[发明专利]一种高热流密度芯片散热装置及其制作方法

说明书

本申请涉及一种高热流密度芯片散热装置及其制备方法，高热流密度芯片散热装置包括散热箱体和芯片外壳，散热箱体为中空结构，芯片外壳置于散热箱体的内部，芯片封装于芯片外壳内，散热箱体和芯片外壳之间填充有散热填充物，芯片外壳的顶部嵌设有固化剂囊体和液态金属囊体，固化剂囊体内至少包括硅树脂囊层和固化剂囊层，固化剂囊层包覆硅树脂囊层，液态金属囊体内至少包括液态金属囊层。本申请实施例提供了一种高热流密度芯片散热装置及其制作方法，由于在芯片外壳顶部设置液态金属囊体和固化剂囊体，通过胶焊时施压即可实现将液态金属固定于芯片外壳顶部，并可有效防止过热时液态金属膨胀导致的焊接处断裂，更换维护成本更低。

技术领域

本申请涉及芯片散热技术领域，特别涉及一种高热流密度芯片散热装置及其制作方法。

背景技术

芯片温度是影响芯片使用寿命和性能的重要因素之一，当芯片温度过高时，遇到高温环境很容易引起起火、融化等危险情况，无论是应用在手机、电动车还是其它例如摄像机的芯片，都存在着此问题。当芯片温度过低时，物理反应速度变慢，例如芯片外壳封装或芯片焊接部位可能会发生细微的材料结构变化，导致恢复到室温后管脚不一定能恢复到原来的状态，造成断裂，导致芯片寿命缩短甚至终结。

随着科技的发展，芯片尺寸设计越来越小，功耗越来越高，这样也导致芯片发热量急速上升，芯片使用寿命变短。目前常用的芯片降温方法是真空腔均热板技术、热管常温技术或者两者的组合技术，但这两种技术有各自的问题，真空腔均热板技术的问题在于：虽然改善了散热问题，但是真空腔均热板在抽真空处理时，现有技术还未达到能够完全避免漏气，而且流水线抽真空加工成本高，漏气时维护成本更高；而热管常温技术，由于原理是利用水蒸发吸热，漏液也是非常常见的问题，而且漏液之后维护成本也不低，一旦漏液就可能造成短路融化等意外事故。

发明内容

本申请实施例提供一种高热流密度芯片散热装置及其制作方法，以解决相关技术中高热流密度芯片散热装置和方法中存在漏气、漏液，维护成本高的问题。

一方面，本申请实施例提供了一种高热流密度芯片散热装置，其包括散热箱体和芯片外壳，所述散热箱体为中空结构；芯片外壳为塑料外壳，芯片封装于芯片外壳内，所述芯片外壳置于散热箱体的内部，散热箱体和芯片外壳之间填充有散热填充物，芯片外壳的顶部嵌设有固化剂囊体和液态金属囊体，所述固化剂囊体内至少包括硅树脂囊层和固化剂囊层，固化剂囊层包覆硅树脂囊层，所述液态金属囊体内至少包括液态金属囊层。

一些实施例中，所述散热填充物包括石蜡和液态金属。

一些实施例中，所述固化剂囊体内还包括聚环氧树脂囊层，固化剂囊层包覆聚环氧树脂囊层，聚环氧树脂囊层包覆硅树脂囊层；所述液态金属囊体内还包括有机酸囊层和醇类有机溶剂囊层，所述有机酸囊层包覆醇类有机溶剂囊层，醇类有机溶剂囊层包覆液态金属囊层。

一些实施例中，所述有机酸囊层中的有机酸为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸中的一种或几种。

一些实施例中，所述醇类有机溶剂囊层中的醇类有机溶剂为聚乙烯醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、1-戊醇、1-己醇、2-己醇、环己醇、1-甲基环己醇、2-甲基环己醇、3-甲基环己醇、2-乙基-己醇、1-庚醇、2-庚醇、苯甲醇、苯乙醇、乙二醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-丙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、二甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇和1,4-丁二醇中的一种或几种。

一些实施例中，所述散热箱体内的散热填充物中穿插有多个散热管，散热管的底部接触芯片外壳顶部，所述散热管外壳为金属外壳，金属外壳内填充有液态金属。

一些实施例中，所述金属外壳的金属为铜、铝、铁、铜合金、铝合金和铁合金中的一种。

一些实施例中，所述液态金属囊层中的液态金属为镓、镓铟、镓铟锡、镓铟锡锌、铋、铅铋、铋铟锡和铋铟锡锌等合金中的一种。