[发明专利]一种高效导热芯片基板结构及制备方法

说明书

本发明公开了一种高效导热芯片基板结构及制备方法，所述结构包括：基板导热层、基板封装层，还包括：金属化传导热网。其中，金属化热传导网由金属热点阵列和金属扩热膜构成。工作时，微流道中充满循环流动的制冷液。芯片发热的热流从基板导热层的上表面，通过金属化热传导网的金属热点阵列快速传入金属扩热膜，再由循环流动的制冷液将金属扩热膜的热量传出芯片导热基板。本发明解决了基板热面到微流道的热阻大，导致微流道散热的效率低，限制芯片功率密度提高的问题。

技术领域

本发明涉及一种高效导热芯片基板结构及制备方法。

背景技术

随着芯片性能的提高，芯片的体积越来越小，功率越来越大，使得很多新研制芯片的单位面积的热密度远远超过了以往产品。高效导热成为芯片的关键。

芯片基板由于电性能的要求，制造基板的材料通常是玻璃、陶瓷等低导热率非金属材料，这使得基板成为芯片热传导的主要瓶颈。为了提高基板导热效率，在基板内部设计微流道，通过微泵增加压力，驱动气、液快速循环，可获得更高的导热性能。但是，由于微流道包覆在基板内部，与基板热面依然隔离着玻璃、陶瓷等低导热率非金属材料，要减小热阻，需要将基板顶层设计的非常薄，而这又会导致微流道无法承受微泵增加压力，出现破裂等严重问题。而可以承受足够压力的基板顶层较厚，从基板热面到微流道的热阻依旧较大，降低了微流道散热的效率，限制了芯片功率密度的提高。

发明内容

本发明目的在于提供一种高效导热芯片基板结构，解决基板热面到微流道的热阻大，导致微流道散热的效率低，限制芯片功率密度提高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高效导热芯片基板结构，其特征在于，包括：基板导热层、基板封装层，还包括：金属化传导热网，其中，金属化热传导网由金属热点阵列和金属扩热膜构成；所述基板导热层通过刻蚀形成微流道，在微流道的顶部形成通孔阵列，在基板导热层的微流道顶部表面、孔阵列中形成金属热点阵列，在微流道的底部形成金属扩热膜，金属热点阵列和金属扩热膜共同形成金属化热传导网。

本发明的另一目的还在于提供一种高效导热芯片基板结构的制备方法，其特征在于，包括：使用玻璃材料制造基板导热层，通过刻蚀形成微流道，在微流道的顶部，刻蚀通孔阵列；通过沉积工艺，在基板导热层的微流道顶部表面、孔阵列中进行紫铜的沉积，直到通孔阵列被完全填满形成金属热点阵列，在微流道的底部形成，金属热点阵列和金属扩热膜共同形成金属化热传导网。

本发明实现了以下显著的有益效果：

结构简单，可以实现芯片基板热面到微流道的低热阻设计。通过与基板导热层一体融合的金属化热传导网，在不减少基板导热层强度的情况下，构建从基板热面到金属热点阵列和金属扩热膜的高效热传导路线，可大幅度提高基板传热的效率，为芯片功率密度的提高提供基础。解决了基板热面到微流道的热阻大，导致微流道散热的效率低，限制芯片功率密度提高的问题。

附图说明

图1为本发明的一种高效导热芯片基板结构示意图；

图2为本发明的金属化热传导网结构示意图；

图3为本发明的高效导热芯片基板热传导路径成示意图。

附图标记示意

1.基板导热层 2.基板封装层 3.金属化热传导网

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均适用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。