芯片封装用高导热金属陶瓷复合层状散热模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种芯片封装用高导热金属陶瓷复合层状散热模块，该模块包括用于固定芯片的金属陶瓷体、用于固定外散热器壳体的高导热陶瓷体、以及钎焊层，高导热陶瓷体和金属陶瓷体通过钎焊层固定连接。由于金属陶瓷具有接近铝金属的高导热率，同时具有与芯片材料接近的热膨胀系数，重量轻，因而可以匹配芯片的热膨胀系数，在具有良好散热性能的同时延长芯片寿命。本案的散热模块，热阻抗低、散热快、抗高压击穿能力强、重量轻、抗热冲击能力强、芯片使用寿命长。由于传热好、与芯片贴装的金属陶瓷两者热膨胀系数匹配，使芯片能时刻处在良好的工作温度下。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种芯片封装用高导热金属陶瓷复合层状散热模块，该模块包括用于固定芯片的金属陶瓷体、用于固定外散热器壳体的高导热陶瓷体、以及钎焊层，高导热陶瓷体和金属陶瓷体通过钎焊层固定连接。由于金属陶瓷具有接近铝金属的高导热率，同时具有与芯片材料接近的热膨胀系数，重量轻，因而可以匹配芯片的热膨胀系数，在具有良好散热性能的同时延长芯片寿命。本案的散热模块，热阻抗低、散热快、抗高压击穿能力强、重量轻、抗热冲击能力强、芯片使用寿命长。由于传热好、与芯片贴装的金属陶瓷两者热膨胀系数匹配，使芯片能时刻处在良好的工作温度下。【专利说明】芯片封装用高导热金属陶瓷复合层状散热模块
本技术涉及微电子
，尤其涉及一种芯片封装用高导热金属陶瓷复合层状散热模块。
技术介绍
半导体集成电路技术日新月异地向前发展，芯片封装正不断向小型化、高性能、高可靠性和低成本方向发展。在芯片封装中，如何有效地克服热阻，把大量的热能向外界散发，如何设计好芯片封装散热模块，越显重要。请参阅图3，当前国内外芯片封装一般是芯片A直接贴在印刷电路基板B上，再由印刷电路基板B把热量通过铝散热器C散发到机体之外。这样的缺点是，芯片使用寿命短。因为芯片一般是由半导体硅制成，其热膨胀系数低，而铜片热膨胀系数是芯片的三倍。在微电子设备上万次的冷热循环工作的恶劣条件下，由于两者热膨胀系数不一致，造成芯片失效。同时使用的覆铜印刷电路板热阻大，散热不好，也易造成芯片发出的热量向外界散发困难，从而芯片温度上升，芯片工作失效。
技术实现思路
针对上述技术中存在的不足之处，本技术提供一种能够改善目前芯片封装散热不好和芯片贴装材料热膨胀系数不匹配的问题，从而提高芯片使用寿命的技术方案。为实现上述目的，本技术提供一种芯片封装用高导热金属陶瓷复合层状散热模块，包括用于固定芯片的金属陶瓷体、用于固定外散热器壳体的高导热陶瓷体、以及钎焊层，所述高导热陶瓷体和金属陶瓷体通过钎焊层固定连接。其中，所述高导热陶瓷体的上表面镀有上覆铜层，所述金属陶瓷体与上覆铜层固定连接。其中，所述高导热陶瓷体的下表面镀有下覆铜层，所述外散热器壳体与下覆铜层固定连接。为实现上述目的，本技术提供一种芯片封装用高导热金属陶瓷复合层状散热模块，包括用于固定芯片的金属陶瓷体、用于固定外散热器壳体的高导热陶瓷体、以及高导热胶层，所述高导热陶瓷体和金属陶瓷体通过高导热胶层固定连接。其中，所述高导热陶瓷体的上表面镀有上覆铜层，所述金属陶瓷体与上覆铜层固定连接。其中，所述高导热陶瓷体的下表面镀有下覆铜层，所述外散热器壳体与下覆铜层固定连接。本技术的有益效果是:与现有技术相比，本技术提供的芯片封装用高导热金属陶瓷复合层状散热模块，在芯片与外散热器壳体间增设金属陶瓷体和高导热陶瓷体，以及用于固定的钎焊层或高导热胶层，由于金属陶瓷具有接近铝金属的高导热率，同时具有与芯片材料接近的热膨胀系数，重量轻，因而可以匹配芯片的热膨胀系数，在具有良好散热性能的同时延长芯片寿命。进一步地说，本案的散热模块，热阻抗低、散热快、抗高压击穿能力强、重量轻、抗热冲击能力强、芯片使用寿命长。由于传热好、与芯片贴装的金属陶瓷两者热膨胀系数匹配，使芯片能时刻处在良好的工作温度下。【专利附图】【附图说明】图1为本技术的层状散热模块第一实施例的结构示意图；图2为本技术的层状散热模块第二实施例的结构示意图；图3为现有技术的结构示意图。主要元件符号说明如下:10、芯片11、金属陶瓷体12、高导热陶瓷体13、外散热器壳体14A、钎焊层14B、高导热胶层15、上覆铜层16、下覆铜层A、芯片B、印刷电路基板C、铝散热器【具体实施方式】为了更清楚地表述本技术，下面结合附图对本技术作进一步地描述。请参阅图1，本技术的芯片封装用高导热金属陶瓷复合层状散热模块第一实施例中，包括用于固定芯片10的金属陶瓷体11、用于固定外散热器壳体13的高导热陶瓷体12、以及钎焊层14A，高导热陶瓷体12和金属陶瓷体11通过钎焊层14A固定连接。在芯片10与金属陶瓷体11之间通过焊料粘贴，外散热器壳体13与高导热陶瓷体12之间通过螺丝或者焊接式的机械连接，为了增强散热效果，还在接缝处涂抹导热胶。这样的模块设计，消除各层的热阻，提高了与外壳的绝缘，抗高压击穿，同时又能有效地把芯片热量迅速散出，保证了整个微电子电路能够很好地处在正常工作状态。与图3的结构相比，本案采用高导热陶瓷克服了覆铜印刷电路板抗高压击穿能力低和热阻高的缺点。在本实施例中，上述高导热陶瓷体12的上表面镀有上覆铜层15，金属陶瓷体11与上覆铜层15固定连接。高导热陶瓷体12的下表面镀有下覆铜层16，外散热器壳体13与下覆铜层16固定连接。在高导热陶瓷体12的上下表面均设置覆铜层的目的是为了使得连接更加牢靠，且进一步提高热传导效果。请参阅图2，本技术提供的芯片封装用高导热金属陶瓷复合层状散热模块第二实施例中，主要的结构部件均与第一实施例相同，不同之处在于利用高导热胶层14B替代钎 焊层14A。由图可知，其包括用于固定芯片10的金属陶瓷体11、用于固定外散热器壳体13的高导热陶瓷体12、以及高导热胶层14B，高导热陶瓷体12和金属陶瓷体11通过高导热胶层14B固定连接。在本实施例中，上述高导热陶瓷体12的上表面同样镀有上覆铜层15，金属陶瓷体11与上覆铜层15固定连接。高导热陶瓷体12的下表面同样镀有下覆铜层16，外散热器壳体13与下覆铜层16固定连接。在高导热陶瓷体12的上下表面均设置覆铜层的目的是为了使得连接更加牢靠，且进一步提高热传导效果。本技术的优势在于:在芯片与外散热器壳体间增设金属陶瓷体和高导热陶瓷体，以及用于固定的钎焊层或高导热胶层，由于金属陶瓷具有接近铝金属的高导热率(200W/m-k)，同时具有与芯片材料接近的热膨胀系数(8ppm/k)，重量轻，因而可以匹配芯片的热膨胀系数，在具有良好散热性能的同时延长芯片寿命。本案的散热模块，热阻抗低、散热快、抗高压击穿能力强、重量轻、抗热冲击能力强、芯片使用寿命长。由于传热好、与芯片贴装的金属陶瓷两者热膨胀系数匹配，使芯片能时刻处在良好的工作温度下。以上公开的仅为本技术的几个具体实施例，但是本技术并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本技术的保护范围。【权利要求】1.一种芯片封装用高导热金属陶瓷复合层状散热模块，其特征在于，包括用于固定芯片的金属陶瓷体、用于固定外散热器壳体的高导热陶瓷体、以及钎焊层，所述高导热陶瓷体和金属陶瓷体通过钎焊层固定连接。2.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，所述高导热陶瓷体的上表面镀有上覆铜层，所述金属陶瓷体与上覆铜层固定连接。3.根据权利要求1或2所述的散热模块，其特征在于，所述高导热陶瓷体的下表面镀有下覆铜层，所述外散热器壳体与下覆铜层固定连接。4.一种芯片封装用高导热金属陶瓷复合层状散热模块，其特征在于，包括用于固定芯片的金属陶瓷体、用于固定外散热器壳体的高导热陶瓷体、以及高导热胶层，所述高导热陶瓷体和金属陶瓷体通过高导热胶层固定连接。5.根据权利要求4所述的散热模块，其特征在于，所述高导热陶瓷体的上表面镀有上覆铜层，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芯片封装用高导热金属陶瓷复合层状散热模块，其特征在于，包括用于固定芯片的金属陶瓷体、用于固定外散热器壳体的高导热陶瓷体、以及钎焊层，所述高导热陶瓷体和金属陶瓷体通过钎焊层固定连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭干，吴新斌，
申请(专利权)人：深圳市国新晶材科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44