一种轻质封装合金液冷散热结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及微电子散热领域，尤其是涉及一种轻质封装合金液冷散热结构。
【背景技术】
[0002]随着射频微波技术的发展，人们对于射频微波电路模块小型化、集成化、轻量化的要求越来越高，然而制约其发展的因素之一就是散热问题。
[0003]目前对于射频微波电路模块的散热普遍采用强迫风冷；也有一些是采用液体流道进行散热，如中国专利CN201410185846.7公开了一种应用于新一代有源相控阵雷达一体化TR组件的双面热源强迫液冷设计，对一整块铝合金板3A21坯料两侧进行数控铣削加工，形成两个腔体，中间为两侧均带热源的冷板，射频组件和开关电源电子器件分别直接安装在冷板上，冷板为液冷式冷板，采用强迫液冷散热，液冷流道选取于热源的正下方，流道采用易于加工的方形结构，并且为蛇形走向，冷却液路盖板采用真空电子束焊，整个焊接过程在真空环境下完成，冷板冷却液接口采用自密封快速接头。然而，该双面热源强迫液冷设计也存在一些缺点:1、散热效率不是非常高；2、结构比较复杂，生产难度大；3、重量比较大。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于:针对现有技术存在的问题，提供一种轻质封装合金液冷散热结构，该结构采用硅铝合金材料、微通道散热结构、封装结构设计等技术，重点解决大功率半导体高效散热、热匹配、轻质封装问题。
[0005]本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:
[0006]一种轻质封装合金液冷散热结构，其特征在于，该结构包括流道槽体、底板、液冷接头和功率芯片，所述流道槽体的上部焊接底板，流道槽体与底板之间构成液体密封腔，所述液冷接头设有两个，一个焊接在流道槽体的进口处，一个焊接在流道槽体的出口处，所述功率芯片焊接在底板上。
[0007]优选的，所述流道槽体为硅铝合金材料制成的流道槽体，所述底板为硅铝合金材料制成的底板，所述液冷接头为娃销合金材料制成的液冷接头。
[0008]优选的，所述流道槽体上通过数控铣工艺加工有液体流道。
[0009]优选的，所述流道槽体与底板之间采用金锗焊接工艺进行液体密封焊接。
[0010]优选的，所述液冷接头与流道槽体之间通过金锗工艺进行焊接。
[0011]优选的，所述功率芯片与底板之间采用金锡焊接工艺进行焊接。
[0012]与现有技术相比，本实用新型解决了基于大功率半导体的微波组件高效散热、热匹配、轻质封装的难题，应用本结构后，功率芯片的散热效率相比未采用微流道封装可提高60 %，重量可以减轻10 %，可靠性可以提高30 %。
【附图说明】
[0013]图1为流道槽体结构示意图；
[0014]图2为底板结构不意图；
[0015]图3为本实用新型的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0017]实施例
[0018]本实用新型提供一种轻质封装合金液冷散热结构，如图1、图2图3所示，该结构主要由流道槽体1、底板2、液冷接头3、5和功率芯片4组成。流道槽体I采用硅铝合金材料制成的流道槽体，底板2采用硅铝合金材料制成的底板，液冷接头3、5采用硅铝合金材料制成的液冷接头。流道槽体I上可根据模块散热需要进行液体流道11设计，并通过数控铣工艺进行加工。
[0019]流道槽体I的上部采用金锗焊接工艺与底板2焊接，流道槽体I与底板2之间构成液体密封腔。液冷接头设有两个，一个通过金锗工艺焊接在流道槽体I的进口 12处，一个通过金锗工艺焊接在流道槽体I的出口 13处。功率芯片4通过金锡焊接工艺焊接在底板2上。
[0020]本实用新型的结构可以满足大功率射频芯片的高效散热和热匹配要求。而且本结构采用硅铝合金材料(AlSi)才制作流道槽体，底板和两个流道接头，质量更轻。本实用新型采用的是金锗焊接来实现水密，在一般环境下即可进行。液体流道可根据模块散热需要进行结构设计，并通过数控铣工艺加工在流道槽体上。流道槽体、底板采用金锗焊接工艺进行液体密封焊接。同样采用金锗焊接将液冷接头焊接在流道槽体对应位置，作为液冷流体的输入输出接。最后大功率芯片采用金锡焊接工艺，焊接在底板上实现高效散热。
[0021]本实用新型的加工流程如下:
[0022](I)根据散热要求设计液体流道；
[0023](2)根据已经设计的液体流道，对硅铝材料进行机械加工；
[0024](3)利用超声清洗流道槽体1、底板2、液冷接头3、5、金锡金锗焊料片；
[0025](4)在红外链式炉中采用金锗焊料焊接流道槽体1、底板2、液冷接头3、5 ；
[0026](5)通液进行水密检测；
[0027](6)在真空炉中采用金锡合金焊接功率芯片4 ;
[0028](7)采用X-RAY检测焊接空洞。
[0029]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种轻质封装合金液冷散热结构，其特征在于，该结构包括流道槽体、底板、液冷接头和功率芯片，所述流道槽体的上部焊接底板，流道槽体与底板之间构成液体密封腔，所述液冷接头设有两个，一个焊接在流道槽体的进口处，一个焊接在流道槽体的出口处，所述功率芯片焊接在底板上。
2.根据权利要求1所述的一种轻质封装合金液冷散热结构，其特征在于，所述流道槽体为硅铝合金材料制成的流道槽体，所述底板为硅铝合金材料制成的底板，所述液冷接头为娃销合金材料制成的液冷接头。
3.根据权利要求1所述的一种轻质封装合金液冷散热结构，其特征在于，所述流道槽体上通过数控铣工艺加工有液体流道。
4.根据权利要求1所述的一种轻质封装合金液冷散热结构，其特征在于，所述流道槽体与底板之间采用金锗焊接工艺进行液体密封焊接。
5.根据权利要求1所述的一种轻质封装合金液冷散热结构，其特征在于，所述液冷接头与流道槽体之间通过金锗工艺进行焊接。
6.根据权利要求1所述的一种轻质封装合金液冷散热结构，其特征在于，所述功率芯片与底板之间采用金锡焊接工艺进行焊接。
【专利摘要】本实用新型提供一种轻质封装合金液冷散热结构，该结构包括流道槽体、底板、液冷接头和功率芯片，所述流道槽体的上部焊接底板，流道槽体与底板之间构成液体密封腔，所述液冷接头设有两个，一个焊接在流道槽体的进口处，一个焊接在流道槽体的出口处，所述功率芯片焊接在底板上。本实用新型解决了基于大功率半导体的微波组件高效散热、热匹配、轻质封装的难题，应用本结构后，功率芯片的散热效率相比未采用微流道封装可提高60％，重量可以减轻10％，可靠性可以提高30％。
【IPC分类】H05K7-20
【公开号】CN204442897
【申请号】CN201520169498
【发明人】季兴桥, 余雷, 陈勇波
【申请人】中国电子科技集团公司第二十九研究所
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月25日