[發明專利]一種自循環冷卻封裝基板

在審

• 申請號: 202111589625.2
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114242673A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 楊逍鵑
• 申請（專利權）人: 華進半導體封裝先導技術研發中心有限公司;上海先方半導體有限公司
• 主分類號: H01L23/427
• 分類號: H01L23/427;H01L23/498;H01L23/12
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張東梅

本發明涉及一種自循環冷卻封裝基板，包括：封裝基板，其具有用于安裝芯片的芯片位置；以及相變冷卻液通道，其布置在所述封裝基板中并且經過芯片位置以與所述封裝基板以及芯片位置處的芯片進行熱交換，其中所述相變冷卻液通道用于容納相變冷卻液，并且其中所述相變冷卻液通道被構造為使得相變冷卻液在受熱后能夠離開芯片位置并且在所述封裝基板中冷卻后能夠回到芯片位置。通過在封裝基板中設置相變冷卻液通道以用于自循環冷卻，從而促進基板快速散熱，優化高功率器件的散熱，提高高功率器件的使用壽命和可靠性。

技術領域

本發明涉及半導體封裝技術領域，尤其涉及一種自循環冷卻封裝基板。

背景技術

隨著電子產品逐漸往高性能化、高頻化、高速化與輕薄化的方向發展，在輕、薄、短、小、多功能的設計理念下，各種電子器件等均朝向高速度、多功能、高功率、體積小的方向研究與發展。因此，造成元器件內的單位體積發熱量不斷的提高，若過多的熱量無法排除，就會影響芯片的運行，進而使設備運行出現諸多問題。

封裝基板在安裝高功率器件工作時，若無法提供快速散熱渠道，將導致器件故障甚至燒毀。目前市場上常用的封裝基板，對于高功率器件封裝而言，如果工作時不能及時散熱，會造成局部高溫，從而可能引起脫焊、開裂、斷線一系列問題，最終顯著影響器件使用壽命和可靠性。

發明內容

本發明的任務是提供一種自循環冷卻封裝基板，通過在封裝基板中設置相變冷卻液通道，自循環冷卻，實現基板快速散熱，優化高功率器件的散熱，提高高功率器件的使用壽命和可靠性。

根據本發明，前述任務通過一種自循環冷卻封裝基板來解決，該自循環冷卻封裝基板包括：

封裝基板，其具有用于安裝芯片的芯片位置；以及

相變冷卻液通道，其布置在所述封裝基板中并且經過芯片位置以與所述封裝基板以及芯片位置處的芯片進行熱交換，其中所述相變冷卻液通道用于容納相變冷卻液，并且其中所述相變冷卻液通道被構造為使得相變冷卻液在受熱后能夠離開芯片位置并且在所述封裝基板中冷卻后能夠回到芯片位置。

在本發明的一個優選方案中規定，所述相變冷卻液通道的截面形狀為彎曲形。

在本發明的另一優選方案中規定，所述相變冷卻液通道在所述芯片位置的高度低于在所述芯片位置之外的高度。

在本發明的又一優選方案中規定，所述相變冷卻液通道中的相變冷卻液受熱汽化后離開所述芯片位置，并在所述封裝基板中冷卻后回流至所述芯片位置以降低所述封裝基板的芯片位置的溫度。

在本發明的另一優選方案中規定，所述自循環冷卻封裝基板用于引線封裝和/或倒裝封裝。

在本發明的又一優選方案中規定，所述封裝基板包括基材層和位于所述基材層正面和背面的PP層。

在本發明的另一優選方案中規定，所述相變冷卻液通道位于所述基材層和/或所述PP層中。

本發明至少具有下列有益效果：本發明公開的自循環冷卻封裝基板，通過在封裝基板中設置相變冷卻液通道以用于自循環冷卻，從而促進基板快速散熱，優化高功率器件的散熱，提高高功率器件的使用壽命和可靠性；相變冷卻液通道形狀和位置及大小均可根據應用場景靈活設置；該自循環冷卻封裝基板適用于多種封裝結構。

附圖說明

為了進一步闡明本發明的各實施例的以上和其它優點和特征，將參考附圖來呈現本發明的各實施例的更具體的描述。可以理解，這些附圖只描繪本發明的典型實施例，因此將不被認為是對其范圍的限制。在附圖中，為了清楚明了，相同或相應的部件將用相同或類似的標記表示。

圖1示出了根據本發明的一個實施例的具有3個相變冷卻液通道的自循環冷卻封裝基板100的俯視圖；

圖2出了根據本發明的一個實施例的具有3個相變冷卻液通道的自循環冷卻封裝基板100的剖面示意圖；