[发明专利]一种强化散热三维封装结构及其封装方法

权利要求书

1.一种强化散热三维封装结构，其特征在于，所述强化散热三维封装结构包括：多层基板（1）、在基板上的器件（2）和连接器件的互连电路（3）、微通道（4）、散热板（5）、外部散热装置和水泵（6）；其中，所述微通道（4）包括在每一层基板上的水平方向的沟槽（41）以及各层基板之间的垂直方向的位置相对应的过孔（42），形成互连的通道；所述散热板（5）设置在多层基板（1）的底部；所述散热板（5）与外部散热装置相连接；所述基板（1）的底部设有水泵的接口（43），所述微通道（4）的端口通过接口（43）连接水泵。

2.如权利要求1所述的强化散热三维封装结构，其特征在于，所述互连电路（3）采用高导电率和热导率的金属良导体。

3.如权利要求1所述的强化散热三维封装结构，其特征在于，所述微通道（4）的任意两条水平的沟槽或垂直的过孔的水平间距要超过单层基板的厚度。

4.如权利要求1所述的强化散热三维封装结构，其特征在于，所述微通道（4）避开内置的器件的外接引线的位置，环绕分布在器件的周围，所述微通道（4）与器件（2）之间的距离为0～10倍单层基板的厚度。

5.如权利要求1所述的强化散热三维封装结构，其特征在于，所述水泵（6）为内置微泵或外置循环水泵；所述内置微泵为热驱动微泵、形状记忆膜驱动微泵、压电微泵、电渗微泵、电磁驱动微泵、收缩扩张微泵和微马达旋转式微泵中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的强化散热三维封装结构，其特征在于，液体在所述微通道（4）内流动，所述液体采用水、乙二醇、酒精、甘油的冷却液或冷却油中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的强化散热三维封装结构，其特征在于，所述散热板（5）采用肋片型散热金属板，材料采用铝、铜、铁、银、金、镁、镍、钴、钛、锰、铅及其合金材料中的一种或多种。

8.如权利要求1所述的强化散热三维封装结构，其特征在于，所述外部散热装置采用散热肋片、风扇、冷却热管和水冷装置中的一种或多种。

9.如权利要求1所述的强化散热三维封装结构，其特征在于，所述互连电路（3）采用布线的宽度为0.2～10mm，布线的间距不小于0.1mm。

10.一种强化散热三维封装结构的封装方法，其特征在于，所述封装方法包括以下步骤：

1）根据内置和表面的发热器件的需要，设计互连电路、无源器件和有源器件的位置；

2）根据发热器件的尺寸和功率，设计微通道的形状、尺寸和分布；

3）基板的底部设计内置微泵或外置水泵的位置；

4）在每一层的基板上制作互连电路的通孔、器件的空腔以及微通道的沟槽和过孔；

5）在每一层的基板上印刷金属良导体作为平面电路和垂直方向的通孔填料，形成三维的互连电路；

6）固定无源器件和有源器件，涂覆导热绝缘胶的发热器件与互连电路相连接，固定和连接水泵；

7）在微通道的过孔和器件的空腔中填充牺牲层材料，将多层基板精确叠层对位；

8）采用相应的多层封装基板技术加工出集成发热器件、微通道、互连电路的一体化基板；

9）基板的底部制备散热板，并连接外部散热装置，将封装体内的微流体和互连电路导出的热量再扩散到外界环境中。