【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶圆加工，尤其涉及一种晶圆级三维封装集成与热流控制方法。
技术介绍
1、随着半导体技术的迅速发展，电子设备正日益向高性能、高集成度的方向演进。尤其在数据中心、高性能计算和大规模存储设备中，晶圆级三维集成封装技术因其能显著提高电路密度和信号传输效率而受到重视。这种技术通过垂直堆叠多个芯片，不仅节省空间，还能提升处理速度和能效比。然而，这种密集的集成也带来了显著的热管理挑战，因为芯片运行产生的热量如果不能有效散发，将严重影响芯片的性能和寿命。
2、目前，现有技术中的堆叠芯片散热技术主要依赖于散热片、风扇或液体冷却系统等被动散热方法；这些方法虽然在处理单一芯片或低密度封装时表现可靠，但在处理晶圆级三维集成封装时面临诸多限制。例如，散热片和风扇无法有效针对芯片内部或芯片间的微小热点进行精确调控，导致热量在芯片堆叠中的不均匀分布，增加了过热风险和热应力。此外，传统的散热技术往往体积庞大，不适合用于空间受限的高性能芯片集成环境，也难以满足现代电子设备对紧凑设计的需求。
3、鉴于此需要对现有技术中的堆叠芯片散热管理技术加以改进，以解决其散热精准度低，无法实现精确调控的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种晶圆级三维封装集成与热流控制方法，解决以上的技术问题。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种晶圆级三维封装集成与热流控制方法，包括：
4、提供一组具有至少两个电子芯片的芯片堆叠结构，其
5、在所述电子芯片之间设置含有高热导率材料的热界面材料，通过所述热界面材料以优化芯片堆叠结构中的热通路；
6、配置热管理单元，所述热管理单元连接至每个电子芯片的热感应器，并设置芯片堆叠结构的关键热点区域；
7、利用微流体技术，在芯片堆叠结构中嵌入微型冷却通道，所述微型冷却通道分布于所述芯片堆叠结构的关键热点区域；
8、所述热管理单元根据实时监测到的温度数据实施调节机制，通过改变所述微型冷却通道内冷却介质的流速和路径，动态调节电子芯片的温度。
9、可选的，所述高热导率材料选自石墨烯、金刚石或改性铜基复合材料。
10、可选的，在所述电子芯片之间设置含有高热导率材料的热界面材料，通过所述热界面材料以优化芯片堆叠结构中的热通路，具体包括：
11、根据所述电子芯片的型号选择适用于封装的高热导率材料，以作为热界面材料；
12、根据芯片堆叠结构的尺寸和热特性，设计热界面材料的厚度和形状；
13、使用涂覆技术，根据设置的热界面材料的厚度和形状，在每个电子芯片的接触面上均匀地涂布热界面材料涂层。
14、可选的，在每个电子芯片的接触面上均匀地涂布热界面材料涂层，之后还包括：
15、对布涂的热界面材料经过热固化过程，使热界面材料结合到电子芯片表面；
16、完成热界面材料的设置后，对芯片堆叠结构进行热特性测试，以验证所述热界面材料的热传导性能。
17、可选的，所述配置热管理单元，所述热管理单元连接至每个电子芯片的热感应器，并设置芯片堆叠结构的关键热点区域，具体包括：
18、配置热管理单元，将所述热管理单元连接至每个电子芯片的热感应器；
19、对布涂有热界面材料的芯片堆叠结构进行试运行，以接收和分析从各电子芯片的热感应器收集到的实时温度数据；
20、通过所述热管理单元的热点管理算法分析温度分布模式，并预测热点的发展趋势，以识别所述芯片堆叠结构中的关键热点区域。
21、可选的，通过所述热管理单元的热点管理算法分析温度分布模式，并预测热点的发展趋势，以识别所述芯片堆叠结构中的关键热点区域，之后还包括：
22、根据识别的关键热点区域，所述热管理单元设置每个关键热点区域的优先级。
23、可选的，所述微型冷却通道包括：
24、柔性贴合主体，用于贴合在芯片堆叠结构的表面；
25、多个内置于所述柔性贴合主体内的微型冷却管路，多个所述微型冷却管路均匀分布于所述柔性贴合主体的不同区域；
26、可控流速阀门，所述可控流速阀门设置于多个所述微型冷却管路的交接处，用于控制所述微型冷却管路内冷却介质的流速和路径；
27、接口集成模块，所述接口集成模块用于与芯片堆叠结构连接，以实现冷却液的输入输出控制，以及与热管理单元的信号连接。
28、可选的，所述热管理单元根据实时监测到的温度数据实施调节机制，通过改变所述微型冷却通道内冷却介质的流速和路径，动态调节电子芯片的温度，具体包括：
29、通过热管理单元以接收各电子芯片的热感应器监测到的实时温度数据；
30、所述热管理单元分析实时温度数据以识别当前温度高于预设温度阈值的热点芯片区域；
31、所述热管理单元对识别的热点芯片区域实施调节机制，计算所需的调节参数；所述调节参数包括冷却介质的最优流速和路径改变。
32、可选的，所述热管理单元对识别的热点芯片区域实施调节机制，计算所需的调节参数，之后还包括：
33、调整对应的微型冷却通道内的调节参数，以改变冷却介质的流速和路径；
34、所述热管理单元根据参数调节后热感应器的温度反馈数据与所述预设温度阈值的差值，以对调节参数进行优化，根据优化后的调节参数动态调节电子芯片的温度。
35、本专利技术还提供了一种晶圆级三维封装集成与热流控制系统，采用如上所述的晶圆级三维封装集成与热流控制方法实现控制，所述控制系统包括：
36、热感应器模块，包括安装在每个电子芯片的至少一个热感应器，用于实时监测对应电子芯片的温度数据；
37、数据处理模块，用于对接收到的实时温度数据进行数据预处理；
38、调节机制单元，包括微型冷却通道，所述微型冷却通道分布于所述芯片堆叠结构的关键热点区域，用于动态调节电子芯片的温度；
39、热管理单元，连接至每个电子芯片的热感应器，用于根据实时监测到的温度数据实施调节机制，通过改变微型冷却通道内冷却介质的流速和路径，动态调节电子芯片的温度；
40、通信模块，用于进行散热控制过程中的数据交互。
41、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：工作时，通过配置含有至少一个热感应器的电子芯片堆叠结构，实时监测每个电子芯片的温度，高热导率热界面材料作为芯片间的热桥梁，有效传导和分散热量，通过设置关键热点区域的微型冷却通道，利用微流体技术精确控制冷却介质的流动，使得热量能够被有效地从芯片表面带走，热管理单元根据实时温度数据调节冷却介质的流速和路径，动态地控制芯片温度，实现温度管理；本方法通过实时温度监控和动态调节冷却策略，能够及时响应芯片热量变化，同时使用高热导率材料和微型冷却通道，使得整个热管理系统不仅效率高，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种晶圆级三维封装集成与热流控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的晶圆级三维封装集成与热流控制方法，其特征在于，所述高热导率材料选自石墨烯、金刚石或改性铜基复合材料。
3.根据权利要求1所述的晶圆级三维封装集成与热流控制方法，其特征在于，在所述电子芯片之间设置含有高热导率材料的热界面材料，通过所述热界面材料以优化芯片堆叠结构中的热通路，具体包括：
4.根据权利要求3所述的晶圆级三维封装集成与热流控制方法，其特征在于，在每个电子芯片的接触面上均匀地涂布热界面材料涂层，之后还包括：
5.根据权利要求1所述的晶圆级三维封装集成与热流控制方法，其特征在于，所述配置热管理单元，所述热管理单元连接至每个电子芯片的热感应器，并设置芯片堆叠结构的关键热点区域，具体包括：
6.根据权利要求5所述的晶圆级三维封装集成与热流控制方法，其特征在于，通过所述热管理单元的热点管理算法分析温度分布模式，并预测热点的发展趋势，以识别所述芯片堆叠结构中的关键热点区域，之后还包括：
7.根据权利要求1所述的晶圆级三维封装集成
8.根据权利要求7所述的晶圆级三维封装集成与热流控制方法，其特征在于，所述热管理单元根据实时监测到的温度数据实施调节机制，通过改变所述微型冷却通道内冷却介质的流速和路径，动态调节电子芯片的温度，具体包括：
9.根据权利要求8所述的晶圆级三维封装集成与热流控制方法，其特征在于，所述热管理单元对识别的热点芯片区域实施调节机制，计算所需的调节参数，之后还包括：
10.一种晶圆级三维封装集成与热流控制系统，其特征在于，采用如权利要求1至9任一项所述的晶圆级三维封装集成与热流控制方法实现控制，所述控制系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种晶圆级三维封装集成与热流控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的晶圆级三维封装集成与热流控制方法，其特征在于，所述高热导率材料选自石墨烯、金刚石或改性铜基复合材料。
3.根据权利要求1所述的晶圆级三维封装集成与热流控制方法，其特征在于，在所述电子芯片之间设置含有高热导率材料的热界面材料，通过所述热界面材料以优化芯片堆叠结构中的热通路，具体包括：
4.根据权利要求3所述的晶圆级三维封装集成与热流控制方法，其特征在于，在每个电子芯片的接触面上均匀地涂布热界面材料涂层，之后还包括：
5.根据权利要求1所述的晶圆级三维封装集成与热流控制方法，其特征在于，所述配置热管理单元，所述热管理单元连接至每个电子芯片的热感应器，并设置芯片堆叠结构的关键热点区域，具体包括：
6.根据权利要求5所述的晶圆级三维封装集成与热流控...
【专利技术属性】
技术研发人员：周永强，刘伯阳，王家清，罗旺宝，童仁贵，胡云慧，
申请(专利权)人：亿芯微半导体科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：
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