一種輕質(zhì)封裝合金液冷散熱結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及微電子散熱領(lǐng)域，尤其是涉及一種輕質(zhì)封裝合金液冷散熱結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著射頻微波技術(shù)的發(fā)展，人們對于射頻微波電路模塊小型化、集成化、輕量化的要求越來越高，然而制約其發(fā)展的因素之一就是散熱問題。
[0003]目前對于射頻微波電路模塊的散熱普遍采用強(qiáng)迫風(fēng)冷；也有一些是采用液體流道進(jìn)行散熱，如中國專利CN201410185846.7公開了一種應(yīng)用于新一代有源相控陣?yán)走_(dá)一體化TR組件的雙面熱源強(qiáng)迫液冷設(shè)計，對一整塊鋁合金板3A21坯料兩側(cè)進(jìn)行數(shù)控銑削加工，形成兩個腔體，中間為兩側(cè)均帶熱源的冷板，射頻組件和開關(guān)電源電子器件分別直接安裝在冷板上，冷板為液冷式冷板，采用強(qiáng)迫液冷散熱，液冷流道選取于熱源的正下方，流道采用易于加工的方形結(jié)構(gòu)，并且為蛇形走向，冷卻液路蓋板采用真空電子束焊，整個焊接過程在真空環(huán)境下完成，冷板冷卻液接口采用自密封快速接頭。然而，該雙面熱源強(qiáng)迫液冷設(shè)計也存在一些缺點(diǎn):1、散熱效率不是非常高；2、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，生產(chǎn)難度大；3、重量比較大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種輕質(zhì)封裝合金液冷散熱結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)采用硅鋁合金材料、微通道散熱結(jié)構(gòu)、封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計等技術(shù)，重點(diǎn)解決大功率半導(dǎo)體高效散熱、熱匹配、輕質(zhì)封裝問題。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]一種輕質(zhì)封裝合金液冷散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括流道槽體、底板、液冷接頭和功率芯片，所述流道槽體的上部焊接底板，流道槽體與底板之間構(gòu)成液體密封腔，所述液冷接頭設(shè)有兩個，一個焊接在流道槽體的進(jìn)口處，一個焊接在流道槽體的出口處，所述功率芯片焊接在底板上。
[0007]優(yōu)選的，所述流道槽體為硅鋁合金材料制成的流道槽體，所述底板為硅鋁合金材料制成的底板，所述液冷接頭為娃銷合金材料制成的液冷接頭。
[0008]優(yōu)選的，所述流道槽體上通過數(shù)控銑工藝加工有液體流道。
[0009]優(yōu)選的，所述流道槽體與底板之間采用金鍺焊接工藝進(jìn)行液體密封焊接。
[0010]優(yōu)選的，所述液冷接頭與流道槽體之間通過金鍺工藝進(jìn)行焊接。
[0011]優(yōu)選的，所述功率芯片與底板之間采用金錫焊接工藝進(jìn)行焊接。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型解決了基于大功率半導(dǎo)體的微波組件高效散熱、熱匹配、輕質(zhì)封裝的難題，應(yīng)用本結(jié)構(gòu)后，功率芯片的散熱效率相比未采用微流道封裝可提高60 %，重量可以減輕10 %，可靠性可以提高30 %。
【附圖說明】
[0013]圖1為流道槽體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為底板結(jié)構(gòu)不意圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]實(shí)施例
[0018]本實(shí)用新型提供一種輕質(zhì)封裝合金液冷散熱結(jié)構(gòu)，如圖1、圖2圖3所示，該結(jié)構(gòu)主要由流道槽體1、底板2、液冷接頭3、5和功率芯片4組成。流道槽體I采用硅鋁合金材料制成的流道槽體，底板2采用硅鋁合金材料制成的底板，液冷接頭3、5采用硅鋁合金材料制成的液冷接頭。流道槽體I上可根據(jù)模塊散熱需要進(jìn)行液體流道11設(shè)計，并通過數(shù)控銑工藝進(jìn)行加工。
[0019]流道槽體I的上部采用金鍺焊接工藝與底板2焊接，流道槽體I與底板2之間構(gòu)成液體密封腔。液冷接頭設(shè)有兩個，一個通過金鍺工藝焊接在流道槽體I的進(jìn)口 12處，一個通過金鍺工藝焊接在流道槽體I的出口 13處。功率芯片4通過金錫焊接工藝焊接在底板2上。
[0020]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)可以滿足大功率射頻芯片的高效散熱和熱匹配要求。而且本結(jié)構(gòu)采用硅鋁合金材料(AlSi)才制作流道槽體，底板和兩個流道接頭，質(zhì)量更輕。本實(shí)用新型采用的是金鍺焊接來實(shí)現(xiàn)水密，在一般環(huán)境下即可進(jìn)行。液體流道可根據(jù)模塊散熱需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并通過數(shù)控銑工藝加工在流道槽體上。流道槽體、底板采用金鍺焊接工藝進(jìn)行液體密封焊接。同樣采用金鍺焊接將液冷接頭焊接在流道槽體對應(yīng)位置，作為液冷流體的輸入輸出接。最后大功率芯片采用金錫焊接工藝，焊接在底板上實(shí)現(xiàn)高效散熱。
[0021]本實(shí)用新型的加工流程如下:
[0022](I)根據(jù)散熱要求設(shè)計液體流道；
[0023](2)根據(jù)已經(jīng)設(shè)計的液體流道，對硅鋁材料進(jìn)行機(jī)械加工；
[0024](3)利用超聲清洗流道槽體1、底板2、液冷接頭3、5、金錫金鍺焊料片；
[0025](4)在紅外鏈?zhǔn)綘t中采用金鍺焊料焊接流道槽體1、底板2、液冷接頭3、5 ；
[0026](5)通液進(jìn)行水密檢測；
[0027](6)在真空爐中采用金錫合金焊接功率芯片4 ;
[0028](7)采用X-RAY檢測焊接空洞。
[0029]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，應(yīng)當(dāng)指出的是，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種輕質(zhì)封裝合金液冷散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括流道槽體、底板、液冷接頭和功率芯片，所述流道槽體的上部焊接底板，流道槽體與底板之間構(gòu)成液體密封腔，所述液冷接頭設(shè)有兩個，一個焊接在流道槽體的進(jìn)口處，一個焊接在流道槽體的出口處，所述功率芯片焊接在底板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)封裝合金液冷散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述流道槽體為硅鋁合金材料制成的流道槽體，所述底板為硅鋁合金材料制成的底板，所述液冷接頭為娃銷合金材料制成的液冷接頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)封裝合金液冷散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述流道槽體上通過數(shù)控銑工藝加工有液體流道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)封裝合金液冷散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述流道槽體與底板之間采用金鍺焊接工藝進(jìn)行液體密封焊接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)封裝合金液冷散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述液冷接頭與流道槽體之間通過金鍺工藝進(jìn)行焊接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)封裝合金液冷散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述功率芯片與底板之間采用金錫焊接工藝進(jìn)行焊接。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種輕質(zhì)封裝合金液冷散熱結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括流道槽體、底板、液冷接頭和功率芯片，所述流道槽體的上部焊接底板，流道槽體與底板之間構(gòu)成液體密封腔，所述液冷接頭設(shè)有兩個，一個焊接在流道槽體的進(jìn)口處，一個焊接在流道槽體的出口處，所述功率芯片焊接在底板上。本實(shí)用新型解決了基于大功率半導(dǎo)體的微波組件高效散熱、熱匹配、輕質(zhì)封裝的難題，應(yīng)用本結(jié)構(gòu)后，功率芯片的散熱效率相比未采用微流道封裝可提高60％，重量可以減輕10％，可靠性可以提高30％。
【IPC分類】H05K7-20
【公開號】CN204442897
【申請?zhí)枴緾N201520169498
【發(fā)明人】季興橋, 余雷, 陳勇波
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第二十九研究所
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月25日