一种半导体散热结构、散热盖体、封装结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种半导体散热结构、散热盖体、封装结构及其制备方法，该半导体散热结构与半导体器件接触，包括散热基体，散热基体的底面接触半导体器件；散热基体内包含至少一个中空腔体；至少在散热基体底面的内表面设置纳米颗粒层，纳米颗粒层附着并填充相变散热液，相变散热液在中空腔体内进行液相

【技术实现步骤摘要】
一种半导体散热结构、散热盖体、封装结构及其制备方法


[0001]本专利技术属于集成电路领域，涉及半导体器件的散热，尤其涉及一种半导体散热结构、散热盖体、封装结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着集成电路技术的不断进步和工业应用需求的不断提高，电子信息产业蓬勃迅速发展，各种电子产品不断涌现，电子产品的运行频率越来越高，其单位时间内产生的热量越多，热量累积将引起温度升高，从而导致其产品的运行性能包括稳定性下降，必需及时地将其产生的热量散发出去，因此散热器则成为了电子产品必不可少的元件。
[0003]传统的散热器多为固定在芯片封装壳体外的额外结构，如散热鳍片、风扇、具有流体通道的散热器等。现有散热器一般为实心结构，散热较慢，高度较高，因此无法满足电子产品日益小型化的要求。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种半导体散热结构、散热盖体、封装结构及其制备方法：
[0005]一种半导体散热结构，所述散热结构与半导体器件接触，
[0006]所述散热结构包括散热基体，所述散热基体的底面接触所述半导体器件；
[0007]所述散热基体内包含至少一个中空腔体；
[0008]至少在所述散热基体底面的内表面设置纳米颗粒层，所述纳米颗粒层附着并填充相变散热液，所述相变散热液在所述中空腔体内进行液相
‑
气相的反复转换。
[0009]进一步地，所述中空腔体内还包括一个或多个固定在所述散热基体的所述底面上的纳米鳍结构，所述纳米鳍结构外表面设置所述纳米颗粒层，所述纳米颗粒层附着所述相变散热液。
[0010]进一步地，所述纳米鳍结构包括纳米柱、纳米片、纳米墙中的一种或多种结构。
[0011]进一步地，还包括，在所述散热基体的侧壁或顶面中一个或多个内表面设置所述纳米颗粒层，所述纳米颗粒层附着所述相变散热液。
[0012]进一步地，所述纳米颗粒层包括钛纳米颗粒、钛氧化物纳米颗粒、钛
‑
钛氧化物纳米颗粒、铜纳米颗粒、铜
‑
铜氧化物纳米颗粒、镍纳米颗粒或镍
‑
镍氧化物纳米颗粒中的任一种或至少两种的组合。
[0013]进一步地，所述相变散热液包括水、甲醇、乙醇、丙酮、全氟己烷、三氯三氟乙烷、汞、乙二醇或异丙醇中的任一种或至少两种的组合。
[0014]进一步地，所述纳米颗粒层的孔隙率低于40％，所述纳米颗粒的粒径小于等于100μm。
[0015]进一步地，所述散热结构还包括固定在所述散热基体顶面外表面上的多个散热鳍片，所述散热鳍片设置在所述中空腔体的对应位置。
[0016]一种半导体散热盖体，所述散热盖体盖设在半导体器件上，所述半导体器件预先固定在支撑结构上，
[0017]所述散热盖体包括中央部分和四周部分，所述四周部分延伸至所述支撑结构的四周，并与所述支撑结构结合固定；
[0018]所述散热盖体的所述中央部分包括散热基体，所述散热基体的底面接触所述半导体器件；
[0019]所述散热基体内包含至少一个中空腔体；
[0020]至少在所述散热基体底面的内表面设置纳米颗粒层，所述纳米颗粒层内附着并填充相变散热液，所述相变散热液在所述中空腔体内进行液相
‑
气相的反复转换。
[0021]进一步地，所述中空腔体内还包括一个或多个固定在所述散热基体的所述底面上的纳米鳍结构，所述纳米鳍结构外表面设置所述纳米颗粒层，所述纳米颗粒层附着所述相变散热液。
[0022]进一步地，所述纳米鳍结构包括纳米柱、纳米片、纳米墙中的一种或多种结构。
[0023]进一步地，所述散热基体的侧壁或顶面中一个或多个的内表面设置所述纳米颗粒层，所述纳米颗粒层附着相变散热液。
[0024]进一步地，所述纳米颗粒层包括钛纳米颗粒、钛氧化物纳米颗粒、钛
‑
钛氧化物纳米颗粒、铜纳米颗粒、铜
‑
铜氧化物纳米颗粒、镍纳米颗粒或镍
‑
镍氧化物纳米颗粒中的任一种或至少两种的组合。
[0025]进一步地，所述相变散热液包括水、甲醇、乙醇、丙酮、全氟己烷、三氯三氟乙烷、汞、乙二醇或异丙醇中的任一种或至少两种的组合。
[0026]进一步地，所述纳米颗粒的孔隙率低于40％，所述纳米颗粒的粒径小于等于100μm。
[0027]进一步地，还包括固定在所述散热盖体顶面外表面上的散热鳍片，所述散热鳍片与所述散热基体内的所述中空腔体对应设置。
[0028]一种半导体散热结构的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0029]散热基材加工步骤，包括在所述散热基材的一表面至少部分区域设置纳米颗粒层，所述纳米颗粒层附着并填充相变散热液；
[0030]然后，进行散热基材整形步骤，包括将所述散热基材弯折或拼接形成密封的散热基体，所述散热基体内包含至少一个中空腔体，所述纳米颗粒层至少设置在所述散热基体底面的内表面，形成所述半导体散热结构；
[0031]然后，将所述散热基体的底面接触半导体器件，使得所述相变散热液在所述中空腔体内进行液相
‑
气相的反复转换。
[0032]进一步地，所述散热基材加工步骤包括将纳米颗粒附着至所述散热基材的所述表面的所述区域上，
[0033]再对所述纳米颗粒进行烧结或镀设包裹层，所述包裹层布设在所述区域表面并包裹所述纳米颗粒。
[0034]进一步地，所述散热基材加工步骤包括在所述散热基材的部分区域表面设置纳米鳍结构。
[0035]进一步地，所述纳米鳍结构设置为纳米柱、纳米片、纳米墙中的一种或多种形貌。
[0036]进一步地，所述纳米颗粒层表面的纳米颗粒包括钛纳米颗粒、钛氧化物纳米颗粒、钛
‑
钛氧化物纳米颗粒、铜纳米颗粒、铜
‑
铜氧化物纳米颗粒、镍纳米颗粒或镍
‑
镍氧化物纳米颗粒中的任一种或至少两种的组合；所述纳米颗粒的孔隙率低于40％，所述纳米颗粒的粒径小于等于100μm。
[0037]进一步地，所述散热基材加工步骤还包括，在设置所述纳米颗粒层之后，将相变散热液填充至所述纳米颗粒层内；所述相变散热液包括水、甲醇、乙醇、丙酮、全氟己烷、三氯三氟乙烷、汞、乙二醇或异丙醇中的任一种或至少两种的组合。
[0038]进一步地，所述散热基材整形步骤还包括，在形成所述散热结构后，对所述散热基体的四周进行整形处理以减小厚度，并在所述散热基体的底面的外表面与支撑框体结合，形成散热盖体。
[0039]进一步地，所述散热基材整形步骤还包括，在形成所述散热结构后，对所述散热基体的四周进行整形处理以减小厚度，并对所述四周部分进行弯折整形成支撑部，形成散热盖体。
[0040]进一步地，还包括固定多个散热鳍片的步骤，所述散热鳍片设置在所述中空腔体的对应位置，
[0041]所述固定多个散热鳍片的步骤，设置在所述散热基材加工步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体散热结构，所述散热结构与半导体器件接触，其特征在于，所述散热结构包括散热基体，所述散热基体的底面接触所述半导体器件；所述散热基体内包含至少一个中空腔体；至少在所述散热基体底面的内表面设置纳米颗粒层，所述纳米颗粒层附着并填充相变散热液，所述相变散热液在所述中空腔体内进行液相
‑
气相的反复转换。2.如权利要求1所述的半导体散热结构，其特征在于，所述中空腔体内还包括一个或多个固定在所述散热基体的所述底面上的纳米鳍结构，所述纳米鳍结构外表面设置所述纳米颗粒层，所述纳米颗粒层附着所述相变散热液。3.如权利要求2所述的半导体散热结构，其特征在于，所述纳米鳍结构包括纳米柱、纳米片、纳米墙中的一种或多种结构。4.如权利要求1所述的半导体散热结构，其特征在于，还包括，在所述散热基体的侧壁或顶面中一个或多个内表面设置所述纳米颗粒层，所述纳米颗粒层附着所述相变散热液。5.如权利要求1
‑
4中任一项所述的半导体散热结构，其特征在于，所述纳米颗粒层包括钛纳米颗粒、钛氧化物纳米颗粒、钛
‑
钛氧化物纳米颗粒、铜纳米颗粒、铜
‑
铜氧化物纳米颗粒、镍纳米颗粒或镍
‑
镍氧化物纳米颗粒中的任一种或至少两种的组合。6.如权利要求1
‑
4中任一项所述的半导体散热结构，其特征在于，所述相变散热液包括水、甲醇、乙醇、丙酮、全氟己烷、三氯三氟乙烷、汞、乙二醇或异丙醇中的任一种或至少两种的组合。7.如权利要求5所述的半导体散热结构，其特征在于，所述纳米颗粒层的孔隙率低于40％，所述纳米颗粒的粒径小于等于100μm。8.如权利要求1所述的半导体散热结构，其特征在于，所述散热结构还包括固定在所述散热基体顶面外表面上的多个散热鳍片，所述散热鳍片设置在所述中空腔体的对应位置。9.一种半导体散热盖体，所述散热盖体盖设在半导体器件上，所述半导体器件预先固定在支撑结构上，其特征在于，所述散热盖体包括中央部分和四周部分，所述四周部分延伸至所述支撑结构的四周，并与所述支撑结构结合固定；所述散热盖体的所述中央部分包括散热基体，所述散热基体的底面接触所述半导体器件；所述散热基体内包含至少一个中空腔体；至少在所述散热基体底面的内表面设置纳米颗粒层，所述纳米颗粒层内附着并填充相变散热液，所述相变散热液在所述中空腔体内进行液相
‑
气相的反复转换。10.如权利要求9所述的半导体散热盖体，其特征在于，所述中空腔体内还包括一个或多个固定在所述散热基体的所述底面上的纳米鳍结构，所述纳米鳍结构外表面设置所述纳米颗粒层，所述纳米颗粒层附着所述相变散热液。11.如权利要求10所述的半导体散热盖体，其特征在于，所述纳米鳍结构包括纳米柱、纳米片、纳米墙中的一种或多种结构。12.如权利要求9所述的半导体散热盖体，其特征在于，所述散热基体的侧壁或顶面中一个或多个的内表面设置所述纳米颗粒层，所述纳米颗粒层附着相变散热液。13.如权利要求9
‑
12中任一项所述的半导体散热盖体，其特征在于，所述纳米颗粒层包
括钛纳米颗粒、钛氧化物纳米颗粒、钛
‑
钛氧化物纳米颗粒、铜纳米颗粒、铜
‑
铜氧化物纳米颗粒、镍纳米颗粒或镍
‑
镍氧化物纳米颗粒中的任一种或至少两种的组合。14.如权利要求9
‑
12中任一项所述的半导体散热盖体，其特征在于，所述相变散热液包括水、...

【专利技术属性】
技术研发人员：华菲，金英镇，
申请(专利权)人：宁波施捷电子有限公司，
类型：发明
国别省市：