的冷却液的流动方向。在上换热空间15内的冷却液沿左下流通孔132向左上流通孔131的方向流动时，冷却液依次经过上换热空间15、第一流通管41、第一辅助换热空间721、第二流通管42，并通过第二流通管42上的三通阀9流入第七流通管81，之后流经第四流通管52、第二辅助换热空间722、第三流通管51后回到上换热空间15；在上换热空间15内的冷却液沿左上流通孔131向左下流通孔132的方向流动时，冷却液依次经过上换热空间15、第三流通管51、第二辅助换热空间722、第四流通管52，并通过第四流通管52上的三通阀9流入第七流通管81，之后流经第二流通管42、第一辅助换热空间721、第一流通管41后回到上换热空间15；在下换热空间16内的冷却液沿右上流通孔141向右下流通孔142的方向流动时，冷却液依次经过下换热空间16、第六流通管53、第一辅助换热空间721、第四流通管52，并通过第四流通管52上的三通阀9流入第八流通管82，之后流经第二流通管42、第二辅助换热空间722、第五流通管43后回到下换热空间16；在下换热空间16内的冷却液沿右下流通孔142向右上流通孔141的方向流动时，冷却液依次经过下换热空间16、第五流通管43、第二辅助换热空间722、第二流通管42，并通过第二流通管42上的三通阀9流入第八流通管82，之后流经第四流通管52、第一辅助换热空间721、第六流通管53后回到下换热空间16。
40.通过控制第七流通管81和第八流通管82上的换向阀83，可以实现上换热空间15内的冷却液沿左下流通孔132向左上流通孔131的方向流动时下换热空间16内的冷却液沿右上流通孔141向右下流通孔142的方向流动，此时半导体封装的局部位置始终可以将热量传递给温度较低的冷却液，提高了冷却装置100的换热效率，避免半导体封装的局部热量积聚，防止电子元件烧毁或封装发生鼓包和破裂。
41.当半导体封装内的电子元件非均匀分布，或者个别电子元件发热量较大时，半导
体封装的热量集中在局部，例如半导体封装的热量集中在左上流通孔131和右上流通孔141附近，可以通过控制第七流通管81和第八流通管82上的换向阀83，实现上换热空间15内的冷却液沿左下流通孔132向左上流通孔131的方向流动时下换热空间16内的冷却液沿右上流通孔141向右下流通孔142的方向流动，此时上换热空间15内左上流通孔131附近的冷却液温度较低，下换热空间16内右上流通孔141附近的冷却液温度较低，从而有效吸收半导体封装上集中的热量，避免半导体封装的局部热量积聚。上述设计使得冷却装置100可以针对热量集中位置不同的半导体封装进行散热，通过调节第七流通管81和第八流通管82上的换向阀83，使得半导体封装的局部位置始终可以将热量传递给温度较低的冷却液，提高了冷却装置100的换热效率，避免半导体封装的局部热量积聚，防止电子元件烧毁或封装发生鼓包和破裂。
42.参考图1、图2、图9-图12，可选地，第二流通管42与第四流通管52上分别设置有单向阀10，通过设置单向阀10可以打开或者关闭第二流通管42与第四流通管52，当第二流通管42内的冷却液经过三通阀9继续沿第二流通管42流动时，可以打开第二流通管42上的单向阀10，或者第二流通管42内的冷却液经过三通阀9流向第七流通管81时，可以关闭第二流通管42上的单向阀10。当第四流通管52内的冷却液经过三通阀9继续沿第四流通管52流动时，可以打开第四流通管52上的单向阀10，或者第四流通管52内的冷却液经过三通阀9流向第八流通管82时，可以关闭第四流通管52上的单向阀10。通过设置单向阀10可以稳定各流通管内的压强，提高冷却装置100的可靠性。
43.参考图1、图2、图9-图12，根据本发明的一些可选实施例，换热器6安装在上流通管组4和下流通管组5的下游位置，可以降低上流通管组4和下流通管组5内的冷却液逸散到环境中的冷量，从而提高冷却装置100的换热效率。
44.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
45.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
46.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于半导体封装的冷却设备（100），其特征在于：包括壳体（1）、密封板（2）、换热片（3）、上流通管组（4）、下流通管组（5）及换热器（6），所述壳体（1）的内壁限定出容纳空间（11），所述壳体（1）的长度方向上的两端形成有安装口（12），所述壳体（1）的厚度方向上的两端各形成有连续的围绕所述壳体（1）的边沿的上翻边部（13）和下翻边部（14），所述上翻边部（13）上形成有贯穿的左上流通孔（131）和左下流通孔（132），所述下翻边部（14）上形成有贯穿的右上流通孔（141）和右下流通孔（142），所述密封板（2）有两个且分别与所述上翻边部（13）和所述下翻边部（14）的边沿连接，所述上翻边部（13）、所述密封板（2）与所述壳体（1）的外壁限定出上换热空间（15），所述下翻边部（14）、所述密封板（2）与所述壳体（1）的外壁限定出下换热空间（16），所述上换热空间（15）及所述下换热空间（16）内有冷却液，所述换热片（3）有两个且分别设置在所述上换热空间（15）和所述下换热空间（16）内，所述上流通管组（4）连通所述左上流通孔（131）和所述右上流通孔（141），所述下流通管组（5）连通所述左下流通孔（132）和所述右下流通孔（142），所述换热器（6）分别安装在所述上流通管组（4）和所述下流通管组（5）上。2.根据权利要求1所述的一种用于半导体封装的冷却设备（100），其特征在于，所述上流通管组（4）及所述下流通管组（5）内有冷却液，所述冷却液为氟化液。3.根据权利要求1所述的一种用于半导体封装的冷却设备（100），其特征在于，所述换热片（3）包括多个换热叶片（31）。4.根据权利要求1所述的一种用于半导体封装的冷却设备（100），其特征在于，包括辅助换热组件（7），所述辅助换热组件（7）包括辅助换热壳体（71）和辅助换热片（73），所述辅助换热壳体（71）的内壁限定出辅助换热空间（72），所述辅助换热片（73）设置在所述辅助换热空间（72）内，所述辅助换热片（73）将所述辅助换热空间（72）分隔为第一辅助换热空间（721）和第二辅助换热空间（722），所述辅助换热壳体（71）的侧壁上形成有贯穿的第一辅助流通孔（711）、第二辅助流通孔（712）、第三辅助流通孔（713）及第四辅助流通孔（714），所述第一辅助流通孔（711）及所述第二辅助流通孔（712）与所述第一辅助换热空间（721）连通，所述第三辅助流通孔（713）及所述第四辅助流通孔（714）与所述第二辅助换热空间（722）连通。5.根据权利要求4所述的一种用于半导体封装的冷却设备（100），其特征在于，所述上流通管组（4）包括第一流通管（41）和第二流通管（42），所述第一流通管（41）连通所述左上流通孔（131）及所述第一辅助流通孔（711），所述第二流通管（42）连通所述右上流通孔（141）及所述第二辅助流通孔（712），所述下流通管组（5）包括第三流通管（51）和第四流通管（52），所述第三流通管（51）连通所述左下流通孔（132）及所述第三辅助流通孔（713），所述第四流通管（52）连通所述右下流通孔（142）及所述第四辅助流通孔（714）。6.根据权利要求5所述的一种用于半导体封装的冷却设备（100），其特征在于，所述上流通管组（4）包括第五流通管（43），所述下流通管组（5）包括第六流通管（53），所述第二流通管（42）连通所述第二辅助流通孔（712）及所述第四辅助流通孔（714），所述第五流通管（43）连通所述第三辅助流通孔（713）及所述右上流通孔（141），所述第六流通管（53）连通所述右下流通孔（142）及所述第一辅助流通孔（711），所述第四流通管（52）连通所述第二辅助流通孔（712）及所述第四辅助流通孔（714）。7.根据权利要求6所述的一种用于半导体封装的冷却设备（100），其特征在于，所述辅
助换热组件（7）有两个，所述第一流通管（41）与其中一个所述辅助换热组件（7）的所述第一辅助流通孔（711）连接，所述第五流通管（43）与另一个所述辅助换热组件（7）的所述第三辅助流通孔（713）连接，所述第二流通管（42）的一端与其中一个所述辅助换热组件（7）的所述第二辅助流通孔（712）连接，另一端与另一个所述辅助换热组件（7）的所述第四辅助流通孔（714）连接，所述第二流通管（42）与其中一个所述辅助换热组件（7）的所述第三辅助流通孔（713）连接，所述第六流通管（53）与另一个所述辅助换热组件（7）的所述第一辅助流通孔（711）连接，所述第四流通管（52）的一端与其中一个所述辅助换热组件（7）的所述第二辅助流通孔（712）连接，另一端与另一个所述辅助换热组件（7）的所述第四辅助流通孔（714）连接。8.根据权利要求7所述的一种用于半导体封装的冷却设备（100），其特征在于，包括辅助流通管组（8）及四个三通阀（9），所述辅助流通管组（8）包括第七流通管（81）及第八流通管（82），两个所述三通阀（9）分别设置在所述第二流通管（42）的上游位置及下游位置，另外两个所述三通阀（9）分别设置在所述第四流通管（52）的上游位置及下游位置，所述第七流通管（81）连通位于所述第二流通管（42）的上游位置的所述三通阀（9）与位于所述第四流通管（52）的下游位置的所述三通阀（9），所述第八流通管（82）连通位于所述第二流通管（42）的下游位置的所述三通阀（9）与位于所述第四流通管（52）的上游位置的所述三通阀（9）。9.根据权利要求8所述的一种用于半导体封装的冷却设备（100），其特征在于，所述第二流通管（42）与所述第四流通管（52）上分别设置有单向阀（10）。10.根据权利要求5所述的一种用于半导体封装的冷却设备（100），其特征在于，所述换热器（6）安装在所述上流通管组（4）和所述下流通管组（5）的下游位置。

技术总结
本发明公开了一种用于半导体封装的冷却设备，包括壳体、密封板、换热片、上流通管组、下流通管组及换热器，壳体的厚度方向上的两端各形成有上翻边部和下翻边部，上翻边部、密封板与壳体的外壁限定出上换热空间，下翻边部、密封板与壳体的外壁限定出下换热空间，换热片分别设置在上换热空间和下换热空间内。根据本发明的用于半导体封装的冷却设备，半导体封装可以同时与上换热空间和下换热空间中的冷却液换热，且由于冷却液在上换热空间的流动方向和下换热空间的流动方向相反，半导体封装的局部位置始终可以将热量传递给温度较低的冷却液，提高了冷却装置的换热效率，避免半导体封装的局部热量积聚，防止电子元件烧毁或封装发生鼓包和破裂。包和破裂。包和破裂。


技术研发人员：王敏杰
受保护的技术使用者：徐州鑫茂半导体有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/9/19