[發(fā)明專利]帶有嵌入式有源熱電冷卻器的基板

在審

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• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109712936A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 馬克·C·伍茲;凱利·M·萊亞爾;迪普庫馬爾·M·奈爾;塔拉克·A·雷爾卡爾;布拉德福德·納爾森
• 申請（專利權）人: QORVO美國公司
• 主分類號: H01L23/12
• 分類號: H01L23/12;H01L23/36
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;田喜慶

本公開涉及一種帶有嵌入式有源熱電冷卻器的基板，其包括基板主體和嵌入基板主體中的熱電冷卻器。熱電冷卻器包括底側板和具有元件接觸墊的頂側板。元件接觸墊位于頂側板的頂表面上，頂側板的頂表面與基板主體的頂表面面向相同的方向并且暴露于基板主體的外部空間。底側板位于頂側板下方并靠近頂側板的底表面。此處，元件接觸墊被配置為適應發(fā)熱電元件的附接。頂側板被配置為改變發(fā)熱電元件的溫度，并且底側板被配置為將熱傳遞到基板主體的底表面或從基板主體的底表面吸收熱。

相關申請

本申請要求于2017年10月26日提交的臨時專利申請序列號62/577,490的權益，其公開內容通過引用以其整體并入本文。

技術領域

本公開涉及具有改善的熱性能的基板，并且更具體地，涉及具有嵌入式有源熱電冷卻器的基板。

背景技術

高速和高性能晶體管以不斷增加的速率更密集地集成在管芯上。由于管芯上晶體管密度的增加，管芯產生的熱量顯著增加。如果由管芯產生的熱不能有效地消散，則管芯可能無法操作或具有降低的操作性能。因此，在密集集成的管芯中存在散熱的問題，并且非常期望有效的散熱。

管芯通常位于基板中或基板上，并且基板可以以許多方式影響管芯性能。例如，管芯產生的熱可以通過基板傳導遠離管芯的鄰近區(qū)域。基板中廣泛使用層壓材料，層壓材料價格低廉并且在內業(yè)具有成熟的供應基礎。然而，層壓材料具有相反差的熱性能。另一方面，陶瓷和復合材料通常具有更好的熱特性，但它們更昂貴。

為了適應密集集成的管芯增加的產熱，存在對改進的基板設計的需要。期望基板設計成本低和尺寸更小，同時提供優(yōu)異的熱性能。

發(fā)明內容

本公開涉及一種具有改善的熱性能的基板。所公開的基板包括基板主體和嵌入基板主體中的熱電冷卻器(TEC)。基板主體具有頂表面和與基板主體的頂表面相反的底表面。TEC包括底側板和具有元件接觸墊的頂側板。頂側板具有頂表面和與頂側板的頂表面相反的底表面，并且底側板具有頂表面和與底側板的頂表面相反的底表面。此處，頂側板的頂表面與基板主體的頂表面面向相同的方向，并且頂側板的底表面面向底側板的頂表面。元件接觸墊位于頂側板的頂表面上并暴露于基板主體的外部空間。元件接觸墊被配置為適應發(fā)熱電元件的附接。頂側板與發(fā)熱電元件熱接觸，并且底側板與基板主體的底表面熱接觸。頂側板被配置為改變發(fā)熱電元件的溫度，并且底側板被配置為將熱傳遞到基板主體的底表面或從基板主體的底表面吸收熱。

在基板的一個實施方案中，頂側板包括多個第一導體，所述第一導體形成在頂側板的底表面上并且彼此分開。底側板包括多個第二導體，所述第二導體形成在底側板的頂表面上并且彼此分開。TEC還包括多個半導體芯塊，所述半導體芯塊從頂側板的底表面延伸到底側板的頂表面，并且被配置為將熱從頂側板傳輸?shù)降讉劝濉４颂帲雽w芯塊經(jīng)由第一導體和第二導體彼此串聯(lián)電連接。

在基板的一個實施方案中，頂側板還包括第一接觸墊、第二接觸墊、第一通孔和第二通孔。第一接觸墊和第二接觸墊位于頂側板的頂表面上并且彼此分開。第一通孔從頂側板的頂表面延伸到頂側板的底表面，并且將第一接觸墊電耦合到相應的第一導體。第二通孔從頂側板的頂表面延伸到頂側板的底表面，并且將第二接觸墊電耦合到另一個相應的第一導體。

在基板的一個實施方案中，頂側板還包括第一接觸墊和第二接觸墊，第一接觸墊和第二接觸墊位于頂側板的底表面上并且彼此分開。第一接觸墊電耦合到相應的第一導體，且第二接觸墊電耦合到另一個相應的第一導體。

在基板的一個實施方案中，底側板還包括第一接觸墊和第二接觸墊，第一接觸墊和第二接觸墊位于底側板的頂表面上并且彼此分開。第一接觸墊電耦合到相應的第二導體，且第二接觸墊電耦合到另一個相應的第二導體。

在基板的一個實施方案中，底側板還包括形成在底側板的底表面上的底部接觸層。