1.本发明涉及芯片封装技术领域，特别是一种封装装置。
背景技术：
2.芯片、传感器等电子元件通常需要外部封装结构。但是，部分电子元件，例如mems传感器和一些温度敏感型芯片等，极易受工作环境中温度变化的影响，从而导致电子元件检测的准确性降低，或影响其正常使用。
3.现有的封装装置中，为了减小温度变化对电子元件的影响，通常在封装层级选择合适的隔热材料和隔热结构，例如散热片等。但是，这种散热方式会产生额外的耗材，并且散热结构复杂，生产成本较高。并且部分隔热结构虽然能够有效隔绝外部环境的温度变化，但是同时也会导致封装装置内部的热量积累难以散出，依旧会导致封装装置内部温度较高。
技术实现要素：
4.基于此，有必要针对上述问题，提供一种封装装置，该封装装置能够在不增加额外耗材的情况下实现较好的散热效果，结构简单，成本较低。
5.本发明提供一种封装装置，包括：壳体，具有装配腔；电子元件，设置于所述装配腔内；以及，第一通道结构，设于所述壳体，所述第一通道结构的两端分别设有与所述装配腔及外界连通的第一开口及第二开口，所述第一通道结构的内径自所述第一开口向所述第二开口逐渐减小。
6.上述封装装置中，电子元件设置于壳体的装配腔内，壳体能够对电子元件起到保护、连接及机械支撑等作用。当装配腔内的内部温度上升，使得装配腔的内部压强大于外界压强时，装配腔内的热气流会自第一开口进入第一通道结构。由于第一通道结构的内径自第一开口向第二开口逐渐减小，第一通道结构内的气流流速逐渐增大，根据伯努利效应，第一通道结构内靠近第一开口处的气体压强大于靠近第二开口处的气体压强，从而使得第一通道结构的气体会自动地从第一开口朝向第二开口流动，并将壳体内部的热量带走，从而实现较好的散热效果。当外界压强大于内部压强时，外界的冷气流自第二开口进入第一通道结构，并通过第一开口进入装配腔内，从而能够加速该封装装置内外的热冷气流循环，提高散热效率，提升散热效果。该封装装置的结构简单，只需在壳体上开设第一通道结构即可，不需要增加额外的耗材，生产加工成本较低。
7.在其中一个实施例中，所述封装装置还包括设于所述壳体并与所述第二开口连接的第二通道结构，所述第二通道结构的两端分别设有与所述第二开口及外界连通的第三开口及第四开口，所述第二通道结构的内径自所述第三开口向所述第四开口逐渐增大。
8.如此设置，第一通道结构及第二通道结构的组合形成了一个内径首先逐渐减小再逐渐增大的通道结构，在生产加工该封装装置时不需要考虑第一通道结构及第二通道结构的具体朝向，便于生产加工封装装置，提高生产加工效率。
9.在其中一个实施例中，所述第一通道结构及/或所述第二通道结构的内壁为连续的弧面。
10.如此设置，连续的弧面能够便于对第一通道结构及第二通道结构进行加工，并且，气流在第一通道结构及第二通道结构内的流动障碍及阻力较小，从而能够加速该封装装置内外的热冷气流循环。
11.在其中一个实施例中，所述第一通道结构及/或所述第二通道结构包括通过圆弧连接的第一弯曲段及第二弯曲段，所述第一弯曲段及所述第二弯曲段的弯曲方向相反。
12.如此设置，第一弯曲段处的内径大小变化缓慢，第二弯曲段处的内径大小变化较快，当气体从第一弯曲段流至第二弯曲段时，经过第二弯曲段的气体流速会在短时间内增大，压强在短时间内减小，从而使得从装配腔进入第一通道结构的热气流能够快速排出至外界，从外界进入第二通道结构的冷气流也能够快速流至装配腔内，进一步加速该封装装置内外的热冷气流循环。
13.在其中一个实施例中，以所述第一通道结构与所述第二通道结构的连接处为对称面，所述第一通道结构及所述第二通道结构对称设置。
14.如此设置，第一通道结构及第二通道结构对称设置能够更加便于生产加工该封装装置，进一步提高生产加工效率。
15.在其中一个实施例中，所述壳体包括基板及罩体，所述电子元件设置于所述基板并与所述基板电连接，所述罩体罩设于所述电子元件并与所述基板围设形成所述装配腔。
16.如此设置，基板用于支撑电子元件，并且电子元件能够与基板电气连接，或通过基板与外界元件实现电气连接。罩体与基板配合用于保护装配腔内的电子元件，避免电子元件受到物理损坏。
17.在其中一个实施例中，所述第一通道结构设于所述基板及/或所述罩体，并与所述电子元件错位设置。
18.如此设置，第一通道结构起到散热的作用，并且将第一通道结构与电子元件错位设置能够避免第一通道结构影响电子元件之间或电子元件与基板等结构之间的电气连接。
19.在其中一个实施例中，所述电子元件包括传感器；所述第一通道结构设于所述基板，且所述第一开口朝向所述传感器；及/或，所述罩体包括与所述基板相对设置的顶壁，所述第一通道结构设于所述顶壁，且所述第一开口朝向所述传感器。
20.如此设置，第一通道结构既能够起到散热的作用，同时，还能够作为传感器的感应通道，减少在壳体上开设通道的数量，简化该封装装置的生产加工步骤，提高生产加工效率。
21.在其中一个实施例中，所述罩体设置为隔热件。
22.如此设置，隔热件能够有效隔绝外界环境的热量，减小外界环境的温度变化对装配腔内的电子元件的影响。
23.在其中一个实施例中，所述电子元件包括芯片及传感器，所述芯片及所述传感器间隔布置于所述基板。
24.如此设置，芯片与传感器间隔布置能够避免两者产生的热量相互干扰，避免影响芯片与传感器的正常使用。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明一种实施方式的第一通道结构的结构示意图；
27.图2为本发明另一种实施方式的第一通道结构和第二通道结构的结构示意图；
28.图3为本发明一种实施方式的封装装置采用第一通道结构的结构示意图一；
29.图4为本发明提供的图3中封装装置采用第一通道结构的结构示意图二；
30.图5为本发明提供的图3中封装装置采用第一通道结构的结构示意图三；
31.图6为本发明一种实施方式的封装装置采用第一通道结构和第二通道结构的结构示意图；
32.图7为本发明另一种实施方式的封装装置采用第一通道结构的结构示意图一；
33.图8为本发明提供的图7中封装装置采用第一通道结构的结构示意图二；
34.图9为本发明还有一种实施方式的封装装置采用第一通道结构的结构示意图。
35.附图标记：1、壳体；11、装配腔；12、基板；13、罩体；131、顶壁；132、侧壁；2、电子元件；21、芯片；22、传感器；31、第一通道结构；311、第一开口；312、第二开口；32、第二通道结构；321、第三开口；322、第四开口；301、第一弯曲段；302、第二弯曲段。
具体实施方式
36.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
37.需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本技术的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
39.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.除非另有定义，本技术的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本技术的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
41.芯片、传感器等电子元件通常需要外部封装结构。外部封装结构能够避免电子元件受尘土、湿气等外部环境变化的影响，也可以为电子元件提供与其他元件连接所需的导线和引脚等，还能够为电子元件提供机械支撑，避免电子元件受物理损坏。同时，外部封装结构还能够将电子元件压缩至较小的空间中，使得电子元件更易于集成到更多应用中。但是，部分电子元件，例如mems传感器和一些温度敏感型芯片等，极易受工作环境中温度变化的影响，从而导致电子元件检测的准确性降低，或影响其正常使用。封装装置工作环境的热量主要来源于外部环境往封装装置内传递的热量，例如，设备充电导致电路板对应位置发热，热传递至传感器或芯片封装处；以及，封装装置内部的电子元件发热，例如，封装装置内部的功率器件在工作过程中产生热量，并在封装装置内热传导。
42.现有的封装装置中，为了减小温度变化对电子元件的影响，通常在封装层级选择合适的隔热材料和隔热结构。部分封装装置会在电子元件内部设置散热片，在电子元件周围包裹硅胶泡沫，或在多个电子元件之间设置导热垫片等。但是，这些散热方式会产生额外的耗材，并且散热结构及工艺复杂，生产成本较高。并且，部分隔热结构虽然能够有效隔绝外部环境的温度变化，但是同时也会导致封装装置内部的热量积累难以散出，依旧可能会导致封装装置内部温度升高，影响其正常使用。
43.为了解决上述问题，如图1至图9所示，本发明提供一种封装装置，该封装装置能够在不增加额外耗材的情况下实现较好的散热效果，并且，封装装置的结构简单，成本较低。
44.如图1及图3所示，具体地，封装装置包括壳体1、电子元件2及第一通道结构31，其中：壳体1具有装配腔11；电子元件2设置于装配腔11内；第一通道结构31设于壳体1，第一通道结构31的两端分别设有与装配腔11及外界连通的第一开口311及第二开口312，第一通道结构31的内径自第一开口311向第二开口312逐渐减小。
45.如前所述，现有的封装装置通常会在封装层级选择合适的隔热材料和隔热结构，以减小温度变化对电子元件的影响，但是，部分散热方式会产生额外的耗材，并且散热结构及工艺复杂，生产成本较高，也有部分隔热结构的散热效果较差，依旧会导致封装装置内部温度较高。而本发明实施例提供的封装装置中，电子元件2设置于壳体1的装配腔11内，壳体1能够对电子元件2起到保护、连接及机械支撑等作用，壳体1上设置有第一通道结构31，并且第一通道结构31的内径是自第一开口311向第二开口312逐渐减小的。定义沿第一通道结构31内径逐渐减小的方向间隔布置的两个任意的截面a、b，截面a的面积为sa，截面b的面积为sb，sa＞sb，经过截面a处的气体流速为va，经过截面b处的气体流速为vb，根据连续性方程sa×va
＝sb×vb
可知，va＜vb。根据伯努利效应，流体速度加快时，物体与流体接触的界面上的压力会减小，反之压力会增加。由此可知，经过截面a处的气体压强大于经过截面b处的气体压强，从而使得截面a处的气体会自动地向截面b处流动，即第一通道结构31的气体会自动地从第一开口311朝向第二开口312流动，并将壳体1内部的热量带走，从而实现较好的散热效果。该封装装置的结构简单，只需在壳体1上开设第一通道结构31即可，不需要增加额外的耗材，生产加工成本较低。
46.并且，壳体1的装配腔11内部可视为超小体积的密闭气体空间，外界环境可视为大
气环境。装配腔11内的内部压强p1与内部温度t1的关系可根据理想气体状态方程p1v＝nrt1描述，其中，p1表示内部压强、v表示内部气体体积、n表示物质的量、t1表示内部温度、r表示气体常数。由公式可知，在气体体积v不变的情况下，内部温度t1越高，内部压强p1越大。而大气压强环境中外界压强p2与外界温度t2的关系无法用理想气体状态方程描述，并且外界温度t2升高会使外界气体体积增大，外界气体密度减小。因此，外界温度t2越高，外界压强p2越小；外界温度t2越低，外界压强p2越大。
47.由此可知，壳体1的装配腔11内积累的热量会导致装配腔11内的内部温度t1上升，进一步导致装配腔11的内部压强p1增大。当内部压强p1大于外界压强p2时，就会形成初始热气流，装配腔11内的热气流自第一开口311进入第一通道结构31，并通过第二开口312向外界流动，并且，在经过第一通道结构31时还会被促进向外排出。
48.外界温度t2下降时会导致外界压强p2增大，当外界压强p2大于内部压强p1时，就会形成初始冷气流，外界的冷气流自第二开口312进入第一通道结构31，并通过第一开口311进入装配腔11内，从而能够加速该封装装置内外的热冷气流循环，提高散热效率，提升散热效果。
49.如图3所示，壳体1包括基板12及罩体13，电子元件2设置于基板12并与基板12电连接，罩体13罩设于电子元件2并与基板12围设形成装配腔11。基板12用于支撑电子元件2，并且基板12上可以设置引脚等结构，使得装配腔11内的电子元件2能够与基板12电气连接，或通过基板12与外界元件实现电气连接。罩体13与基板12配合用于保护装配腔11内的电子元件2，避免电子元件2受到挤压、撞击等物理损坏，同时也能够避免电子元件2受尘土、湿气等其他外部环境变化的影响。
50.其中，罩体13可以设置为隔热件。隔热件能够有效隔绝外界环境的热量，减小外界环境的温度变化对装配腔11内的电子元件2的影响，进一步保护电子元件2。
51.如图3及图9所示，在一种实施方式中，电子元件2包括芯片21及传感器22，芯片21及传感器22间隔布置于基板12。芯片21与传感器22间隔布置能够避免两者产生的热量相互干扰，避免影响芯片21与传感器22的正常使用。芯片21与传感器22之间能够通过导线等导电结构电气连接，芯片21及传感器22也可以通过导线和引脚等导电结构与基板12等外部元件电气连接，以保证该封装装置内的电子元件2能够正常工作。在另一种实施方式中，电子元件2也可以根据需要只包括芯片21或只包括传感器22，或者，电子元件2还可以包括其他功能元件。当然，在其他实施方式中，还可以将第一个电子元件2设置于基板12，其余一个或多个电子元件2层叠布置于第一个电子元件2背离基板12的一侧面。并且，在任意实施例方式中，芯片21、传感器22及其他功能元件等电子元件2的数量均可以是一个、两个或更多，本发明实施例在此不做具体限制。
52.如图2及图6所示，封装装置还包括设于壳体1并与第二开口312连接的第二通道结构32，第二通道结构32的两端分别设有与第二开口312及外界连通的第三开口321及第四开口322，第二通道结构32的内径自第三开口321向第四开口322逐渐增大。第一通道结构31及第二通道结构32的组合形成了一个内径首先逐渐减小再逐渐增大的通道结构，这样，使得在生产加工该封装装置时不需要考虑第一通道结构31及第二通道结构32的具体朝向，便于生产加工封装装置，提高生产加工效率。装配腔11内的热气流能够自装配腔11依次通过第一通道结构31及第二通道结构32排出至外界，外界的冷气流能够自外界依次通过第二通道
结构32及第一通道结构31流至装配腔11内。
53.定义第一通道结构31内的任意截面c，第一通道结构31与第二通道结构32的连接面d，第二通道结构32内的任意截面e，截面c的面积为sc，连接面d的面积为sd，截面e的面积为se，sc＞sd，se＞sd，经过截面c处的气体流速为vc，经过连接面d处的气体流速为vd，经过截面e处的气体流速为ve，根据连续性方程sc×vc
＝sd×vd
＝se×ve
可知，vc＜vd，ve＜vd。根据伯努利效应可知，经过截面c处的气体压强大于经过连接面d处的气体压强，经过截面e处的气体压强大于经过连接面d处的气体压强。
54.在外界压强p2大于内部压强p1时，外界的冷气流能够自第四开口322进入第二通道结构32，由于第二通道结构32的内径是自第四开口322向第三开口321逐渐减小的，因此，根据伯努利效应，从外界进入第二通道结构32的冷气流会被促进向内流至第一通道结构31及装配腔11内，进一步加速该封装装置内外的热冷气流循环。
55.如图1至图2所示，在图示的实施方式中，当壳体1上只开设有第一通道结构31时，第一通道结构31的内壁为连续的弧面；当壳体1上开设有第一通道结构31及第二通道结构32的组合时，第一通道结构31及第二通道结构32的内壁为连续的弧面。连续的弧面能够便于对第一通道结构31及第二通道结构32进行加工，进一步提高该封装装置的生成加工效率。并且，气流在第一通道结构31及第二通道结构32内的流动障碍及阻力较小，从而能够加速该封装装置内外的热冷气流循环。
56.当然，在其他实施方式中，第一通道结构31的内壁也可以由内径自第一开口311向第二开口312逐渐减小的多个圆柱段、圆台段等其他结构组成；第二通道结构32的内壁也可以由内径自第三开口321向第四开口322逐渐增大的多个圆柱段、圆台段等其他组成；或者，第一通道结构31及第二通道结构32也可以由不同的结构组成，例如，第一通道结构31的内壁为连续的弧面，第二通道结构32的内壁由多个圆柱段组成，本发明实施例在此不做具体限制。
57.如图1至图2所示，第一通道结构31及第二通道结构32包括通过圆弧连接的第一弯曲段301及第二弯曲段302，第一弯曲段301及第二弯曲段302的弯曲方向相反。第一弯曲段301朝向远离通道中轴线的一侧弯曲，第二弯曲段302朝向靠近通道中轴线的一侧弯曲，即第一弯曲段301处的内径大小变化缓慢，第二弯曲段302处的内径大小变化较快。并且，由于第一弯曲段301的内径较大，从而能够收集较多的气体。当气体从第一弯曲段301流至第二弯曲段302时，由于第二弯曲段302的内径快速变小，使得经过第二弯曲段302的气体流速会在短时间内增大，压强在短时间内减小，从而使得从装配腔11进入第一通道结构31的热气流能够快速排出至外界，从外界进入第二通道结构32的冷气流也能够快速流至装配腔11内，进一步加速该封装装置内外的热冷气流循环。
58.如图2及图6所示，以第一通道结构31与第二通道结构32的连接处为对称面，即连接面d，第一通道结构31及第二通道结构32对称设置。第一通道结构31及第二通道结构32对称设置能够更加便于生产加工该封装装置，进一步提高生产加工效率。
59.如图3至图5所示，罩体13包括与基板12相对设置的顶壁131及连接顶壁131与基板12的侧壁132。在一种实施方式中，可以在壳体1上只设置第一通道结构31，并且将第一通道结构31与电子元件2错位设置。其中，第一通道结构31可以设于基板12，也可以设于顶壁131或侧壁132。此时，第一通道结构31只起到散热的作用，将第一通道结构31与电子元件2错位
设置能够避免第一通道结构31影响电子元件2之间或电子元件2与基板12等结构之间的电气连接。
60.如图6所示，在另一种实施方式中，也可以在壳体1上设置第一通道结构31及第二通道结构32的组合，并且将第一通道结构31及第二通道结构32的组合与电子元件2错位设置。其中，第一通道结构31及第二通道结构32的组合可以设于基板12，也可以设于顶壁131或侧壁132。此时，第一通道结构31及第二通道结构32的组合只起到散热的作用。
61.如图7至图8所示，在还有一种实施方式中，可以将第一通道结构31及第二通道结构32的组合或第一通道结构31设于基板12，且第一开口311朝向传感器22；或者，还可以将第一通道结构31及第二通道结构32的组合或第一通道结构31设于顶壁131，且第一开口311朝向传感器22。其中，第一开口311朝向传感器22是指用户从壳体1的外侧向内看时，能够通过第一通道结构31及第二通道结构32的组合或第一通道结构31看到传感器22。此时，第一通道结构31及第二通道结构32的组合或第一通道结构31既能够起到散热的作用，同时，还能够作为传感器22的感应通道，从而能够减少在壳体1上开设通道的数量，简化该封装装置的生产加工步骤，提高生产加工效率。
62.当然，在其他实施方式中，还可以壳体1上设置多组不同类型的通道结构，例如，在壳体1上设置一个第一通道结构31与一个等径通孔，或者设置一个第一通道结构31与第一通道结构31及第二通道结构32的组合，只要包括至少一个第一通道结构31，并且能够保证该封装装置的散热效果即可，本发明实施例在此不做具体限制。
63.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
64.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的专利保护范围应以所附权利要求为准。