一种小型化高密度的5G通信模组封装结构及封装方法与流程

本发明涉及一种小型化高密度的5g通信模组封装结构及封装方法，属于5g通信模组封装。

背景技术：

1、随着5g通信技术的快速发展，通信模组正朝着小型化、高密度集成和高频高速的方向演进，主芯片模组的集成度不断提高，单位体积内的功耗密度显著增加，导致模组内部热流密度急剧上升。

2、传统的5g通信模组封装结构通常采用被动式散热方案，如通过在芯片表面贴装金属散热片、导热垫或散热胶等方式将热量传导至封装外壳表面进行自然对流散热，或在模组外部增设风扇进行强制风冷；

3、然而，被动式散热方案依赖静态导热接触，导热路径固定且热阻较大，随着使用时间增加导热介质老化或界面接触不良，散热效率会进一步下降；且热量仅能通过有限的导热路径向外传递，无法充分利用模组四周的散热面积，导致局部热点问题突出，因此，亟需对一种小型化高密度的5g通信模组封装结构及封装方法进行改进，以解决上述存在的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种小型化高密度的5g通信模组封装结构及封装方法，在不依赖外部动力源和不显著增加模组体积的前提下，如何利用模组自身工作产生的热量驱动内部散热机构主动运作，将内部积聚的热量高效、动态地传导至模组外部，从而解决高密度封装条件下内部热量无法及时排出、散热效率随使用时间衰减以及散热强度无法自适应调节的问题，确保主芯片模组在长期高负载运行中始终处于安全温度范围内。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种小型化高密度的5g通信模组封装结构及封装方法，包括四角均开设有定位孔的基座和安装在基座中间的主芯片模组，所述基座上端中间开设有嵌入槽，所述嵌入槽中间安装有主芯片模组，所述嵌入槽上端内侧安装有封装壳，所述封装壳侧面下端均安装有辅助散热单元四个；所述辅助散热单元包括导热壳，所述导热壳两端内侧均安装有利用5g通信模组内部热量进行驱动的驱动组件，所述导热壳一端设置在封装壳内部，所述导热壳另一端裸露在封装壳外侧，所述导热壳裸露在封装壳外侧的位置安装有散热组件；所述散热组件包括铝制散热轴，所述铝制散热轴外侧开设有导热散热环槽多个，所述铝制散热轴两端均固定连接有定位轴，所述定位轴远离铝制散热轴的一端外侧固定连接有微型齿圈。

4、进一步地，所述封装壳包括嵌设于嵌入槽内部的铝合金壳体，所述铝合金壳体的竖向投影为方形设置，所述铝合金壳体四周下侧均开设有用于安装辅助散热单元的散热孔。

5、进一步地，所述导热壳包括板体，所述板体一侧开设有导热翅片安装槽，所述板体另一侧开设有用于安装散热组件的半圆槽，所述半圆槽两端开设有定位槽，所述半圆槽内部固定连接有导热块多个，所述板体两端均开设有热膨胀杆安装槽，所述热膨胀杆安装槽靠近定位槽的一端开设有外界连通孔多个。

6、进一步地，所述定位槽与热膨胀杆安装槽之间连通，所述定位槽的竖截面为t型设置，所述导热翅片安装槽内部安装有铝制导热翅片多个，所述导热块的截面为三角形。

7、进一步地，所述定位轴与板体之间通过定位槽转动连接，所述导热散热环槽的单侧截面为三角形，且导热散热环槽与导热块之间相适配。

8、进一步地，所述驱动组件包括热膨胀杆，所述热膨胀杆包括外壁开设有吸热孔多个，所述热膨胀杆移动端固定连接有移动板，所述移动板上端固定连接有齿牙多个，所述移动板远离热膨胀杆的一端固定连接有复位弹簧。

9、进一步地，所述热膨胀杆与板体连接处安装有密封胶圈，所述密封胶圈设置在外界连通孔远离半圆槽的一端，所述热膨胀杆设置在远离半圆槽的一端与热膨胀杆安装槽内壁无接触。

10、进一步地，所述移动板设置在微型齿圈下端，且移动板上端固定的齿牙与微型齿圈之间啮合。

11、进一步地，包括如下步骤：

12、步骤1：提供基座，并依据封装规格在基座的上端中间位置精准开设出用于容纳核心器件的嵌入槽；

13、步骤2：将已完成功能测试的主芯片模组对准并固定安装于基座中间的嵌入槽内部，确保芯片底部与槽底紧密贴合；

14、步骤3：将四个辅助散热单元分别对应安装至封装壳四周下侧预设的安装位中，使辅助散热单元的一端伸入封装壳内侧，另一端裸露于封装壳外侧，完成封装壳与散热部件的集成化预装；

15、步骤4：将预装有辅助散热单元的封装壳整体覆盖于基座上端，使封装壳的下侧边缘嵌入嵌入槽的内侧，并与基座固定密封连接，形成封闭的内腔保护主芯片模组；

16、步骤5：完成基座与封装壳的锁紧固定，使内腔中的主芯片模组上表面与辅助散热单元位于封装壳内侧的一端形成导热接触，同时确认辅助散热单元裸露于外侧的散热终端正常工作，最终形成集密封保护与高效散热于一体的封装模组结构，并进行测试。

17、进一步地，所述测试流程为：

18、步骤6：对封装后的模组施加额定工作负载，使主芯片模组产生热量，热量经导热翅片传递至导热壳，此时，监测热膨胀杆是否通过其外壁的吸热孔高效吸收内腔热量，并沿热膨胀杆安装槽方向产生定向膨胀位移；

19、步骤7：观察热膨胀杆移动端推动移动板移动时，移动板上端固定的齿牙是否与微型齿圈之间形成精准啮合，并驱动微型齿圈转动，验证微型齿圈能否通过定位轴带动铝制散热轴在半圆槽内进行顺畅旋转，确保无卡滞或干涉现象；

20、步骤8：在铝制散热轴旋转过程中，检测其外侧开设的多个导热散热环槽是否与半圆槽内部固定的导热块形成连续、紧密的滑动刮擦配合，通过红外热成像监测裸露在封装壳外侧的铝制散热轴表面温升，用于确认内部热量能否通过该动态旋转接触结构有效传导至外部环境中；

21、步骤9：在断电或降低负载使模组冷却后，检测复位弹簧是否能够带动移动板及热膨胀杆准确回位至初始位置，同时，检查安装于外界连通孔远离半圆槽一端的密封胶圈，在热膨胀杆往复移动过程中是否始终保持气密性，用于防止封装壳内部因气体交换导致凝露或污染；

22、步骤10：将模组置于高低温交变试验箱中，重复上述热驱动与复位循环，最终测试主芯片模组的运行参数，确保在辅助散热单元的反复机械动作下，封装壳内部温度始终维持在额定工作阈值以内，且所有运动构件无明显磨损，判定封装工艺的长期可靠性达标。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、1、本发明利用热膨胀杆吸收内腔热量产生定向膨胀，通过齿牙与微型齿圈啮合将直线位移转化为旋转运动，驱动铝制散热轴持续转动，无需外部动力源，铝制散热轴上三角形导热散热环槽与半圆槽内三角形导热块旋转配合，形成连续动态刮擦接触，不断更新导热界面，有效降低静态接触热阻，显著提升散热效率，复位弹簧在冷却后自动回位，使散热强度随温度变化自适应调节，完美匹配5g模组间歇性负载特性；

25、2、本发明通过基座开设嵌入槽容纳主芯片模组，并在封装壳四周下端均安装辅助散热单元，实现多方向同步导热，避免局部热点，封装壳采用铝合金壳体，兼具轻量化与优良导热性，散热孔为辅助散热单元提供精确安装通道，导热壳一侧安装铝制导热翅片提升吸热效率，另一侧开设半圆槽固定三角形导热块，配合t型定位槽实现散热组件的精准定位与稳定旋转，整体结构紧凑，充分适应高密度集成空间要求；

26、3、本发明从基座预制到封装壳锁紧紧密衔接，实现封装与散热一体化集成，便于规模化生产，测试覆盖热驱动、传动啮合、动态导热、复位密封及高低温循环老化等关键维度，密封胶圈确保热膨胀杆往复运动中内腔始终气密，防凝露污染，高低温循环验证保障反复机械动作下温度始终可控、运动构件无明显磨损，确保模组长期运行的热可靠性与使用寿命。