石墨烯缓冲层结构制造技术

本发明专利技术提出一种石墨烯缓冲层结构，以提高功率器件的散热效率，增强导电性及应力释放。该结构包括：包围管芯的石墨烯缓冲层结构及其与管芯接触的触点。所述石墨烯缓冲层结构尺寸根据管芯尺寸不同而变化，略大于管芯尺寸，将整个管芯包裹在内。所述触点根据不同类型的管芯，其数目和位置也略有不同。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯缓冲层结构
本专利技术涉及集成电路领域，尤其涉及功率器件、高可靠性器件的散热
及封装领域。
技术介绍
随着技术发展，工业界对集成电路器件的要求也越来越高，为了应对日益升高的工业界需求，器件所采用的各种技术与材料也在发生着改变。例如用新型材料（氮化镓）代替制作芯片时采用的硅材料；对功率器件和高可靠性器件而言，其导电散热要求也在逐步提高；为了应对不同的温度的使用环境，芯片的应力变化也应逐步提高等等。随着集成电路包含半导体器件应用的日益广泛，在芯片本身性能差距有限的情况下，芯片成品的环境耐受性也成为了决定器件性能的重要因素。基于下述考虑，器件的封装受到业界的广泛关注：1，对大功率器件而言，长时间的高强度工作会产生大量的热，导致器件工作温度升高。如果不能及时将这些大量的热散发出去，则很容易导致器件的损坏，进而导致整个系统的崩溃。而目前器件的散热水平仅仅为单面散热，有的还没有合适的散热结构，这就使得目前的芯片器件不能完全满足一些高可靠性、高功率密度器件的散热要求。如果能够通过增加导热面数量来增加其导热性，则会大大提高芯片器件的使用寿命和可靠性；2，通常在温度升高或者降低时，器件会产生一定程度的形状变化，导致器件内部应力的产生。在以前的工艺中所使用的硅材料，其热膨胀系数相对较小，而随着技术的发展，氮化镓等高热膨胀系数材料开始代替硅材料。在这种情况下，同样的热量会使得芯片器件内部应力大大增加，如果不改变管芯外缓冲层材料，则会对芯片器件产生巨大的隐患；3，器件为电学元件，需要良好的导电性。以往的工业上在内部焊接时只有上下表面导电，导电面积有限，阻抗较大。如果能够增加其导电面积，则在工作时会有更小的阻抗，也有更好的导电性。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了石墨烯缓冲层结构：所述石墨烯缓冲层结构将管芯包裹，但不完全与管芯贴合接触，而是通过触点与管芯进行接触连接，所述与管芯接触的触点分别处于缓冲层结构的不同位置且与管芯直接接触。可选的，所述石墨烯缓冲层形成的空间体可以是封闭的或者非封闭的。可选的，所述石墨烯缓冲层结构有容纳与管芯相连的引脚通过的通孔。可选的，所述通孔的位置和数量与缓冲层内的管芯结构相对应。可选的，所述触点与相邻触点的间距相等或不相等。优选的，所述触点为石墨烯缓冲层结构的延伸，分别连接管芯和石墨烯缓冲层结构，构成一个通路。所述石墨烯缓冲层结构通过触点与管芯直接接触，可以将管芯在工作过程中产生的大量的热通过触点传递到石墨烯上，并通过石墨烯本身良好的导热性以及结构本身的多平面大面积，来及时散热。可选的，所述石墨烯缓冲层结构可以作为管芯的电极使用。利用本石墨烯缓冲层结构，可以等效拓宽大电流通道，降低阻抗。可选的，所述石墨烯缓冲层结构可以应用于三维封装技术中或非三维封装技术中。此外，石墨烯本身良好的延展性和热膨胀率，将使用新材料制作的管芯在工作状态下产生的各种应力很好的进行释放，防止其产生形变断裂，有效地保护了芯片。附图说明图1为本专利技术石墨烯缓冲层结构。具体实施方式针对
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提及的问题，本申请专利技术人分析得出：如果能够提出一种缓冲层结构，使其可以比过去的缓冲层增加导电导热以及释放应力的能力，则就不会产生
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提到的问题。基于上述想法，本专利技术实施例提出如下石墨烯缓冲层结构，该结构包括：与器件内部管芯直接接触的触点，所述触点，分别与管芯不同位置接触，数量大小形状位置根据管芯不同也会有所不同；石墨烯缓冲层结构，所述石墨烯缓冲层结构包裹在管芯外部，其形状和尺寸同样根据管芯会有变化；以及通孔，通孔位于石墨烯缓冲层结构表面，用于通过与管芯连接的引脚。下面结合说明书附图对上述石墨烯缓冲层结构进行详细阐述。尽管下面将参照附图对本专利技术进行更详细的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术而仍然实现本专利技术的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本专利技术的限制。为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本专利技术由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。下面分别给出上述石墨烯缓冲层结构的具体实施例，以便于理解上述封装结构。图1为本石墨烯缓冲层结构的示意图，其具体形状可能会根据实际情况有所改变，不一定只为长方体。在器件使用过程中，管芯2本身产生的热量通过触点5传递到石墨烯缓冲层结构1上，利用石墨烯缓冲层结构1的良好导热性将热量散发出去。同时，当外界温度变化时，可以利用石墨烯缓冲层结构1自身良好的延展性将因为温度变化产生的形变应力快速释放，避免引起器件的断裂失效。显然，本领域的技术人员可以对本专利技术进行各种改动和变型而不脱离本专利技术的精神和范围。这样，倘若本专利技术的这些修改和变型属于本专利技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本专利技术也意图包含这些改动和变型在内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯缓冲层结构，其特征在于：所述石墨烯缓冲层结构将管芯包裹，但不完全与管芯贴合接触，而是通过触点与管芯进行接触连接，所述与管芯接触的触点分别处于缓冲层结构的不同位置且与管芯直接接触。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯缓冲层结构，其特征在于：所述石墨烯缓冲层结构将管芯包裹，但不完全与管芯贴合接触，而是通过触点与管芯进行接触连接，所述与管芯接触的触点分别处于缓冲层结构的不同位置且与管芯直接接触。2.如权利要求1所述的石墨烯缓冲层结构，其特征在于，所述石墨烯缓冲层形成的空间体可以是封闭的或者非封闭的。3.如权利要求1，2所述的石墨烯缓冲层结构，其特征在于，所述石墨烯缓冲层结构有容纳与管芯相连的引脚通过的通孔。4.如权利要求3所述的石墨烯缓冲层结构，其特征在于，所述通孔的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆宇，陈昭，程玉华，
申请(专利权)人：上海北京大学微电子研究院，
类型：发明
国别省市：上海,31