本申请涉及电子设备温控领域,具体涉及一种半导体结构的温度控制装置、控制方法及车载通信模组。
背景技术:
1、在汽车领域,通信模组承担着车端与云端交互的重要通信功能,在汽车电子车载域控中承担着重要作用。现有通信模组包括4g、5g通信模组,部分集成车对外界的信息交换(v2x)功能。在车规应用中,对于上述车载通信模组提出了较为严苛的环境适应性:需要达到-40~85℃的环温工作要求。然而,作为车规通信模组而言,其内部电路复杂,集成的器件多种多样,部分用于车载场景的芯片难以在上述温度范围下可靠工作。
2、为了解决通信模组在高温下工作,相关技术提出了在车载通信模组表面增加散热器,采用增加印制电路板(pcb板)散热覆铜、增加地孔的方式,通过pcb进行散热导热等方案,这些方案虽然在高温下实现了通信模组散热效果的增强,但是这些技术在低温下加快了温度散失的速度,增加了通信模组的启动难度;为了解决通信模组在低温下启动,相关技术通过加温电路对通信模组或pcb板进行预加热,但散热器与pcb板的多重散热,需要进一步加大预热电阻丝的工作电流,预热时间也进一步增加,不利于车载通信模组在低温下的启动速度。因此,如何使通信模组在低温下实现温度保持和高温下增强散热,是需要解决的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题,本申请提出了一种半导体结构的温度控制装置、控制方法及车载通信模组。
2、一方面,本申请实施例提供了一种半导体结构的温度控制装置,温度控制装置包括模组基板、温控伸缩模块、散热模块和模组屏蔽壳体;温控伸缩模块、散热模块和半导体结构,设置于模组屏蔽壳体内;
3、散热模块,设置在半导体结构的表面上方;
4、温控伸缩模块,设置在半导体结构的附近;温控伸缩模块和模组屏蔽壳体连接;温控伸缩模块和散热模块连接;
5、温控伸缩模块在环境温度大于温度阈值时膨胀或环境温度小于温度阈值时收缩,进而驱动散热模块靠近或远离半导体结构的表面。
6、进一步地,装置还包括模组基板;
7、模组基板,设置在半导体结构的下表面;
8、模组屏蔽壳体设置在模组基板的表面。
9、进一步地,模组屏蔽壳体的内表面设置有连接组件;
10、连接组件分别和散热模块、温控伸缩模块连接;
11、连接组件包括旋转立柱、固定支点和弹片;
12、旋转立柱的一端和温控伸缩模块连接,另一端和弹片连接;弹片的另一端和散热模块连接;旋转立柱通过固定支点与模组屏蔽壳体连接;
13、旋转立柱,在温控伸缩模块膨胀或收缩时,围绕固定支点旋转。
14、进一步地,弹片和模组屏蔽壳体为独立结构;
15、或者弹片和模组屏蔽壳体为一体成型结构。
16、进一步地,旋转立柱和模组屏蔽壳体为独立结构;
17、或者旋转立柱和模组屏蔽壳体为一体成型结构。
18、进一步地,温控伸缩模块的一侧和模组屏蔽壳体连接,另一侧和散热模块连接;
19、温控伸缩模块在环境温度大于温度阈值时膨胀或环境温度小于温度阈值时收缩,进而驱动散热模块旋转,以使散热模块靠近或远离半导体结构的表面;
20、散热模块旋转的角度为10-20℃。
21、进一步地,散热模块与半导体结构之间的初始距离为2-4mm。
22、进一步地,散热模块的下表面的面积,大于或等于半导体结构的上表面的面积。
23、进一步地,散热模块、模组屏蔽壳体和温控伸缩模块的表面覆盖有金属薄膜。
24、另一方面,本申请实施例还提供了一种控制方法,控制方法通过上述温度控制装置中的温度伸缩模块实现,方法包括:
25、获取温控伸缩模块的温度阈值;
26、确定温度阈值与环境温度之间的差异;
27、在差异表征环境温度大于温度阈值时,温度伸缩模块膨胀,或在差异标准环境温度小于温度阈值时,温度伸缩模块收缩,进而驱动散热模块靠近或远离半导体结构的表面。
28、进一步地,温控伸缩模块的运行状态包括自动收缩状态,在差异表征环境温度大于温度阈值时,温度伸缩模块膨胀,或在差异表征环境温度小于温度阈值时,温度伸缩模块收缩,进而驱动散热模块靠近或远离半导体结构的表面,包括:
29、当温控伸缩模块收缩时,驱动散热模块远离半导体结构的表面。
30、进一步地,温控伸缩模块的运行状态包括自动膨胀,在差异表征环境温度大于温度阈值时,温度伸缩模块膨胀,或在差异表征环境温度小于温度阈值时,温度伸缩模块收缩,进而驱动散热模块靠近或远离半导体结构的表面,包括:
31、当温控伸缩模块膨胀时,驱动散热模块靠近半导体结构的表面。
32、另一方面,本申请实施例还提供了一种车载通信模组,车载通信模组包括上述的半导体结构的温度控制装置。
33、本申请实施例提出了一种半导体结构的温度控制装置、控制方法及车载通信模组,温度控制装置包括模组基板、温控伸缩模块、散热模块和模组屏蔽壳体;温控伸缩模块、散热模块和半导体结构,设置于模组屏蔽壳体内;散热模块,设置在半导体结构的表面上方,散热模块和模组屏蔽壳体连接;温控伸缩模块,设置在半导体结构的附近;温控伸缩模块和散热模块连接。利用上述温度控制装置实现了对半导体结构进行温度控制,不需要额外增加预热电路的工作电流,从而使半导体结构在低温下进行温度保持和低温启动,在高温下对半导体结构的散热增强,从而提高了半导体结构在严苛温度条件下的环境适应性;同时,上述温度控制装置与模组屏蔽壳体的融合,作为通信模组外屏蔽罩的一部分,共同形成金属屏蔽外包络,既实现了低温温度保持,高温增强散热,还能够具备电磁屏蔽效果,可对现有常规通信模组的屏蔽罩进行技术改进与替代。
1.一种半导体结构的温度控制装置,其特征在于,所述温度控制装置包括温控伸缩模块、散热模块和模组屏蔽壳体;所述温控伸缩模块、所述散热模块和所述半导体结构,设置于所述模组屏蔽壳体内;
2.根据权利要求1所述的半导体结构的温度控制装置,其特征在于,所述装置还包括模组基板;
3.根据权利要求2所述的半导体结构的温度控制装置,其特征在于,所述模组屏蔽壳体的内表面设置有连接组件;
4.根据权利要求3所述的半导体结构的温度控制装置,其特征在于,所述弹片和所述模组屏蔽壳体为独立结构;
5.根据权利要求3所述的半导体结构的温度控制装置,其特征在于,所述旋转立柱和所述模组屏蔽壳体为独立结构;
6.根据权利要求2所述的半导体结构的温度控制装置,其特征在于,所述温控伸缩模块的一侧和所述模组屏蔽壳体连接,另一侧和所述散热模块连接;
7.根据权利要求1所述的半导体结构的温度控制装置,其特征在于,所述散热模块与所述半导体结构之间的初始距离为2-4mm。
8.根据权利要求1所述的半导体结构的温度控制装置,其特征在于,所述散热模块的下表面的面积,大于或等于所述半导体结构的上表面的面积。
9.根据权利要求1所述的半导体结构的温度控制装置,其特征在于,所述散热模块、所述模组屏蔽壳体和所述温控伸缩模块的表面覆盖有金属薄膜。
10.一种控制方法,其特征在于,所述控制方法通过如权利要求1-9任一项所述的温度控制装置中的温度伸缩模块实现,所述方法包括:
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述在所述差异表征所述环境温度大于所述温度阈值时,所述温度伸缩模块膨胀,或在所述差异表征所述环境温度小于所述温度阈值时,所述温度伸缩模块收缩,进而驱动所述散热模块靠近或远离所述半导体结构的表面,包括:
12.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述在所述差异表征所述环境温度大于所述温度阈值时,所述温度伸缩模块膨胀,或在所述差异表征所述环境温度小于所述温度阈值时,所述温度伸缩模块收缩,进而驱动所述散热模块靠近或远离所述半导体结构的表面,包括:
13.一种车载通信模组,其特征在于,所述车载通信模组包括如权利要求1-9中任一项所述的半导体结构的温度控制装置。
