叠层芯片微流道散热结构和制备方法与流程

文档序号:12274940阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种叠层芯片微流道散热结构,包括芯片基板(1)、组装在芯片基板(1)上的叠层芯片(2),其特征在于:

所述叠层芯片(2)被内封装材料(3)所封装,形成内封装体(30);

内封装体(30)的侧面设有侧散热组件(4),顶部设有上散热组件(5);侧散热组件(4)和上散热组件(5)中均设有供冷却液流动的微流道(6);上散热组件(5)与侧散热组件(4)连接且上散热组件(5)与侧散热组件(4)中的微流道相连通;

在内封装体(30)两侧的芯片基板(1)上设有穿透芯片基板(1)的冷却液进口(101)和冷却液出口(102);内封装体(30)两侧侧散热组件(4)中的微流道(6)下端分别与冷却液进口(101)和冷却液出口(102)连通。

2.如权利要求1所述的叠层芯片微流道散热结构,其特征在于,

内封装体(30)和侧散热组件(4)以及上散热组件(5)之间设有导热材料(7)。

3.如权利要求1所述的叠层芯片微流道散热结构,其特征在于,

连接为一体的侧散热组件(4)和上散热组件(5)被外封装材料(8)二次封装,且上散热组件(5)的顶部裸露。

4.如权利要求1所述的叠层芯片微流道散热结构,其特征在于,

侧散热组件(4)和上散热组件(5)中的微流道(6)为直管道或弯曲管道。

5.如权利要求1所述的叠层芯片微流道散热结构,其特征在于,

侧散热组件(4)包括下通道接口(401)和上通道接口(402);在侧散热组件(4)中设有多个上下走向的微流道(6),侧散热组件(4)中的微流道上端和下端各自通过横向微流道汇接至上通道接口(402)和下通道接口(401);一侧的侧散热组件(4)下通道接口(401)通过焊盘(9)连接芯片基板(1)的冷却液进口(101),另一侧的侧散热组件(4)下通道接口(401)通过焊盘(9)连接芯片基板(1)的冷却液出口(102);上通道接口(402)通过焊盘(9)连接上散热组件(5)并连通上散热组件(5)中的微流道;

上散热组件(5)包括微流道入口(501)和微流道出口(502);在上散热组件(5)中设有多个横向的微流道(6),上散热组件(5)中的微流道的两端分别通过纵向微流道汇接至微流道入口(501)和微流道出口(502);微流道入口(501)和微流道出口(502)通过焊盘(9)分别连接内封装体(30)两侧的侧散热组件上通道接口(402)。

6.一种叠层芯片微流道散热结构的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤S101,提供高热导率材料作为散热组件的基材,使用半导体刻蚀工艺对散热组件基材表面进行半管道形状图形刻蚀;

步骤S102,将表面带有半管道的散热组件基材进行面对面对接,形成具有内部微流道的侧散热组件(4)和上散热组件(5);侧散热组件(4)上具有下通道接口(401)和上通道接口(402);上散热组件(5)上具有微流道入口(501)和微流道出口(502);

步骤S103,在侧散热组件(4)的下通道接口(401)和上通道接口(402),以及在上散热组件(5)的微流道入口(501)和微流道出口(502)处进行焊盘(9)的制作;

步骤S104,将裸芯片逐层组装至芯片基板(1)上,形成叠层芯片(2),并使用内封装材料(3)对叠层芯片(2)进行一次封装,形成内封装体(30);

芯片基板(1)上预先制作好冷却液进口(101)和冷却液出口(102);

步骤S105,通过组装机将侧散热组件(4)贴在内封装体(30)周围与芯片基板(1)焊接,使得内封装体一侧的侧散热组件(4)下通道接口(401)通过焊盘(9)连接芯片基板(1)的冷却液进口(101),另一侧的侧散热组件(4)下通道接口(401)通过焊盘(9)连接芯片基板(1)的冷却液出口(102);侧散热组件(4)与内封装体(30)间使用导热材料(7)填满缝隙;

步骤S106,通过组装机将上散热组件(5)紧贴在内封装体(30)顶部,且将上散热组件(5)微流道入口(501)和微流道出口(502)分别和内封装体(30)两侧的侧散热组件上通道接口(402)对齐焊接;上散热组件(5)和内封装体(30)间填充导热材料(7);

步骤S107,使用外封装材料(8),对内封装体(30)和内封装体(30)外焊接好的散热组件进行二次封装形成一个整体封装体;上散热组件(5)的顶部在二次封装时,露出在整体封装体外表面。

7.一种叠层芯片微流道散热结构,包括芯片基板(1),其特征在于,

在芯片基板(1)上堆叠组装有多个叠层芯片子单元(2′),

各个叠层芯片子单元(2′)被内封装材料(3)所封装,形成多个内封装子体(30′);在各叠层芯片子单元(2′)形成的内封装子体(30′)间设有散热转接板(10);所述散热转接板(10)向两侧延伸出内封装子体(30′);

各内封装子体(30′)的侧面设有侧散热组件(4),最上方的内封装子体(30′)顶部设有上散热组件(5);侧散热组件(4)和上散热组件(5)中均设有供冷却液流动的微流道(6);在散热转接板(10)延伸出内封装子体(30′)的两侧部位设有与侧散热组件(4)中微流道位置相对应的微流道通孔(1001);

在内封装子体(30′)两侧的芯片基板(1)上设有穿透芯片基板(1)的冷却液进口(101)和冷却液出口(102);最下方的第一层内封装子体(30′)两侧侧散热组件(4)中的微流道(6)下端分别与冷却液进口(101)和冷却液出口(102)连通;

各层内封装子体(30′)两侧的侧散热组件(4)与散热转接板(10)延伸出内封装子体(10′)两侧部位连接,各侧散热组件(4)中的微流道与散热转接板(10)两侧部位的微流道通孔(1001)对位连接成密闭管道;

上散热组件(5)与最上方的侧散热组件(4)连接且上散热组件(5)与侧散热组件(4)中的微流道相连通。

8.如权利要求7所述的叠层芯片微流道散热结构,其特征在于,

连接为一体的侧散热组件(4)和上散热组件(5)被外封装材料(8)封装,且上散热组件(5)的顶部裸露。

9.如权利要求7所述的叠层芯片微流道散热结构,其特征在于,

侧散热组件(4)包括一个最下方的侧散热组件、一个最上方的侧散热组件、一个或多个中间层侧散热组件;

最下方的侧散热组件中间设有多个上下走向的微流道(6),还包括一个底端的下通道接口(401)和多个微流道(6)上端的微流道接口(402′);各微流道(6)的下端通过横向微流道汇接至下通道接口(401);一侧的最下方的侧散热组件下通道接口(401)通过焊盘(9)连接芯片基板(1)的冷却液进口(101),另一侧的最下方的侧散热组件下通道接口(401)通过焊盘(9)连接芯片基板(1)的冷却液出口(102);

中间层侧散热组件中间设有多个上下走向的微流道(6),还包括微流道(6)上下端的微流道接口(402′);

最上方的侧散热组件中间设有多个上下走向的微流道(6),还包括一个上端的上通道接口(402)和多个微流道(6)下端的微流道接口(402′);各微流道(6)的上端通过横向微流道汇接至上通道接口(402);上通道接口(402)通过焊盘(9)连接上散热组件(5)并连通上散热组件(5)中的微流道;

最下方的侧散热组件微流道(6)上端的微流道接口(402′)、中间层侧散热组件的微流道接口(402′)、最上方的侧散热组件下端的微流道接口(402′)与各层侧散热组件之间散热转接板(10)两侧部位的微流道通孔(1001)通过焊盘(9)对位焊接;

上散热组件(5)包括微流道入口(501)和微流道出口(502);在上散热组件(5)中设有多个横向的微流道(6),上散热组件(5)中的微流道的两端分别通过纵向微流道汇接至微流道入口(501)和微流道出口(502);微流道入口(501)和微流道出口(502)通过焊盘(9)分别连接内封装子体(30′)两侧最上方的侧散热组件上通道接口(402)。

10.一种叠层芯片微流道散热结构的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤S201,提供高热导率材料作为散热组件的基材,使用半导体刻蚀工艺对散热组件基材表面进行半管道形状图形刻蚀;

步骤S202,将表面带有半管道的散热组件基材进行面对面对接,形成具有内部微流道的侧散热组件(4)和上散热组件(5);

步骤S203,在最下方的侧散热组件底端的下通道接口(401)和上端的微流道接口(402′),中间层侧散热组件上下端的微流道接口(402′),最上方的侧散热组件上端的上通道接口(402)和下端的微流道接口(402′)处,以及在上散热组件(5)的微流道入口(501)和微流道出口(502)处进行焊盘(9)的制作;

步骤S204,使用高热导率材料制作散热转接板(10);在散热转接板(10)两侧部位刻蚀形成与侧散热组件(4)中微流道位置相对应的微流道通孔(1001);并在微流道通孔(1001)处进行焊盘(9)的制作;

步骤S205,在芯片基板(1)上堆叠裸芯片形成第一层叠层芯片子单元(2′);

芯片基板(1)上预先制作好冷却液进口(101)和冷却液出口(102);

步骤S206,将第一层即最下方的侧散热组件(4)焊接至第一层叠层芯片子单元(2′)两侧的芯片基板;第一层叠层芯片子单元(2′)一侧最下方的侧散热组件下通道接口(401)通过焊盘(9)连接芯片基板(1)的冷却液进口(101),另一侧最下方的侧散热组件下通道接口(401)通过焊盘(9)连接芯片基板(1)的冷却液出口(102);

步骤S207,将第一层散热转接板(10)焊接至第一层的侧散热组件上,侧散热组件(4)中的微流道(6)与散热转接板(10)两侧部位的微流道通孔(1001)通过焊盘(9)对位焊接成密闭管道;

步骤S208,逐层安装第二层以上的叠层芯片子单元(2′)、侧散热组件(4)和散热转接板(10);通过焊接使得各层结构组装在一起;第一层即最下方的侧散热组件(4)内的微流道、各中间层侧散热组件(4)内的微流道、顶层即最上方的侧散热组件内的微流道以及各层侧散热组件之间散热转接板(10)上的微流道通孔(1001)对位焊接成密闭管道;

步骤S209,将上散热组件(5)与顶层即最上方的侧散热组件焊接,上散热组件(5)的微流道入口(501)和微流道出口(502)分别和顶层即最上方的侧散热组件的上通道接口(402)对位焊接;

步骤S210,最后对经过步骤S209后形成的散热结构从侧面灌入封装材料进行封装,形成一个整体封装体;各个叠层芯片子单元(2′)被内封装材料(3)所封装,形成多个内封装子体(30′);连接为一体的侧散热组件(4)和上散热组件(5)被外封装材料(8)封装,且上散热组件(5)的顶部裸露。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1