一种具有平板微热管散热器芯片封装结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种具有平板微热管散热器芯片封装结构，属于半导体封装技术领域。它包括基板（1），所述基板（1）表面设置有芯片压区（2），所述芯片压区（2）上通过柱式凸点（3）设置有芯片（4），所述芯片（4）底部和两侧与基板（1）之间设置有绝缘树脂（5），所述芯片（4）顶部设置有平板型微热管散热器（6）。本实用新型一种具有平板微热管散热器芯片封装结构，它在芯片上贴装平板型微热管散热器，微热管内部抽真空，注入乙醇溶液，增强结构中的热导率，其热导率高达5000W/cm2，远大于空气自然对流和辐射的冷却技术（0.08 W/cm2），从而增大散热效率，并且对产品尺寸影响不大。
【专利说明】
一种具有平板微热管散热器芯片封装结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种具有平板微热管散热器芯片封装结构，属于半导体封装技术领域。
【背景技术】
[0002]随着电子技术的不断发展，芯片集成度越来越高且功耗越来越大，芯片面积却越来越小，小面积产生的大热量如果不能及时散逸出去将会对芯片甚至整个系统的功能、稳定性等造成极其严重的影响。
[0003]自然对流、风冷、水冷等传统散热方式已经明显不能满足越来越高的热量散逸要求，特别是在对温度均匀性要求较高的应用场合，传统散热方式更是无法胜任。微电子技术的发展，集成电路技术的发展，强烈要求新型冷却方式的出现。
[0004]目前裸芯片封装结构如图1所示，芯片倒装后，四周通过点围堰胶的方式将芯片保护起来，由于裸芯片封装不需要塑封料封装，芯片裸露在外面，通过空气自然对流和辐射技术将热量散发出去。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种具有平板型微热管散热器芯片封装结构，它在芯片上贴装平板型微热管散热器，微热管内部抽真空，注入乙醇溶液，增强结构中的热导率，其热导率高达5000W/cm2，远大于空气自然对流和辐射的冷却技术(0.08 W/cm2)，从而增大散热效率，由于平板型微热管散热器结构厚度可以做到300um，对产品尺寸影响不大。
[0006]本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为:一种具有平板微热管散热器芯片封装结构，它包括基板，所述基板表面设置有芯片压区，所述芯片压区上通过柱式凸点设置有芯片，所述芯片底部和两侧与基板之间设置有绝缘树脂，所述芯片顶部设置有平板型微热管散热器。
[0007]所述平板型微热管散热器包括铝平板基底，所述铝平板基底内开设有微热管腔体，所述微热管腔体内设置有乙醇溶液。
[0008]所述微热管腔体底部开设有多条三角形凹槽。
[0009]所述平板型微热管散热器包括蒸发段、绝热段和冷凝段，所述芯片中心区域位于蒸发段下方。
[0010]所述柱式凸点的材质采用铜材或锡材。
[0011 ]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:
[0012]1、微热管平板结构的冷却技术采用蒸发变向冷却方式，单位传热面积的最大功耗-热流密度高达5000W/cm2，远大于空气自然对流和辐射的冷却技术；
[0013]2、微热管平板结构具有均温、传输高效以及可靠性高的特点，对散热效果有明显的加强作用；
[0014]3、本实用新型结构简单，采用微热管平板结构贴装在倒装芯片背面，增强散热效果，由于微热管平板结构厚度具有轻薄的特点，工艺水平结构高度可以做到300um，产品尺寸与传统的裸芯片封装相差不大。
【附图说明】
[0015]图1为传统裸芯片封装散热结构的示意图。
[0016]图2为本实用新型一种具有平板微热管散热器芯片封装结构的示意图。
[0017]图3为图2中平板型微热管散热器的工作原理图。
[0018]其中:
[0019]基板I
[0020]芯片压区2
[0021]柱式凸点3
[0022]芯片4
[0023]绝缘树脂5
[0024]平板型微热管散热器6
[0025]铝平板基底6.1
[0026]微热管腔体6.2
[0027]三角形凹槽6.3。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0029]如图2所示，本实施例中的一种具有平板微热管散热器芯片封装结构，它包括基板I，所述基板I表面设置有芯片压区2，所述芯片压区2上通过柱式凸点3设置有芯片4，所述芯片4底部和两侧与基板I之间设置有绝缘树脂5，所述芯片4顶部设置有平板型微热管散热器6；
[0030]所述平板型微热管散热器6包括铝平板基底6.1，所述铝平板基底6.1内开设有微热管腔体6.2，所述微热管腔体6.2内设置有乙醇溶液；
[0031 ]所述微热管腔体6.2底部开设有多条三角形凹槽6.3;
[0032]所述平板型微热管散热器6包括蒸发段、绝热段和冷凝段，所述芯片4中心区域位于蒸发段下方；
[0033]所述柱式凸点3的材质采用铜材或锡材。
[0034]微热管的结构及工作原理主要是通过沟道尖角区完成工质的回流，如图3所示，微热管稳态工作时，微热管蒸发段受到外界加热，热量通过热管管壁及液态工质传递到汽液分界面，使工作液体在蒸发段内的汽液分界面上蒸发。由于液体蒸发，蒸汽腔内产生压差，而蒸汽正是在这压差的作用下由蒸发段流向冷凝段并在冷凝段内的汽液分界面上凝结，释放出热量。热量通过液态工质和管壁传给冷源，最后由于热管内腔尖角区域的毛细作用使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。
[0035]由于芯片内部的设计不同，从而形成功耗区域分布，发热量也是分区域分布的，一般来说芯片中心区域为发热最大面积段，这个就是微热管的蒸发段;其他区域就是冷凝段，而且基于微热管的结构，蒸发段和冷凝段是可以互换的，由于传统封装芯片工作温度高于真空中乙醇溶液的蒸发点76°C，所以满足蒸发段让微热管内的液体可以汽化，冷凝段可以使微热管内的气体液化。
[0036]可以看出微型平板热管除了拥有普通散热片的特性，其独特的优越性还体现在:蒸汽空间互相连通结构能够有效降低热管内蒸汽和液体反向流动所产生的界面摩擦力，使传热性能显著提高;散热面积大，散热效果更好；良好的启动性及均温性；易于制造出平整光滑、几何适应性好的外表面，可与电子器件直接贴合。
[0037]除上述实施例外，本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种具有平板微热管散热器芯片封装结构，其特征在于:它包括基板(I)，所述基板(I)表面设置有芯片压区(2)，所述芯片压区(2)上通过柱式凸点(3)设置有芯片(4)，所述芯片(4)底部和两侧与基板(I)之间设置有绝缘树脂(5)，所述芯片(4)顶部设置有平板型微热管散热器(6)。2.根据权利要求1所述的一种具有平板微热管散热器芯片封装结构，其特征在于:所述平板型微热管散热器(6)包括铝平板基底(6.1)，所述铝平板基底(6.1)内开设有微热管腔体(6.2)，所述微热管腔体(6.2)内设置有乙醇溶液。3.根据权利要求2所述的一种具有平板微热管散热器芯片封装结构，其特征在于:所述微热管腔体(6.2)底部开设有多条三角形凹槽(6.3)。4.根据权利要求1所述的一种具有平板微热管散热器芯片封装结构，其特征在于:所述平板型微热管散热器(6)包括蒸发段、绝热段和冷凝段，所述芯片(4)中心区域位于蒸发段下方。5.根据权利要求1所述的一种具有平板微热管散热器芯片封装结构，其特征在于:所述柱式凸点(3)的材质采用铜材或锡材。
【文档编号】H01L23/31GK205609496SQ201620253851
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】孙向南, 李汉
【申请人】江苏长电科技股份有限公司