用于倒装焊大功率芯片BGA封装的散热结构制造技术

本发明专利技术涉及一种用于倒装焊大功率芯片BGA封装的散热结构，在印刷线路板的上表面焊接有支撑球，在支撑球上设有有机基板，在有机基板的上表面固定有模塑封体，在模塑封体内的有机基板的上表面设有底部填充胶与芯片凸点，在模塑封体内设有微喷腔体，在微喷腔体的上腔板上开设有冷却介质入口，在微喷腔体的右侧板上开设有冷却介质出口，微喷腔体的下腔板与有机基板的上表面之间具有芯片安装间隙，在支撑球右侧的印刷线路板的上表面固定有热交换器，在冷却泵右侧的印刷线路板的上表面固定有冷却泵。本发明专利技术采用主动散热方式，有助于尽快将芯片产生的热量传导至封装外，从而提高大功率芯片BGA封装的散热能力。

【技术实现步骤摘要】
用于倒装焊大功率芯片BGA封装的散热结构
本专利技术涉及一种芯片封装结构，本专利技术尤其是涉及一种用于倒装焊大功率芯片BGA封装的散热结构。
技术介绍
大功率芯片，尤其功率密度达到350W/cm2以上的芯片，以及Hotspot（热点）达到10KW/cm2以上的芯片，如果采用BGA（BallGridArray，球删阵列）封装，芯片产生的热量很难从封装内传导出去。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种有助于尽快将芯片产生的热量传导至封装外并提高大功率芯片BGA封装的散热能力的用于倒装焊大功率芯片BGA封装的散热结构。按照本专利技术提供的技术方案，所述用于倒装焊大功率芯片BGA封装的散热结构，在印刷线路板的上表面焊接有支撑球，在支撑球上设有有机基板，在有机基板的上表面固定有模塑封体，在模塑封体内的有机基板的上表面设有底部填充胶与芯片凸点，芯片凸点位于底部填充胶内，在模塑封体内设有微喷腔体，在微喷腔体的上腔板上开设有冷却介质入口，在微喷腔体的右侧板上开设有冷却介质出口，微喷腔体的下腔板与底部填充胶的上表面之间具有芯片安装间隙，在支撑球右侧的印刷线路板的上表面固定有热交换器，在冷却泵右侧的印刷线路板的上表面固定有冷却泵，热交换器的出口与冷却泵的入口通过第一连接管道相连，冷却泵的出口与冷却介质入口之间通过第二连接管道相连，冷却介质出口与热交换器的入口通过第三连接管道相连。所述第二连接管道与第三连接管道绕开所述的支撑球。在微喷腔体内设有呈水平架设的隔板，在隔板上开设有隔板过孔。本专利技术采用主动散热方式，即微喷射流散热技术应用到BGA封装级，有助于尽快将芯片产生的热量传导至封装外，从而提高大功率芯片BGA封装的散热能力。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术中微喷腔体的结构示意图。图3是图2的A—A剖视图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。该用于倒装焊大功率芯片BGA封装的散热结构，在印刷线路板400的上表面焊接有支撑球102，在支撑球102上设有有机基板101，在有机基板101的上表面固定有模塑封体107，在模塑封体107内的有机基板101的上表面设有底部填充胶104与芯片凸点103，芯片凸点103位于底部填充胶104内，在模塑封体107内设有微喷腔体106，在微喷腔体106的上腔板上开设有冷却介质入口110，在微喷腔体106的右侧板上开设有冷却介质出口111，微喷腔体106的下腔板与底部填充胶104的上表面之间具有芯片安装间隙，在支撑球102右侧的印刷线路板400的上表面固定有热交换器300，在冷却泵200右侧的印刷线路板400的上表面固定有冷却泵200，热交换器300的出口与冷却泵200的入口通过第一连接管道600相连，冷却泵200的出口与冷却介质入口110之间通过第二连接管道500相连，冷却介质出口111与热交换器300的入口通过第三连接管道700相连。所述第二连接管道500与第三连接管道700绕开所述的支撑球102。在微喷腔体106内设有呈水平架设的隔板108，在隔板108上开设有隔板过孔109。有机基板101、支撑球102、芯片凸点103、底部填充胶104、芯片105、微喷腔体106、模塑封体107、隔板108、隔板过孔109、冷却介质入口110与冷却介质出口111合称为BGA封装100。使用时，芯片凸点103上安装大功率芯片105，大功率芯片105与微喷腔体106的下腔板接触。大功率芯片105通过倒装焊键合到有机基板101上，为提高倒装焊芯片的可靠性，在大功率芯片105与有机基板101之间填充底部填充胶104，微喷冷却介质采用去离子水或液态金属，通过冷却泵200加压驱动，使去离子水或液态金属流经冷却介质入口110进入到微喷腔体106内，为了使大功率芯片105工作时，温度分布均匀，避免局部出现热点，微喷腔体106内含一个隔板108，隔板上有若干个隔板过孔109，去离子水或液态金属经过孔，均匀喷到微喷腔体的下腔板上，吸收大功率芯片105产生的热量，离子水或液态金属受热冷却后，从冷却介质出口111回流到热交换器300，通过热交换器300和周围空气进行对流换热，完成一个循环。本专利技术在制作时采用以下步骤：制作有机基板101；将大功率倒装芯片105倒装焊在有机基板101上；为提高大功率倒装芯片的可靠性,在大功率芯片105与有机基板101之间填充底部填充胶104；制作微喷腔体106，微喷腔体106内含一个隔板108，隔板108上有若干个隔板过孔109，微喷腔体106上边包含一个冷却介质入口110，右边包含一个冷却介质出口111；将微喷腔体106组装在大功率倒装芯片105的上表面，并引出两根分别连接微喷腔体出口和入口的第二连接管道500和第三连接管道700；灌封模塑封体107，露出两根分别连接冷却介质出口111和冷却介质入口110的第二连接管道500和第三连接管道700，加热加压固化；在有机基板101背面的焊盘上刷助焊剂，钢网植BGA支撑球102，回流，形成BGA封装100；将BGA封装100、冷却泵200和热交换器300组装在同一个PCB板上；采用第二连接管道500将BGA封装100内的冷却介质入口110和冷却泵200的出口连接起来；采用第三连接管道700将BGA封装100内的冷却介质出口111和热交换器300的入口连接起来；采用第一连接管道600将热交换器300的出口和冷却泵200的入口连接起来。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于倒装焊大功率芯片BGA封装的散热结构，其特征是：在印刷线路板（400）的上表面焊接有支撑球（102），在支撑球（102）上设有有机基板（101），在有机基板（101）的上表面固定有模塑封体（107），在模塑封体（107）内的有机基板（101）的上表面设有底部填充胶（104）与芯片凸点（103），芯片凸点（103）位于底部填充胶（104）内，在模塑封体（107）内设有微喷腔体（106），在微喷腔体（106）的上腔板上开设有冷却介质入口（110），在微喷腔体（106）的右侧板上开设有冷却介质出口（111），微喷腔体（106）的下腔板与底部填充胶（104）的上表面之间具有芯片安装间隙，在支撑球（102）右侧的印刷线路板（400）的上表面固定有热交换器（300），在冷却泵（200）右侧的印刷线路板（400）的上表面固定有冷却泵（200），热交换器（300）的出口与冷却泵（200）的入口通过第一连接管道（600）相连，冷却泵（200）的出口与冷却介质入口（110）之间通过第二连接管道（500）相连，冷却介质出口（111）与热交换器（300）的入口通过第三连接管道（700）相连。

【技术特征摘要】
1.一种用于倒装焊大功率芯片BGA封装的散热结构，大功率芯片（105）通过倒装焊键合到有机基板（101）上，在有机基板（101）的上表面固定有模塑封体（107），在模塑封体（107）内的有机基板（101）的上表面设有底部填充胶（104）与芯片凸点（103），芯片凸点（103）位于底部填充胶（104）内；其特征是：在印刷线路板（400）的上表面焊接有支撑球（102），在支撑球（102）上设有有机基板（101），在模塑封体（107）内设有微喷腔体（106），在微喷腔体（106）的上腔板上开设有冷却介质入口（110），在微喷腔体（106）的右侧板上开设有冷却介质出口（111），微喷腔体（106）的下腔板与底部填充胶（104）的上表面之间具有芯片安装间隙，在支撑球（102）右侧的印刷线路板（400）的上表面固定有热交换器（300）及冷却泵（200），BGA封装（100）、冷却泵（200）和热交换器（300）组装在同一个印刷线路板（400）上；热交换器（300）的出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯峰泽，林挺宇，
申请(专利权)人：华进半导体封装先导技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32