芯片封装系统技术方案

本申请提供了一种芯片封装系统，能够在增强特定芯片的散热能力的同时，降低封装内部芯片之间的热串扰。该芯片封装系统包括：多个芯片、基板、散热组件、至少一个热电制冷片，该散热组件，具有散热环和散热盖，该散热环的一端固定在该基板上，该散热环的与固定在该基板上的一端相对的另一端固定在该散热盖上，用于支撑该散热盖；该多个芯片设置于该基板、该散热环和该散热盖围成的空间内，该多个芯片中每个芯片之间通过隔热材料或空气分隔；该至少一个热电制冷片中每个热电制冷片的一面是热端、另一面是冷端，该每个热电制冷片的冷端设置于靠近该多个芯片的一侧，用于吸收芯片的热量，该每个热电制冷片的热端用于将冷端吸收的热量通过热端导出。

Chip packaging system

The present application provides a chip packaging system which can enhance the heat dissipation capability of a particular chip while reducing the thermal crosstalk between the chips inside the package. The chip packaging system comprises a plurality of chips, a substrate, a heat dissipation assembly, and at least one thermoelectric refrigeration sheet. The heat dissipation assembly has a heat dissipation ring and a heat dissipation cover, one end of which is fixed on the substrate, and the other end of the heat dissipation ring relative to one end fixed on the substrate is fixed on the heat dissipation cover for supporting. The chips are arranged in a space enclosed by the substrate, the radiation ring and the radiation cover, and each chip in the chip is separated by heat insulation material or air; one side of each thermoelectric refrigeration sheet in the at least one thermoelectric refrigeration sheet is a hot end, the other side is a cold end, and the cold end of each thermoelectric refrigeration sheet is a hot end. The hot end of each thermoelectric refrigeration sheet is used to derive the heat absorbed by the cold end through the hot end.

【技术实现步骤摘要】
芯片封装系统
本申请涉及电子设备领域，并且更具体地，涉及一种芯片封装系统。
技术介绍
在系统级芯片封装中，多个芯片及被动元器件被封装集成在一个小尺寸的结构中。然而，在功能得到大幅提升的同时，封装的热问题也变得比单颗芯片封装更为严峻。首先，不同芯片在工作时由于功耗的不同产生温度差别，热量将会从温度高的芯片向温度低的芯片传递，形成芯片间的热串扰。由于不同芯片对工作温度的要求不尽相同，热串扰有可能导致允许工作温度较低的芯片的温度超过允许值，引起芯片的损坏。因此，需要采取必要的措施来减小芯片间的热串扰问题。其次，随着封装中芯片数量的增加，封装芯片在工作过程中产生的热量也大幅提高，为了控制芯片的温度在允许范围内，如何有效地将热量从封装内部传导至外部也是一个不得不考虑的问题。
技术实现思路
本申请提供一种芯片封装系统，能够在增强特定芯片的散热能力的同时，降低封装内部芯片之间的热串扰。第一方面，提供了一种芯片封装系统，包括：多个芯片、基板、散热组件以及至少一个热电制冷片，其中，该散热组件，具有散热环和散热盖，该散热环的一端固定在该基板上，该散热环的与固定在该基板上的一端相对的另一端固定在该散热盖上，用于支撑该散热盖；该多个芯片设置于该基板、该散热环和该散热盖围成的空间内，该多个芯片中每个芯片之间通过隔热材料或空气分隔；该至少一个热电制冷片中每个热电制冷片分别设置于该多个芯片中一个芯片的上方，该每个热电制冷片的一面是热端、另一面是冷端，该每个热电制冷片的冷端设置于靠近该多个芯片的一侧，用于吸收芯片的热量，该每个热电制冷片的热端用于将冷端吸收的热量通过热端导出。因此，在本申请实施例中，将多个芯片围在一个独立的空间内，多个芯片中的不同芯片之间通过隔热材料或空气分隔，同时在多个芯片中的特定芯片上设置热电制冷片，克服芯片之间热串扰的同时增强特定芯片的散热能力，有效解决了芯片发热对芯片自身的影响。可选地，在第一方面的一种实现方式中，该多个芯片包括第一芯片和第二芯片，该第一芯片的一端固定在该基板上，该第一芯片的与固定在该基板上的一端相对的另一端固定在该散热盖的第一散热区域上，该第二芯片的一端固定在该基板上，该第二芯片的与固定在该基板上的一端相对的另一端固定在该散热盖的第二散热区域上。可选地，在第一方面的一种实现方式中，该第一散热区域与该第二散热区域之间通过键合结构连接，以及该第一散热区域与该第二散热区域之间通过该隔热材料分隔；或该第一散热区域与该第二散热区域之间通过开槽结构连接，以及该第一散热区域与该第二散热区域之间通过开槽分隔；或该第一散热区域与该第二散热区域之间通过空气间隔。因此，在本申请实施例的芯片封装系统中，散热盖的不同区域之间通过键合结构或者凹槽结构连接，或者通过空气分隔，增加了散热盖的整体机械强度，提高了芯片封装系统的结构稳定性。可选地，在第一方面的一种实现方式中，该散热环是分离结构，包括多个子环，该多个子环通过隔热材料连接成该散热环。可选地，在第一方面的一种实现方式中，该散热环与该散热盖通过隔热材料连接。可选地，在第一方面的一种实现方式中，该散热环与该散热盖直接连接。可选地，在第一方面的一种实现方式中，该至少一个热电制冷片中包括第一热电制冷片，该第一热电制冷片设置于该散热盖的上方，该第一热电制冷片的冷端贴合该散热盖的上表面。可选地，在第一方面的一种实现方式中，该至少一个热电制冷片中包括第二热电制冷片，该第二热电制冷片设置于该散热盖的内部，该第二热电制冷片的冷端贴合所述散热盖的下表面或所述第二热电制冷片的热端贴合所述散热盖的上表面。可选地，在第一方面的一种实现方式中，该至少一个热电制冷片中包括第三热电制冷片，该第三热电制冷片设置于该散热盖的下方，该第三热电制冷片的冷端贴合该多个芯片中的一个芯片的上表面。可选地，在第一方面的一种实现方式中，该至少一个热电制冷片中包括第四热电制冷片，该第四热电制冷片设置于该散热盖的上方，该第四热电制冷片的冷端贴合该散热盖的上表面；或该第四热电制冷片设置于该散热盖的内部，该第四热电制冷片的冷端贴合该散热盖的下表面或所述第四热电制冷片的热端贴合所述散热盖的上表面；或该第四热电制冷片设置于该散热盖的下方，该第四热电制冷片的冷端贴合该多个芯片中的一个芯片的上表面。可选地，在第一方面的一种实现方式中，该系统还包括：热沉，该热沉设置于该散热盖的上方，用于吸收该散热盖的热量。可选地，在第一方面的一种实现方式中，该热沉包括多个区域，其中，该多个区域中包括第一热沉区域和第二热沉区域，该第一热沉区域贴合该散热盖的第一散热区域设置，该第二热沉区域贴合该散热盖的第二散热区域设置，该第一热沉区域与该第二热沉区域之间通过该隔热材料连接。可选地，在第一方面的一种实现方式中，该热沉为一个整体。可选地，在第一方面的一种实现方式中，该隔热材料的热导率小于1.0WW/mK。可选地，在第一方面的一种实现方式中，该至少一个热电制冷片为功率可调的热电制冷片。因此，在本申请实施例的芯片封装系统中，将多个芯片中不同芯片产生的热量通过不同的导热通道传导至封装结构的外表面，降低不同芯片间的热量传递，同时通过热电制冷片提高特定芯片的散热能力，从而，提高系统级多芯片合封装情况下封装结构的散热能力，实现了对特定芯片温度的有效控制。附图说明图1示出了根据本申请实施例的一种芯片封装系统的示意性平面图。图2是根据本申请实施例的热电制冷片的示意性结构图。图3是根据本申请实施例的一种芯片布置图。图4是根据本申请实施例的散热盖的一种示意性结构图。图5是根据本申请实施例的散热盖的另一种示意性结构图。图6是根据本申请实施例的散热盖的再一种示意性结构图。图7是根据本申请实施例的散热盖的再一种示意性结构图。图8是根据本申请实施例的散热盖的再一种示意性结构图。图9是根据本申请实施例的散热盖的再一种示意性结构图。图10是根据本申请实施例的另一种芯片布置图。图11是根据本申请实施例的散热环的一种示意性结构图。图12是根据本申请实施例的散热环的另一种示意性结构图。图13是根据本申请实施例的散热环与散热盖的连接形式的一种示意性结构图。图14是根据本申请实施例的散热环与散热盖的连接形式的另一种示意性结构图。图15是根据本申请实施例的散热环与散热盖的连接形式的再一种示意性结构图。图16是根据本申请实施例的散热环与散热盖的连接形式的再一种示意性结构图。图17是根据本申请实施例的散热环与散热盖的连接形式的再一种示意性结构图。图18是根据本申请实施例的热电制冷片的布置方式的一种示意性结构图。图19是根据本申请实施例的热电制冷片的布置方式的另一种示意性结构图。图20是根据本申请实施例的热电制冷片的布置方式的再一种示意性结构图。图21是根据本申请实施例的热电制冷片的布置方式的再一种示意性结构图。图22是根据本申请实施例的热电制冷片的布置方式的再一种示意性结构图。图23是根据本申请实施例的热沉的一种示意性结构图。图24是根据本申请实施例的热沉的另一种示意性结构图。具体实施方式下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。图1示出了根据本申请实施例的一种芯片封装系统100的示意性平面图。如图1所示，本申请实施例的芯片封装系统，包括：多个芯片、基板、散热组件以及至少一个热电制冷片，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芯片封装系统，其特征在于，包括：多个芯片、基板、散热组件以及至少一个热电制冷片，其中，所述散热组件，具有散热环和散热盖，所述散热环的一端固定在所述基板上，所述散热环的与固定在所述基板上的一端相对的另一端固定在所述散热盖上，用于支撑所述散热盖；所述多个芯片设置于所述基板、所述散热环和所述散热盖围成的空间内，所述多个芯片中每个芯片之间通过隔热材料或空气分隔；所述至少一个热电制冷片中每个热电制冷片分别设置于所述多个芯片中一个芯片的上方，所述每个热电制冷片的一面是热端、另一面是冷端，所述每个热电制冷片的冷端设置于靠近所述多个芯片的一侧，用于吸收芯片的热量，所述每个热电制冷片的热端用于将冷端吸收的热量通过热端导出。

【技术特征摘要】
1.一种芯片封装系统，其特征在于，包括：多个芯片、基板、散热组件以及至少一个热电制冷片，其中，所述散热组件，具有散热环和散热盖，所述散热环的一端固定在所述基板上，所述散热环的与固定在所述基板上的一端相对的另一端固定在所述散热盖上，用于支撑所述散热盖；所述多个芯片设置于所述基板、所述散热环和所述散热盖围成的空间内，所述多个芯片中每个芯片之间通过隔热材料或空气分隔；所述至少一个热电制冷片中每个热电制冷片分别设置于所述多个芯片中一个芯片的上方，所述每个热电制冷片的一面是热端、另一面是冷端，所述每个热电制冷片的冷端设置于靠近所述多个芯片的一侧，用于吸收芯片的热量，所述每个热电制冷片的热端用于将冷端吸收的热量通过热端导出。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个芯片包括第一芯片和第二芯片，所述第一芯片的一端固定在所述基板上，所述第一芯片的与固定在所述基板上的一端相对的另一端固定在所述散热盖的第一散热区域上，所述第二芯片的一端固定在所述基板上，所述第二芯片的与固定在所述基板上的一端相对的另一端固定在所述散热盖的第二散热区域上。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一散热区域与所述第二散热区域之间通过键合结构连接，以及所述第一散热区域与所述第二散热区域之间通过所述隔热材料分隔；或所述第一散热区域与所述第二散热区域之间通过开槽结构连接，以及所述第一散热区域与所述第二散热区域之间通过开槽分隔；或所述第一散热区域与所述第二散热区域之间通过空气分隔。4.根据权利要求1至3中任一所述的系统，其特征在于，所述散热环是分离结构，包括多个子环，所述多个子环通过隔热材料连接成所述散热环。5.根据权利要求1至4中任一所述的系统，其特征在于，所述散热环与所述散热盖通过隔热材料连接。6.根据权利要求1至4中任一所述的系统，其特征在于，所述散热环与所述散热盖直接连接。7.根据权利要求1至6中任一所述的系统，其特征在于，所述至少一个热电制冷片中包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：符会利，付星，蔡树杰，张相雄，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44