[发明专利]集成电路散热装置

说明书

技术领域

本发明涉及微电子封装技术，MEMS技术以及三维集成技术领域，具体是一种集成电路散热装置。

背景技术

随着微电子芯片高速度、高密度、高性能的发展，热管理成了微系统封装中的一个非常重要的问题，所以集成电路中的散热问题在许多计算机应用中是很重要的。在高性能计算机器中，例如服务器、大型机和超级电脑，多芯片组件的散热效率将会直接影响计算机的设计和操作性能。

芯片的热量是由电流流经电阻产生的。电阻生热是由芯片上信号沿着金属线进行传输和功率传送的过程产生，也会由个体晶体管偏置电流通过集成电路衬底泄漏和晶体管电平转换过程中产生。另一种热量的产生发生在多芯片组件或与母板之间进行信号和功率传递的导线电阻上。

集成电路中的散热一般是通过芯片向一个具有高导热系数的热扩散器来传递，最终通过大表面积的散热片消散于对流气体中。为了增强散热效果，对流气流可能被冷却，其中集成电路通过流体管道进行液体散热成为现在芯片封装系统热管理的热点。

多芯片组件一般由多层内嵌互连网络的电绝缘材料组成，绝缘材料通常是陶瓷。高性能多芯片组件一般可以包含80～120层金属和电绝缘层，6～8厘米厚。陶瓷电气绝缘材料的导热系数相当于硅的1/30，铜的1/80。集成电路芯片通常连接到芯片表面二维布置的电连接凸点上。

多芯片组件结构一般包括垂直连接的衬底，和通过凸点连接的集成电路芯片。由此形成的结构通常被称为“叠层”。多个“叠层”和单一的集成电路芯片也可以被连接到凸点上，在传统的二维布置的多芯片组件表面之上，除非实施适当的冷却措施，否则多个芯片堆叠将会由于热累积而带来芯片温度的不断升高。因此，高性能计算机系统在实现向多芯片组件提供必要的互连网络布线密度的同时，仅仅依靠芯片的传统的散热方法，很难达到其设计性能的满足。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种散热效果更好的集成电路散热装置。

根据本发明的一个方面提出一种集成电路散热装置，包括设有输入口和输出口的微通道，所述微通道中设置阻挠体。

其中，所述阻挠体是多个，且该多个阻挠体在所述微通道中非均匀分布。

其中，所述阻挠体相对于所述微通道的流体流动方向垂直设置或逆向设置。

其中，所述阻挠体的阻挠面相对于所述微通道的流体流动方向垂直设置或逆向设置。

其中，还包括所述微通道的输入口处设置连接结构，该连接结构的一端开口，另一端与所述微通道的输入口连通，并且该连接结构与所述微通道的接合处设置密封结构.

其中，所述微通道的输出口处设置连接结构，该连接结构的一端开口，另一端与所述微通道的输出口连通，并且该连接结构与所述微通道的接合处设置密封结构。

其中，所述阻挠体为设置于所述微通道内的凸点。

其中，所述阻挠体为导电材料，其两端电连接所述微通道外的待连接部分。

其中，所述微通道中流体的流动速度为大于等于0.1马赫且小于等于0.5马赫。

其中，流体输入该散热装置的输入压力大于等于2bar且小于等于11bar。

其中，所述微通道设置于多芯片组件的层叠结构中。

本发明提出的集成电路散热装置可提高集成电路的散热效率。

附图说明

图1是包含本发明集成电路散热装置的散热系统的一个实施例剖视示意图；

图2是图1所示实施例中夹层金属基板的制作过程A-H步的流程图；

图3是接续图2I-N步的流程图；

图4是包含本发明集成电路散热装置的散热系统的另一个实施例示意图；

图5是包含本发明集成电路散热装置的散热系统的第三个实施例的示意图；

图6是包含本发明集成电路散热装置的散热系统的第四个实施例的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案和优点描述的更清晰，以下结合具体的实例及附图加以说明。本发明中所描述的多芯片组件不同于现有的多芯片组件模型，它不但提供了一个电互连网络，而且还提供多芯片组件以及连接多芯片组件的集成电路散热结构。本发明中的多芯片组件模型利用在微通道中流动的可压缩流体，并通过结构控制流体的流速进行散热。同时本发明中的多芯片组件结构也通过高热导率材料形成的流体通道对封装系统中的热进行管理。另外，还可以通过在外部增加与内部流道耦合的不可压缩流体的通道或者添加其他类型的冷却方式对系统进行散热。

另外本发明所描述的方法、材料以及制作工艺也可以应用于单一集成电路和单个芯片模型中的散热。