CN103956347B - 一种3d封装芯片 - Google Patents

一种3d封装芯片 Download PDF

Info

Publication number
CN103956347B
CN103956347B CN201410111125.1A CN201410111125A CN103956347B CN 103956347 B CN103956347 B CN 103956347B CN 201410111125 A CN201410111125 A CN 201410111125A CN 103956347 B CN103956347 B CN 103956347B
Authority
CN
China
Prior art keywords
chip
monomer
heat dissipating
dissipating fluid
piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410111125.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103956347A (zh
Inventor
杜卫冲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Xinnuo Microelectronics Co.,Ltd.
Original Assignee
ZHONGSHAN AISCENT TECHNOLOGIES Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZHONGSHAN AISCENT TECHNOLOGIES Co Ltd filed Critical ZHONGSHAN AISCENT TECHNOLOGIES Co Ltd
Priority to CN201410111125.1A priority Critical patent/CN103956347B/zh
Publication of CN103956347A publication Critical patent/CN103956347A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103956347B publication Critical patent/CN103956347B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

本发明公开了一种3D封装芯片，芯片组本体由若干块芯片单体层叠连接而成，并电连接，得到3D封装芯片，而3D封装芯片中每一芯片单体上设有与相邻芯片单体相互连通的散热流体通道，3D封装芯片底部的散热流体通道接头与循环散热泵连接，循环散热泵将散热流体通道内的冷却液循环抽送，冷却液能及时有效地将3D封装芯片中各个芯片单体工作所产生的热量，经循环散热泵上的散热片散开，有效解决了3D封装芯片时的散热问题，本发明具有结构简单，散热高效的特点。

Description

一种3D封装芯片
【技术领域】
本发明涉及芯片，尤其是一种3D封装芯片。
【背景技术】
随着集成电路封装的密度不断增大、芯片尺寸不断减小、I/O端子数不断增加，而在有限尺寸的芯片上要求实现的功能却原来越多，同时为了避免高密度下二维封装所带来的问题，可考虑在芯片Z方向上进行3D封装。采用3D封装技术可以增大封装密度、提高产品性能、降低功耗、减小噪声，实现电子设备的多功能化和小型化。但与此同时，3D封装集成电路的发热密度也越来越高，因此，解决芯片的3D封装关键技术是散热问题。
目前公知的散热方式主要有三种，一种散热方式可参考美国专利US5909056，该方式将散热片覆于晶片上方，并连接到基板，向上方扩散的热量通过散热片将热量传到基板。另一种散热方式可参考美国专利US4953060，该专利的工艺使用针脚作为封装上下芯片的连接处，针脚在封装时做成上方芯片凸出、下方芯片凹下的形状，以便进行连接，并在针脚周围使用垂直的金属材料进行垂直方向的散热。再一种散热方式可参考美国专利US5796170，其封装结构是先将散热片粘于晶片后方，再将封装倒装，使散热片置于上方，最后再封装下方植球，以达到散热的目的。
采用上述结构对3D封装芯片进行散热，仍不能达到当前3D封装芯片向高密度发展的散热要求。
本发明即针对现有技术的不足而研究提出。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种3D封装芯片，芯片组本体由若干块芯片单体层叠连接而成，并电连接，得到3D封装芯片，而3D封装芯片中每一芯片单体上设有与相邻芯片单体相互连通的散热流体通道，3D封装芯片底部的散热流体通道接头与循环散热泵连接，循环散热泵将散热流体通道内的冷却液循环抽送，冷却液能及时有效地将3D封装芯片中各个芯片单体工作所产生的热量，经循环散热泵上的散热片散开，有效解决了3D封装芯片时的散热问题，本发明具有结构简单，散热高效的特点。
为解决上述技术问题，本发明一种3D封装芯片，采用如下技术方案：
本发明一种3D封装芯片，包括芯片组本体，所述芯片组本体由若干块芯片单体层叠连接而成，相邻两块所述芯片单体电连接，每块所述芯片单体内设有与相邻芯片单体连通的用于冷却液流动的散热流体通道，所述芯片组本体底部连接有用于驱动散热流体通道内的冷却液循环运动的散热装置，所述芯片组本体底部还设有用于与电路板焊接的焊锡点；每块所述芯片单体底部设有焊锡点，每块所述芯片单体上部设有一层用于密封散热流体通道的耐热层，每块所述芯片单体上部还设有用于与层叠在其上的芯片单体的焊锡点焊接导通的电极连接点。
每块所述芯片单体底部设有与散热流体通道连通的散热流体通道接头，每块所述芯片单体上部设有与散热流体通道连通的用于与层叠在其上的散热流体通道接头配合连接的散热流体通道对接孔。
所述散热装置包括循环散热泵，所述循环散热泵输出口连接有输送管，所述输送管另一端与位于芯片组本体底部的一散热流体通道接头连接，所述循环散热泵输入口连接有回流管，所述回流管另一端与位于芯片组本体底部的另一个散热流体通道接头连接，所述回流管中部设有用于冷却液流经散热的散热片体。
所述循环散热泵上设有用于将冷却液注入其内的注液口和用于将其内的冷却液排出的排液口。
所述散热流体通道呈纵横交错设置。
所述注液口呈喇叭状。
所述芯片组本体上部设有玻璃层，所述玻璃层将位于芯片组本体顶部的芯片单体的散热流体通道对接孔密封。
本发明一种3D封装芯片，芯片组本体由若干块芯片单体层叠连接而成，并电连接，得到3D封装芯片，而3D封装芯片中每一芯片单体上设有与相邻芯片单体相互连通的散热流体通道，3D封装芯片底部的散热流体通道接头与循环散热泵连接，循环散热泵将散热流体通道内的冷却液循环抽送，冷却液能及时有效地将3D封装芯片中各个芯片单体工作所产生的热量，经循环散热泵上的散热片散开，有效解决了3D封装芯片时的散热问题，本发明具有结构简单，散热高效的特点。
【附图说明】
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
图1为本发明的结构示意图之一。
图2为本发明的结构示意图之二。
图3为本发明的主视图。
图4为图3沿A-A方向的剖视图。
图5为图4沿B-B方向的剖视图。
图6为本发明中芯片单体的结构示意图之一。
图7为本发明中芯片单体的结构示意图之二。
图8为本发明中芯片单体的主视图。
图9为图8沿C-C方向的半剖视图。
图10为本发明中散热装置的结构示意图。
图11为图5标记D的放大视图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明的实施方式作详细说明。
本发明一种3D封装芯片，包括芯片组本体1，所述芯片组本体1由若干块芯片单体2层叠连接而成，相邻两块所述芯片单体2电连接，每块所述芯片单体2内设有与相邻芯片单体2连通的用于冷却液流动的散热流体通道3，所述芯片组本体1底部连接有用于驱动散热流体通道3内的冷却液循环运动的散热装置4，所述芯片组本体1底部还设有用于与电路板焊接的焊锡点8。散热装置4驱动散热流体通道3内的冷却液，冷却液循环流经每一块芯片单体2，将芯片单体2工作所产生的热量带出芯片组本体1外，使之得到有效散热。
每块所述芯片单体2底部设有与散热流体通道3连通的散热流体通道接头5，每块所述芯片单体2上部设有与散热流体通道3连通的用于与层叠在其上的散热流体通道接头5配合连接的散热流体通道对接孔6，当芯片单体2层叠时，一芯片单体2上的散热流体通道接头5与另一芯片单体2上的散热流体通道接头5连接，使上下层叠的芯片单体2上的散热流体通道3相互连通。
所述散热装置4包括循环散热泵41，所述循环散热泵41输出口连接有输送管42，所述输送管42另一端与位于芯片组本体1底部的一散热流体通道接头5连接，所述循环散热泵41输入口连接有回流管43，所述回流管43另一端与位于芯片组本体1底部的另一个散热流体通道接头5连接，所述回流管43中部设有用于冷却液流经散热的散热片体44。散热循环泵41工作时，将冷却液在散热流体通道3内循环抽送，当冷却液流经各块芯片单体2时，冷却液将吸收芯片单体2的热量，并循环至回流管43上的散热片体44，以将所吸收的热量散去。
所述循环散热泵41上设有用于将冷却液注入其内的注液口45和用于将其内的冷却液排出的排液口46。当散热流体通道3内的冷却液不足或没有时。冷却液可以从循环散热泵41上的注液口45进行添加，所述注液口45呈喇叭状，可以方便注入冷却液；当对散热流体通道3内进行清理时，可将冷却液从排液口46排出。
为了保证对芯片单体2工作时能及时充分散热，在所述每一块芯片单体2上散热流体通道3上呈纵横交错设置，以增加散热接触面。
为了提供足够的机械强度，并防止冷却液流出，在所述芯片组本体1上部设有玻璃层7，所述玻璃层7将位于芯片组本体1顶部的芯片单体2的散热流体通道对接孔6密封。
每块所述芯片单体2底部设有焊锡点8，每块所述芯片单体2上部设有一层用于密封散热流体通道3的耐热层9，所述耐热层9采用耐热聚合物Avatrel 2090P polymer，为promerus公司的产品。
每块所述芯片单体2上部还设有用于与层叠在其上的芯片单体2的焊锡点8焊接导通的电极连接点10，当相邻两块芯片单体2层叠连接时，位于上部的芯片单体2的焊锡点8与位于其下的芯片单体2的电极连接点10焊接，实现各个芯片单体2电连接。使用时，位于芯片组本体1底部的焊锡点8与电路板焊接。

Claims (7)

1.一种3D封装芯片，其特征在于包括芯片组本体(1)，所述芯片组本体(1)由若干块芯片单体(2)层叠连接而成，相邻两块所述芯片单体(2)电连接，每块所述芯片单体(2)内设有与相邻芯片单体(2)连通的用于冷却液流动的散热流体通道(3)，所述芯片组本体(1)底部连接有用于驱动散热流体通道(3)内的冷却液循环运动的散热装置(4)，所述芯片组本体(1)底部还设有用于与电路板焊接的焊锡点(8)；每块所述芯片单体(2)底部设有焊锡点(8)，每块所述芯片单体(2)上部设有一层用于密封散热流体通道(3)的耐热层(9)，每块所述芯片单体(2)上部还设有用于与层叠在其上的芯片单体(2)的焊锡点(8)焊接导通的电极连接点(10)。
2.按权利要求1所述一种3D封装芯片，其特征在于每块所述芯片单体(2)底部设有与散热流体通道(3)连通的散热流体通道接头(5)，每块所述芯片单体(2)上部设有与散热流体通道(3)连通的用于与层叠在其上的散热流体通道接头(5)配合连接的散热流体通道对接孔(6)。
3.按权利要求2所述一种3D封装芯片，其特征在于所述散热装置(4)包括循环散热泵(41)，所述循环散热泵(41)输出口连接有输送管(42)，所述输送管(42)另一端与位于芯片组本体(1)底部的一散热流体通道接头(5)连接，所述循环散热泵(41)输入口连接有回流管(43)，所述回流管(43)另一端与位于芯片组本体(1)底部的另一个散热流体通道接头(5)连接，所述回流管(43)中部设有用于冷却液流经散热的散热片体(44)。
4.按权利要求3所述一种3D封装芯片，其特征在于所述循环散热泵(41)上设有用于将冷却液注入其内的注液口(45)和用于将其内的冷却液排出的排液口(46)。
5.按权利要求3所述一种3D封装芯片，其特征在于所述散热流体通道(3)呈纵横交错设置。
6.按权利要求4所述一种3D封装芯片，其特征在于所述注液口(45)呈喇叭状。
7.按权利要求2所述一种3D封装芯片，其特征在于所述芯片组本体(1)上部设有玻璃层(7)，所述玻璃层(7)将位于芯片组本体(1)顶部的芯片单体(2)的散热流体通道对接孔(6)密封。
CN201410111125.1A 2014-03-24 2014-03-24 一种3d封装芯片 Active CN103956347B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410111125.1A CN103956347B (zh) 2014-03-24 2014-03-24 一种3d封装芯片

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410111125.1A CN103956347B (zh) 2014-03-24 2014-03-24 一种3d封装芯片

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103956347A CN103956347A (zh) 2014-07-30
CN103956347B true CN103956347B (zh) 2017-06-13

Family

ID=51333602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410111125.1A Active CN103956347B (zh) 2014-03-24 2014-03-24 一种3d封装芯片

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103956347B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104347546A (zh) * 2014-09-17 2015-02-11 江苏大学 一种多效芯片液体冷却装置
CN106449569B (zh) * 2016-10-24 2018-11-23 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 叠层芯片微流道散热结构和制备方法
CN109346452B (zh) * 2018-11-21 2019-07-12 山东大学 一种应用于3d集成电路的散热装置
CN111128917A (zh) * 2019-12-30 2020-05-08 上海先方半导体有限公司 一种芯片封装结构及其制作方法
CN115580979B (zh) * 2022-12-08 2023-03-24 扬州创客自动化设备有限公司 一种电子元器件测试用散热设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101740553A (zh) * 2008-11-13 2010-06-16 台湾积体电路制造股份有限公司 3dic叠层中的冷却通道
CN203826363U (zh) * 2014-03-24 2014-09-10 中山新诺科技股份有限公司 一种新型3d封装芯片

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100673380B1 (ko) * 2004-12-20 2007-01-24 삼성전자주식회사 냉매로가 형성된 반도체 칩과, 그를 이용한 반도체 패키지및 반도체 패키지 냉각 시스템
US8159065B2 (en) * 2009-03-06 2012-04-17 Hynix Semiconductor Inc. Semiconductor package having an internal cooling system
US8563365B2 (en) * 2011-03-09 2013-10-22 Georgia Tech Research Corporation Air-gap C4 fluidic I/O interconnects and methods of fabricating same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101740553A (zh) * 2008-11-13 2010-06-16 台湾积体电路制造股份有限公司 3dic叠层中的冷却通道
CN203826363U (zh) * 2014-03-24 2014-09-10 中山新诺科技股份有限公司 一种新型3d封装芯片

Also Published As

Publication number Publication date
CN103956347A (zh) 2014-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103956347B (zh) 一种3d封装芯片
CN105188260B (zh) 印制电路板内嵌流道液冷换热装置
CN100411500C (zh) 包括具有互连结构阵列的基板的多片模块
CN106449569B (zh) 叠层芯片微流道散热结构和制备方法
CN107170714A (zh) 一种低寄生电感功率模块及双面散热低寄生电感功率模块
CN101083235A (zh) 半导体装置及半导体装置的制造方法
CN103904066A (zh) 一种倒装芯片堆叠封装结构及封装方法
CN105633035A (zh) 封装基板及其半导体封装
CN201946588U (zh) 一种功率半导体器件的封装结构
CN206864452U (zh) 一种低寄生电感功率模块及双面散热低寄生电感功率模块
CN102057481B (zh) 具有电源和接地通孔的封装
CN104134637B (zh) 用于大功率逻辑芯片PoP封装的散热结构
CN101882606B (zh) 散热型半导体封装构造及其制造方法
CN203774287U (zh) 带散热功能的三维堆叠芯片
CN103956346B (zh) 一种制作3d封装芯片的散热方法
CN203826363U (zh) 一种新型3d封装芯片
CN103779342A (zh) 一种功率半导体模块
CN102693968B (zh) 芯片堆叠封装结构
CN108281404A (zh) 一种集成电路管芯及制造方法
CN206259339U (zh) 半导体结构以及封装结构
CN205082054U (zh) 一种印制电路板内嵌流道液冷换热装置
CN103413802A (zh) 一种大功耗芯片封装结构
CN201845770U (zh) 一种集成功率半导体功率模块
CN212676248U (zh) 一种双面散热的半导体堆叠封装结构
CN102915992A (zh) 半导体装置与相关方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20181226

Address after: 519031 Room 105-58293, No. 6 Baohua Road, Hengqin New District, Zhuhai City, Guangdong Province (Centralized Office District)

Patentee after: Zhuhai Hengqin Mega-CAO Photoelectric Technology Co., Ltd.

Address before: 528400 No. 3 Mingzhu Road, Torch Development Zone, Zhongshan City, Guangdong Province

Patentee before: ZHONGSHAN AISCENT TECHNOLOGIES CO., LTD.

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190828

Address after: 528400, No. 3, Mingzhu Road, Torch Development Zone, Guangdong, Zhongshan

Patentee after: ZHONGSHAN AISCENT TECHNOLOGIES CO., LTD.

Address before: 519031 Room 105-58293, No. 6 Baohua Road, Hengqin New District, Zhuhai City, Guangdong Province (Centralized Office District)

Patentee before: Zhuhai Hengqin Mega-CAO Photoelectric Technology Co., Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190917

Address after: 518000 Incubator No. 8, Huajing Park, Tongji Group, 28 Langshan Road, Xili Street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province (1-A)

Patentee after: Shenzhen City Sheng Technology Co., Ltd.

Address before: 528400, No. 3, Mingzhu Road, Torch Development Zone, Guangdong, Zhongshan

Patentee before: ZHONGSHAN AISCENT TECHNOLOGIES CO., LTD.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20191202

Address after: 519031 Room 105-58293, No. 6 Baohua Road, Hengqin New District, Zhuhai City, Guangdong Province (Centralized Office District)

Patentee after: Zhuhai Hengqin Mega-CAO Photoelectric Technology Co., Ltd.

Address before: 518000 Incubator No. 8, Huajing Park, Tongji Group, 28 Langshan Road, Xili Street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province (1-A)

Patentee before: Shenzhen City Sheng Technology Co., Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200727

Address after: 518000 Incubator No. 8, Huajing Park, Tongji Group, 28 Langshan Road, Xili Street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province (1-A)

Patentee after: SHENZHEN YOUSHENG TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 519031 Room 105-58293, No. 6 Baohua Road, Hengqin New District, Zhuhai City, Guangdong Province (Centralized Office District)

Patentee before: Zhuhai Hengqin Mega-CAO Photoelectric Technology Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201030

Address after: Room 4606, block B, China Resources Building, 1366 Qianjiang Road, Jianggan District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Patentee after: Hangzhou Xinnuo Microelectronics Co.,Ltd.

Address before: 518000 Incubator No. 8, Huajing Park, Tongji Group, 28 Langshan Road, Xili Street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province (1-A)

Patentee before: SHENZHEN YOUSHENG TECHNOLOGY Co.,Ltd.