【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于芯片冷却装置领域，涉及一种芯片散热结构的制造方法。
技术介绍
1、现代电子设备，如人工智能显卡、功率模块、光伏逆变器等，已向体积更小、集成度更高、功能更多的方向发展，这导致电子设备功率密度上升，功率密度的提升带来的热量聚集问题会导致器件故障以及使用寿命的缩短。电子系统故障的主要原因包括温度、振动、湿度和灰尘，其中由温度所引起的故障占55%以上。
2、传统芯片散热结构，热阻大，热量传输慢，散热不佳，难以满足正在发展的人工智能、大功率逆变器、新一代基站、大功率模块的散热问题。本专利技术提供的一种导热绝缘的芯片散热结构具有热阻小、绝缘、散热佳的优点。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种导热绝缘的芯片散热结构的制造方法，解决发热量大的芯片的散热难题，降低芯片结温、提升芯片可靠性。
2、1. 一种芯片散热结构的制造方法。其特征在于，主要组成包括芯片、热沉、紧固结构、电路板、复合导热垫；其制造步骤包括：
3、s01，配置导热树脂：将一定粒径、形状的导热填料、胶粘剂，按照一定比例混合，得到可流动导热树脂；
4、s02，制备导热丝：将导热膜切割为一定宽度和一定长度的导热丝，并铺展于上端开口的容器内，并通过网状结构，在竖直方向给予导热丝一定压力，将其压紧；
5、s03，制备导热丝和导热树脂混合物：将s01步骤得到的导热树脂，倾倒于s02的容器中，浸没导热丝和网状结构，得到导热丝和导热树脂混合物；
6、s
7、s05，固化：将s04得到的除泡后的导热丝和导热树脂混合物，在一定温度下固化一定时间，得到固态的混合物；
8、s06，低温切割：去除s05所得到的固态混合物表面的网状结构，并将混合物降温至一定温度，混合物硬度增加，再通过机械切割的方法，得到一定厚度的垫片；
9、s07，表面绝缘处理：通过浸胶或者贴合工艺，在s06所得到的垫片的单侧或者双侧制备一层粘性的绝缘层，再在双侧贴合离型膜，得到具有一定绝缘强度的复合导热垫；
10、s08，装配：将芯片安装在电路板上，芯片上贴装或不贴装热沉，并根据芯片或热沉的尺寸，将复合导热垫，剪切成一定形状，揭掉绝缘层一侧的离型膜，贴至芯片或热沉表面，再揭掉另一侧的离型膜，再装配热沉，并紧固，得到芯片散热结构。
11、2. 进一步地，其特征在于，所述s01步骤的导热填料为氧化铝、氮化铝、氮化硅、金刚石、石墨、金属颗粒、二氧化硅、氮化硼、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种，其粒径为0.01-200μm；所述s01步骤的胶粘剂为聚氨酯、丙烯酸树脂、有机硅胶中的一种或多种，黏度50-5000mpa·s。
12、3. 进一步地，其特征在于，所述s02步骤的导热膜为热解石墨膜、膨胀石墨膜、碳纳米管膜、还原的氧化石墨烯薄膜的一种或多种，导热膜表面含有或不含有绝缘涂层，绝缘涂层的成分为高分子树脂或者陶瓷的一种或者多种，导热膜的导热率大于50w/(m·k)，切割厚度为5-300μm，切割宽度为100-5000μm，切割长度为0.1-1000mm。
13、4. 进一步地，其特征在于，所述s02步骤中压力小于1mpa，网状结构的材质为金属、高分子、陶瓷的一种或者多种，网口大小为10-2000目。
14、5. 进一步地，其特征在于，所述s04步骤中真空压力低于-0.05mpa，时间0.5-24h。
15、6. 进一步地，其特征在于，所述s05步骤的固化温度为25-200℃，固化时间为0.5-24。
16、7. 进一步地，其特征在于，所述s06步骤的低温条件为零下80℃或以下，所述的机械切割方法为线锯切割或旋转刀片切割，所述的切割厚度为0.03-10mm。
17、8. 进一步地，其特征在于，所述s07步骤的绝缘层由绝缘导热填料和树脂组成，绝缘导热填料为氧化铝、金刚石、玻璃纤维、碳化硅、氮化铝、氮化硅、氧化锌中的一种或多种，树脂为丙烯酸树脂或硅凝胶，绝缘层的厚度为10-100μm，体积电阻率大于1.0×108ω·cm。
18、9. 进一步地，其特征在于，所述s08的芯片封装形式为dip、lga、qfp、qfn、bga、sop、qfp、pga、to的一种或多种，热流密度为0.05-1000w/cm2，边长为0.5-100mm，所述热沉材料为金属、陶瓷、树脂中的一种或多种，热导率大于10 w/(m·k)。
19、10. 一种芯片散热结构的制造方法，其特征在于，所述结构是由上述任一项的方法制备得到的，具有绝缘、高导热的特点，其纵向热导率10-300 w/(m·k)，厚度50-8000μm，体积电阻率大于1.0×108ω·cm。
20、与现有技术相比，本方法具有如下优势：
21、（1）本方法提供的一种导热绝缘的芯片散热结构具有热阻小、绝缘、散热佳的优点；
22、（2）本方法制备的结构中使用高导热薄膜切割而成的导热丝，构建连续导热通路，因此导热率高、热阻小；
23、（3）本方法制备的结构中通过压力控制导热丝排列密度，从而控制导热丝质量百分含量，实现导热率高、热阻小；
24、（4）本方法制备的结构中使用树脂浸没工艺，能够实现批量制备；
25、（5）本方法制备的结构中贴合导热绝缘层，因此有良好的绝缘性和导热性；
26、（6）本方法通过低温切割工艺提升混合物的可切割性，得到薄片结构，因此整体热阻更小；
27、（7）本方法制备的结构适用于多种封装结构的芯片的散热，特别是大热流密度芯片的散热。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种芯片散热结构的制造方法，其特征在于，其制造步骤包括：
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述S01步骤的导热填料为氧化铝、氮化铝、氮化硅、金刚石、石墨、金属颗粒、二氧化硅、氮化硼、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种，其粒径为0.01-200μm；所述S01步骤的胶粘剂为聚氨酯、丙烯酸树脂、有机硅胶中的一种或多种，黏度50-5000mPa·s。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述S02步骤的导热膜为热解石墨膜、膨胀石墨膜、碳纳米管膜、还原的氧化石墨烯薄膜的一种或多种，导热膜表面含有或不含有绝缘涂层，绝缘涂层的成分为高分子树脂或者陶瓷的一种或者多种，导热膜的导热率大于50W/(m·K)，切割厚度为5-300μm，切割宽度为100-5000μm，切割长度为0.1-1000mm。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述S02步骤中压力小于1MPa，网状结构的材质为金属、高分子、陶瓷的一种或者多种，网口大小为10-2000目。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述S04步骤中真空压力低
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述S05步骤的固化温度为25-200℃，固化时间为0.5-24h。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述S06步骤的低温条件为零下80℃或以下，所述的机械切割方法为线锯切割或旋转刀片切割，切割厚度为0.03-10mm。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述S07步骤的绝缘层由绝缘导热填料和树脂组成，绝缘导热填料为氧化铝、金刚石、玻璃纤维、碳化硅、氮化铝、氮化硅、氧化锌中的一种或多种，树脂为丙烯酸树脂或硅凝胶，绝缘层的厚度为10-100μm，体积电阻率大于1.0×108Ω·cm。
9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述S08的芯片封装形式为DIP、LGA、QFP、QFN、BGA、SOP、QFP、PGA、TO的一种或多种，热流密度为0.05-1000W/cm2，边长为0.5-100mm，所述热沉材料为金属、陶瓷、树脂中的一种或多种，热导率大于10 W/(m·K)。
10.一种芯片散热结构的制造方法，其特征在于，所述结构是由权利要求1~9中任一项所述的方法制备得到的，具有绝缘、高导热的特点，其纵向热导率10-300 W/(m·K)，厚度50-8000μm，体积电阻率大于1.0×108Ω·cm。
...【技术特征摘要】
1.一种芯片散热结构的制造方法，其特征在于，其制造步骤包括：
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述s01步骤的导热填料为氧化铝、氮化铝、氮化硅、金刚石、石墨、金属颗粒、二氧化硅、氮化硼、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种，其粒径为0.01-200μm；所述s01步骤的胶粘剂为聚氨酯、丙烯酸树脂、有机硅胶中的一种或多种，黏度50-5000mpa·s。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述s02步骤的导热膜为热解石墨膜、膨胀石墨膜、碳纳米管膜、还原的氧化石墨烯薄膜的一种或多种，导热膜表面含有或不含有绝缘涂层，绝缘涂层的成分为高分子树脂或者陶瓷的一种或者多种，导热膜的导热率大于50w/(m·k)，切割厚度为5-300μm，切割宽度为100-5000μm，切割长度为0.1-1000mm。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述s02步骤中压力小于1mpa，网状结构的材质为金属、高分子、陶瓷的一种或者多种，网口大小为10-2000目。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述s04步骤中真空压力低于-0.05mpa，时间0.5-24h。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：马骏驰，王华涛，许嘉伟，赵宇清，姜卓辰，樊鹏飞，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。