System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种具高效散热封装的积体电路元件制造技术_技高网

一种具高效散热封装的积体电路元件制造技术

技术编号:41317842 阅读:2 留言:0更新日期:2024-05-13 14:58
一种具高效散热封装的积体电路元件,包含有一电路基板、M个晶片以及一封装构件,电路基板具有一上基板表面,M个晶片设置于电路基板的上基板表面,每一晶片分别具有一晶片表面,封装构件包含一壳体、N个具两相流循环的蒸气腔元件、P个输入管以及Q个输出管,壳体具有一热交换腔体以及N个下开孔洞,P个输入管以及Q个输出管连通热交换腔体,N个具两相流循环的蒸气腔元件分别对应N个下不孔洞,每一蒸气腔元件包含一冷凝端以及一吸热端,冷凝端透过对应的下开孔洞贯穿壳体,使得冷凝端设置于热交换腔体内,并且吸热端设置于热交换腔体的外部。其中,每一晶片的晶片表面接触蒸气腔元件的吸热端,以及热交换腔体内可用以设置一冷却液体。相较于习知技术,本发明专利技术具高效散热封装的积体电路元件具有极佳的散热效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术系关于一种积体电路元件,尤其是指一种具高效散热功能封装的高功率积体电路元件。


技术介绍

1、通常情况下,半导体晶片的计算速度越快其性能越是强大,但晶片的发热量也大增。如果不能有效地将晶片的热量散出,可能造成晶片超温,进而导致晶片降频工作甚至烧毁。由于电动车的普及,动力电池快充快放的需求,并且对于车载igbt功率晶片的散热需求遽增,自动驾驶功能也需要高运算能力的晶片,再加上云端运算,数据中心服务器的cpu功率亦屡屡升高,单颗封装的功率ic已达500w或700w,甚至将会有超过1000w的产品设计需求。

2、习知用于半导体晶片的散热技术通常是利用晶片的封装外壳紧贴着一个外挂的热散器,将晶片产生的热传导至散热器,再由风冷或水冷的方式进行散热。在习知技术中,封装的积体电路元件与散热器是两个独立的器件。当热量在两个器件之间传导时,往往存在层层的介面热阻。一旦ic功率很大时,即使热阻微量的增加皆会造成晶片很大的温升值。

3、因此,为了解决习知技术的问题,有必要从晶片封装上进行改良,破除积体电路元件与散热器之间多余的介面及热阻,以突破高运算能力ic的功率限制。


技术实现思路

1、有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种具高效散热封装的积体电路元件,其结构简单,将散热器与晶片及电路板整合在一起,成为一个独立的积体电路元件,利用蒸气腔两相流循环的高效热传导并与冷却液的高效热交换,以解决习知技术的问题。

2、为实现上述目的,本专利技术公开了一种具高效散热封装的积体电路元件,其特征在于包含有:

3、一电路基板,具有一上基板表面;

4、m个晶片,设置于该电路基板的该上基板表面,每一晶片分别具有一晶片表面;

5、一封装构件,包含一壳体、n个具两相流循环的蒸气腔元件、p个输入管以及q个输出管,该壳体具有一热交换腔体以及n个下开孔洞,该p个输入管以及该q个输出管连通该热交换腔体,该n个具两相流循环的蒸气腔元件分别对应该n个下开孔洞,每一蒸气腔元件包含一冷凝端以及一吸热端,该冷凝端透过对应的下开孔洞贯穿该壳体,使得该冷凝端设置于该热交换腔体内,并且该吸热端设置于该热交换腔体的外部;

6、其中,每一晶片的该晶片表面接触该蒸气腔元件的吸热端,该热交换腔体内设置一冷却液体,以及m、n、p、q均为大于等于1的自然数。

7、其中,该吸热端与该晶片表面接触之间涂有一层导热的介面材料。

8、其中,每一蒸气腔元件为一三维蒸气腔元件,进一步包含有:

9、一上盖,具有一管体、一上外表面以及一上内表面,该管体具有一管体空腔以及一管体内表面;

10、一下盖,匹配该上盖并且具有一下外表面以及一下内表面,当该下盖封合于该上盖时,该管体空腔形成一密闭气腔;

11、一毛细结构,连续设置于该上内表面、该管体内表面以及该下内表面;以及

12、一工作流体,设置于该密闭气腔中。

13、其中,该下盖的一下外表面具有一凹槽结构,用以容置该晶片并具有一凹槽表面,以使该晶片表面接触该下盖的该下外表面的该凹槽表面。

14、其中,该凹槽结构对应的该下内表面上所设置的该毛细结构的厚度大于其它该下内表面上所设置的该毛细结构的厚度。

15、其中,该壳体的每一下开孔洞具有相互贯通的一第一孔洞及一第一凹槽,该第一凹槽容置该蒸气腔元件的该下盖以及设有该晶片的该电路基板,以及该蒸气腔元件的上盖的管体经由该第一凹槽以及该第一孔洞贯穿该壳体,以使得该管体设置于该热交换腔体内。

16、其中,该壳体包含有一底板,该底板包含有一第一金属层以及一第二金属层,该第一金属层设置在该第二金属层上,该第一金属层具有该第一孔洞并用以接触该上盖的该上外表面以及该管体的一管体外表面,以及该第二金属层具有该第一凹槽以容置该下盖。

17、其中,该壳体具有一下壳体表面,该电路基板具有一下基板表面,以及该下壳体表面与该下基板表面系呈现为一平整面。

18、其中,每一蒸气腔元件包含有r个散热鳍片耦接该冷凝端,其中r为大于等于1的自然数,并且散热鳍片为薄型均温板元件。

19、其中,该第一凹槽包含一第二凹槽以及一第三凹槽,该第二凹槽用以容置该蒸气腔元件的该下盖,该第三凹槽用以容置设有该晶片的该电路基板,该电路基板具有至少一锁固孔洞,以使该电路基板透过对应的至少一螺丝固定该壳体位于该第三凹槽中的该下壳体表面上。

20、综上所述,本专利技术提供一种具高效散热封装的积体电路元件,将散热机构与承载着晶片的电路基板整合在一积体电路元件中,利用将晶片的晶片表面接触蒸气腔元件的吸热端,由透过具两相流循环的蒸气腔元件的冷凝端直接与热交换腔体中的冷却液体进行热交换,减少习知ic封装技术晶芯与散热器之间热传导的层层热阻,并利用蒸气腔下盖的下内表面上毛细结构中的液体瞬间气化为蒸气释放潜热并与热交换腔体内的冷却液进行高效热交换,进而提升本专利技术具高效散热封装的积体电路元件的散热效率。

21、此外,本专利技术具高效散热封装的积体电路元件可利用将设有晶片的电路基板透过螺丝而固定于壳体的下壳体表面上,仅让电路板对外电连接的接脚露出下壳体表面,由螺丝锁紧可增加晶片与蒸气腔元件的下盖的下外表面的接触压力,进而降低接触热阻以提供整个积体电路元件的散热效率。此外,本专利技术具高效散热封装的积体电路元件,可透过散热鳍片以及设置于散热鳍片上的微流道增加冷凝端与冷却液体之间的接触面积,进而提升散热效率。此散热鳍片亦可以由薄型均温板制成,加强散热鳍片的热传导能力。再者,本专利技术具高效散热封装的积体电路元件,亦可透过三维蒸气腔元件的完整且连续的毛细结构,让液相工作流体能够顺利且快速地由冷凝端回流至吸热端以再次吸取晶片所产生的热能,让液态工作流体进行相变释放潜热,进而提升三维蒸气腔元件中两相流循环的效率。最后,本专利技术具高效散热封装的积体电路元件也可以是多晶片模组封装,透过多个蒸气腔元件分别接触多个晶片并且于同一个壳体的热交换腔体中进行散热,进而提升散热效率。

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【技术保护点】

1.一种具高效散热封装的积体电路元件,其特征在于包含有:

2.如权利要求1所述的具高效散热封装的积体电路元件,其特征在于,该吸热端与该晶片表面接触之间涂有一层导热的介面材料。

3.如权利要求1所述的具高效散热封装的积体电路元件,其特征在于,每一蒸气腔元件为一三维蒸气腔元件,进一步包含有:

4.如权利要求3所述的具高效散热封装的积体电路元件,其特征在于,该下盖的一下外表面具有一凹槽结构,用以容置该晶片并具有一凹槽表面,以使该晶片表面接触该下盖的该下外表面的该凹槽表面。

5.如权利要求4所述的具高效散热封装的积体电路元件,其特征在于,该凹槽结构对应的该下内表面上所设置的该毛细结构的厚度大于其它该下内表面上所设置的该毛细结构的厚度。

6.如权利要求3所述的具高效散热封装的积体电路元件,其特征在于,该壳体的每一下开孔洞具有相互贯通的一第一孔洞及一第一凹槽,该第一凹槽容置该蒸气腔元件的该下盖以及设有该晶片的该电路基板,以及该蒸气腔元件的上盖的管体经由该第一凹槽以及该第一孔洞贯穿该壳体,以使得该管体设置于该热交换腔体内。

>7.如权利要求6所述的具高效散热封装的积体电路元件,其特征在于,该壳体包含有一底板,该底板包含有一第一金属层以及一第二金属层,该第一金属层设置在该第二金属层上,该第一金属层具有该第一孔洞并用以接触该上盖的该上外表面以及该管体的一管体外表面,以及该第二金属层具有该第一凹槽以容置该下盖。

8.如权利要求6所述的具高效散热封装的积体电路元件,其特征在于,该壳体具有一下壳体表面,该电路基板具有一下基板表面,以及该下壳体表面与该下基板表面呈现为一平整面。

9.如权利要求1所述的具高效散热封装的积体电路元件,其特征在于,每一蒸气腔元件包含有R个散热鳍片耦接该冷凝端,其中R为大于等于1的自然数,并且散热鳍片为薄型均温板元件。

10.如权利要求6所述的具高效散热封装的积体电路元件,其特征在于,该第一凹槽包含一第二凹槽以及一第三凹槽,该第二凹槽用以容置该蒸气腔元件的该下盖,该第三凹槽用以容置设有该晶片的该电路基板,该电路基板具有至少一锁固孔洞,以使该电路基板透过对应的至少一螺丝固定该壳体位于该第三凹槽中的该下壳体表面上。

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【技术特征摘要】

1.一种具高效散热封装的积体电路元件,其特征在于包含有:

2.如权利要求1所述的具高效散热封装的积体电路元件,其特征在于,该吸热端与该晶片表面接触之间涂有一层导热的介面材料。

3.如权利要求1所述的具高效散热封装的积体电路元件,其特征在于,每一蒸气腔元件为一三维蒸气腔元件,进一步包含有:

4.如权利要求3所述的具高效散热封装的积体电路元件,其特征在于,该下盖的一下外表面具有一凹槽结构,用以容置该晶片并具有一凹槽表面,以使该晶片表面接触该下盖的该下外表面的该凹槽表面。

5.如权利要求4所述的具高效散热封装的积体电路元件,其特征在于,该凹槽结构对应的该下内表面上所设置的该毛细结构的厚度大于其它该下内表面上所设置的该毛细结构的厚度。

6.如权利要求3所述的具高效散热封装的积体电路元件,其特征在于,该壳体的每一下开孔洞具有相互贯通的一第一孔洞及一第一凹槽,该第一凹槽容置该蒸气腔元件的该下盖以及设有该晶片的该电路基板,以及该蒸气腔元件的上盖的管体经由该第一凹槽以及该第一孔洞贯穿该壳体,以使得该管体设置于该热交换...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈振贤
申请(专利权)人:广州力及热管理科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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