CN110729251B - 基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块及其成形方法 - Google Patents
基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块及其成形方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110729251B CN110729251B CN201911103114.8A CN201911103114A CN110729251B CN 110729251 B CN110729251 B CN 110729251B CN 201911103114 A CN201911103114 A CN 201911103114A CN 110729251 B CN110729251 B CN 110729251B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon
- box body
- gradient
- aluminum alloy
- built
- 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
Links
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 238000004100 electronic packaging Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims abstract description 73
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 41
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 13
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 9
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 6
- 238000009763 wire-cut EDM Methods 0.000 claims description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 4
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 3
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 229910002796 Si–Al Inorganic materials 0.000 claims 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 6
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- WUUZKBJEUBFVMV-UHFFFAOYSA-N copper molybdenum Chemical compound [Cu].[Mo] WUUZKBJEUBFVMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910000833 kovar Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/02—Containers; Seals
- H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
- H01L23/041—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction having no base used as a mounting for the semiconductor body
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/02—Containers; Seals
- H01L23/06—Containers; Seals characterised by the material of the container or its electrical properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
- H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
- H01L23/3733—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon having a heterogeneous or anisotropic structure, e.g. powder or fibres in a matrix, wire mesh, porous structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
- H01L23/433—Auxiliary members in containers characterised by their shape, e.g. pistons
- H01L23/4334—Auxiliary members in encapsulations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
- H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块及其成形方法，所述内置流道电子封装模块包括封装盒体和盖板，其中：所述封装盒体的材料为梯度硅铝合金；所述梯度硅铝合金是沿某一方向硅含量呈梯度变化的高硅铝合金，沿该方向硅的体积分数由低到高呈现梯度变化；所述封装盒体具有内腔结构和蛇形流道结构；所述内腔结构在高硅层处加工；所述蛇形流道在低硅层处加工。该封装模块拥有优异的散热能力，同时该模块梯度硅铝的高硅层还具有与芯片良好的热匹配性，适用于提高电子信息领域封装模块的散热能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种封装模块及其成形方法，尤其涉及一种内置流道式的梯度硅铝电子封装模块及其成形方法。
背景技术
在电子信息领域中，封装模块内芯片的集成度越来越高，芯片功率越来越大，因此对封装模块的散热性能提出了更高的要求。同时，还要求封装材料与电子芯片有良好的热匹配性，能够满足轻量化要求，并具有一定的强塑性指标，且便于加工。
目前常用的封装模块中，芯片工作产生的热量仅靠其与封装材料的热传导方式进行散热，而目前的封装材料如铜、铝、可伐合金、钼铜、高硅铝等，其导热能力已无法满足现代高功率封装模块的散热需求；同时，铜、铝等封装材料的热膨胀系数较大，与芯片的热匹配性也较差。
发明内容
针对目前电子信息领域封装模块的高散热需求，本发明提供了一种基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块及其成形方法。该封装模块拥有优异的散热能力，同时该模块梯度硅铝的高硅层还具有与芯片良好的热匹配性，适用于提高电子信息领域封装模块的散热能力。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块，包括封装盒体和盖板，其中：
所述封装盒体的材料为梯度硅铝合金；
所述梯度硅铝合金是沿某一方向硅含量呈梯度变化的高硅铝合金，沿该方向硅的体积分数由低到高呈现梯度变化；
所述封装盒体具有内腔结构和蛇形流道结构；
所述内腔结构在高硅层处加工；
所述蛇形流道在低硅层处加工。
一种上述内置流道电子封装模块结构的成形方法，包括如下步骤：
步骤一、封装盒体及盖板坯料制备：
采用电火花线切割制备出梯度硅铝封装盒体坯料以及盖板坯料；
步骤二、蛇形流道加工以及封装盒体与盖板连接表面的精加工：
采用数控铣床在封装盒体低硅层初加工出蛇形流道，并对封装盒体与盖板的连接面进行精加工，保证连接面的表面粗糙度Ra≤1.6；
步骤三、焊前试样表面处理：
将封装盒体与盖板的待焊表面至于丙酮溶液中超声5～15min，以除去焊接表面油污以及氧化膜；
步骤四、扩散焊：
将表面处理后的待焊盒体与盖板置于真空扩散焊炉中，抽真空至1.0×10-3Pa以下，设置焊接温度530～550℃，采用10～15MPa焊接压力焊接成型，并保温60～90min；保温后设置冷却速率5～15℃/min，当温度降至60～80℃，取出空冷；
步骤五、流道耐压值测试：
对焊接后的蛇形流道进行耐压测试，要求耐压值为4MPa，保压时间20～40min，且无渗漏及变形；
步骤六、封装模块内腔加工：
采用加工中心对已焊接完成的坯料进行内腔加工，至此，具有内置流道结构的封装模块加工完毕。
相比于现有技术，本发明具有如下优点：
(1)改变了传统封装模块的散热方式，实现了封装模块液冷散热方式，极大提高了封装模块的散热能力。
(2)采用梯度硅铝合金作为封装盒体，可同时发挥硅铝合金低硅层与高硅层的各自优势：发挥了低硅层良好的焊接性与高硅层与芯片的热匹配性。
(3)硅铝层，硅铝层中的增强相(Si颗粒)体积分数可以在一定的范围内调节以满足不同电子封装材料的要求。
附图说明
图1为本发明基于梯度硅铝的内置流道电子封装模块的模型示意图；
图2为本发明基于梯度硅铝的内置流道电子封装模块的结构示意图，(a)主视图，(b)侧视图，(c)俯视图；
图3为本发明盖板的结构示意图，(a)主视图，(b)侧视图，(c)俯视图；
图4为本发明封装盒体的结构示意图，(a)主视图，(b)侧视图，(c)俯视图；
其中，1-盖板，2-蛇形流道，3-封装盒体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
具体实施方式一：本实施方式提供了一种基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块，如图1-4所示，所述封装模块由封装盒体3和盖板1组成，其中：
所述封装盒体3的材料为梯度硅铝合金；
所述梯度硅铝合金是沿某一方向硅含量呈梯度变化的高硅铝合金，沿该方向硅的体积分数由低到高呈现梯度变化(如成分为Al-27％Si/Al-38％Si/Al-50％Si或其他呈梯度变化的含量)；
所述封装盒体3具有内腔结构和蛇形流道结构；
所述内腔结构在高硅层处加工；
所述蛇形流道2在低硅层处加工。
本实施方式中，所述低硅层厚度为3～4mm，高硅层与过渡层的总厚度为11～12mm。
本实施方式中，所述封装盒体3的外形尺寸为65×48mm。
本实施方式中，所述蛇形流道2的截面为正方形，截面尺寸为1～1.5×1～1.5mm，距盒体边缘尺寸为5～8mm。
本实施方式中，所述内腔结构可根据实际要求确定加工尺寸。
本实施方式中，所述盖板1的材料为铝合金，尺寸与封装盒体3尺寸一致，厚度为3～5mm。
本实施方式使用梯度硅铝材料作为电子封装材料壳体时，低硅铝层可与多种合金进行焊接，高硅铝层与芯片热膨胀系数相匹配；具有内置蛇形流道结构可极大提高封装模块的散热能力，同时该封装模块具有轻质高强的优点。
具体实施方式二：本实施方式提供了一种具体实施方式一所述基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块的成形方法，所述方法步骤如下：
步骤一、封装盒体及盖板坯料制备：
将梯度硅铝合金锭用电火花线切割设备制备出尺寸为65×48×15mm的封装盒体坯料，梯度层厚度分布情况为低硅层厚度为3～4mm，过渡层及高硅层的厚度总共为11～12mm；同样地，制备出尺寸为65×48×3～5mm的盖板，材料为铝合金，如4047、6061等。
步骤二、蛇形流道加工以及封装盒体与盖板连接表面的精加工：
采用数控铣床在封装盒体低硅层处加工出蛇形流道，流道截面尺寸为1×1.5～1×1.5mm，各流道间距离为1～1.5mm，外侧流道边界距盒体边缘尺寸为5～8mm，如图2所示；对封装盒体与盖板的连接面进行精加工，保证连接面的表面粗糙度Ra≤1.6，表面平行度≤0.05mm；
步骤三、焊前试样表面处理：
将加工完成的封装盒体与盖板的待焊表面置于丙酮溶液中超声5～15min，以除去焊接表面油污以及氧化膜，干燥后备用；
步骤四、扩散焊：
将表面处理后的封装盒体与盖板的焊接面重叠后放入真空扩散焊炉中，预加0.5MPa的压力压紧试样，并抽真空至1.0×10-3Pa以下，设置焊接温度530～550℃，采用10～15MPa焊接压力焊接成型，并保温60～90min；保温后设置冷却速率5～15℃/min，当温度降至60～80℃，取出空冷；
步骤五、流道耐压值测试：
对焊接后的蛇形流道进行耐压测试，要求耐压值为4MPa，保压时间20～40min，且无渗漏及变形；
将焊接完成的封装模块连接打压泵，设置流道内压力值为4MPa，并保压20～40min，观察焊缝是否渗漏及盖板是否变形；
步骤六、封装模块内腔加工：
采用加工中心对已焊接完成的坯料进行内腔加工，其中内腔各部分尺寸根据实际要求进行加工，至此，具有内置流道结构的封装模块加工完毕。
为保证封装盒体与盖板的可焊性，低硅层的硅含量不高于27％；流道间距不应过小，以防止焊接变形。
实施例1：
选取梯度50Si为封装盒体材料(梯度50Si沿厚度方向成分依次为Al—vol27％Si/Al—vol38％Si/Al—vol50％Si)，27Si为盖板材料，采用电火花线切割设备制备出尺寸分别为65×48×15mm的封装盒体坯料与65×48×3mm的盖板坯料，盒体梯度层厚度为27Si层为3mm，其余为12mm；采用加工中心对封装盒体坯料的低硅层与盖板的焊接面进行精加工，使得加工后的表面粗糙度为1.6，平行度≤0.05mm，并在封装盒体低硅层上加工截面尺寸为1.5×1.5mm，间距为1mm，个数为14的蛇形流道，外侧流道距离盒体边缘尺寸为7mm；将加工好的流道与盖板置于丙酮溶液中超声清理10min，除去表面油污与氧化膜；将表面处理后的盒体与盖板重叠放置于真空扩散焊炉内，并预加0.5MPa的压力以夹紧试样，并抽真空至1.0×10-3Pa以下，设置焊接温度550℃，采用15MPa焊接压力焊接成型，并保温90min；保温后设置冷却速率10℃/min，当温度降至80℃，取出空冷；将焊接完成的封装模块连接打压泵，设置流道内压力值为4MPa，并保压30min，观察发现焊缝无渗漏盖板未发生明显变形；采用加工中心对已焊接完成的坯料进行内腔加工，其中内腔各部分尺寸根据实际要求进行加工。
本实施例制备的封装模块在某型号上应用后，当量热导率由150w/mk提高到1600w/mk，满足了电子模块产品的散热需求。
实施例2：
选取梯度50Si为封装盒体材料(梯度50Si沿厚度方向成分依次为Al—vol27％Si/Al—vol38％Si/Al—vol50％Si)，4047为盖板材料，采用电火花线切割设备制备出尺寸分别为65×48×15mm的封装盒体坯料与65×48×3mm的盖板坯料，盒体梯度层厚度为27Si层为3mm，其余为12mm；采用加工中心对封装盒体坯料的低硅层与盖板的焊接面进行精加工，使得加工后的表面粗糙度为1.6，平行度≤0.05mm，并在封装盒体低硅层上加工截面尺寸为1.5×1.5mm，间距为1mm，个数为14的蛇形流道，外侧流道距离盒体边缘尺寸为7mm；将加工好的流道与盖板置于丙酮溶液中超声清理10min，除去表面油污与氧化膜；将表面处理后的盒体与盖板重叠放置于真空扩散焊炉内，并预加0.5MPa的压力以夹紧试样，并抽真空至1.0×10-3Pa以下，设置焊接温度540℃，采用12MPa焊接压力焊接成型，并保温80min；保温后设置冷却速率10℃/min，当温度降至80℃，取出空冷；将焊接完成的封装模块连接打压泵，设置流道内压力值为4MPa，并保压30min，观察发现焊缝无渗漏盖板未发生明显变形；采用加工中心对已焊接完成的坯料进行内腔加工，其中内腔各部分尺寸根据实际要求进行加工。
实施例3：
选取梯度50Si为封装盒体材料(梯度50Si沿厚度方向成分依次为Al—vol27％Si/Al—vol38％Si/Al—vol50％Si)，6061为盖板材料，采用电火花线切割设备制备出尺寸分别为65×48×15mm的封装盒体坯料与65×48×3mm的盖板坯料，盒体梯度层厚度为27Si层为3mm，其余为12mm；采用加工中心对封装盒体坯料的低硅层与盖板的焊接面进行精加工，使得加工后的表面粗糙度为1.6，平行度≤0.05mm，并在封装盒体低硅层上加工截面尺寸为1.5×1.5mm，间距为1mm，个数为14的蛇形流道，外侧流道距离盒体边缘尺寸为7mm；将加工好的流道与盖板置于丙酮溶液中超声清理10min，除去表面油污与氧化膜；将表面处理后的盒体与盖板重叠放置于真空扩散焊炉内，并预加0.5MPa的压力以夹紧试样，并抽真空至1.0×10-3Pa以下，设置焊接温度530℃，采用10MPa焊接压力焊接成型，并保温60min；保温后设置冷却速率10℃/min，当温度降至80℃，取出空冷；将焊接完成的封装模块连接打压泵，设置流道内压力值为4MPa，并保压30min，观察发现焊缝无渗漏盖板未发生明显变形；采用加工中心对已焊接完成的坯料进行内腔加工，其中内腔各部分尺寸根据实际要求进行加工。
Claims (9)
1.一种基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块，其特征在于所述内置流道电子封装模块包括封装盒体和盖板，其中：
所述封装盒体的材料为梯度硅铝合金；
所述梯度硅铝合金是沿某一方向硅含量呈梯度变化的高硅铝合金，沿该方向硅的体积分数由低到高呈现梯度变化；
所述封装盒体具有内腔结构和蛇形流道结构；
所述内腔结构在高硅层处加工，高硅层与过渡层的总厚度为11～12mm；
所述蛇形流道在低硅层处加工，低硅层厚度为3～4mm。
2.根据权利要求1所述的基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块，其特征在于所述封装盒体的外形尺寸为65×48mm。
3.根据权利要求1所述的基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块，其特征在于所述蛇形流道的截面为正方形，截面尺寸为1～1.5×1～1.5mm，距盒体边缘尺寸为5～8mm。
4.根据权利要求1所述的基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块，其特征在于所述盖板的材料为铝合金，尺寸与封装盒体尺寸一致，厚度为3～5mm。
5.一种权利要求1-4任一权利要求所述的基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块的成形方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
步骤一、封装盒体及盖板坯料制备：
采用电火花线切割制备出梯度硅铝封装盒体坯料以及盖板坯料；
步骤二、蛇形流道加工以及封装盒体与盖板连接表面的精加工：
采用数控铣床在封装盒体低硅层初加工出蛇形流道，并对封装盒体与盖板的连接面进行精加工；
步骤三、焊前试样表面处理：
将封装盒体与盖板的待焊表面至于丙酮溶液中进行超声处理，以除去焊接表面油污以及氧化膜；
步骤四、扩散焊：
将表面处理后的待焊盒体与盖板置于真空扩散焊炉中，抽真空，焊接成型并保温，当温度降至60～80℃，取出空冷；
步骤五、流道耐压值测试：
对焊接后的蛇形流道进行耐压测试；
步骤六、封装模块内腔加工：
采用加工中心对已焊接完成的坯料进行内腔加工，至此，具有内置流道结构的封装模块加工完毕。
6.根据权利要求5所述的基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块的成形方法，其特征在于所述连接面的表面粗糙度Ra≤1.6。
7.根据权利要求5所述的基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块的成形方法，其特征在于所述超声处理时间为5～15min。
8.根据权利要求5所述的基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块的成形方法，其特征在于所述抽真空至1.0×10-3Pa以下，焊接温度530～550℃，焊接压力10～15MPa焊接成型，保温60～90min，冷却速率5～15℃/min。
9.根据权利要求5所述的基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块的成形方法，其特征在于所述耐压测试的耐压值为4MPa，保压时间20～40min，且无渗漏及变形。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911103114.8A CN110729251B (zh) | 2019-11-12 | 2019-11-12 | 基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块及其成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911103114.8A CN110729251B (zh) | 2019-11-12 | 2019-11-12 | 基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块及其成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110729251A CN110729251A (zh) | 2020-01-24 |
| CN110729251B true CN110729251B (zh) | 2021-09-10 |
Family
ID=69223972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911103114.8A Active CN110729251B (zh) | 2019-11-12 | 2019-11-12 | 基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块及其成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110729251B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113692198B (zh) * | 2021-08-26 | 2022-07-19 | 哈尔滨铸鼎工大新材料科技有限公司 | 一种硅铝合金内置冷却结构及其成型方法 |
| CN115974573B (zh) * | 2022-12-15 | 2023-11-10 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种碳化硅连接件及激光辅助硅铝合金连接碳化硅陶瓷及其复合材料的方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5001548A (en) * | 1989-03-13 | 1991-03-19 | Coriolis Corporation | Multi-chip module cooling |
| CN204189828U (zh) * | 2013-06-19 | 2015-03-04 | 贝洱两合公司 | 调温装置 |
| CN108305853A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-07-20 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种基于硅铝合金盒体的微波模块立体组装与封装结构 |
| CN208240664U (zh) * | 2018-06-13 | 2018-12-14 | 富士电机（中国）有限公司 | 功率半导体模块及其散热系统 |
| CN109494161A (zh) * | 2017-09-11 | 2019-03-19 | 诺基亚技术有限公司 | 封装和制造包括外壳和集成电路的封装的方法 |
| CN109524373A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-26 | 中国电子科技集团公司第五十八研究所 | 嵌入式微流道的三维主动散热封装结构及其制作工艺 |
| CN109706353A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-03 | 中南大学 | 一种铝硅梯度材料及其选区激光熔化成形方法 |
| CN110303161A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-10-08 | 哈尔滨铸鼎工大新材料科技有限公司 | 一种梯度硅铝-碳化硅铝电子封装复合材料及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7133286B2 (en) * | 2004-05-10 | 2006-11-07 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for sealing a liquid cooled electronic device |
-
2019
- 2019-11-12 CN CN201911103114.8A patent/CN110729251B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5001548A (en) * | 1989-03-13 | 1991-03-19 | Coriolis Corporation | Multi-chip module cooling |
| CN204189828U (zh) * | 2013-06-19 | 2015-03-04 | 贝洱两合公司 | 调温装置 |
| CN109494161A (zh) * | 2017-09-11 | 2019-03-19 | 诺基亚技术有限公司 | 封装和制造包括外壳和集成电路的封装的方法 |
| CN108305853A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-07-20 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种基于硅铝合金盒体的微波模块立体组装与封装结构 |
| CN208240664U (zh) * | 2018-06-13 | 2018-12-14 | 富士电机（中国）有限公司 | 功率半导体模块及其散热系统 |
| CN109524373A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-26 | 中国电子科技集团公司第五十八研究所 | 嵌入式微流道的三维主动散热封装结构及其制作工艺 |
| CN109706353A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-03 | 中南大学 | 一种铝硅梯度材料及其选区激光熔化成形方法 |
| CN110303161A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-10-08 | 哈尔滨铸鼎工大新材料科技有限公司 | 一种梯度硅铝-碳化硅铝电子封装复合材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110729251A (zh) | 2020-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110729251B (zh) | 基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块及其成形方法 | |
| US6129993A (en) | Heat spreader and method of making the same | |
| JP5876654B2 (ja) | 液冷一体型基板の製造方法 | |
| EP3358615B1 (en) | Silicon nitride circuit board and semiconductor module using same | |
| CN106102421A (zh) | 一种铝液冷机箱结构及制备方法 | |
| CN109514018A (zh) | 一种半导体器件的金锡环封盖工艺方法 | |
| CN205303452U (zh) | 金刚石铜热沉材料 | |
| CN109671663B (zh) | 一种大功率混合集成电路器件的烧结方法 | |
| CN102612745A (zh) | 电子设备用散热板及其制造方法 | |
| CN105307452B (zh) | 一种热沉材料为底板超薄均热板的制造方法 | |
| WO2019189329A1 (ja) | ヒートシンク付き絶縁回路基板 | |
| CN106941769A (zh) | 一种综合性能良好的散热结构件及其制备工艺 | |
| CN104923839A (zh) | 一种铝硅壳体加工方法 | |
| JP5665355B2 (ja) | セラミック部材とフィン付き放熱部材との接合体の製造方法 | |
| CN106735830A (zh) | 一种聚变堆用增强热负荷第一壁板异种金属扩散连接方法 | |
| US20030174031A1 (en) | Microwave monolithic integrated circuit assembly with multi-orientation pyrolytic graphite heat-dissipating assembly | |
| WO2022267268A1 (zh) | 微通道热沉及其制造方法 | |
| CN110303264A (zh) | 冷却水道的制作方法及冷却水道 | |
| CN111843165B (zh) | 一种金刚石微流道的扩散连接方法 | |
| CN110756979B (zh) | 液冷散热冷板的夹紧工装及方法 | |
| CN111482598B (zh) | 一种激光焊接层预制件及其和铝碳化硅盒体的制备方法 | |
| JP2021034690A (ja) | 放熱板 | |
| CN113540001A (zh) | 一种微电子封装用可伐/银合金复合材料及其制备方法 | |
| CN208386449U (zh) | 一种军用大功率无刷电机驱动器外壳 | |
| CN111261594A (zh) | 一种带有导热通道的铜钼铜载体基板及其制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200408 Address after: 225300 building 1017, building 6, north of Shugang Road, about 100m east of Taizhen Road, Taizhou pharmaceutical high tech Industrial Development Zone, Jiangsu Province Applicant after: Taizhou Zhuding new material manufacturing Co., Ltd Applicant after: Taizhou Innovation Technology Research Institute Co., Ltd Address before: 225300 building 1017, building 6, north of Shugang Road, about 100m east of Taizhen Road, Taizhou pharmaceutical high tech Industrial Development Zone, Jiangsu Province Applicant before: Taizhou Zhuding new material manufacturing Co., Ltd |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |