[實用新型]芯片封裝用高導熱金屬陶瓷復合層狀散熱模塊

有效

• 申請號: 201420042589.7
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN203690280U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 郭干;吳新斌
• 申請（專利權）人: 深圳市國新晶材科技有限公司
• 主分類號: H01L23/34
• 分類號: H01L23/34;H01L23/31
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及微電子技術領域，尤其涉及一種芯片封裝用高導熱金屬陶瓷復合層狀散熱模塊。

背景技術

半導體集成電路技術日新月異地向前發展，芯片封裝正不斷向小型化、高性能、高可靠性和低成本方向發展。在芯片封裝中，如何有效地克服熱阻，把大量的熱能向外界散發，如何設計好芯片封裝散熱模塊，越顯重要。

請參閱圖3，當前國內外芯片封裝一般是芯片A直接貼在印刷電路基板B上，再由印刷電路基板B把熱量通過鋁散熱器C散發到機體之外。這樣的缺點是，芯片使用壽命短。因為芯片一般是由半導體硅制成，其熱膨脹系數低，而銅片熱膨脹系數是芯片的三倍。在微電子設備上萬次的冷熱循環工作的惡劣條件下，由于兩者熱膨脹系數不一致，造成芯片失效。同時使用的覆銅印刷電路板熱阻大，散熱不好，也易造成芯片發出的熱量向外界散發困難，從而芯片溫度上升，芯片工作失效。

實用新型內容

針對上述技術中存在的不足之處，本實用新型提供一種能夠改善目前芯片封裝散熱不好和芯片貼裝材料熱膨脹系數不匹配的問題，從而提高芯片使用壽命的技術方案。

為實現上述目的，本實用新型提供一種芯片封裝用高導熱金屬陶瓷復合層狀散熱模塊，包括用于固定芯片的金屬陶瓷體、用于固定外散熱器殼體的高導熱陶瓷體、以及釬焊層，所述高導熱陶瓷體和金屬陶瓷體通過釬焊層固定連接。

其中，所述高導熱陶瓷體的上表面鍍有上覆銅層，所述金屬陶瓷體與上覆銅層固定連接。

其中，所述高導熱陶瓷體的下表面鍍有下覆銅層，所述外散熱器殼體與下覆銅層固定連接。

為實現上述目的，本實用新型提供一種芯片封裝用高導熱金屬陶瓷復合層狀散熱模塊，包括用于固定芯片的金屬陶瓷體、用于固定外散熱器殼體的高導熱陶瓷體、以及高導熱膠層，所述高導熱陶瓷體和金屬陶瓷體通過高導熱膠層固定連接。

其中，所述高導熱陶瓷體的上表面鍍有上覆銅層，所述金屬陶瓷體與上覆銅層固定連接。

其中，所述高導熱陶瓷體的下表面鍍有下覆銅層，所述外散熱器殼體與下覆銅層固定連接。

本實用新型的有益效果是：與現有技術相比，本實用新型提供的芯片封裝用高導熱金屬陶瓷復合層狀散熱模塊，在芯片與外散熱器殼體間增設金屬陶瓷體和高導熱陶瓷體，以及用于固定的釬焊層或高導熱膠層，由于金屬陶瓷具有接近鋁金屬的高導熱率，同時具有與芯片材料接近的熱膨脹系數，重量輕，因而可以匹配芯片的熱膨脹系數，在具有良好散熱性能的同時延長芯片壽命。

進一步地說，本案的散熱模塊，熱阻抗低、散熱快、抗高壓擊穿能力強、重量輕、抗熱沖擊能力強、芯片使用壽命長。由于傳熱好、與芯片貼裝的金屬陶瓷兩者熱膨脹系數匹配，使芯片能時刻處在良好的工作溫度下。

附圖說明

圖1為本實用新型的層狀散熱模塊第一實施例的結構示意圖；

圖2為本實用新型的層狀散熱模塊第二實施例的結構示意圖；

圖3為現有技術的結構示意圖。

主要元件符號說明如下：

10、芯片?????????????????????11、金屬陶瓷體

12、高導熱陶瓷體?????????????13、外散熱器殼體

14A、釬焊層??????????????????14B、高導熱膠層

15、上覆銅層?????????????????16、下覆銅層

A、芯片??????????????????????B、印刷電路基板

C、鋁散熱器

具體實施方式

為了更清楚地表述本實用新型，下面結合附圖對本實用新型作進一步地描述。

請參閱圖1，本實用新型的芯片封裝用高導熱金屬陶瓷復合層狀散熱模塊第一實施例中，包括用于固定芯片10的金屬陶瓷體11、用于固定外散熱器殼體13的高導熱陶瓷體12、以及釬焊層14A，高導熱陶瓷體12和金屬陶瓷體11通過釬焊層14A固定連接。

在芯片10與金屬陶瓷體11之間通過焊料粘貼，外散熱器殼體13與高導熱陶瓷體12之間通過螺絲或者焊接式的機械連接，為了增強散熱效果，還在接縫處涂抹導熱膠。這樣的模塊設計，消除各層的熱阻，提高了與外殼的絕緣，抗高壓擊穿，同時又能有效地把芯片熱量迅速散出，保證了整個微電子電路能夠很好地處在正常工作狀態。與圖3的結構相比，本案采用高導熱陶瓷克服了覆銅印刷電路板抗高壓擊穿能力低和熱阻高的缺點。