[發明專利]多芯片組件散熱封裝陶瓷復合基板的制備方法

有效

• 申請號: 201510452002.9
• 申請日: 2015-07-28
• 公開（公告）號: CN105304577B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 林奈;謝義水
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十研究所
• 主分類號: H01L23/12
• 分類號: H01L23/12;H01L23/367;H05K7/20
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心51121
• 代理人: 郭純武

1.一種多芯片組件散熱封裝陶瓷復合基板的制備方法，具有如下技術特征：首先分別在上、下兩層低溫共燒陶瓷LTCC生瓷片中制出器件安裝腔體和液冷流道腔體，再在LTCC生瓷片的器件安裝腔體以及液冷流道腔體內填充犧牲材料，然后將上、下兩層生瓷片疊層在氮化鋁AlN底板上；用溫水等靜壓將LTCC生瓷片和AlN底板層壓在一起后，將層壓在一起的LTCC生瓷片與AlN底板放入放入燒結爐中進行共燒，首先從室溫以1℃～2℃/min的速度升至450℃～500℃后，維持峰值溫度1～2h，完成LTCC生瓷片排膠，同時保證腔體內填充的犧牲材料通過液冷流道出、入口完全揮發；再以2℃～3℃/min的速度升至850℃～900℃，維持峰值溫度2～3h后以3℃/min的速度下降至室溫，完成LTCC生瓷片在AlN底板上的燒結，形成帶液冷流道熱沉和液冷流道器件安裝腔體結構的LTCC-AlN復合基板；基板燒結完成后，通過共晶焊或導電銀漿粘接將多芯片組件安裝在AlN底板上，再通過金絲鍵合工藝將多芯片組件與LTCC基板腔體內臺階表面電路進行電氣互聯，最后通過焊接將液冷管、封裝蓋板與LTCC焊接在一起，完成多芯片組件在LTCC-AlN復合基板上的組裝。

2.如權利要求1所述的多芯片組件散熱封裝陶瓷復合基板的制備方法，其特征在于：采用溫水等靜壓將腔體內填充有犧牲材料的LTCC生瓷片和AlN底板層壓在一起，層壓壓力為30MPa、層壓溫度控制在70℃，持續10～15min。

3.如權利要求1所述的多芯片組件散熱封裝陶瓷復合基板的制備方法，其特征在于：采用Sn63Pb37焊料或者In52Sn48焊料將金屬液冷管和金屬封裝蓋板焊接在LTCC基板上，完成整個液冷流道的組裝，同時完成對多芯片組件的密封。

4.如權利要求1所述的多芯片組件散熱封裝陶瓷復合基板的制備方法，其特征在于：多芯片組件散熱封裝陶瓷復合基板是基于LTCC-AlN復合基板的多芯片散熱封裝結構。

5.如權利要求1所述的多芯片組件散熱封裝陶瓷復合基板的制備方法，其特征在于：多芯片組件散熱封裝陶瓷復合基板包括： LTCC多層基板（1）、底層AlN底板（2）、多芯片組件（3）和封裝蓋板（5），其中， LTCC多層基板（1）疊層在AlN底板上，液冷流道腔體（4）設置在LTCC多層基板（1）與AlN底板（2）疊層的結合面之間，沿疊層縱向截面依次排列，并連通設置在LTCC多層基板（1）上表面上的液冷管（6）。

6.如權利要求5所述的多芯片組件散熱封裝陶瓷復合基板的制備方法，其特征在于：多芯片組件（3）裝配在LTCC多層基板（1）上、下兩層橫向制出的缺口槽中，固定在AlN底板（2）上，通過LTCC多層基板（1）上的封裝蓋板（5）密閉封裝。

7.如權利要求1所述的多芯片組件散熱封裝陶瓷復合基板的制備方法，其特征在于：多芯片組件工作過程中產生的熱量通過AlN底板散熱帶走部分熱量進行冷卻，同時，通過液冷管（6）連通液冷流道腔體（4）形成通液循環通道，通液循環通道對LTCC-AlN復合基板內的液冷流道腔體（4）進行通液循環，將AlN底板的熱量帶出，實現對整個結構的冷卻。