高效散热结构的EMMC封装模块及其热管理方法与流程

本发明涉及储存芯片封装，特别涉及高效散热结构的emmc封装模块及其热管理方法。

背景技术：

1、嵌入式多媒体存储卡（emmc）作为一种高度集化的存储解决方案，广泛应用于智能手机、平板电脑、工业控制等各类电子设备中。随着存储密度和读写速度要求的不断提升，emmc封装模块正朝着3d堆叠方向发展，通过将多个闪存单元垂直堆叠以实现更大的存储容量和更小的占板面积。然而，这种高密度3d封装结构也带来了较高的热管理挑战。

2、在传统的emmc封装模块中，多个闪存单元垂直堆叠后，热量主要集中在堆叠内部，在部分基板上没有散热结构的封装中，靠近基板的底层闪存单元，由于散热路径较长且热阻较大，热量仍需通过层层传递才能从封装外壳散发，容易形成局部热点，导致整个堆叠结构温度分布不均匀，随着堆叠层数的增加，内部热量积聚问题愈发严重，这种温度不均不仅影响闪存单元的读写性能和可靠性，还可能因热应力导致封装结构失效，现有常规的散热手段，如增设散热片或简单依赖空气对流，对于3d封装的emmc散热效果不佳，不易将内部热量快速导出，对此提出高效散热结构的emmc封装模块及其热管理方法。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供高效散热结构的emmc封装模块及其热管理方法，以解决现有的问题。

2、为实现上述目的，本发明提出高效散热结构的emmc封装模块，包括：基板，所述基板上安装有主控制芯片和温度传感器，堆叠组件，数量有两个，安装于所述基板之上，所述堆叠组件包括冷却组件和多个堆叠安装的闪存单元，相邻两个闪存单元之间均安装有均温薄膜，所述均温薄膜用于将闪存单元产生的热量向外转移，所述闪存单元与基板之间连接有引线，多个所述均温薄膜的一侧嵌入冷却组件内，所述冷却组件通过均温薄膜对闪存单元进行降温；

3、第二封装体，用于覆盖温度传感器和两个堆叠组件，所述温度传感器用于对第二封装体内部的温度进行监测。

4、可选的，所述基板上安装有电源管理芯片，所述温度传感器与主控制芯片之间电信号连接，所述电源管理芯片用于控制闪存单元的功率。

5、可选的，所述堆叠组件中的多个闪存单元呈阶梯状堆叠设置，以形成台阶结构，所述引线分别连接多个闪存单元的台阶端与基板，使得闪存单元与基板之间实现信号连接。

6、可选的，所述基板上对应两个堆叠组件分别设置有第一封装体，所述第一封装体覆盖对应堆叠组件，使得堆叠组件成为独立的预制件。

7、可选的，所述冷却组件包括：

8、导温板，数量有多个，且多个导温板与多个均温薄膜之间相互交错堆叠，所述导温板的内部开设有两个加热管段，所述导温板的两端均开设有盲孔，所述加热管段的一端与紧邻的盲孔之间连通，所述加热管段内存有冷却液；

9、散热板，设置于多个导温板和闪存单元的上方，并暴露于第二封装体之外或与第二封装体的上表面齐平，所述散热板内开设有多个冷却管段，多个冷却管段与多个导温板一一对应，所述冷却管段与对应的导温板上的加热管段连通。

10、可选的，多个所述导温板上的盲孔的位置相互错位，且导温板上对应下方盲孔的位置均开设有通孔，使得盲孔能够穿过多个导温板与对应冷却管段之间形成通路。

11、可选的，所述闪存单元的上下表面均设置有中间层，所述中间层用于缓冲安装应力。

12、可选的，所述闪存单元由单独的存储晶粒构成。

13、可选的，所述闪存单元包括闪存基体，所述闪存基体的正反面均安装有tsv闪存晶粒，所述tsv闪存晶粒和闪存基体之间通过键合结构键合，所述闪存基体的一端与引线之间连接。

14、本发明还提出一种热管理方法，包括以下步骤：

15、步骤一：通过温度传感器实时监测第二封装体内部的温度，并将温度信号传输至主控制芯片；

16、步骤二：主控制芯片根据接收到的温度信号与预设阈值进行比较，通过电源管理芯片对闪存单元的功率进行管理，当温度超过第一阈值并低于第二阈值时，降低位于下方位置闪存单元的功率，并提高位于上方闪存单元的功率，使得整体功率不变，使得多个堆叠的闪存单元的功率从下至上逐步增加；

17、步骤三：主控制芯片根据接收到的温度信号与预设阈值进行比较，当温度超过第二阈值时，降低所有闪存单元的功率，以减少热量产生，维持第二封装体的安全温度。

18、本发明的技术方案中，通过均温薄膜的设置，闪存单元产生的热量通过均温薄膜传递到冷却组件上，通过冷却组件将热量向外发散，通过多个冷却管段和多个导温板的设置，使得多个导温板内的冷却液均独立循环，从而确保对各个导温板的散热，从而实现对闪存单元的降温，减少热量在多个闪存单元的内部堆积，实现高效散热；

19、且通过电源管理芯片的控制，主控制芯片根据接收到的温度信号与预设阈值进行比较，通过电源管理芯片对闪存单元的功率进行管理，当温度超过第一阈值并低于第二阈值时，降低位于下方位置闪存单元的功率，并提高位于上方闪存单元的功率，使得多个闪存单元的功率呈倒梯形，从而使得闪存单元发热与散热能力相匹配，从而使得多个闪存单元的温度更加均匀，在不改变整体功率情况下，降低整体温度，通过优化热量分布结构，实现提高散热效率，实现在3d封装模组中的高效散热。

1.一种高效散热结构的emmc封装模块，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的高效散热结构的emmc封装模块，其特征在于，所述基板上安装有电源管理芯片，所述温度传感器与主控制芯片之间电信号连接，所述电源管理芯片用于控制闪存单元的功率。

3.根据权利要求2所述的高效散热结构的emmc封装模块，其特征在于，所述堆叠组件中的多个闪存单元呈阶梯状堆叠设置，以形成台阶结构，所述引线分别连接多个闪存单元的台阶端与基板，使得闪存单元与基板之间实现信号连接。

4.根据权利要求2所述的高效散热结构的emmc封装模块，其特征在于，所述基板上对应两个堆叠组件分别设置有第一封装体，所述第一封装体覆盖对应堆叠组件，使得堆叠组件成为独立的预制件。

5.根据权利要求4所述的高效散热结构的emmc封装模块，其特征在于，所述冷却组件包括：

6.根据权利要求5所述的高效散热结构的emmc封装模块，其特征在于，多个所述导温板上的盲孔的位置相互错位，且导温板上对应下方盲孔的位置均开设有通孔，使得盲孔能够穿过多个导温板与对应冷却管段之间形成通路。

7.根据权利要求1所述的高效散热结构的emmc封装模块，其特征在于，所述闪存单元的上下表面均设置有中间层，所述中间层用于缓冲安装应力。

8.根据权利要求1所述的高效散热结构的emmc封装模块，其特征在于，所述闪存单元由单独的存储晶粒构成。

9.根据权利要求1所述的高效散热结构的emmc封装模块，其特征在于，所述闪存单元包括闪存基体，所述闪存基体的正反面均安装有tsv闪存晶粒，所述tsv闪存晶粒和闪存基体之间通过键合结构键合，所述闪存基体的一端与引线之间连接。

10.一种应用于权利要求2至6任一项所述emmc封装模块的热管理方法，其特征在于，包括以下步骤：