一种用于2.5D以及3D封装的散热结构的制作方法

    专利2025-04-16  50


    本发明涉及集成电路设计领域,尤其涉及一种用于2.5d以及3d封装的散热结构。


    背景技术:

    1、传统的散热技术通常包括热管、散热片、风冷等,以通过导热材料将芯片产生的热量传送到散热端,通过散热端将热量散发到周围环境,这种方法在处理一些小热量的发热物体时可能是足够的,但在高密度、高性能的2.5d/3d芯片封装中存在散热不足、冷却能力低、不及时的问题。近年来,液冷散热技术通过在散热结构中引入冷却液体,降低物体温度,例如微通道液体冷却,但存在设计复杂、不稳定等问题。芯片内部仍存在温度不均的问题,形成热点,这会对芯片的稳定性和长寿命造成威胁。在传统散热技术中,对于高密度的芯片散热,可能无法满足大量热量的耗散和散热需求,同时如液冷等有效散热技术增加了系统的复杂性、成本和维护难度。


    技术实现思路

    1、鉴于以上现有技术存在的问题,本发明提出一种用于2.5d以及3d封装的散热结构,主要解决现有散热技术的故障率高、散热温度不均匀、寿命低、温差大、散热慢且尺寸大的问题。

    2、为了实现上述目的及其他目的,本发明采用的技术方案如下。

    3、本申请提供一种用于2.5d以及3d封装的散热结构,包括:基板;热电制冷芯片,其部分嵌入所述基板,使得其吸热面与所述基板接触,散热面远离所述基板;芯片堆叠结构,其设置于所述基板背离所述热电制冷芯片的一侧,且所述芯片堆叠结构与所述热电制冷芯片之间通过散热通道连通。

    4、在本申请一实施例中,所述基板上设置有凹槽,所述热电制冷芯片部分置于所述凹槽内。

    5、在本申请一实施例中,所述凹槽底部设置有插孔,所述热电制冷芯片的固定端嵌入所述插孔进行固定。

    6、在本申请一实施例中,所述热电制冷芯片用于与所述基板接触的平面上设置有金属层。

    7、在本申请一实施例中,在所述金属层上设置导热层,所述导热层为流体材料,通过所述导热层填充所述金属层与所述基板之间的空隙。

    8、在本申请一实施例中,所述基板上设置有多个第一通孔,所述第一通孔通过导热材料填充作为所述散热通道。

    9、在本申请一实施例中,所述热电制冷芯片包括热电块。

    10、在本申请一实施例中,所述热电制冷芯片背离所述基板的一侧设置有散热鳍片,所述散热鳍片通过焊锡和导热膏固定在所述热电制冷芯片上。

    11、在本申请一实施例中,所述芯片堆叠结构包括多个硅通孔,通过所述硅通孔将所述芯片堆叠结构产生的热量传导至所述基板,并通过所述第一通孔将热量传导至所述热电制冷芯片。

    12、在本申请一实施例中,所述散热鳍片上设置散热孔。

    13、如上所述,本发明一种用于2.5d以及3d封装的散热结构,具有以下有益效果。

    14、本申请通过将热电制冷芯片嵌入到基板,利用基板上的散热通道将芯片堆叠结构中的热量快速高效的导入热电制冷芯片进行散热,实现对芯片堆叠结构温度的有效控制,可提高芯片的稳定性和可靠性,延长芯片使用寿命。



    技术特征:

    1.一种用于2.5d以及3d封装的散热结构,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的用于2.5d以及3d封装的散热结构,其特征在于,所述基板上设置有凹槽,所述热电制冷芯片部分置于所述凹槽内。

    3.根据权利要求2所述的用于2.5d以及3d封装的散热结构,其特征在于,所述凹槽底部设置有插孔,所述热电制冷芯片的固定端嵌入所述插孔进行固定。

    4.根据权利要求1所述的用于2.5d以及3d封装的散热结构,其特征在于,所述热电制冷芯片用于与所述基板接触的平面上设置有金属层。

    5.根据权利要求4所述的用于2.5d以及3d封装的散热结构,其特征在于,在所述金属层上设置导热层,所述导热层为流体材料,通过所述导热层填充所述金属层与所述基板之间的空隙。

    6.根据权利要求1所述的用于2.5d以及3d封装的散热结构,其特征在于,所述基板上设置有多个第一通孔,所述第一通孔通过导热材料填充作为所述散热通道。

    7.根据权利要求1所述的用于2.5d以及3d封装的散热结构,其特征在于,所述热电制冷芯片包括热电块。

    8.根据权利要求1所述的用于2.5d以及3d封装的散热结构,其特征在于,所述热电制冷芯片背离所述基板的一侧设置有散热鳍片,所述散热鳍片通过焊锡和导热膏固定在所述热电制冷芯片上。

    9.根据权利要求6所述的用于2.5d以及3d封装的散热结构,其特征在于,所述芯片堆叠结构包括多个硅通孔,通过所述硅通孔将所述芯片堆叠结构产生的热量传导至所述基板,并通过所述第一通孔将热量传导至所述热电制冷芯片。

    10.根据权利要求8所述的用于2.5d以及3d封装的散热结构,其特征在于,所述散热鳍片上设置散热孔。


    技术总结
    本申请提供一种用于2.5D以及3D封装的散热结构,包括:基板;热电制冷芯片,其部分嵌入所述基板,使得其吸热面与所述基板接触,散热面远离所述基板;芯片堆叠结构,其设置于所述基板背离所述热电制冷芯片的一侧,且所述芯片堆叠结构与所述热电制冷芯片之间通过散热通道连通。本申请由于热电制冷芯片无机械移动部件、高可控性、长寿命的特点,使高密度堆叠芯片运行的故障率显著降低,从而提供了芯片散热结构更高的可靠性。

    技术研发人员:张德,崔伟,张正元,张培健,徐学良,陆科,陈容,魏佳男
    受保护的技术使用者:中国电子科技集团公司第二十四研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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