CN205609506U - 一种具有平板型微热管散热器封装结构 - Google Patents

一种具有平板型微热管散热器封装结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种具有平板型微热管散热器封装结构，属于半导体封装技术领域。它包括基板（1），所述基板（1）上设置有芯片（2），所述芯片（2）外包封有塑封料（4），所述塑封料（4）表面设置有平板型微热管散热器（7）。本实用新型一种具有平板型微热管散热器封装结构，它用微热管散热器取代传统的散热片，一方面微热管的内部抽真空，注入乙醇溶液，增强结构中的热导率，从而增大散热量，另一方面可以减小散热片尺寸，达到小型化的目的。

Description

一种具有平板型微热管散热器封装结构
技术领域
本实用新型涉及一种具有平板型微热管散热器封装结构，属于半导体封装技术领域。
背景技术
随着电子技术的不断发展，芯片集成度越来越高且功耗越来越大，芯片面积却越来越小，小面积产生的大热量如果不能及时散逸出去将会对芯片甚至整个系统的功能、稳定性等造成极其严重的影响。
自然对流、风冷、水冷等传统散热方式已经明显不能满足越来越高的热量散逸要求，特别是在对温度均匀性要求较高的应用场合，传统散热方式更是无法胜任。微电子技术的发展，集成电路技术的发展，强烈要求新型冷却方式的出现。
目前传统的封装散热结构是在封装体表面贴装尺寸大小与封装表面相同的散热片，散热片的材质一般为铜或铝，结构特点一般是翅片结构，如图1所示，散热原理是芯片工作产生的热量通过环氧树脂传导到散热片，由于铜或铝材质的导热系数比较高，从而使热量能够较快的散发到空气中，但结构单一，散热量不显著并且散热片高度较高，导致器件尺寸较大。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种具有平板型微热管散热器封装结构，它用微热管散热器取代传统的散热片，一方面微热管的内部抽真空，注入乙醇溶液，增强结构中的热导率，从而增大散热量，另一方面可以减小散热片尺寸，达到小型化的目的。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种具有平板型微热管散热器封装结构，它包括基板，所述基板上设置有芯片，所述芯片外包封有塑封料，所述塑封料表面设置有平板型微热管散热器。
所述平板型微热管散热器包括铝平板基底，所述铝平板基底内开设有微热管腔体，所述微热管腔体内设置有乙醇溶液。
所述微热管腔体底部开设有多条三角形凹槽。
所述平板型微热管散热器包括蒸发段、绝热段和冷凝段，所述芯片中心区域位于蒸发段下方。
所述芯片正面与基板正面之间电性互联。
所述基板背面设置有金属球。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
1、目前对于普通封装结构的散热片，翅片结构单一，散热片厚度一般达到1mm以上，而本实用新型结构简单，散热器采用微热管平板式结构，厚度可降至300um，比传统翅片散热器的高度要小很多，有利于小型集成化封装；
2、微热管平板结构的冷却技术采用蒸发变向冷却，单位传热面积的最大功耗-热流密度高达5000W/cm2，远大于普通散热片散热运用的空气自然对流和辐射的冷却技术；
3、微热管平板结构具有均温、传输高效以及可靠性高的特点，和传统翅片散热器相比，对散热效果有明显的加强作用。
附图说明
图1为传统封装散热结构的示意图。
图2为本实用新型一种具有平板型微热管散热器封装结构的示意图。
图3为图2中平板型微热管散热器的工作原理图。
其中：
基板1
芯片2
金属线 3
塑封料4
金属球5
散热片6
平板型微热管散热器7
铝平板基底7.1
微热管腔体7.2
三角形凹槽7.3。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图2所示，本实施例中的一种具有平板型微热管散热器封装结构，它包括基板1，所述基板1上设置有芯片2，所述芯片2正面与基板1正面之间通过金属线3相连接，所述芯片2和金属线3外包封有塑封料4，所述基板1背面设置有金属球5，所述塑封料4表面设置有平板型微热管散热器7；
所述平板型微热管散热器7包括铝平板基底7.1，所述铝平板基底7.1内开设有微热管腔体7.2，所述微热管腔体7.2内设置有乙醇溶液。
所述微热管腔体7.2底部开设有多条三角形凹槽7.3。
所述平板型微热管散热器7包括蒸发段、绝热段和冷凝段，所述芯片4中心区域位于蒸发段下方。
微热管的结构及工作原理主要是通过沟道尖角区完成工质的回流，如图3所示，微热管稳态工作时，微热管蒸发段受到外界加热，热量通过热管管壁及液态工质传递到汽液分界面，使工作液体在蒸发段内的汽液分界面上蒸发。由于液体蒸发，蒸汽腔内产生压差，而蒸汽正是在这压差的作用下由蒸发段流向冷凝段并在冷凝段内的汽液分界面上凝结，释放出热量。热量通过液态工质和管壁传给冷源，最后由于热管内腔尖角区域的毛细作用使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。
由于芯片内部的设计不同，从而形成功耗区域分布，发热量也是分区域分布的，一般来说芯片中心区域为发热最大面积段，这个就是微热管的蒸发段；其他区域就是冷凝段，而且基于微热管的结构，蒸发段和冷凝段是可以互换的，由于传统封装芯片工作温度高于真空中乙醇溶液的蒸发点76℃，所以满足蒸发段让微热管内的液体可以汽化，冷凝段可以使微热管内的气体液化。
可以看出微型平板热管除了拥有普通散热片的特性，其独特的优越性还体现在：蒸汽空间互相连通结构能够有效降低热管内蒸汽和液体反向流动所产生的界面摩擦力，使传热性能显著提高；散热面积大，散热效果更好；良好的启动性及均温性；易于制造出平整光滑、几何适应性好的外表面，可与电子器件直接贴合。
除上述实施例外，本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有平板型微热管散热器封装结构，其特征在于：它包括基板（1），所述基板（1）上设置有芯片（2），所述芯片（2）外包封有塑封料（4），所述塑封料（4）表面设置有平板型微热管散热器（7）。
2.根据权利要求1所述的一种具有平板型微热管散热器封装结构，其特征在于：所述平板型微热管散热器（7）包括铝平板基底（7.1），所述铝平板基底（7.1）内开设有微热管腔体（7.2），所述微热管腔体（7.2）内设置有乙醇溶液。
3.根据权利要求2所述的一种具有平板型微热管散热器封装结构，其特征在于：所述微热管腔体（7.2）底部开设有多条三角形凹槽（7.3）。
4.根据权利要求1所述的一种具有平板型微热管散热器封装结构，其特征在于：所述平板型微热管散热器（7）包括蒸发段、绝热段和冷凝段，所述芯片（2）中心区域位于蒸发段下方。
5.根据权利要求1所述的一种具有平板型微热管散热器封装结构，其特征在于：所述芯片（2）正面与基板（1）正面之间电性互联。
6.根据权利要求1所述的一种具有平板型微热管散热器封装结构，其特征在于：所述基板（1）背面设置有金属球（5）。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106960915A (zh) * 2017-04-05 2017-07-18 京东方科技集团股份有限公司 一种有机发光器件及其制作方法

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