一種具有平板微熱管散熱器芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種具有平板微熱管散熱器芯片封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域。它包括基板（1），所述基板（1）表面設(shè)置有芯片壓區(qū)（2），所述芯片壓區(qū)（2）上通過柱式凸點(diǎn)（3）設(shè)置有芯片（4），所述芯片（4）底部和兩側(cè)與基板（1）之間設(shè)置有絕緣樹脂（5），所述芯片（4）頂部設(shè)置有平板型微熱管散熱器（6）。本實(shí)用新型一種具有平板微熱管散熱器芯片封裝結(jié)構(gòu)，它在芯片上貼裝平板型微熱管散熱器，微熱管內(nèi)部抽真空，注入乙醇溶液，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)中的熱導(dǎo)率，其熱導(dǎo)率高達(dá)5000W/cm2，遠(yuǎn)大于空氣自然對流和輻射的冷卻技術(shù)（0.08 W/cm2），從而增大散熱效率，并且對產(chǎn)品尺寸影響不大。
【專利說明】
一種具有平板微熱管散熱器芯片封裝結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種具有平板微熱管散熱器芯片封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，芯片集成度越來越高且功耗越來越大，芯片面積卻越來越小，小面積產(chǎn)生的大熱量如果不能及時散逸出去將會對芯片甚至整個系統(tǒng)的功能、穩(wěn)定性等造成極其嚴(yán)重的影響。
[0003]自然對流、風(fēng)冷、水冷等傳統(tǒng)散熱方式已經(jīng)明顯不能滿足越來越高的熱量散逸要求，特別是在對溫度均勻性要求較高的應(yīng)用場合，傳統(tǒng)散熱方式更是無法勝任。微電子技術(shù)的發(fā)展，集成電路技術(shù)的發(fā)展，強(qiáng)烈要求新型冷卻方式的出現(xiàn)。
[0004]目前裸芯片封裝結(jié)構(gòu)如圖1所示，芯片倒裝后，四周通過點(diǎn)圍堰膠的方式將芯片保護(hù)起來，由于裸芯片封裝不需要塑封料封裝，芯片裸露在外面，通過空氣自然對流和輻射技術(shù)將熱量散發(fā)出去。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種具有平板型微熱管散熱器芯片封裝結(jié)構(gòu)，它在芯片上貼裝平板型微熱管散熱器，微熱管內(nèi)部抽真空，注入乙醇溶液，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)中的熱導(dǎo)率，其熱導(dǎo)率高達(dá)5000W/cm2，遠(yuǎn)大于空氣自然對流和輻射的冷卻技術(shù)(0.08 W/cm2)，從而增大散熱效率，由于平板型微熱管散熱器結(jié)構(gòu)厚度可以做到300um，對產(chǎn)品尺寸影響不大。
[0006]本實(shí)用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案為:一種具有平板微熱管散熱器芯片封裝結(jié)構(gòu)，它包括基板，所述基板表面設(shè)置有芯片壓區(qū)，所述芯片壓區(qū)上通過柱式凸點(diǎn)設(shè)置有芯片，所述芯片底部和兩側(cè)與基板之間設(shè)置有絕緣樹脂，所述芯片頂部設(shè)置有平板型微熱管散熱器。
[0007]所述平板型微熱管散熱器包括鋁平板基底，所述鋁平板基底內(nèi)開設(shè)有微熱管腔體，所述微熱管腔體內(nèi)設(shè)置有乙醇溶液。
[0008]所述微熱管腔體底部開設(shè)有多條三角形凹槽。
[0009]所述平板型微熱管散熱器包括蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段，所述芯片中心區(qū)域位于蒸發(fā)段下方。
[0010]所述柱式凸點(diǎn)的材質(zhì)采用銅材或錫材。
[0011 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0012]1、微熱管平板結(jié)構(gòu)的冷卻技術(shù)采用蒸發(fā)變向冷卻方式，單位傳熱面積的最大功耗-熱流密度高達(dá)5000W/cm2，遠(yuǎn)大于空氣自然對流和輻射的冷卻技術(shù)；
[0013]2、微熱管平板結(jié)構(gòu)具有均溫、傳輸高效以及可靠性高的特點(diǎn)，對散熱效果有明顯的加強(qiáng)作用；
[0014]3、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，采用微熱管平板結(jié)構(gòu)貼裝在倒裝芯片背面，增強(qiáng)散熱效果，由于微熱管平板結(jié)構(gòu)厚度具有輕薄的特點(diǎn)，工藝水平結(jié)構(gòu)高度可以做到300um，產(chǎn)品尺寸與傳統(tǒng)的裸芯片封裝相差不大。
【附圖說明】
[0015]圖1為傳統(tǒng)裸芯片封裝散熱結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型一種具有平板微熱管散熱器芯片封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0017]圖3為圖2中平板型微熱管散熱器的工作原理圖。
[0018]其中:
[0019]基板I
[0020]芯片壓區(qū)2
[0021]柱式凸點(diǎn)3
[0022]芯片4
[0023]絕緣樹脂5
[0024]平板型微熱管散熱器6
[0025]鋁平板基底6.1
[0026]微熱管腔體6.2
[0027]三角形凹槽6.3。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0029]如圖2所示，本實(shí)施例中的一種具有平板微熱管散熱器芯片封裝結(jié)構(gòu)，它包括基板I，所述基板I表面設(shè)置有芯片壓區(qū)2，所述芯片壓區(qū)2上通過柱式凸點(diǎn)3設(shè)置有芯片4，所述芯片4底部和兩側(cè)與基板I之間設(shè)置有絕緣樹脂5，所述芯片4頂部設(shè)置有平板型微熱管散熱器6；
[0030]所述平板型微熱管散熱器6包括鋁平板基底6.1，所述鋁平板基底6.1內(nèi)開設(shè)有微熱管腔體6.2，所述微熱管腔體6.2內(nèi)設(shè)置有乙醇溶液；
[0031 ]所述微熱管腔體6.2底部開設(shè)有多條三角形凹槽6.3;
[0032]所述平板型微熱管散熱器6包括蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段，所述芯片4中心區(qū)域位于蒸發(fā)段下方；
[0033]所述柱式凸點(diǎn)3的材質(zhì)采用銅材或錫材。
[0034]微熱管的結(jié)構(gòu)及工作原理主要是通過溝道尖角區(qū)完成工質(zhì)的回流，如圖3所示，微熱管穩(wěn)態(tài)工作時，微熱管蒸發(fā)段受到外界加熱，熱量通過熱管管壁及液態(tài)工質(zhì)傳遞到汽液分界面，使工作液體在蒸發(fā)段內(nèi)的汽液分界面上蒸發(fā)。由于液體蒸發(fā)，蒸汽腔內(nèi)產(chǎn)生壓差，而蒸汽正是在這壓差的作用下由蒸發(fā)段流向冷凝段并在冷凝段內(nèi)的汽液分界面上凝結(jié)，釋放出熱量。熱量通過液態(tài)工質(zhì)和管壁傳給冷源，最后由于熱管內(nèi)腔尖角區(qū)域的毛細(xì)作用使冷凝后的工作液體回流到蒸發(fā)段。
[0035]由于芯片內(nèi)部的設(shè)計不同，從而形成功耗區(qū)域分布，發(fā)熱量也是分區(qū)域分布的，一般來說芯片中心區(qū)域?yàn)榘l(fā)熱最大面積段，這個就是微熱管的蒸發(fā)段;其他區(qū)域就是冷凝段，而且基于微熱管的結(jié)構(gòu)，蒸發(fā)段和冷凝段是可以互換的，由于傳統(tǒng)封裝芯片工作溫度高于真空中乙醇溶液的蒸發(fā)點(diǎn)76°C，所以滿足蒸發(fā)段讓微熱管內(nèi)的液體可以汽化，冷凝段可以使微熱管內(nèi)的氣體液化。
[0036]可以看出微型平板熱管除了擁有普通散熱片的特性，其獨(dú)特的優(yōu)越性還體現(xiàn)在:蒸汽空間互相連通結(jié)構(gòu)能夠有效降低熱管內(nèi)蒸汽和液體反向流動所產(chǎn)生的界面摩擦力，使傳熱性能顯著提高;散熱面積大，散熱效果更好；良好的啟動性及均溫性；易于制造出平整光滑、幾何適應(yīng)性好的外表面，可與電子器件直接貼合。
[0037]除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還包括有其他實(shí)施方式，凡采用等同變換或者等效替換方式形成的技術(shù)方案，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有平板微熱管散熱器芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:它包括基板(I)，所述基板(I)表面設(shè)置有芯片壓區(qū)(2)，所述芯片壓區(qū)(2)上通過柱式凸點(diǎn)(3)設(shè)置有芯片(4)，所述芯片(4)底部和兩側(cè)與基板(I)之間設(shè)置有絕緣樹脂(5)，所述芯片(4)頂部設(shè)置有平板型微熱管散熱器(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有平板微熱管散熱器芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述平板型微熱管散熱器(6)包括鋁平板基底(6.1)，所述鋁平板基底(6.1)內(nèi)開設(shè)有微熱管腔體(6.2)，所述微熱管腔體(6.2)內(nèi)設(shè)置有乙醇溶液。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有平板微熱管散熱器芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述微熱管腔體(6.2)底部開設(shè)有多條三角形凹槽(6.3)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有平板微熱管散熱器芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述平板型微熱管散熱器(6)包括蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段，所述芯片(4)中心區(qū)域位于蒸發(fā)段下方。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有平板微熱管散熱器芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述柱式凸點(diǎn)(3)的材質(zhì)采用銅材或錫材。
【文檔編號】H01L23/31GK205609496SQ201620253851
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】孫向南, 李漢
【申請人】江蘇長電科技股份有限公司