CN115274569A - 电子设备及服务器 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种电子设备及服务器,涉及集成电路封装技术领域。该电子设备包括:电路板;散热件,与电路板间隔设置;半导体器件,位于电路板和散热件之间,半导体器件与电路板电连接,半导体器件和散热件之间设置有第一热界面材料;其中,半导体器件包括:基板,连接至电路板;裸片,连接至基板背离电路板的一面;壳体,围绕裸片固定在基板上;壳体包括第一侧壁和第二侧壁,第一侧壁和第二侧壁之间设置有密封件,壳体和散热件之间,以及,壳体和基板之间均通过密封件密封。该电子设备浸泡在电子氟化液中散热时,能够避免电子设备的热界面材料受到电子氟化液的不利影响。

Description

电子设备及服务器
技术领域
本申请实施例涉及芯片封装技术领域,特别涉及一种电子设备及服务器。
背景技术
随着摩尔定律的演进,数据中心服务器的中央处理器(central processingunit,简称CPU)等芯片的功耗越来越大,散热问题越来越突出。传统的风冷散热已临近瓶颈,风冷散热的效率较低。
相关技术中,为了解决数据中心服务器的散热问题,开始应用浸没式液冷方案。目前,主要是使用电子氟化液作为服务器的浸没介质,电子氟化液不导电,能够比较好的传导热量,从而可以极大的提高数据中心服务器的散热效率,进而可以降低整个数据中心的能耗。
由于整个服务器都浸泡在电子氟化液中,而CPU散热相关的热界面材料会受到电子氟化液的不利影响。因此,如何避免热界面材料受到电子氟化液的不利影响,成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种电子设备及服务器,该电子设备浸泡在电子氟化液中散热时,能够避免电子设备的热界面材料受到电子氟化液的不利影响。
第一方面,本申请实施例提供一种电子设备,包括:电路板;散热件,与所述电路板间隔设置;半导体器件,位于所述电路板和所述散热件之间,所述半导体器件与所述电路板电连接,所述半导体器件和所述散热件之间设置有第一热界面材料;其中,所述半导体器件包括:基板,连接至所述电路板;裸片,连接至所述基板背离所述电路板的一面;壳体,围绕所述裸片固定在所述基板上;所述壳体包括第一侧壁和第二侧壁,所述第一侧壁和所述第二侧壁之间设置有密封件,所述壳体和所述散热件之间,以及,所述壳体和所述基板之间均通过所述密封件密封。
本申请实施例提供的电子设备通过设置壳体包括第一侧壁和第二侧壁,并在第一侧壁和第二侧壁之间设置密封件,使壳体和散热件之间,以及,壳体和基板之间均通过密封件密封,从而使密封件可以将电子氟化液和热界面材料隔离开,不仅可以避免电子氟化液经由散热件与壳体之间的缝隙接触第一热界面材料;而且可以避免电子氟化液经由壳体和基板的连接处进入壳体内部,并接第二触热界面材料。进而有利于保证热界面材料的可靠性,有利于保证集成电路的散热效果。
在一种可能的实现方式中,所述第一侧壁和所述第二侧壁之间设置有容置槽,所述容置槽沿所述散热件指向所述电路板的方向延伸并贯穿所述壳体;所述密封件容置在所述容置槽中,所述密封件靠近所述散热件的一端与所述散热件抵接,所述密封件靠近所述基板的一端与所述基板抵接。
通过设置容置槽沿散热件指向电路板的方向延伸并贯穿壳体,将密封件容置在容置槽中,使密封件靠近散热件的一端与散热件抵接,并使密封件靠近基板的一端与基板抵接,从而不仅可以保证壳体和散热件之间,以及,壳体和基板之间的密封性,以便更好的将电子氟化液和热界面材料隔离开,而且结构简单,方便制造。
在一种可能的实现方式中,所述散热件朝向所述半导体器件的一面设置有第一凹槽,所述密封件靠近所述散热件的一端容置在所述第一凹槽中。
通过在散热件朝向半导体器件的一面设置第一凹槽,将密封件靠近散热件的一端容置在第一凹槽中,从而不仅可以进一步提升密封件对散热件和壳体之间的密封性;而且可以对密封件靠近散热件的一端进行限位,以保证密封件安装的稳定性。
在一种可能的实现方式中,所述基板朝向所述壳体的一面设置有第二凹槽,所述密封件靠近所述基板的一端容置在所述第二凹槽中。
通过在基板朝向壳体的一面设置第二凹槽,将密封件靠近基板的一端容置在第二凹槽中,从而不仅可以进一步提升密封件对壳体和基板之间的密封性;而且可以对密封件靠近基板的一端进行限位,以保证密封件安装的稳定性。
在一种可能的实现方式中,所述密封件位于所述壳体和所述散热件之间的部分在所述壳体上的正投影的宽度大于所述容置槽的宽度。
通过设置密封件位于壳体和散热件之间的部分在壳体上的正投影的宽度大于容置槽的宽度,从而不仅可以更进一步提升密封件对散热件和壳体之间的密封性,而且可以避免电子氟化液经由容置槽向壳体内部渗透。
在一种可能的实现方式中,所述密封件包括硅胶或丁腈中的至少一种。
通过设置密封件包括硅胶或丁腈中的至少一种,从而不仅使密封件的材质与电子氟化液兼容,而且使密封件的材质具有比较多的可选方案。
在一种可能的实现方式中,所述第一侧壁和所述第二侧壁之间设置有第一容置部和第二容置部,所述第一容置部位于所述壳体朝向所述散热件的一端,所述第二容置部位于所述壳体朝向所述基板的一端;所述密封件包括第一密封部和第二密封部;所述第一密封部容置在所述第一容置部中,所述第一密封部靠近所述散热件的一端与所述散热件抵接;所述第二密封部容置在所述第二容置部中,所述第二密封部靠近所述基板的一端与所述基板抵接。
通过在第一侧壁和第二侧壁之间设置第一容置部和第二容置部,将第一密封部容置在第一容置部中,使第一密封部靠近散热件的一端与散热件抵接,从而使第一密封部密封壳体和散热件之间;将第二密封部容置在第二容置部中,使第二密封部靠近基板的一端与基板抵接,从而使第二密封部密封壳体和基板之间。不仅可以避免电子氟化液经由散热件与壳体之间的缝隙接触第一热界面材料;而且可以避免电子氟化液经由壳体和基板的连接处进入壳体内部,并接第二触热界面材料。进而有利于保证热界面材料的可靠性。
在一种可能的实现方式中,所述第一密封部和所述第二密封部的材料相同;或,所述第一密封部和所述第二密封部的材料不同。
通过设置第一密封部和第二密封部的材料相同或不同,从而使第一密封部和第二密封部的材料选择更加灵活。
在一种可能的实现方式中,所述壳体还包括顶壁,所述顶壁连接在所述第一侧壁靠近所述散热件的一端;所述第一热界面材料位于所述顶壁与所述散热件之间;所述顶壁和所述裸片之间设置有第二热界面材料。
通过设置壳体还包括顶壁,顶壁连接在第一侧壁靠近散热件的一端,从而可以更好的封装裸片。通过设置第一热界面材料位于顶壁与散热件之间,并在顶壁和裸片之间设置第二热界面材料,从而使裸片的热量可以更好的传递至散热件,并快速散热。
第二方面,本实施例还提供一种服务器,包括至少一个如第一方面所述的电子设备,从而在服务器浸泡在电子氟化液中散热时,能够避免服务器的热界面材料受到电子氟化液的不利影响。
附图说明
图1为相关技术提供的集成电路的结构示意图;
图2为本申请一实施例提供的集成电路的结构示意图一;
图3为图2中的集成电路的制作过程中的结构示意图一;
图4为图2中的集成电路的制作过程中的结构示意图二;
图5为图2中的集成电路的制作过程中的结构示意图三;
图6为本申请一实施例提供的集成电路的结构示意图二;
图7为本申请一实施例提供的集成电路的结构示意图三;
图8为图7中的集成电路的制作过程中的结构示意图一;
图9为图7中的集成电路的制作过程中的结构示意图二;
图10为图7中的集成电路的制作过程中的结构示意图三;
图11为本申请一实施例提供的集成电路的结构示意图四;
图12为本申请一实施例提供的集成电路的结构示意图五;
图13为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。
附图标记说明:
100、100’-半导体器件;
110、110’-基板;111-第二凹槽;
120、120’-裸片;
130、130’-壳体;1301-侧壁;1302-顶壁;131-第一部件;1311-第一侧壁;132-第二部件;1321-第二侧壁;133-容置槽;1331-第一容置部;1332-第二容置部;
200、200’-集成电路;
210、210’-电路板;
220、220’-散热件;221-第一凹槽;222、222’-螺钉;
231、232’-第二热界面材料;232、231’-第一热界面材料;
240-密封件;241-第一密封部;242-第二密封部;
300-电子设备。
具体实施方式
本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释,而非旨在限定本申请,下面将结合附图对本申请实施例的实施方式进行详细描述。
印制电路板(Printed circuit boards,PCB),又称印刷电路板,是电子无源元件电气连接的提供者。芯片对于电子设备而言是最为核心的部分,具有逻辑处理与控制整机正常运行的作用,在电子设备中,该芯片主要以芯片封装结构的形式固定在印制电路板上,以起到稳定控制芯片封装结构内部的芯片与外部印制电路板稳定导通的目的。倒装芯片(Flip Chip)既是一种芯片互联技术,又是一种理想的芯片粘接技术,现已成为高端器件及高密度封装领域中经常采用的封装形式。
裸片(die)是晶圆经过切割测试后没有经过封装的芯片,裸片上通常只有用于封装的压焊点,不能直接应用于实际电路当中的。由于裸片极易受外部环境的温度、杂质和物理作用力的影响,很容易遭到破坏,因此必须封装在一个空间内,并引出相应的引脚,才能作为一个基本的元器件使用。
参照图1所示,相关技术中,集成电路200’包括电路板210’、散热件220’和半导体器件100’。散热件220’与电路板210’间隔设置,且散热件220’可以通过螺钉222’连接至电路板210’。半导体器件100’设置在电路板210’和散热件220’之间,且半导体器件100’与电路板210’电连接。
其中,半导体器件100’例如服务器的CPU芯片一般包括基板110’、裸片120’和壳体130’。基板110’的下表面连接至电路板210’。裸片120’连接至基板110’的上表面。壳体130’盖合裸片120’,壳体130’的底端与基板110’的上表面密封连接,壳体130’的顶壁朝向基板110’的一面与裸片120’背离基板110’的一面之间设置有第一热界面材料231’,壳体130’的顶壁朝向散热件220’的一面与散热件220’朝向壳体130’的一面之间设置有第二热界面材料232’。
然而,当将相关技术中的集成电路200’浸泡在电子氟化液中散热时,电子氟化液不仅会经由散热件220’与壳体130’之间的缝隙接触第二热界面材料232’;而且会经由壳体130’和基板110’的连接处进入壳体130’内部,并接触第一热界面材料231’。电子氟化液会对第一热界面材料231’和第二热界面材料232’产生不利影响,从而导致第一热界面材料231’和第二热界面材料232’的可靠性降低。
基于此,本申请实施例提供一种集成电路、包括该集成电路的电子设备和服务器。其中,集成电路包括电路板、连接至电路板的散热件,以及设置在电路板和散热件之间的半导体器件,半导体器件和散热件之间设置有热界面材料。半导体器件包括连接至电路板的基板、连接至基板的裸片、以及围绕裸片固定在基板和散热件之间的壳体。通过在壳体和散热件之间,以及,在壳体和基板之间均设置密封件,并使密封件在散热件上的正投影环绕热界面材料在散热件上的正投影,从而使密封件可以将电子氟化液和热界面材料隔离开,不仅可以避免电子氟化液经由散热件与壳体之间的缝隙接触热界面材料;而且可以避免电子氟化液经由壳体和基板的连接处进入壳体内部,并接触热界面材料。进而有利于保证热界面材料的可靠性,有利于保证集成电路的散热效果。
下面结合附图,对该集成电路、电子设备和服务器的具体结构进行详细介绍。
参照图2所示,本申请实施例提供一种集成电路200。
该集成电路200包括电路板210、散热件220和半导体器件100。其中,散热件220与电路板210间隔设置,示例性的,散热件220可以通过螺钉222等紧固件紧固连接在电路板210上。半导体器件100位于电路板210和散热件220之间,且半导体器件100与电路板210电连接,半导体器件100和散热件220之间设置有第一热界面材料232。
示例性的,散热件220朝向电路板210的一面可以设置为平面,从而使散热件220朝向电路板210的一面可以通过第一热界面材料232与半导体器件100紧密接触,进而使半导体器件100的热量可以经由第一热界面材料232传导至散热件220。散热件220背离电路板210的一面可以间隔设置多个散热翅片,多个散热翅片可以增大散热件220的散热面积,从而使传导至散热件220的热量可以经由散热翅片快速散出。
半导体器件100包括基板110、裸片120和壳体130。其中,基板110包括相对设置的上表面和下表面,基板110的下表面朝向电路板210,并连接至电路板210。示例性的,基板110的下表面可以通过锡球焊接连接至电路板210;或者,基板110的下表面可以设置插接结构,电路板210朝向基板110的一面可以设置插座结构,插接结构与插座结构匹配插接,以将基板110连接至电路板210。
基板110的上表面背离电路板210,裸片120连接至基板110的上表面。示例性的,裸片120可以通过锡球焊接连接至基板110,以使裸片120和基板110实现电连接。另外,裸片120与基板110之间可以填充底部填充胶,底部填充胶不仅可以保证裸片120与基板110之间电连接的可靠性,而且可以保证裸片120设置在基板110上的稳定性。
壳体130围绕裸片120固定在基板110上,基板110位于壳体130和裸片120之间的区域还可以设置至少一个无源元件,从而使得半导体器件100可以集成更多的元件和功能,进而使集成电路200的性能和电气特性得到提升。
壳体130和散热件220之间,以及,壳体130和基板110之间均通过密封件240密封;密封件240在散热件220上的正投影环绕第一热界面材料232在散热件220上的正投影,以在集成电路200浸没在电子氟化液等散热工质中时,密封件240可以将散热工质和第一热界面材料232隔离开。
继续参照图2,壳体130包括第一部件131和第二部件132。第一部件131围绕裸片120固定在基板110上,第二部件132围绕第一部件131固定在基板110上,且第一部件131和第二部件132之间形成有容置槽133。
其中,第一部件131包括第一侧壁1311和顶壁1302,第一侧壁1311环绕在裸片120的周向上,且第一侧壁1311的底端与基板110固定连接,示例性的,第一侧壁1311的底端可以通过粘胶固定在基板110上。顶壁1302盖合在第一侧壁1311的顶端,示例性的,顶壁1302和第一侧壁1311为一体件。第一部件131的顶壁1302即为壳体130的顶壁1302。
顶壁1302朝向散热件220的一面和散热件220朝向顶壁1302的一面之间设置有第一热界面材料232;顶壁1302朝向裸片120的一面和裸片120朝向顶壁1302的一面之间设置有第二热界面材料231。密封件240在散热件220上的正投影同时环绕第一热界面材料232在散热件220上的正投影,和,第二热界面材料231在散热件上的正投影。
第二热界面材料231用于将裸片120产生的热量传导至顶壁1302。示例性的,第二热界面材料231包括硅脂或金属银中的至少一种。第一热界面材料232用于将裸片120传导至顶壁1302的热量继续传导至散热件220。示例性的,第一热界面材料232包括碳纤维导热垫、凝胶、硅脂或相变导热材料中的至少一种。
第二部件132,又可以被称为第二侧壁1321,第二侧壁1321环绕在第一侧壁1311的周向上,且第二侧壁1321的底端与基板110固定连接,示例性的,第二侧壁1321的底端可以通过粘胶固定在基板110上。第二侧壁1321的顶端可以和第一侧壁1311的顶端平齐;或者,第二侧壁1321的顶端可以低于第一侧壁1311的顶端;或者,第二侧壁1321的顶端可以高于第一侧壁1311的顶端。第一侧壁1311和第二侧壁1321共同形成壳体130的侧壁1301。
第二侧壁1321和第一侧壁1311之间间隔设置以形成容置槽133,可以理解的是,容置槽133沿散热件220指向电路板210的方向延伸并贯穿壳体130,且容置槽133在第一侧壁1311朝向第二侧壁1321的一侧环绕一周,容置槽133的环绕形状包括但不限于正方形、长方形和圆形。在一种可能的实现方式中,容置槽133的宽度范围可以设置为2mm至4mm,示例性的,容置槽133的宽度可以根据实际需要设置为2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm或2mm至4mm之间的任意值。
在一种可能的实现方式中,第一部件131和第二部件132的材质可以相同,示例性的,第一部件131和第二部件132的材质可以均为铜基材表面镀镍。在另一种可能的实现方式中,第一部件131和第二部件132的材质可以不同。
密封件240容置在容置槽133中,且密封件240沿散热件220指向电路板210的方向在容置槽133中延伸并贯穿壳体130,可以理解的是,密封件240在第一侧壁1311和第二侧壁1321之间的容置槽133中延伸并环绕第一侧壁1311一周。示例性的,密封件240包括硅胶或丁腈中的至少一种;密封件240包括但不限于为O型圈、正方形圈和长方形圈;密封件240的形状可以和容置槽133的环绕形状相同,也可以不同,只要能够将密封件240容置在容置槽133内并起到密封作用即可。密封件240靠近散热件220的一端与散热件220抵接,以实现对壳体130和散热件220之间的密封。密封件240靠近基板110的一端与基板110抵接,以实现对壳体130和基板110之间的密封。
在一种可能的实现方式中,散热件220朝向壳体130的一面可以设置第一凹槽221,第一凹槽221与密封件240靠近散热件220的一端对应,以使密封件240靠近散热件220的一端容置在第一凹槽221中,以实现与散热件220的抵接。从而使密封件240可以对壳体130和散热件220之间的缝隙进行更好的密封,以防止电子氟化液等散热工质经由壳体130和散热件220之间的缝隙与第一热界面材料232接触,进而有利于保证第一热界面材料232的可靠性,有利于保证集成电路200的散热效果。
在一种可能的实现方式中,第一凹槽221的深度范围可以设置为1mm至2mm,示例性的,第一凹槽221的深度可以根据实际需要设置为1mm、1.3mm、1.5mm、1.7mm、2mm或1mm至2mm之间的任意值。
在其他可能的实现方式中,散热件朝向壳体的一面也可以不设置第一凹槽,使密封件靠近散热件的一端直接与散热件朝向壳体的一面抵接并压紧。
在一种可能的实现方式中,基板朝向壳体的一面可以设置第二凹槽(未图示),第二凹槽与密封件靠近基板的一端对应,以使密封件靠近基板的一端容置在第二凹槽中,以实现与基板的抵接。
在其他可能的实现方式中,基板110朝向壳体130的一面也可以不设置第二凹槽,使密封件240靠近基板110的一端直接与基板110朝向壳体130的一面抵接并压紧。从而使密封件240可以对壳体130和基板110的连接处进行更好的密封,以防止电子氟化液等散热工质经由壳体130和基板110的连接处进入壳体130内部并与第二热界面材料231接触,进而有利于保证第二热界面材料231的可靠性,有利于保证集成电路200的散热效果。
本申请实施例的集成电路200的制作过程主要包括以下步骤:
参照图3所示,将第一部件131和第二部件132放置在基板110的预设位置,使第一部件131和第二部件132之间形成容置槽133。通过粘胶将第一部件131和第二部件132与基板110固化连接,以完成半导体器件100的封装。
参照图4所示,将封装好的半导体器件100设置在电路板210的预设位置,示例性的,半导体器件100可以通过焊接或插接方式与电路板210的预设位置电连接。在第一部件131和第二部件132之间的容置槽133内放置密封件240。在第一部件131的顶壁1302背离基板110的一面设置第一热界面材料232,示例性的,第一热界面材料232可以放置或涂覆在第一部件131的顶壁1302背离基板110的一面。密封件240环绕在第一热界面材料232的周向上。
参照图5所示,将散热件220设置在第一热界面材料232背离半导体器件100的一面,散热件220可以通过螺钉222等紧固件固定连接在电路板210上。示例性的,螺钉可以包括多个,多个螺钉和可以间隔排布在半导体器件100的周向上。散热件220与第一热界面材料232背离半导体器件100的一面紧密贴合,以保证半导体器件100经由第一热界面材料232向散热件220导热的效果。同时,散热件220压紧密封件240,以使密封件240靠近散热件220的一端与散热件220抵接,使密封件240靠近基板110的一端与基板110抵接,保证密封件240的密封效果。
本申请实施例还提供一种具体的集成电路,其中,裸片的尺寸为35mm*35mm;裸片的功耗为300W;壳体的外周尺寸为75mm*75mm;第一部件包括第一侧壁和顶壁,第一部件的材料为铜基材表面镀镍,第二部件与第一部件的材料相同,第二部件和第一部件的间距为2mm至4mm;密封件选用密封防水效果好、弹性好并与氟化液兼容的硅胶或丁腈胶圈;散热件上的第一凹槽的深度范围为1mm至2mm;散热件通过螺钉紧固连接在电路板上,且紧固力可以为30kg。
参照图6所示,本申请实施例提供一种集成电路200,该集成电路200与图2所示的集成电路的不同之处在于,密封件240位于壳体130和散热件220之间的部分在壳体130上的正投影的宽度大于容置槽133的宽度。在一种可能的实现方式中,密封件240位于壳体130和散热件220之间的部分可以完全覆盖容置槽133,并可以延伸至容置槽133的槽口的两侧。在其他可能的实现方式中,密封件240位于壳体130和散热件220之间的部分可以完全覆盖容置槽133,并可以延伸至容置槽133的槽口的其中一侧。图6所示的集成电路的其他特征和制作过程可以参照上文关于图2中的集成电路的说明,此处不再赘述。
参照图7所示,本申请实施例还提供一种集成电路200,该集成电路200的壳体130包括第一部件131和第二部件132。第一部件131围绕裸片120固定在基板110上,第二部件132围绕第一部件131固定在基板110上,且第一部件131和第二部件132之间形成有容置槽133。
其中,与图2所示的集成电路不同的是,图7中的集成电路的第一部件131不包括顶壁1302。第一部件131,又可以被称为第一侧壁1311,环绕在裸片120的周向上,且第一侧壁1311的底端与基板110固定连接,示例性的,第一侧壁1311的底端可以通过粘胶固定在基板110上。
第二部件132,又可以被称为第二侧壁1321,第二侧壁1321环绕在第一侧壁1311的周向上,且第二侧壁1321的底端与基板110固定连接,示例性的,第二侧壁1321的底端可以通过粘胶固定在基板110上。第二侧壁1321的顶端可以和第一侧壁1311的顶端平齐;或者,第二侧壁1321的顶端可以低于第一侧壁1311的顶端;或者,第二侧壁1321的顶端可以高于第一侧壁1311的顶端。第一侧壁1311和第二侧壁1321共同形成壳体的侧壁1301。第一部件131的顶端和第二部件132的顶端均与散热件220朝向半导体器件100的一面之间具有间隙,以避免散热件220压坏半导体器件100。
裸片120朝向散热件220的一面和散热件220朝向裸片120的一面之间设置有第一热界面材料232,第一热界面材料232用于将裸片120产生的热量直接传到至散热件220,从而有利于保证裸片120的散热效果。示例性的,第一热界面材料232包括硅脂、金属银、碳纤维导热垫、凝胶或相变导热材料中的至少一种。
在一种可能的实现方式中,散热件220朝向壳体130的一面可以设置第一凹槽221,第一凹槽221与密封件240靠近散热件220的一端对应,以使密封件240靠近散热件220的一端容置在第一凹槽221中,以实现与散热件220的抵接。从而使密封件240可以对壳体130和散热件220之间的缝隙进行更好的密封,以防止电子氟化液等散热工质经由壳体130和散热件220之间的缝隙与第一热界面材料232接触,进而有利于保证第一热界面材料232的可靠性,有利于保证集成电路200的散热效果。
在其他可能的实现方式中,散热件220朝向壳体130的一面也可以不设置第一凹槽221,使密封件240靠近散热件220的一端直接与散热件220朝向壳体130的一面抵接并压紧。
在一种可能的实现方式中,基板110朝向壳体130的一面可以设置第二凹槽111(未图示),第二凹槽111与密封件240靠近基板110的一端对应,以使密封件240靠近基板110的一端容置在第二凹槽111中,以实现与基板110的抵接。
在其他可能的实现方式中,基板110朝向壳体130的一面也可以不设置第二凹槽111,使密封件240靠近基板110的一端直接与基板110朝向壳体130的一面抵接并压紧。从而使密封件240可以对壳体130和基板110的连接处进行更好的密封,以防止电子氟化液等散热工质经由壳体130和基板110的连接处进入壳体130内部并与第一热界面材料232接触,进而有利于保证第一热界面材料232的可靠性,有利于保证集成电路200的散热效果。
本申请实施例的集成电路200的制作过程主要包括以下步骤:
参照图8所示,将第一部件131和第二部件132放置在基板110的预设位置,使第一部件131和第二部件132之间形成容置槽133。通过粘胶将第一部件131和第二部件132与基板110固化连接,以完成半导体器件100的封装。此时,第一部件131和第二部件132均未封闭裸片120背离基板110的一面。
参照图9所示,将封装好的半导体器件100设置在电路板210的预设位置,示例性的,半导体器件100可以通过焊接或插接方式与电路板210的预设位置电连接。在第一部件131和第二部件132之间的容置槽133内放置密封件240。在裸片120背离基板110的一面设置第一热界面材料232,示例性的,第一热界面材料232可以放置或涂覆在裸片120背离基板110的一面。密封件240环绕在第一热界面材料232的周向上。
参照图10所示,将散热件220设置在第一热界面材料232背离裸片120的一面,散热件220可以通过螺钉222等紧固件固定连接在电路板210上。示例性的,螺钉可以包括多个,多个螺钉和可以间隔排布在半导体器件100的周向上。散热件220与第一热界面材料232背离裸片120的一面紧密贴合,以保证裸片120经由第一热界面材料232向散热件220导热的效果。同时,散热件220压紧密封件240,以使密封件240靠近散热件220的一端与散热件220抵接,使密封件240靠近基板110的一端与基板110抵接,保证密封件240的密封效果。
参照图11所示,本申请实施例还提供一种集成电路200,该集成电路200的密封件240可以包括相互分离的第一密封部241和第二密封部242。其中,第一密封部241密封设置在壳体130和散热件220之间,以实现对壳体130和散热件220之间的密封;第二密封部242密封设置在壳体130和基板110之间,以实现对壳体130和基板110之间的密封。示例性的,第一密封部241和第二密封部242的材料可以相同,也可以不同,第一密封部241可以包括硅胶或丁腈中的至少一种,第二密封部242可以包括硅胶或丁腈中的至少一种。
继续参照图11,壳体130包括侧壁1301和顶壁1302,侧壁1301环绕在裸片120的周向上,且侧壁1301的底端与基板110固定连接,示例性的,侧壁1301的底端可以通过粘胶固定在基板110上。顶壁1302盖合在侧壁1301的顶端,示例性的,顶壁1302和侧壁1301为一体件。顶壁1302朝向裸片120的一面和裸片120朝向顶壁1302的一面之间也设置有第二热界面材料231;顶壁1302朝向散热件220的一面和散热件220朝向顶壁1302的一面之间设置有第一热界面材料232,以保证半导体器件100的散热效果。
侧壁1301包括第一侧壁1311和第二侧壁1321,第一侧壁1311和第二侧壁1321之间设置有第一容置部1331和第二容置部1332。第一容置部1331位于壳体130朝向散热件220的一端。第一密封部241靠近壳体130的一端容置在第一容置部1331中,第一密封部241靠近散热件220的一端与散热件220抵接,以提高第一密封部241密封在壳体130和散热件220之间的可靠性。在一种可能的实现方式中,第一容置部1331的宽度范围可以设置为2mm至4mm,示例性的,第一容置部1331的宽度可以根据实际需要设置为2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm或2mm至4mm之间的任意值。
第二容置部1332位于壳体130朝向基板110的一端。第二密封部242靠近壳体130的一端容置在第二容置部1332中,第二密封部242靠近基板110的一端与基板110抵接,以提高第二密封部242密封在壳体130和基板110之间的可靠性。在一种可能的实现方式中,第二容置部1332的宽度范围可以设置为2mm至4mm,示例性的,第二容置部1332的宽度可以根据实际需要设置为2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm或2mm至4mm之间的任意值。
继续参照图11,散热件220朝向半导体器件100的一面设置有第一凹槽221,第一密封部241靠近散热件220的一端容置在第一凹槽221中,以进一步提高第一密封部241密封在壳体130和散热件220之间的可靠性。在一种可能的实现方式中,第一凹槽221的深度范围可以设置为1mm至2mm,示例性的,第一凹槽221的深度可以根据实际需要设置为1mm、1.3mm、1.5mm、1.7mm、2mm或1mm至2mm之间的任意值。
基板110朝向壳体130的一面设置有第二凹槽111,第二密封部242靠近基板110的一端容置在第二凹槽111中,以进一步提高第二密封部242密封在壳体130和基板110之间的可靠性。
在其他可能的实现方式中,散热件220朝向壳体130的一面也可以不设置第一凹槽221,使第一密封部241靠近散热件220的一端直接与散热件220朝向壳体130的一面抵接并压紧。基板110朝向壳体130的一面也可以不设置第二凹槽111,使密封件240靠近基板110的一端直接与基板110朝向壳体130的一面抵接并压紧。
本申请实施例还提供一种具体的集成电路,其中,裸片的尺寸为35mm*35mm;裸片的功耗为300W;壳体的外周尺寸为75mm*75mm;壳体包括侧壁和顶壁,壳体的材料为铜基材表面镀镍。侧壁的顶端的中间区域均设置有第一容置部,侧壁的底端的中间区域设置有第二容置部,第一容置部和第二容置部的宽度范围为2mm至4mm;第一密封部和第二密封部选用密封防水效果好、弹性好并与氟化液兼容的硅胶或丁腈胶圈。具体操作时,将第二密封部容置在第二容置部中;将壳体的侧壁底端与基板固化连接,以完成半导体器件的封装;将封装好的半导体器件焊接或插接至电路板的预设位置;将第一密封部容置在第一容置部中;将散热件通过螺钉紧固连接在电路板上,且紧固力可以为30kg。
参照图12所示,本申请实施例还提供一种集成电路200,与图11所示的集成电路不同的是,该集成电路200的壳体130包括侧壁1301,不包括顶壁1302。侧壁1301环绕在裸片120的周向上,且侧壁1301的底端与基板110固定连接,示例性的,侧壁1301的底端可以通过粘胶固定在基板110上。
裸片120朝向散热件220的一面和散热件220朝向裸片120的一面之间设置有第一热界面材料232,第一热界面材料232用于将裸片120产生的热量直接传到至散热件220,从而有利于保证裸片120的散热效果。
侧壁1301包括第一侧壁1311和第二侧壁1321,第一侧壁1311和第二侧壁1321之间设置有第一容置部1331和第二容置部1332。第一容置部1331位于侧壁1301朝向散热件220的一端。第一密封部241靠近壳体130的一端容置在第一容置部1331中,第一密封部241靠近散热件220的一端与散热件220抵接,以提高第一密封部241密封在壳体130和散热件220之间的可靠性。
第二容置部1332位于的侧壁1301朝向基板110的一端。第二密封部242靠近壳体130的一端容置在第二容置部1332中,第二密封部242靠近基板110的一端与基板110抵接,以提高第二密封部242密封在壳体130和基板110之间的可靠性。
继续参照图12,散热件220朝向半导体器件100的一面设置有第一凹槽221,第一密封部241靠近散热件220的一端容置在第一凹槽221中,以进一步提高第一密封部241密封在壳体130和散热件220之间的可靠性。在一种可能的实现方式中,第一凹槽221的深度范围可以设置为1mm至2mm,示例性的,第一凹槽221的深度可以根据实际需要设置为1mm、1.3mm、1.5mm、1.7mm、2mm或1mm至2mm之间的任意值。
基板110朝向壳体130的一面设置有第二凹槽111,第二密封部242靠近基板110的一端容置在第二凹槽111中,以进一步提高第二密封部242密封在壳体130和基板110之间的可靠性。
在其他可能的实现方式中,散热件220朝向壳体130的一面也可以不设置第一凹槽221,使第一密封部241靠近散热件220的一端直接与散热件220朝向壳体130的一面抵接并压紧。基板110朝向壳体130的一面也可以不设置第二凹槽111,使密封件240靠近基板110的一端直接与基板110朝向壳体130的一面抵接并压紧。
参照图13所示,本申请实施例还提供一种电子设备300。该电子设备300至少包括上述集成电路200。
本申请实施例提供的电子设备300中设置有上述集成电路200,由于集成电路200中设置有密封件,在集成电路200浸泡在电子氟化液中散热时,密封件可以将电子氟化液和集成电路200的热界面材料隔离开,以避免电子氟化液接触热界面材料,从而有利于保证热界面材料的可靠性,同时,有利于保证集成电路200的散热效果。进而有利于保证电子设备300的性能和散热效果,一方面,有利于优化电子设备300的体验效果,另一方面,有利于保证电子设备300中信号传输的稳定性,确保电子设备300的正常工作。
本申请一些实施例中,电子设备300可以为服务器,或者,服务器可以包括至少一个电子设备300。通过在服务器中设置上述集成电路,在服务器浸泡在电子氟化液中散热时,集成电路的密封件可以将电子氟化液和集成电路200的热界面材料隔离开,以避免电子氟化液接触热界面材料,从而有利于保证热界面材料的可靠性,同时,有利于保证集成电路的散热效果。进而有利于保证服务器的性能和散热效果,一方面,有利于优化服务器的体验效果,另一方面,有利于保证服务器中信号传输的稳定性,确保服务器的正常工作。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案,而非对其限制。尽管参照前述各实施例对本申请实施例进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电子设备,其特征在于,包括:
电路板;
散热件,与所述电路板间隔设置;
半导体器件,位于所述电路板和所述散热件之间,所述半导体器件与所述电路板电连接,所述半导体器件和所述散热件之间设置有第一热界面材料;
其中,所述半导体器件包括:
基板,连接至所述电路板;
裸片,连接至所述基板背离所述电路板的一面;
壳体,围绕所述裸片固定在所述基板上;
所述壳体包括第一侧壁和第二侧壁,所述第一侧壁和所述第二侧壁之间设置有密封件,所述壳体和所述散热件之间,以及,所述壳体和所述基板之间均通过所述密封件密封。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第一侧壁和所述第二侧壁之间设置有容置槽,所述容置槽沿所述散热件指向所述电路板的方向延伸并贯穿所述壳体;
所述密封件容置在所述容置槽中,所述密封件靠近所述散热件的一端与所述散热件抵接,所述密封件靠近所述基板的一端与所述基板抵接。
3.根据权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述散热件朝向所述半导体器件的一面设置有第一凹槽,所述密封件靠近所述散热件的一端容置在所述第一凹槽中。
4.根据权利要求2或3所述的电子设备,其特征在于,所述基板朝向所述壳体的一面设置有第二凹槽,所述密封件靠近所述基板的一端容置在所述第二凹槽中。
5.根据权利要求2-4任一项所述的电子设备,其特征在于,所述密封件位于所述壳体和所述散热件之间的部分在所述壳体上的正投影的宽度大于所述容置槽的宽度。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电子设备,其特征在于,所述密封件包括硅胶或丁腈中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第一侧壁和所述第二侧壁之间设置有第一容置部和第二容置部,所述第一容置部位于所述壳体朝向所述散热件的一端,所述第二容置部位于所述壳体朝向所述基板的一端;
所述密封件包括第一密封部和第二密封部;
所述第一密封部容置在所述第一容置部中,所述第一密封部靠近所述散热件的一端与所述散热件抵接;所述第二密封部容置在所述第二容置部中,所述第二密封部靠近所述基板的一端与所述基板抵接。
8.根据权利要求7所述的电子设备,其特征在于,所述第一密封部和所述第二密封部的材料相同;或,所述第一密封部和所述第二密封部的材料不同。
9.根据权利要求1-8任一项所述的电子设备,其特征在于,所述壳体还包括顶壁,所述顶壁连接在所述第一侧壁靠近所述散热件的一端;
所述第一热界面材料位于所述顶壁与所述散热件之间;
所述顶壁和所述裸片之间设置有第二热界面材料。
10.一种服务器,其特征在于,所述服务器包括至少一个如权利要求1-9任一项所述的电子设备。
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