一种IC芯片自控温机构的制作方法

本实用新型涉及ic芯片散热技术领域，具体涉及一种ic芯片自控温机构。

背景技术：

电子产品工作时，输入功率只有一部分作有用功输出，还有很多的电能转化成热能，使电子产品的无器件温度升高。而元器件允许的工作温度都是有限的，如果实际温度超过了元器件的允许温度，则元器件的性能会变坏，甚至烧毁。晶体管、电阻、电容、变压器、印制电路板都是如此。尤其是晶体管，其最大的弱点是对温度十分敏感。

温度变化对电子电路的工作装态、电路性能有影响。对于晶体管，其结温越高，放大售数超高。此外温度对晶体管的寿命也有影响。结温过高将会降低晶体管的使用寿命。防止电子元器件的热失效是热控制的主要目的。热失效是指电子元器件由于热因素而导致完全失去其电气功能的一种失效形式。电子产品控制系统设计的基本任务是在热源至外空间提供一条低热阻的通道，保证热量迅速传递出去，以便满足可靠性的要求。

现有技术中对电器散热采用空间散热，其存在的弊端：1、能量损耗大；

2、散热风扇长时间机械转动，磨损，寿命有限；3、散热风扇电机本身散热和摩擦生热；4、空间内不需要散热的部件，处于散热器件的较高温度环境；设计中会增加设计难度和成本；5、随着零部件小型化，现有的散热器加风扇的空间散热方式很难做到与ic同样小型化，在较小的空间内甚至无法使用；6、现有的器件功率越来越大，备动散热和空间散热的方式往往不能满足更高的散热速度；片温度不可能低于30℃，对于要保持器件温度低于20℃的要求，空间制冷不可能达到。8、特殊情况下，环境温度太低时会影响器件的功作，空间散热器不可能短时间内提供加热环境功能。

技术实现要素：

针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种ic芯片自控温机构，该机构采用陶瓷电路板与ic芯片紧密接触，利用陶瓷的绝缘和高的热导率，使ic芯片与外部建立热阻很小的散热通道；采用半导体制冷方式，对ic芯片采用主动散热；通过ic芯片自身的传感器感受结温，并根据温度的高低，ic芯片对半导体制冷部份通过输出电流和停止输出电流进行启动和停止动作，进而提高电子产品寿命。

为了解决现有技术存在的技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实施：

一种ic芯片自控温陶瓷电路机构，由机构本体构成；所述机构本体包括主电路板陶瓷片和半导体制冷陶瓷片；所述主电路陶瓷片一侧表面上设置有带ic芯片的电路图层；其另一侧表面设置有第一制冷电路图层；所述半导体陶瓷片表面上设置有第二制冷电路图层；所述第一制冷电路图层通过由p粒子和n粒子组成的连接层与所述第二制冷电路图层连接。

本实用新型还可以采用如下技术方案予以实施：

一种ic芯片自控温陶瓷电路机构，由机构本体构成；所述机构本体包括主电路板陶瓷片和半导体制冷陶瓷片；所述主电路陶瓷片一侧表面上设置有带ic芯片的电路图层和第一制冷电路图层；所述半导体制冷陶瓷片表面上设置有第二制冷电路图层；所述第一制冷电路图层通过由p粒子和n粒子组成的连接层与所述第二制冷电路图层连接。

所述半导体制冷陶瓷片上还连接有散热机构。

所述主电路板陶瓷片和所述半导体制冷陶瓷片采用整体封装结构，所述ic芯片的引脚伸出所述主电路板陶瓷片与其他电路连接，所述半导体制冷陶瓷片上连接有散热机构。

所述主电路板陶瓷片设置有信号传输的通孔。

所述ic芯片上设置有传感器，所述ic芯片通过引脚与主电路板陶瓷片上的电路图层相应部分连接。

所述陶瓷基片为氮化铝陶瓷、氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷和氧化铍陶瓷。

所述第一制冷电路图层和第二电路图层相互吻合构成制冷电流回路。

有益效果

1、本实用新型ic芯片通过自身的传感器感受结温，并根据温度的高低，ic芯片对半导体制冷部分通过输出电流和停止输出电流进行启动和停止动作，可以精准控温；ic芯片节温降低后，可以及大地延长ic芯片的使用寿命。

2、本实用新型采用陶瓷电路板与ic芯片紧密接触，利用陶瓷的绝缘和高的热导率，使ic芯片与外部建立热阻很小的散热通道；采用半导体制冷方式，对ic芯片采用主动散热；提高了ic芯片工作时的稳定性。

3、本实用新型通过将ic芯片、第一制冷电路图层与第二电路制冷电路图层的有机结合、陶瓷基片整体封装可以实现电路板高度集成和小型化，同时使ic芯片自控温效果达到最佳。

附图说明

图1是本实用新型一种ic芯片自控温陶瓷电路机构示意图之一。

图2是本实用新型一种ic芯片自控温陶瓷电路机构示意图之二。

图3是本实用新型一种ic芯片自控温陶瓷电路机构示意图之三。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1～图3所示，本实用新型一种ic芯片自控温陶瓷电路机构，由机构本体101构成；所述机构本体101包括主电路板陶瓷片102和半导体制冷陶瓷片103；所述主电路板陶瓷片102与所述半导体制冷陶瓷片103间通过由p粒子和n粒子构成的连接层104连接；所述主电路陶瓷片102上设置有带ic芯片106的电路图层105和第一制冷电路图层107a；所述半导体制冷陶瓷片103设置有第二制冷电路图层107b。所述半导体制冷陶瓷片103上还连接有散热机构108。所述散热机构为散热片或散热器。所述陶瓷基片(102,103)为氮化铝陶瓷、氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷和氧化铍陶瓷。

一种ic芯片自控温陶瓷电路机构的制备方法，包括如下步骤：

s1、选取陶瓷基片，将包含ic芯片位置的电路图层印制陶瓷基片表面上，所述陶瓷基片表面具有经过金属化处理的第一制冷电路图层制成主电路板陶瓷片；

s2、选取陶瓷基片，所述陶瓷基片表面具有经过金属化处理的第二制冷电路图层制成半导体制冷陶瓷片；

s3、在主电路板陶瓷片和半导体制冷陶瓷片之间通过p粒子和n粒子进行焊接；

s4、将可控温ic芯片焊接在主电路板陶瓷片电路图层中相应位置上。

本实用新型还可以采用如下技术方案实施：

一种ic芯片自控温陶瓷电路机构的制备方法，包括如下步骤：

s1、选取陶瓷基片，将包含ic芯片位置的电路图层印制陶瓷基片表面上，所述陶瓷基片表面具有经过金属化处理的第一制冷电路图层制成主电路板陶瓷片；

s2、选取陶瓷基片，所述陶瓷基片表面具有经过金属化处理的第二制冷电路图层制成半导体制冷陶瓷片；

s3、在主电路板陶瓷片和半导体制冷陶瓷片之间通过p粒子和n粒子进行焊接；

s4、将可控温ic芯片焊接在主电路板陶瓷片电路图层中相应位置上；

s5、将主电路板陶瓷片和半导体制冷陶瓷片进行封装。

如图1所示，所述主电路板陶瓷片102一侧表面上设置有带ic芯片106的电路图层105；其另一侧表面下设置有第一制冷电路图层107a,所述半导体制冷陶瓷片103上设置有第二制冷电路图层107b,所述第一制冷电路图层107a和所述第二制冷电路图层107b之间通过由p粒子和n粒子构成的连接层104连接；所述第一制冷电路图层107a和所述第二制冷电路图层107b相互吻合构成制冷电流回路，制冷效果好。所述ic芯片106上外接有传感器109，所述ic芯片106通过其上引脚110与主电路板陶瓷板102上的电路图层105相应部分连接，所述主电路板陶瓷片102设置有信号传输的通孔112。

如图2所示，所述主电路板陶瓷片102一侧表面上设置有ic芯片106的电路图层105和第一制冷电路图层107a；所述半导体制冷陶瓷片103上设置有第二制冷电路图层107b,第一制冷电路图层107a和第二制冷电路图层107b之间通过由p粒子和n粒子构成连接层104连接；所述ic芯片106上内嵌有传感器109，传感器109对芯片内部的pn结的温度进行调控，所述ic芯片106通过其上引脚110与主电路板陶瓷片102上的电路图层105相应部分连接。

如图3所示，所述主电路板陶瓷片102一侧表面上设置有带ic芯片106的电路图层105；其另一侧表面上设置有第一制冷电路图层107a,所述半导体制冷陶瓷片103上设置有第二制冷电路图层107b,所述第一制冷电路图层107a通过由p粒子和n粒子构成的连接层104连接，所述半导体制冷陶瓷片103与所述主电路板陶瓷片102整体封装结构113，达到集成电路最小化。在本实用新型中封装结构113采用框架、注塑或塑封方式。所述ic芯片106上内嵌有传感器109，传感器109对芯片内部的pn结的温度进行调控，所述ic芯片106的引脚110伸出所述主电路板陶瓷片102与其他电路连接。

一种ic芯片自控温陶瓷电路机构的制备方法，即如图1～图2所示，包括如下步骤：

一种ic芯片自控温陶瓷电路机构的制备方法，包括如下步骤：

s1、选取陶瓷基片，将包含ic芯片位置的电路图层印制陶瓷基片表面上，所述陶瓷基片表面具有经过金属化处理的第一制冷电路图层制成主电路板陶瓷片；

s2、选取陶瓷基片，所述陶瓷基片表面具有经过金属化处理的第二制冷电路图层制成半导体制冷陶瓷片；

s3、在主电路板陶瓷片和半导体制冷陶瓷片之间通过p粒子和n粒子进行焊接；

s4、将ic芯片焊接在主电路板陶瓷片电路图层中相应位置上。

一种ic芯片自控温陶瓷电路机构的制备方法，包括如下步骤：

s1、选取陶瓷基片，将包含ic芯片位置的电路图层印制陶瓷基片表面上，所述陶瓷基片表面具有经过金属化处理的第一制冷电路图层制成主电路板陶瓷片；

s2、选取陶瓷基片，所述陶瓷基片表面具有经过金属化处理的第二制冷电路图层制成半导体制冷陶瓷片；

s3、在主电路板陶瓷板和半导体制冷陶瓷片之间通过p粒子和n粒子进行焊接；本实用新型中s3中熔点温度高的锡膏将子和n粒子焊接在主电路板陶瓷片和半导体制冷陶瓷片之间。s4、将ic芯片焊接在主电路板陶瓷片电路图层中相应位置上；s4中用熔点低一些的锡膏将ic芯片焊接在主电路板陶瓷片上。

s5、将主电路板陶瓷片和半导体制冷陶瓷片进行封装。

本实用新型还可以采用如下技术方案实施：

一种ic芯片自控温陶瓷电路机构的制备方法，即图3所示，包括如下步骤：

s1、选取陶瓷基片，将包含ic芯片位置的电路图层印制陶瓷基片表面上，所述陶瓷基片表面具有经过金属化处理的第一制冷电路图层制成主电路板陶瓷片；

s2、选取陶瓷基片，所述陶瓷基片表面具有经过金属化处理的第二制冷电路图层制成半导体制冷陶瓷片；

s3、在主电路板陶瓷板和半导体制冷陶瓷片之间通过p粒子和n粒子进行焊接；本实用新型中s3熔点温度高的锡膏将子和n粒子焊接在主电路板陶瓷片和半导体制冷陶瓷片之间；

s4、将ic芯片焊接在主电路板陶瓷片电路图层中相应位置上；s4中用熔点低一些的锡膏将ic芯片焊接在主电路板陶瓷片上。

s5、将主电路板陶瓷片和半导体制冷陶瓷片进行封装。

应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。