液冷散热组件及芯片封装结构的制作方法

专利2026-07-18  2


本发明涉及芯片散热封装结构,具体为液冷散热组件及芯片封装结构。


背景技术:

1、随着芯片集成度和功率的不断增加,其运行过程中产生的热量也急剧增加,如果不能及时散热,芯片的温度会升高,影响其性能和稳定性;芯片散热的过程包括热传导和对流散热,芯片通过导热介质(如导热硅胶、铟片等)将内部产生的热量传递到散热器,然后通过对流辐射将热量散发出去。

2、然而,水冷散热有着更高的热传导和更低的噪音水平,已经被广泛的应用;现有的水冷散热技术大多是在芯片的封装盖板上加装水冷散热器来对其进行散热;此种散热方式都要通过导热介质将芯片上的热量传递至芯片封装盖板上,再通过一层导热介质将热量从封装盖板传递至水冷散热器,因此,导致热传导效率不够高,如法满足当今芯片在大功率负载下运行时的散热要求。

3、因此,亟待需要液冷散热组件及芯片封装结构以解决上述问题。


技术实现思路

1、基于以上所述,本发明的目的在于提供液冷散热组件及芯片封装结构,以解决现有的水冷散热技术热传导效率低、无法满足芯片在大功率负载下运行时的散热问题。

2、为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:

3、本发明提供的液冷散热组件包括上盖,所述上盖的底面向上凹陷设有第一容置腔,环绕所述第一容置腔设有向下凸起的第一支撑部,环绕所述第一支撑部设有第二避空槽,所述第一支撑部靠近所述第二避空槽的侧面上开设有第一密封槽;所述上盖的顶端面相间隔设有用于冷却液循环的进液接头和出液接头;

4、底座,所述底座上端面设有散热件,环绕所述散热件设有第一避空槽,环绕所述第一避空槽设有向上凸起的第二支撑部,所述第二支撑部远离所述第一避空槽的侧面上开设有第二密封槽;所述底座的底面设有用于封装芯片的第二容置腔;

5、其中,所述上盖与所述底座压合连接,所述第一密封槽和第二密封槽内均设有密封件,当所述上盖与所述底座压合连接后,所述第一支撑部密封插设在所述第一避空槽内,所述第二支撑部密封插设在所述第二避空槽内,所述第一容置腔形成一个密封腔体,所述进液接头和出液接头均与所述密封腔体导通连接。

6、作为液冷散热组件的可选技术方案,所述散热件为相等间距并向上凸起设置在所述底座上端面的若干散热鳍片,若干所述散热鳍片与所述底座为一体成型结构;所述进液接头和出液接头分别设置所述第一容置腔的顶端面两侧,且位于若干所述散热鳍片的两端上方。

7、作为液冷散热组件的可选技术方案,所述散热件为阵列式并向上凸起设置在所述底座上端面的若干圆柱体或若干多边形柱体,若干所述圆柱体或若干多边形柱体与所述底座为一体成型结构;所述散热件的高度小于或等于所述第二支撑部的高度。

8、作为液冷散热组件的可选技术方案,环绕所述第二避空槽设有向下凸起的第三支撑部,所述第三支撑部的底面上开设有第三密封槽,所述第三密封槽内设有密封件;环绕所述第三支撑部开设有第四避空槽;环绕所述第二支撑部开设有第三避空槽,在所述底座的上端面边缘向上凸起设有第四支撑部;当所述上盖与所述底座压合连接后,所述第三支撑部密封插设在所述第三避空槽内,所述第四支撑部密封插设在所述第四避空槽内。

9、作为液冷散热组件的可选技术方案,所述密封件为密封圈,所述密封圈的直径大于所述第一密封槽、第二密封槽和第三密封槽的深度;所述第一避空槽的顶面还设有密封垫。

10、作为液冷散热组件的可选技术方案,所述第四支撑部的顶端面涂有锡膏层,所述上盖与所述底座通过锡膏层进行焊接连接;所述底座的侧面周向位置上环绕设有检测线,所述检测线一端外接有感应报警器用于检测所述密封腔体内的冷却液是否外泄。

11、作为液冷散热组件的可选技术方案,所述第二容置腔的中部设有用于接触芯片热源的导热区,所述导热区上设有镀金层。

12、本发明另一方面提供了芯片封装结构,包括上述任一所述的液冷散热组件和依次叠层连接在所述液冷散热组件下方的芯片、pcb和底板,所述芯片设于所述第二容置腔内,所述液冷散热组件用于芯片散热。

13、作为芯片封装结构的可选技术方案,所述芯片与所述导热区之间设有导热层,所述导热层为导热硅胶或铟片。

14、作为芯片封装结构的可选技术方案,靠近所述上盖的四角处均设有通孔,所述底板相对应所述通孔的位置均设有螺孔,所述上盖通过螺杆与所述底板进行锁紧将所述上盖、底座、芯片和pcb进行压合锁紧;所述螺杆与所述上盖之间还设有弹簧。

15、本发明的有益效果为:

16、本发明提供的液冷散热组件及芯片封装结构包括上盖和底座,上盖和底座相对密封连接,其中部形成一个密封第一容置腔,并在底座的底面设有用于封装芯片的第二容置腔,在上盖的底面和底座的顶端面分别间隔设有多个支撑部和避空槽,在支撑部上都设有密封槽,且密封槽内安装有密封件,上盖与底座压合连接后,每一个支撑部均插设在相对应的避空槽内,密封件与避空槽的侧壁或底座的上端面进行抵接,此时,散热件处于第一容置腔内,并形成一个密封的容置腔,通过进液接头往第一容置腔内注入冷却液,冷却液流过散热件再从出液接头输出形成一个液冷循环系统;在底座的底面设置用于封装芯片的第二容置腔,并在第二容置腔的中部设有与芯片发热源抵接的导热区;在上述结构下,通过散热组件的底座对芯片进行封装,相对现有技术来说不再需要单独的芯片封装盖板来对芯片封装后再在封装盖板上安装散热器,从而减少了散热器与芯片之间的介面;使得该液冷散热组件与热源直接接触散热,从而提高散热效率。

17、另一方面,在此封装结构下可对其介质层(导热层)与芯片的贴合度(覆盖性)进行超声扫描检测,确保封装后的质量和稳定性。



技术特征:

1.液冷散热组件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的液冷散热组件,其特征在于,所述散热件为相等间距并向上凸起设置在所述底座上端面的若干散热鳍片,若干所述散热鳍片与所述底座为一体成型结构;所述进液接头和出液接头分别设置所述第一容置腔的顶端面两侧,且位于若干所述散热鳍片的两端上方。

3.根据权利要求1所述的液冷散热组件,其特征在于,所述散热件为阵列式并向上凸起设置在所述底座上端面的若干圆柱体或若干多边形柱体,若干所述圆柱体或若干多边形柱体与所述底座为一体成型结构;所述散热件的高度小于或等于所述第二支撑部的高度。

4.根据权利要求1所述的液冷散热组件,其特征在于,环绕所述第二避空槽设有向下凸起的第三支撑部,所述第三支撑部的底面上开设有第三密封槽,所述第三密封槽内设有密封件;环绕所述第三支撑部开设有第四避空槽;环绕所述第二支撑部开设有第三避空槽,在所述底座的上端面边缘向上凸起设有第四支撑部;当所述上盖与所述底座压合连接后,所述第三支撑部密封插设在所述第三避空槽内,所述第四支撑部密封插设在所述第四避空槽内。

5.根据权利要求4所述的液冷散热组件,其特征在于,所述密封件为密封圈,所述密封圈的直径大于所述第一密封槽、第二密封槽和第三密封槽的深度;所述第一避空槽的顶面还设有密封垫。

6.根据权利要求4所述的液冷散热组件,其特征在于,所述第四支撑部的顶端面涂有锡膏层,所述上盖与所述底座通过锡膏层进行焊接连接;所述底座的侧面周向位置上环绕设有检测线,所述检测线一端外接有感应报警器用于检测所述密封腔体内的冷却液是否外泄。

7.根据权利要求6所述的液冷散热组件,其特征在于,所述第二容置腔的中部设有用于接触芯片热源的导热区,所述导热区上设有镀金层。

8.芯片封装结构,其特征在于,包括权利要求1-7任一所述的液冷散热组件和依次叠层连接在所述液冷散热组件下方的芯片、pcb和底板,所述芯片设于所述第二容置腔内,所述液冷散热组件用于芯片散热。

9.根据权利要求8所述的芯片封装结构,其特征在于,所述芯片与所述导热区之间设有导热层,所述导热层为导热硅胶或铟片。

10.根据权利要求9所述的芯片封装结构,其特征在于,靠近所述上盖的四角处均设有通孔,所述底板相对应所述通孔的位置均设有螺孔,所述上盖通过螺杆与所述底板进行锁紧将所述上盖、底座、芯片和pcb进行压合锁紧;所述螺杆与所述上盖之间还设有弹簧。


技术总结
本发明涉及芯片散热封装结构技术领域,公开了液冷散热组件及芯片封装结构,该液冷散热组件包括上盖,上盖的底面向上凹陷设有第一容置腔,向下凸起设有第一支撑部,环绕第一支撑部设有第二避空槽;底座,底座上端面设有散热件,环绕散热件设有第一避空槽和第二支撑部;上盖与所底座压合连接形成一个密封的第一容置腔,底座的底面向上凹陷设有用于封装芯片的第二容置腔。该芯片封装结构包括上述液冷散热组件和依次叠层连接在液冷散热组件下方的芯片、PCB和底板。通过散热组件的底座对芯片进行封装,从而减少了散热器与芯片之间的介面,使得该液冷散热组件与热源直接接触散热,从而提高散热效率。

技术研发人员:刘伯杨,郑超
受保护的技术使用者:湖南志浩航精密科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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