[发明专利]用于倒装焊大功率芯片BGA封装的散热结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种芯片封装结构，本发明尤其是涉及一种用于倒装焊大功率芯片BGA封装的散热结构。

背景技术

大功率芯片，尤其功率密度达到350W/cm²以上的芯片，以及Hotspot（热点）达到10KW/cm²以上的芯片，如果采用BGA（Ball Grid Array，球删阵列）封装，芯片产生的热量很难从封装内传导出去。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种有助于尽快将芯片产生的热量传导至封装外并提高大功率芯片BGA封装的散热能力的用于倒装焊大功率芯片BGA封装的散热结构。

按照本发明提供的技术方案，所述用于倒装焊大功率芯片BGA封装的散热结构，在印刷线路板的上表面焊接有支撑球，在支撑球上设有有机基板，在有机基板的上表面固定有模塑封体，在模塑封体内的有机基板的上表面设有底部填充胶与芯片凸点，芯片凸点位于底部填充胶内，在模塑封体内设有微喷腔体，在微喷腔体的上腔板上开设有冷却介质入口，在微喷腔体的右侧板上开设有冷却介质出口，微喷腔体的下腔板与底部填充胶的上表面之间具有芯片安装间隙，在支撑球右侧的印刷线路板的上表面固定有热交换器，在冷却泵右侧的印刷线路板的上表面固定有冷却泵，热交换器的出口与冷却泵的入口通过第一连接管道相连，冷却泵的出口与冷却介质入口之间通过第二连接管道相连，冷却介质出口与热交换器的入口通过第三连接管道相连。

所述第二连接管道与第三连接管道绕开所述的支撑球。

在微喷腔体内设有呈水平架设的隔板，在隔板上开设有隔板过孔。

本发明采用主动散热方式，即微喷射流散热技术应用到BGA封装级，有助于尽快将芯片产生的热量传导至封装外，从而提高大功率芯片BGA封装的散热能力。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中微喷腔体的结构示意图。

图3是图2的A—A剖视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

该用于倒装焊大功率芯片BGA封装的散热结构，在印刷线路板400的上表面焊接有支撑球102，在支撑球102上设有有机基板101，在有机基板101的上表面固定有模塑封体107，在模塑封体107内的有机基板101的上表面设有底部填充胶104与芯片凸点103，芯片凸点103位于底部填充胶104内，在模塑封体107内设有微喷腔体106，在微喷腔体106的上腔板上开设有冷却介质入口110，在微喷腔体106的右侧板上开设有冷却介质出口111，微喷腔体106的下腔板与底部填充胶104的上表面之间具有芯片安装间隙，在支撑球102右侧的印刷线路板400的上表面固定有热交换器300，在冷却泵200右侧的印刷线路板400的上表面固定有冷却泵200，热交换器300的出口与冷却泵200的入口通过第一连接管道600相连，冷却泵200的出口与冷却介质入口110之间通过第二连接管道500相连，冷却介质出口111与热交换器300的入口通过第三连接管道700相连。

所述第二连接管道500与第三连接管道700绕开所述的支撑球102。

在微喷腔体106内设有呈水平架设的隔板108，在隔板108上开设有隔板过孔109。

有机基板101、支撑球102、芯片凸点103、底部填充胶104、芯片105、微喷腔体106、模塑封体107、隔板108、隔板过孔109、冷却介质入口110与冷却介质出口111合称为BGA封装100。

使用时，芯片凸点103上安装大功率芯片105，大功率芯片105与微喷腔体106的下腔板接触。

大功率芯片105通过倒装焊键合到有机基板101上，为提高倒装焊芯片的可靠性，在大功率芯片105与有机基板101之间填充底部填充胶104，微喷冷却介质采用去离子水或液态金属，通过冷却泵200加压驱动，使去离子水或液态金属流经冷却介质入口110进入到微喷腔体106内，为了使大功率芯片105工作时，温度分布均匀，避免局部出现热点，微喷腔体106内含一个隔板108，隔板上有若干个隔板过孔109，去离子水或液态金属经过孔，均匀喷到微喷腔体的下腔板上，吸收大功率芯片105产生的热量，离子水或液态金属受热冷却后，从冷却介质出口111回流到热交换器300，通过热交换器300和周围空气进行对流换热，完成一个循环。

本发明在制作时采用以下步骤：

制作有机基板101；