本发明专利技术公开了一种微电子器件的液冷散热封装装置。底托由外向内包括外壳、导热层和金属腔；外壳是一个容器，顶部开口大于底部开口；导热层位于外壳内，底部具有向上的凹槽；金属腔位于外壳的底部开口和导热层的底部凹槽中，是一个底部具有开口的容器。上盖采用非金属材料，其下表面具有两个向下凸起，两个向下凸起之间形成一道沟槽；向下凸起与外壳相结合，由沟槽与外壳和导热层之间形成一条液冷通道。储液结构包括圆环状的储液腔，其中存放有冷却液；储液腔的中间围出的圆孔套设在外壳的外围；储液腔的底部设有抽水泵，抽水泵连接进液管；与进液管相对设置有出液管，进液管、出液管分别连接液冷通道的两端。上述装置提升了微电子器件的散热效率。子器件的散热效率。子器件的散热效率。
【技术实现步骤摘要】
一种微电子器件的液冷散热封装装置及其制造方法
[0001]本专利技术涉及一种微电子器件的封装装置，特别是涉及一种用于大功率微电子器件的、采用液冷散热的封装装置。
技术介绍
[0002]第三代半导体——SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）——拥有更强的抗辐射干扰能力、更高的电子饱和速率、更好的导热能力，可以用来制作高温、高压、高频的大功率器件。第三代半导体芯片在获得大功率性能的同时，伴随着更高的发热量和热流密度，可作为高热流密度（热通量）发热器件的典型代表。
[0003]大功率芯片的高效冷却散热已成为制约芯片性能进一步发展的瓶颈。目前适用于高热流密度的微电子器件、芯片等的冷却散热技术以风冷为主，也有采用液冷的。众所周知，采用液体冷却方式具有较高的传热效率。但是液体冷却方式有两大缺点：冷却液流动通道内的流体流动阻力过大导致散热效率低、散热装置采用的散热材料的导热系数低导致散热效率低。因此如何提高液冷散热器的效率及性能，就成为亟待攻克的技术难点。
[0004]现有的液冷散热装置的制造工艺通常是用各种型材经过切断、管接头外部焊接完成，并且现有方法制造的液冷散热装置或者散热封装的内部通道长，散热装置整体结构不尽理想，造成热源在散热装置内部循环欠佳、死角过多、防腐蚀效果差。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提出一种微电子器件的液冷散热封装装置，一方面能够杜绝冷却液渗漏，提升散热效果；另一方面可作为微电子器件的封装结构使用。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种微电子器件的液冷散热封装装置，包括底托、上盖和储液装置。所述底托由外向内依次包括非金属的外壳、非金属的导热层和金属腔；外壳是一个容器，顶部开口大于底部开口；导热层位于外壳内，底部具有向上的凹槽；金属腔位于外壳的底部开口和导热层的底部凹槽中，是一个导致的容器，用于倒扣包围微电子器件。所述上盖采用非金属材料，其下表面具有两个向下凸起，两个向下凸起之间形成一道沟槽；所述向下凸起与外壳相结合，所述沟槽与外壳和导热层之间形成一条液冷通道。所述储液结构包括环形的储液腔，其中存放有冷却液；储液腔的中间围出的孔套设在外壳的外围；储液腔的底部设有抽水泵，抽水泵连接进液管；与进液管相对设置有出液管，进液管、出液管分别连接液冷通道的两端；进液管、出液管上均设有密封圈。上述装置采用具有良好导热性能的金属腔和导热层，能够将微电子器件的热量快速的导出至液冷通道的位置；冷却液在液冷通道的流动，将微电子器件的热量快速带出。
[0007]可选地，所述外壳采用环氧树脂酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂和/或玻璃材料。所述导热层采用石墨和/或树脂材料。所述金属腔采用金、银、铜、镍、钯的任意一种或多种。
[0008]进一步地，所述外壳与导热层之间紧密相连。
[0009]进一步地，所述金属腔与导热层的底部凹槽之间紧密相连，所述金属腔与外壳的
底部开口之间紧密相连。
[0010]可选地，所述上盖采用环氧树脂酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂和/或玻璃材料。
[0011]优选地，所述上盖与外壳采用相同材料。
[0012]优选地，所述上盖通过激光烧蚀技术与外壳结合。或者所述上盖通过过渡材料，采用烧结技术与外壳结合。
[0013]进一步地，所述密封圈确保进液管与液冷通道的连接位置、出液管与液冷通道的连接位置的密封性。
[0014]本专利技术还公开了一种微电子器件的液冷散热封装装置的制造方法，包括如下步骤。步骤S11：对外壳材料的第一面进行刻蚀，形成第一腔体。步骤S12：在第一腔体内沉积金属材料，金属材料填满第一腔体。步骤S13：在第一腔体内去除多余的金属材料，剩余的金属材料保留在第一腔体的底部和侧壁作为金属腔。步骤S14：将外壳材料倒置后固定在临时载板上，外壳材料的第一面与临时载板贴合。步骤S15：对外壳材料的第二面进行刻蚀，刻蚀在露出金属腔后继续进行，形成第二腔体；第二腔体的面积和深度分别大于第一腔体的面积和深度；剩余的外壳材料作为外壳。步骤S16：在第二腔体内加入导热材料，待导热材料固化后磨平，剩余的导热材料作为导热层；然后去除临时载板；金属腔、外壳、导热层构成底托。步骤S17：将上盖与底托通过激光烧蚀方法结合，或者将上盖与底托通过过渡材料采用烧结方法结合。步骤S18：将环形的储液结构固定安装在外壳的外围。
[0015]本专利技术还公开了另一种微电子器件的液冷散热封装装置的制造方法，包括如下步骤。步骤S21：采用在第二面上具有第二腔体且底部较薄的外壳材料。步骤S22：在第二腔体内加入导热材料，待导热材料固化后磨平，剩余的导热材料作为导热层。步骤S23：将外壳材料倒置后放置在临时载板上，外壳材料的第二面与临时载板结合。步骤S24：刻蚀外壳材料的第一面和部分深度的导热层，形成第一腔体；第一腔体的面积和深度分别小于第二腔体的面积和深度；剩余的外壳材料作为外壳。步骤S25：在第一腔体内沉积金属材料，金属材料填满第一腔体；在第一腔体内去除多余的金属材料，剩余的金属材料保留在第一腔体的底部和侧壁作为金属腔；然后去除临时载板；金属腔、外壳、导热层构成底托。步骤S17：将上盖与底托通过激光烧蚀方法结合，或者将上盖与底托通过过渡材料采用烧结方法结合。步骤S18：将环形的储液结构固定安装在外壳的外围。
[0016]本专利技术取得的技术效果是：金属腔与导热层采用较大导热系数的材料，有利于提升散热效率；在散热方向上由内向外依次设有金属腔、导热层和外壳，液冷通道由上盖、导热层和外壳构成，显著增大了微电子器件的换热面积，因此能够明显提高换热效率。
附图说明
[0017]图1是本专利技术提出的微电子器件的液冷散热封装装置的局部结构示意图一（仅展示上盖和底托）。
[0018]图2是上盖的结构示意图。
[0019]图3是上盖的仰视示意图。
[0020]图4是图2中上盖的A
‑
A向剖面示意图。
[0021]图5是图2中上盖的B
‑
B向剖面示意图。
[0022]图6是底托的结构示意图。
[0023]图7是底托的俯视示意图。
[0024]图8是图6中底托的B
‑
B向剖面示意图。
[0025]图9是图1中上盖与底托的部分结构的重叠对应关系示意图。
[0026]图10是本专利技术提出的微电子器件的液冷散热封装装置的局部结构示意图二（仅展示储液结构）。
[0027]图11是本专利技术提出的微电子器件的液冷散热封装装置的整体结构的剖面示意图。
[0028]图12是本专利技术提出的微电子器件的液冷散热封装装置的制造方法的实施例一的流程示意图。
[0029]图13至图22是图12中各步骤的示意图。
[0030]图23是本专利技术提出的微电子器件的液冷散热封装装置的制造方法的实施例二的流程示意图。
[0031]图24至图28是图23中各步骤示意图。
[0032]图中附图标记说明：1为底托；11为金属腔；1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微电子器件的液冷散热封装装置，其特征是，包括底托、上盖和储液装置；所述底托由外向内包括非金属的外壳、非金属的导热层和金属腔；外壳是一个容器，顶部开口大于底部开口；导热层位于外壳内，底部具有向上的凹槽；金属腔位于外壳的底部开口和导热层的底部凹槽中，是一个倒置的容器，用于倒扣包围微电子器件；所述上盖采用非金属材料，其下表面具有两个向下凸起，两个向下凸起之间形成一道沟槽；所述向下凸起与外壳相结合，所述沟槽与外壳和导热层之间形成一条液冷通道；所述储液结构包括环形的储液腔，其中存放有冷却液；储液腔的中间围出的孔套设在外壳的外围；储液腔的底部设有抽水泵，抽水泵连接进液管；与进液管相对设置有出液管，进液管、出液管分别连接液冷通道的两端；进液管、出液管上均设有密封圈。2.根据权利要求1所述的微电子器件的液冷散热封装装置，其特征是，所述外壳采用环氧树脂酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂和/或玻璃材料；所述导热层采用石墨和/或树脂材料；所述金属腔采用金、银、铜、镍、钯的任意一种或多种。3.根据权利要求1所述的微电子器件的液冷散热封装装置，其特征是，所述外壳与导热层之间紧密相连。4.根据权利要求1所述的微电子器件的液冷散热封装装置，其特征是，所述金属腔与导热层的底部凹槽之间紧密相连，所述金属腔与外壳的底部开口之间紧密相连。5.根据权利要求1所述的微电子器件的液冷散热封装装置，其特征是，所述上盖采用环氧树脂酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂和/或玻璃材料。6.根据权利要求1所述的微电子器件的液冷散热封装装置，其特征是，所述上盖与外壳采用相同材料。7.根据权利要求1所述的微电子器件的液冷散热封装装置，其特征是，所述上盖通过激光烧蚀技术与外壳结合；或者所述上盖通过过渡材料采用烧结技术与外壳结合。8.根据权利要求1所述的微电子器件的液冷散热封装装置，其特征是，所述密封圈确保进液管与液冷通道的连接位置、出液管与液冷通...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈梓源，许明伟，樊晓兵，
申请(专利权)人：深圳市汇芯通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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