[发明专利]基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块及其成形方法

说明书

本发明公开了一种基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块及其成形方法，所述内置流道电子封装模块包括封装盒体和盖板，其中：所述封装盒体的材料为梯度硅铝合金；所述梯度硅铝合金是沿某一方向硅含量呈梯度变化的高硅铝合金，沿该方向硅的体积分数由低到高呈现梯度变化；所述封装盒体具有内腔结构和蛇形流道结构；所述内腔结构在高硅层处加工；所述蛇形流道在低硅层处加工。该封装模块拥有优异的散热能力，同时该模块梯度硅铝的高硅层还具有与芯片良好的热匹配性，适用于提高电子信息领域封装模块的散热能力。

技术领域

本发明涉及一种封装模块及其成形方法，尤其涉及一种内置流道式的梯度硅铝电子封装模块及其成形方法。

背景技术

在电子信息领域中，封装模块内芯片的集成度越来越高，芯片功率越来越大，因此对封装模块的散热性能提出了更高的要求。同时，还要求封装材料与电子芯片有良好的热匹配性，能够满足轻量化要求，并具有一定的强塑性指标，且便于加工。

目前常用的封装模块中，芯片工作产生的热量仅靠其与封装材料的热传导方式进行散热，而目前的封装材料如铜、铝、可伐合金、钼铜、高硅铝等，其导热能力已无法满足现代高功率封装模块的散热需求；同时，铜、铝等封装材料的热膨胀系数较大，与芯片的热匹配性也较差。

发明内容

针对目前电子信息领域封装模块的高散热需求，本发明提供了一种基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块及其成形方法。该封装模块拥有优异的散热能力，同时该模块梯度硅铝的高硅层还具有与芯片良好的热匹配性，适用于提高电子信息领域封装模块的散热能力。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块，包括封装盒体和盖板，其中：

所述封装盒体的材料为梯度硅铝合金；

所述梯度硅铝合金是沿某一方向硅含量呈梯度变化的高硅铝合金，沿该方向硅的体积分数由低到高呈现梯度变化；

所述封装盒体具有内腔结构和蛇形流道结构；

所述内腔结构在高硅层处加工；

所述蛇形流道在低硅层处加工。

一种上述内置流道电子封装模块结构的成形方法，包括如下步骤：

步骤一、封装盒体及盖板坯料制备：

采用电火花线切割制备出梯度硅铝封装盒体坯料以及盖板坯料；

步骤二、蛇形流道加工以及封装盒体与盖板连接表面的精加工：

采用数控铣床在封装盒体低硅层初加工出蛇形流道，并对封装盒体与盖板的连接面进行精加工，保证连接面的表面粗糙度Ra≤1.6；

步骤三、焊前试样表面处理：

将封装盒体与盖板的待焊表面至于丙酮溶液中超声5～15min，以除去焊接表面油污以及氧化膜；

步骤四、扩散焊：

将表面处理后的待焊盒体与盖板置于真空扩散焊炉中，抽真空至1.0×10^-3Pa以下，设置焊接温度530～550℃，采用10～15MPa焊接压力焊接成型，并保温60～90min；保温后设置冷却速率5～15℃/min，当温度降至60～80℃，取出空冷；

步骤五、流道耐压值测试：

对焊接后的蛇形流道进行耐压测试，要求耐压值为4MPa，保压时间20～40min，且无渗漏及变形；

步骤六、封装模块内腔加工：

采用加工中心对已焊接完成的坯料进行内腔加工，至此，具有内置流道结构的封装模块加工完毕。