一种增强碳纤维热界面材料界面热传导的封装结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种增强碳纤维热界面材料界面热传导的封装结构，所述封装结构从上往下依次为均热板

【技术实现步骤摘要】
一种增强碳纤维热界面材料界面热传导的封装结构


[0001]本技术涉及半导体器件
，具体涉及一种增强碳纤维热界面材料界面热传导的封装结构
。

技术介绍

[0002]微电子封装技术不断发展，高密度的三维集成技术应用愈加广泛，由此带来的高热流密度环境对微电子封装的热管理带来极大考验，选择优异性能的热管理材料来增强电子器件散热能力成为重点
。
传统的硅油基热界面材料的热导率较低，仅有1‑
5W/(m
·
K)
，已经无法满足当前高频高功率芯片的散热需求
。
碳纤维纵向热导率极高，能达到
1200W/(m
·
K)
，使用碳纤维制备的热界面材料，如碳纤维导热垫片，其热导率能达到
100W/(m
·
K)。
虽然碳纤维热界面材料有着很高的热导率，但仍然无法满足封装散热要求，这主要的原因在于碳纤维热界面材料与芯片
、
碳纤维热界面材料与均热板之间仅有范德华力结合，且碳纤维热界面材料表面凹凸不平，仅有部分凸起的碳纤维能够与均热板或者芯片接触进行传热
。
弱的范德华力结合和仅有凸起碳纤维导热碳纤维参与热传导致热界面材料
/
芯片和热界面材料
/
均热板两个界面的界面热阻大，不利于界面热传输，引起封装温度过高
、
封装可靠性下降
。
[0003]现有技术中有使用铟来增强石墨烯热界面材料与芯片和石墨烯热热界面材料与均热板之间的界面热传导，封装时铟
(
熔点为
157℃)
会熔融，由于石墨烯表面为平面结构
(
如图2所示
)
，无法解决铟热界面材料在回流过程中的溢出问题，溢出的铟溅射到芯片附近的元器件上后会导致元器件短路或者失效
。

技术实现思路

[0004]鉴于目前存在的上述不足，本技术提供一种增强碳纤维热界面材料界面热传导的封装结构，具有封装效果好
、
高的热导率以及避免元器件短路或失效等优点
。
[0005]为了达到上述目的，本技术提供一种增强碳纤维热界面材料界面热传导的封装结构，所述封装结构从上往下依次为均热板
、
碳纤维导热垫片和芯片，所述均热板
/
碳纤维导热垫片与所述碳纤维导热垫片
/
芯片之间设有铟焊接层，所述碳纤维导热垫片的上下面均为不规则凹凸面
。
[0006]依照本技术的一个方面，所述均热板
/
芯片的近所述碳纤维导热垫片的一面设有镀层
。
[0007]依照本技术的一个方面，所述镀层分为两层，包括下层的钛
、
铬或镍和上层的金
、
银
、
铂或铜
。
[0008]依照本技术的一个方面，所述芯片的材质为硅；所述均热板的材质为铜
。
[0009]依照本技术的一个方面，所述铟焊接层通过物理气相沉积工艺设置在所述碳纤维导热垫片的两面上
。
[0010]依照本技术的一个方面，所述均热板的厚度为
0.2mm
‑
1.5mm。
[0011]依照本技术的一个方面，所述碳纤维导热垫片的厚度不超过
300um。
[0012]依照本技术的一个方面，所述铟焊接层的厚度为2‑
30um。
[0013]本技术的实施优点：
[0014]本技术提供了一种增强碳纤维热界面材料界面热传导的封装结构，所述封装结构从上往下依次为均热板
、
碳纤维导热垫片和芯片，所述均热板
/
碳纤维导热垫片与所述碳纤维导热垫片
/
芯片之间设有铟焊接层，所述碳纤维导热垫片的上下面均为不规则凹凸面
。
本技术的碳纤维导热垫片的表面为不规则凹凸面，可以承载在回流过程中熔化的铟，消除或者降低铟的溢出问题；本技术在均热板和碳纤维导热垫片之间以及碳纤维导热垫片和芯片之间加了铟焊接层，并通过铟将均热板
、
碳纤维导热垫片和芯片焊接起来，相对传统的封装结构，本申请的封装结构的界面热传导和可靠性显著提升，且封装工艺简单，便于量产封装产品，效率高
。
附图说明
[0015]图1为本申请实施例所述的增强碳纤维热界面材料界面热传导的封装结构的示意图；
[0016]图
2(a)
为本申请
技术介绍
所述的石墨烯的平面的
SEM
图；图
2(b)
为本申请
技术介绍
所述的石墨烯的侧面的
SEM
图；
[0017]图3为本申请实施例所述的碳纤维导热垫片的
SEM
图
。
[0018]附图说明：
1、
均热板；
2、
碳纤维导热垫片；
3、
芯片；
4、
铟焊接层
。
具体实施方式
[0019]为使本技术更加容易理解，下面结合具体实施例，进一步阐述本技术
。
应理解，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围
。
除非另有定义，下文所用专业术语和本领域专业技术人员所理解的含义一致；除非特殊说明，本文所涉及的原料
、
试剂均可从市场购买，或通过公知的方法制得
。
[0020]虽然碳纤维热界面材料有着很高的热导率，但仍然无法满足封装散热要求，这主要的原因在于碳纤维热界面材料与芯片
、
碳纤维热界面材料与均热板之间仅有范德华力结合，且碳纤维热界面材料表面凹凸不平，仅有部分凸起的碳纤维能够与均热板或者芯片接触进行传热
。
弱的范德华力结合和仅有凸起碳纤维导热碳纤维参与热传导致热界面材料
/
芯片和热界面材料
/
均热板两个界面的界面热阻大，不利于界面热传输，引起封装温度过高
、
封装可靠性下降
。
现有技术中有使用铟来增强石墨烯热界面材料与芯片和石墨烯热热界面材料与均热板之间的界面热传导，封装时铟
(
熔点为
157℃)
会熔融，由于石墨烯表面为平面结构
(
如图2所示
)
，无法解决铟热界面材料在回流过程中的溢出问题，溢出的铟溅射到芯片附近的元器件上后会导致元器件短路或者失效
。
[0021]为了解决上述问题，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种增强碳纤维热界面材料界面热传导的封装结构，其特征在于，所述封装结构从上往下依次为均热板
、
碳纤维导热垫片和芯片，所述均热板
/
碳纤维导热垫片与所述碳纤维导热垫片
/
芯片之间设有铟焊接层，所述碳纤维导热垫片的上下面均为不规则凹凸面
。2.
根据权利要求1所述的增强碳纤维热界面材料界面热传导的封装结构，其特征在于，所述均热板
/
芯片的近所述碳纤维导热垫片的一面设有镀层
。3.
根据权利要求2所述的增强碳纤维热界面材料界面热传导的封装结构，其特征在于，所述镀层分为两层，包括下层的钛
、
铬或镍和上层的金
、
银
、
铂或铜
。4.<...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕晓东，郑博宇，刘振，
申请(专利权)人：长沙安牧泉智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：