[發明專利]基于梯度硅鋁合金的內置流道電子封裝模塊及其成形方法

有效

• 申請號: 201911103114.8
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110729251B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 李斐;邢大偉
• 申請（專利權）人: 泰州鑄鼎新材料制造有限公司;哈工大泰州創新科技研究院有限公司
• 主分類號: H01L23/04
• 分類號: H01L23/04;H01L23/06;H01L23/29;H01L23/31;H01L23/367;H01L23/373;H01L23/433;H01L23/473;H01L21/56;B23P15/00
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 張莉瑜

本發明公開了一種基于梯度硅鋁合金的內置流道電子封裝模塊及其成形方法，所述內置流道電子封裝模塊包括封裝盒體和蓋板，其中：所述封裝盒體的材料為梯度硅鋁合金；所述梯度硅鋁合金是沿某一方向硅含量呈梯度變化的高硅鋁合金，沿該方向硅的體積分數由低到高呈現梯度變化；所述封裝盒體具有內腔結構和蛇形流道結構；所述內腔結構在高硅層處加工；所述蛇形流道在低硅層處加工。該封裝模塊擁有優異的散熱能力，同時該模塊梯度硅鋁的高硅層還具有與芯片良好的熱匹配性，適用于提高電子信息領域封裝模塊的散熱能力。

技術領域

本發明涉及一種封裝模塊及其成形方法，尤其涉及一種內置流道式的梯度硅鋁電子封裝模塊及其成形方法。

背景技術

在電子信息領域中，封裝模塊內芯片的集成度越來越高，芯片功率越來越大，因此對封裝模塊的散熱性能提出了更高的要求。同時，還要求封裝材料與電子芯片有良好的熱匹配性，能夠滿足輕量化要求，并具有一定的強塑性指標，且便于加工。

目前常用的封裝模塊中，芯片工作產生的熱量僅靠其與封裝材料的熱傳導方式進行散熱，而目前的封裝材料如銅、鋁、可伐合金、鉬銅、高硅鋁等，其導熱能力已無法滿足現代高功率封裝模塊的散熱需求；同時，銅、鋁等封裝材料的熱膨脹系數較大，與芯片的熱匹配性也較差。

發明內容

針對目前電子信息領域封裝模塊的高散熱需求，本發明提供了一種基于梯度硅鋁合金的內置流道電子封裝模塊及其成形方法。該封裝模塊擁有優異的散熱能力，同時該模塊梯度硅鋁的高硅層還具有與芯片良好的熱匹配性，適用于提高電子信息領域封裝模塊的散熱能力。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種基于梯度硅鋁合金的內置流道電子封裝模塊，包括封裝盒體和蓋板，其中：

所述封裝盒體的材料為梯度硅鋁合金；

所述梯度硅鋁合金是沿某一方向硅含量呈梯度變化的高硅鋁合金，沿該方向硅的體積分數由低到高呈現梯度變化；

所述封裝盒體具有內腔結構和蛇形流道結構；

所述內腔結構在高硅層處加工；

所述蛇形流道在低硅層處加工。

一種上述內置流道電子封裝模塊結構的成形方法，包括如下步驟：

步驟一、封裝盒體及蓋板坯料制備：

采用電火花線切割制備出梯度硅鋁封裝盒體坯料以及蓋板坯料；

步驟二、蛇形流道加工以及封裝盒體與蓋板連接表面的精加工：

采用數控銑床在封裝盒體低硅層初加工出蛇形流道，并對封裝盒體與蓋板的連接面進行精加工，保證連接面的表面粗糙度Ra≤1.6；

步驟三、焊前試樣表面處理：

將封裝盒體與蓋板的待焊表面至于丙酮溶液中超聲5～15min，以除去焊接表面油污以及氧化膜；

步驟四、擴散焊：

將表面處理后的待焊盒體與蓋板置于真空擴散焊爐中，抽真空至1.0×10^-3Pa以下，設置焊接溫度530～550℃，采用10～15MPa焊接壓力焊接成型，并保溫60～90min；保溫后設置冷卻速率5～15℃/min，當溫度降至60～80℃，取出空冷；

步驟五、流道耐壓值測試：

對焊接后的蛇形流道進行耐壓測試，要求耐壓值為4MPa，保壓時間20～40min，且無滲漏及變形；

步驟六、封裝模塊內腔加工：

采用加工中心對已焊接完成的坯料進行內腔加工，至此，具有內置流道結構的封裝模塊加工完畢。