本发明专利技术属于半导体散热领域，尤其涉及一种新型封装内芯片散热组件及散热系统，其特征在于：所述芯片散热组件设有散热组件1、散热组件2、焊盘和组件内管道，散热组件1固定设在芯片基板上，并位于芯片侧面四周；散热组件2设在芯片顶部，散热组件1和散热组件2通过焊盘连接成密闭管道；组件内管道分布于组件1和组件2中，用于通入冷却剂，组件内管道还设有组件内管道进口和组件内管道出口，组件内管道进口和组件内管道出口穿过芯片基板与外部所需装置连接。本发明专利技术中散热组件/系统大幅度提高了整个器件的散热效率，在封装体内/外集成，实现小型化，实用性强，可应用于多个领域，广泛推广。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体散热领域，尤其涉及一种新型封装内芯片散热组件及散热系统。
技术介绍
随着芯片封装集成度的增加，封装体趋于短、小、轻、薄，芯片的散热问题变得越来越重要。比如在三维堆叠芯片的结构中，内层芯片的热量很难散出，导致叠层结构内层芯片由于结温太高，导致芯片失效，限制了整个器件的集成度和性能的提高。许多专利技术提出了多种散热结构，来提高芯片的散热效率，如US2005/0051297 Al，HEAT SINK，包括:一散热风扇，一紧固件及一散热片。该实用型专利技术优点是:制作简单，成本低；能够快速组装和拆卸，利于更换;适用范围广。缺点是:该方法使用强制风冷，其散热能力有限，对于叠层芯片等高功率密度器件，散热能力远远不足;且该专利技术从封装体外部进行散热，散热效率有限;散热结构体积大，不利于小型化； 如中国专利CN 100423826C，具有用于负载催化剂或吸附介质的内翅片的微通道，该专利技术涉及一种装置，包括具有一定高度、宽度及长度的工艺微流道，其高度约10mm。液体从微流道进入，并带走芯片传导至该散热结构的热量。该专利技术的优点是:散热结构小，利于小型化;使用液体散热，散热效率高。缺点是:没有方便便捷的微流道与芯片器件的组装方法，限制了其广泛推广应用;另一方面其制作工艺要求高，加工难度大;制作成本高。如中国专利CN102522380 A，一种POP封装结构，该专利技术涉及一种POP封装的散热结构，在堆叠的封装体间，通过增加一层铜基板，或在封装体四周做孔状结构。该专利技术的优点是:在封装体能增加芯片的散热面积，提高了叠层结构的散热能力；易于小型化；电镀一层铜层基板的工艺成熟;缺点是:该结构只是有限度的增加了散热面积，传导出的热量仍然在封装体内部，需通过底层和顶层芯片传导至外部。目前存在着的这些散热装置对于芯片的高功率密度，强制风冷的散热能力已经不能够满足;而对于采用液体、相变等冷却方法，如微流道、热管，存在体积更大，组装更复杂等问题，使这些散热措施难以像机箱风扇一样大范围使用；另一方面，由于微流道、热管表贴在芯片封装体表面进行散热，增加了封装材料这一层热阻，散热效果也不是最理想。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本专利技术提出了一种新型封装内芯片散热组件及散热系统，实现产品小型化，散热性能高;产品使用更便捷，易于多领域推广使用。解决以上技术问题的本专利技术中的一种新型封装内芯片散热组件，包括芯片和芯片基板，其特征在于:所述散热组件设有散热组件1、散热组件2、焊盘和组件内管道，散热组件I固定设在芯片基板上，并位于芯片侧面四周；散热组件2设在芯片顶部，散热组件I和散热组件2通过焊盘连接成密闭管道;组件内管道分布于组件I和组件2中，用于通入冷却剂，组件内管道还设有组件内管道进口和组件内管道出口，组件内管道进口和组件内管道出口分别与组件内管道通过焊盘连接，组件内管道进口和组件内管道出口穿过芯片基板与外部所需装置连接。所述散热组件I和散热组件2所用材料为高热导率材料。所述高热导率材料为硅、金属或陶瓷材料，能够有效地将芯片产生的热量通过组件内管道的冷却剂传到出去;且硅，陶瓷材料使用成熟的半导体工艺制造，工艺成熟，成本可降低。所述组件内管道为分布为弯曲分布，形成大面积散热面，散热面积贴芯片四周和顶部，对芯片进行高效散热。组件内管道为微小管道，可以呈不同的分布图，分布于组件I和组件2中，使本专利技术的散热组件使芯片热量不仅仅从顶部和底部基板进行散出，还将从叠层芯片四周将热量引出至冷却剂，然后带出至环境。所述散热组件I与芯片基板通过焊盘固定连接。焊盘采用高温回流焊接，通常为锡铅焊料。焊盘使用成熟的半导体工艺制作，组件间组装的回流工艺成熟，焊接后接口密闭性可靠，使组件间管道的互连。本专利技术中一种新型封装内芯片散热系统，包括主板、芯片、芯片基板和焊球，其特征在于:所述主板上设有芯片散热组件、散热装置和散热系统管道，散热系统管道连接散热装置和散热组件;芯片散热组件设有散热组件1、散热组件2、管道连接焊盘和组件内管道，散热组件I设在芯片侧面四围，散热组件2设在芯片顶部，散热组件I和散热组件2通过焊接盘连接成密闭管道;组件内管道分布于组件I和组件2中，用于通入冷却剂，组件内管道还 设有组件内管道进口和组件内管道出口，组件内管道进口和组件内管道出口分别与组件内管道通过焊盘连接，组件内管道进口和组件内管道出口穿过芯片基板与散热系统管道连接。所述冷却剂为液体冷却剂，优选于去离子水。液体冷却剂流经散热组件内管道至封装体内部，带走芯片产生的热量。相比强制风冷，液体冷却剂，比如去离子水具有更大的吸热能力，散热效果更好。所述散热装置设有微型水箱、微型栗或/和散热翅片，通过散热系统管道串联。主板上，使用微栗组成小型冷却系统，使冷却剂，尤其液体冷却剂流经封装体内散热组件，带走芯片产生的热量。所述散热组件顶部设有散热器件，在封装时，露出在封装体外表面。所述散热器件为散热片或风扇，通过安装散热片、风扇等方式，进一步加大芯片散热能力。本专利技术中的散热组件组装或系统在芯片周围，可以起到机械保护芯片结构的作用，增强了产品可靠性。提出的具有微流道的散热组件，与芯片一起组装，然后封装在同一个封装体内部，使散热器件不再需要像风扇或热管等方法后续表贴在封装体表面，是一种全新的组装方式。本专利技术中的高性能散热组件或系统将在封装体外留有管道进出，冷却材料如液体冷却剂可通过管道进入封装体内，直接将芯片结构内部热量传导至外部环境。该散热组件大幅度提高了整个器件的散热效率，以及使用了成熟的半导体工艺制作并集成于封装体内部，制造工艺及组装工艺成熟;散热组件在封装体内集成，实现小型化，散热性能高，实用性强，产品使用更便捷，可应用于多个领域推广使用。本专利技术的散热组件及散热系统适用于各样的芯片，尤其适用于叠层芯片、高性能、高能耗的CPU，对散除其叠层中或内部的热能有着好的效果。【附图说明】图1为本专利技术中散热组件结构示意图图2为本专利技术中散热组件1(3)侧视图图3为本专利技术中散热组件2(4)俯视图 图4为本专利技术中封装体与主板连接示意图或散热系统结构示意图 其中，图中序号具体为:1.芯片，2.芯片下金属，3.散热组件1，4.散热组件2， 5.焊盘，6.组件内管道，7.芯片基板，8.焊球，9.微型栗，10.微型水箱，11.散热翅片，12.散热系统管道，13.主板，14.散热片，15.组件内管道进口，16.组件内管道出口，17.芯片散热组件，18.散热装置【具体实施方式】以下结合实施例对本专利技术作进一步的详细描述，但并非对本专利技术的限制，凡依照本专利技术公开内容所作的任何本领域的等同替换，均属于本专利技术的保护范围。实施例1 一种新型封装内芯片散热组件，包括芯片、芯片基板和焊球，设有散热组件1、散热组件2、管道连接焊盘和组件内管道，散热组件I固定设在芯片基板上，并位于芯片侧面四周；散热组件2设在芯片顶部，散热组件I和散热组件2通过管道连接焊盘连接成密闭管道;组件内管道分布于组件I和组件2中，组件内管道还设有进口和出口，进口和出口穿过芯片基板与外部所需装置连接。散热组件I和散热组件2所用材料为高热导率材料，比如为硅、金属或陶瓷材料，能够有效地将堆叠芯片产生的热量通过组件内管道的冷却剂传到出去;且硅，陶瓷材料使用成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型封装内芯片散热组件，包括芯片(1)和芯片基板(7)，其特征在于：所述芯片散热组件（17）设有散热组件1(3)、散热组件2(4)、焊盘(5)和组件内管道(6)，散热组件1(3)固定设在芯片基板(7)上，并位于芯片(1)侧面四周；散热组件2(4)设在芯片(1)顶部，散热组件1(3)和散热组件2(4)通过焊盘(5)连接成密闭管道；组件内管道(6)分布于散热组件1(3)和散热组件2(4)中，用于通入冷却剂，组件内管道(6)还设有组件内管道进口(15)和组件内管道出口(16)，组件内管道进口(15)和组件内管道出口(16)分别与组件内管道(6)通过焊盘(5)连接，组件内管道进口(15)和组件内管道出口(16)穿过芯片基板(7)与外部所需装置连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邱德龙，王启东，侯峰泽，曹立强，
申请(专利权)人：成都锐华光电技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。