集成电路散热装置制造方法及图纸

公开了一种集成电路散热装置，包括设有输入口和输出口的微通道，所述微通道中设置阻挠体。本发明专利技术中，由于在微通道中设置了阻挠体，因而可以阻碍降低微通道中流体的流速，从而可以带走更多的热。

【技术实现步骤摘要】
集成电路散热装置
本专利技术涉及微电子封装技术，MEMS技术以及三维集成
，具体是一种集成电路散热装置。
技术介绍
随着微电子芯片高速度、高密度、高性能的发展，热管理成了微系统封装中的一个非常重要的问题，所以集成电路中的散热问题在许多计算机应用中是很重要的。在高性能计算机器中，例如服务器、大型机和超级电脑，多芯片组件的散热效率将会直接影响计算机的设计和操作性能。芯片的热量是由电流流经电阻产生的。电阻生热是由芯片上信号沿着金属线进行传输和功率传送的过程产生，也会由个体晶体管偏置电流通过集成电路衬底泄漏和晶体管电平转换过程中产生。另一种热量的产生发生在多芯片组件或与母板之间进行信号和功率传递的导线电阻上。集成电路中的散热一般是通过芯片向一个具有高导热系数的热扩散器来传递，最终通过大表面积的散热片消散于对流气体中。为了增强散热效果，对流气流可能被冷却，其中集成电路通过流体管道进行液体散热成为现在芯片封装系统热管理的热点。多芯片组件一般由多层内嵌互连网络的电绝缘材料组成，绝缘材料通常是陶瓷。高性能多芯片组件一般可以包含80～120层金属和电绝缘层，6～8厘米厚。陶瓷电气绝缘材料的导热系数相当于硅的1/30，铜的1/80。集成电路芯片通常连接到芯片表面二维布置的电连接凸点上。多芯片组件结构一般包括垂直连接的衬底，和通过凸点连接的集成电路芯片。由此形成的结构通常被称为“叠层”。多个“叠层”和单一的集成电路芯片也可以被连接到凸点上，在传统的二维布置的多芯片组件表面之上，除非实施适当的冷却措施，否则多个芯片堆叠将会由于热累积而带来芯片温度的不断升高。因此，高性能计算机系统在实现向多芯片组件提供必要的互连网络布线密度的同时，仅仅依靠芯片的传统的散热方法，很难达到其设计性能的满足。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种散热效果更好的集成电路散热装置。根据本专利技术的一个方面提出一种集成电路散热装置，包括设有输入口和输出口的微通道，所述微通道中设置阻挠体。其中，所述阻挠体是多个，且该多个阻挠体在所述微通道中非均匀分布。其中，所述阻挠体相对于所述微通道的流体流动方向垂直设置或逆向设置。其中，所述阻挠体的阻挠面相对于所述微通道的流体流动方向垂直设置或逆向设置。其中，还包括所述微通道的输入口处设置连接结构，该连接结构的一端开口，另一端与所述微通道的输入口连通，并且该连接结构与所述微通道的接合处设置密封结构。其中，所述微通道的输出口处设置连接结构，该连接结构的一端开口，另一端与所述微通道的输出口连通，并且该连接结构与所述微通道的接合处设置密封结构。其中，所述阻挠体为设置于所述微通道内的凸点。其中，所述阻挠体为导电材料，其两端电连接所述微通道外的待连接部分。其中，所述微通道中流体的流动速度为大于等于0.1马赫且小于等于0.5马赫。其中，流体输入该散热装置的输入压力大于等于2bar且小于等于11bar。其中，所述微通道设置于多芯片组件的层叠结构中。本专利技术提出的集成电路散热装置可提高集成电路的散热效率。附图说明图1是包含本专利技术集成电路散热装置的散热系统的一个实施例剖视示意图；图2是图1所示实施例中夹层金属基板的制作过程A-H步的流程图；图3是接续图2I-N步的流程图；图4是包含本专利技术集成电路散热装置的散热系统的另一个实施例示意图；图5是包含本专利技术集成电路散热装置的散热系统的第三个实施例的示意图；图6是包含本专利技术集成电路散热装置的散热系统的第四个实施例的示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的，技术方案和优点描述的更清晰，以下结合具体的实例及附图加以说明。本专利技术中所描述的多芯片组件不同于现有的多芯片组件模型，它不但提供了一个电互连网络，而且还提供多芯片组件以及连接多芯片组件的集成电路散热结构。本专利技术中的多芯片组件模型利用在微通道中流动的可压缩流体，并通过结构控制流体的流速进行散热。同时本专利技术中的多芯片组件结构也通过高热导率材料形成的流体通道对封装系统中的热进行管理。另外，还可以通过在外部增加与内部流道耦合的不可压缩流体的通道或者添加其他类型的冷却方式对系统进行散热。另外本专利技术所描述的方法、材料以及制作工艺也可以应用于单一集成电路和单个芯片模型中的散热。本专利技术主要应用于高密度的电连接网络(包括路由集成电路和开关集成电路)，比如多核的处理器以及内存电路。多芯片组件是用来传送集成电路裸片之间电子信号、电信号和地信号，这些集成电路的裸片主要是用来执行特定的功能，比如逻辑比较，加法，存储器，开关以及路由的数字信号。在正常工作状态下，每一个集成电路都产生一定量热，这些热量主要是由电流通路材料的电阻所产生的。如果热量不能高速向外界进行散发，那么集成电路的温度就会不断的上升，在某些温度下集成电路的工作将受到不利的影响。因此散热对于集成电路变得非常重要，本专利技术为集成电路和多芯片组件的整体系统提供比较高的散热速率，主要是因为这种结构能够带走尽可能靠近热源的热量。在当今科技中，为了减少热阻，裸片已经被减的很薄。现在主要应用的是在裸片的背部通过热导的方式进行散热，在裸片的前面一般采用陶瓷基片或者密封材料。热传导主要是通过密封材料和与接线网络相连接的嵌入到陶瓷的金属进行，其中陶瓷基片材料的导热系数与玻璃和陶瓷基片内的冷却通道材料导热系数比较接近。在陶瓷基板材料内的微通道冷却将很难获得比较好的散热效果，主要是由于陶瓷材料本身的热导率很小。因此尽可能的接近晶体管的发热源和尽可能高效的散热是非常有必要的。为了达到这一目的，本专利技术中提出了多芯片组件散热结构，该散热结构尽可能的接近集成电路的晶体管层，并通过采用具有高热导率的混合材料以及通过直接在多芯片组件的内部进行散热的方式进行散热。图1为包含本专利技术集成电路散热装置的散热系统的一个实施例剖视示意图。本专利技术集成电路散热装置的散热系统包括三层基板结构，分别为上层基板150、夹层基板170和下层基板180。为了更加清晰的阐述，在这里基板结构上面的其他附加层被忽略。并且，相邻基板间形成了用于供流体通过而散热的微通道165。这三个基板结构包含了两类不同热导率的材料，上层基板150和下层基板180使用的是半导体基板，夹层基板170使用的是金属基板。在三个基板的上表面均分布有包含有内置金属导线网络的绝缘层120。其中，绝缘层120中的导线132和导线柱130组成导线网络。该导线网络也作为相应导电通路的一部分，这部分导电通路与对应基板中设置的电连接通孔140、190或155中的导电体共同构成与基板对应的导电通路。并且，对于上层基板来说，其导电通路还包括在绝缘层120与基板150之间的凸点135，目的是实现绝缘层120中导线在分布层与基板150的电连接通孔140中导电体的电连接。而且，在绝缘层120的上表面，也就是上层基板整个导电通路的上端也设有凸点125，其作用实现与集成电路裸片115和105电连接。其中，集成电路105也可能是有多层堆叠的集成电路110。而在基板150的下表面，也就是上层基板导电通路的下端，在微通道165中设有凸点145。该凸点145提供了通道的空间，提供了通过微通道的导热途径，调节流体的平均流速，并且也提供了穿过微通道165的电连接。同理，在夹层基板与下层基板的之间的微通道165也设有凸点145，而绝缘层1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成电路散热装置，包括设有输入口和输出口的微通道，所述微通道中设置阻挠体，所述阻挠体为设置于所述微通道内的凸点；所述阻挠体为导电材料，其两端电连接所述微通道外的待连接部分；所述微通道中流体的流动速度为大于等于0.1马赫且小于等于0.5马赫；所述散热装置输入的流体的压力大于等于2bar且小于等于11bar；其特征在于，所述集成电路散热装置的散热系统包括三层基板结构，分别为上层基板(150)、夹层基板(170)和下层基板(180)，所述上层基板(150)和下层基板(180)使用的是半导体基板，所述夹层基板(170)使用的是金属基板；在所述上层基板(150)、夹层基板(170)和下层基板(180)的上表面均分布有包含有内置金属导线网络的绝缘层(120)。2.根据权利要求1所述的集成电路散热...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔吉多蒂，郭学平，张静，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：