本发明专利技术涉及一种热沉结构及其制备方法和芯片封装结构。所述热沉结构包括热沉基材、第一金属层和第二金属层，热沉基材的材料为金刚石，第一金属层贴设于热沉基材的一侧，第二金属层贴设于热沉基材远离第一金属层的另一侧，第一金属层和第二金属层的硬度分别小于热沉基材的硬度，且第一金属层远离热沉基材的一面的第一粗糙度以及第二金属层远离热沉基材的一面的第二粗糙度分别小于或等于粗糙度阈值。本申请提供的热沉结构，采用金刚石作为热沉基材，并于金刚石两侧分别贴设第一金属层和第二金属层，提高了热沉结构的导热性能，并降低了热沉结构表面的磨抛加工难度。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及集成电路，特别是涉及一种热沉结构及其制备方法、芯片封装结构。
技术介绍
1、随着现代激光应用技术的不断发展与成熟，大功率光纤激光器（万瓦级、十万瓦级）及部分固体激光器乃至直接半导体激光器对核心激光器芯片的要求越来越高，尤其是对芯片的输出功率、光电转换效率等性能提出越来越高的要求，为满足使用要求，行业内一方面从新设计、新结构、新工艺等方面不断提升芯片本身性能，一方面针对芯片器件的散热问题提出种种改良方案以期取得突破。
2、针对大功率芯片器件的散热的问题，一般采用将芯片封装到热沉（heatsink）上，热沉一般由基材和基材两面的合金层组成，合金层上刻蚀不同的图形满足绝缘的要求。热沉基材主要作用是通过热传导将芯片工作中产生的热量传递到通水的金属底座上，从而使芯片能够在相对稳定的热状态下工作。目前产业化大批量使用的是aln陶瓷材料，导热率典型值为200w/(m·k)，但是采用aln陶瓷材料作为热沉基材的热沉结构已无法满足大功率器件的散热需求。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述问题，提供一种热沉结构及其制备方法、芯片封装结构，提高了热沉结构的导热性能，并降低了热沉结构表面的磨抛加工难度。
2、为了实现上述目的，第一方面，本申请提供了一种热沉结构，包括：
3、热沉基材，所述热沉基材的材料为金刚石；
4、第一金属层，贴设于所述热沉基材的一侧；
5、第二金属层，贴设于所述热沉基材远离所述第一金属层的另一侧；其中，
6、所述第一金属层和所述第二金属层的硬度分别小于所述热沉基材的硬度，且所述第一金属层远离所述热沉基材的一面的第一粗糙度以及所述第二金属层远离所述热沉基材的一面的第二粗糙度分别小于或等于粗糙度阈值。
7、在其中一个实施例中，所述第一金属层和所述第二金属层的材料包括铜，且所述第一金属层和所述第二金属层的含铜量分别大于预设阈值。
8、在其中一个实施例中，所述第一粗糙度和所述第二粗糙度分别小于或等于1微米。
9、在其中一个实施例中，所述热沉结构还包括：
10、第一过渡层，位于所述第一金属层远离所述热沉基材的一侧；
11、第三金属层，位于所述第一过渡层远离所述第一金属层的一侧；其中，所述第一金属层、所述第一过渡层和所述第三金属层内开设有贯穿至所述热沉基材的第一沟槽；
12、焊料层，位于所述第三金属层远离所述第一过渡层的一侧。
13、在其中一个实施例中，所述热沉结构还包括：
14、第二过渡层，位于所述第二金属层远离所述热沉基材的一侧；
15、第四金属层，位于所述第二过渡层远离所述第二金属层的一侧；其中，所述第二金属层、所述第二过渡层和所述第四金属层内开设有贯穿至所述热沉基材的第二沟槽。
16、第二方面，本申请提供了一种芯片封装结构，所述芯片封装结构包括：
17、如上述的热沉结构；
18、芯片，位于所述第一金属层远离所述热沉基材的一侧。
19、第三方面，本申请提供了一种热沉结构的制备方法，所述方法包括：
20、提供热沉基材，所述热沉基材的材料为金刚石；
21、于所述热沉基材的一侧贴设第一金属层；
22、于所述热沉基材远离所述第一金属层的另一侧贴设第二金属层；其中，所述第一金属层和所述第二金属层的硬度分别小于所述热沉基材的硬度；
23、对所述第一金属层和所述第二金属层分别进行打磨和抛光处理，以使所述第一金属层远离所述热沉基材的一面的第一粗糙度以及所述第二金属层远离所述热沉基材的一面的第二粗糙度分别小于或等于粗糙度阈值。
24、在其中一个实施例中，所述方法还包括：
25、于所述第一金属层远离所述热沉基材的一侧形成第一过渡层；
26、于所述第一过渡层远离所述第一金属层的一侧形成第三金属层；
27、于所述第三金属层远离所述第一过渡层的一侧形成第一掩膜层，以覆盖部分所述第三金属层；
28、采用激光切割技术，去除所述第一掩膜层未覆盖区域内的部分所述第一金属层、部分所述第一过渡层和部分所述第三金属层，以于所述第一金属层、所述第一过渡层和所述第三金属层内形成贯穿至所述热沉基材的第一沟槽；
29、去除所述第一掩膜层，并于所述第三金属层远离所述第一过渡层的一侧形成焊料层。
30、在其中一个实施例中，所述方法还包括：
31、于所述第二金属层远离所述热沉基材的一侧形成第二过渡层；
32、于所述第二过渡层远离所述第二金属层的一侧形成第四金属层；
33、于所述第四金属层远离所述第一过渡层的一侧形成第二掩膜层，以覆盖部分所述第四金属层；
34、采用激光切割技术，去除所述第二掩膜层未覆盖区域内的部分所述第二金属层、部分所述第二过渡层和部分所述第四金属层，以于所述第二金属层、所述第二过渡层和所述第四金属层内形成贯穿至所述热沉基材的第二沟槽；
35、去除所述第二掩膜层。
36、在其中一个实施例中，所述方法还包括：
37、采用激光切割技术对所述热沉结构进行切割，以获取多个子热沉结构；其中，所述子热沉结构包括一次层叠设置的所述第二金属层、所述热沉基材和所述第一金属层。
38、上述热沉结构及其制备方法、芯片封装结构，其中，热沉结构包括热沉基材、第一金属层和第二金属层，其中，热沉基材的材料为金刚石，第一金属层贴设于热沉基材的一侧，第二金属层贴设于热沉基材远离第一金属层的另一侧，第一金属层和第二金属层的硬度分别小于热沉基材的硬度，且第一金属层远离热沉基材的一面的第一粗糙度以及第二金属层远离热沉基材的一面的第二粗糙度分别小于或等于粗糙度阈值，由于金刚石具有较高的导热率，因此采用金刚石作为热沉基材能够有效地提高热沉结构的导热性能，此外，由于第一金属层和第二金属层的硬度均小于金刚石的硬度，因此，通过在热沉基材金刚石的双侧分别贴设第一金属层和第二金属层，可以避免对金刚石直接进行打磨和抛光处理，在满足热沉结构表面粗糙度要求的情况下，降低了打磨抛光加工难度，也降低了制备成本。
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【技术保护点】
1.一种热沉结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的热沉结构，其特征在于，所述第一金属层和所述第二金属层的材料包括铜，且所述第一金属层和所述第二金属层的含铜量分别大于预设阈值。
3.根据权利要求1所述的热沉结构，其特征在于，所述第一粗糙度和所述第二粗糙度分别小于或等于1微米。
4.根据权利要求1所述的热沉结构，其特征在于，所述热沉结构还包括：
5.根据权利要求1所述的热沉结构，其特征在于，所述热沉结构还包括：
6.一种芯片封装结构，其特征在于，所述芯片封装结构包括：
7.一种热沉结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
【技术特征摘要】
1.一种热沉结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的热沉结构，其特征在于，所述第一金属层和所述第二金属层的材料包括铜，且所述第一金属层和所述第二金属层的含铜量分别大于预设阈值。
3.根据权利要求1所述的热沉结构，其特征在于，所述第一粗糙度和所述第二粗糙度分别小于或等于1微米。
4.根据权利要求1所述的热沉结构，其特征在于，所述热沉结构还包括：
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：王威，安海岩，安宇同，
申请(专利权)人：武汉锐晶激光芯片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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