防漏散热的改良结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种散热结构，尤其涉及一种防漏散热的改良结构。


背景技术：

2.目前常见的各式电子组件均朝向微型化方向研发设计，然而各式电子组件因缩小化及效能大幅提升等诸多因素，也伴随着容易于实际运作过程中产生高热，影响整体运作效能。因此，必须利用现有微均温板进行散热。
3.现有电子装置的散热结构由散热片设置于电子组件上，再利用风扇单元导引气流至机壳外部。但由于机壳内部的各组件排列紧密，发热源散发的热量无法有效地往外排出，造成机壳内部产生温升效应，加上热量不断累积的恶性循环下，若机壳内部的温度无法保持在正常范围，会影响整个电子装置运作的可靠度及使用寿命，且会造成漏电的问题与超频时温度过高的问题。此外，为提高较好的散热效率,需使用较高导热系数的高导热系数材料层，但高导热系数材料层相变时外溢会导致主板短路问题，且热源发热位置不均匀也会造成的散热不稳定现象。
4.此外，在逐步进入后摩尔定律时代后，晶圆代工大厂的发展重心，也逐渐从过去追求更先进纳米制程，转向封装技术的创新。由于高度性能计算(high-performance computing,hpc)芯片的需求正在急遽增加，因此，数据中心和云端计算基础架构变得至关重要，尤其是可支持新的高性能技术的ai和5g设备。但这些设备面临的挑战是，该设备及其多核心架构的高效能，将会附带有高宽带密度和低延迟的问题。而异质整合成为hpc芯片需求飙升的因素，并为 3dic封装技术打开崭新的一页。硅通孔技术(tsv)实现die与die间的垂直互连，通过在si上打通孔进行芯片间的互连，无需引线键合，有效缩短互联机长度，减少信号传输延迟和损失，提高信号速度和带宽，降低功耗和封装体积，是实现多功能、高性能、高可靠性且更轻、更薄、更小的芯片系统级封装。由于3d tsv封装工艺在设计、量产、测试及供应链等方面还不成熟，且工艺成本较高，且3d tsv封装技术的内部封装的问题会使高导热材料层产生泵出(pumpout)现象，进而影响芯片的整体效能。
5.因此，如何解决上述现有技术的问题与缺失，即为相关业者所亟欲研发的课题所在。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是在于解决高导热接口材料(thermal interface material) 因为无黏性或低黏度,容易发生溢流或泵出(pump out)的现象发生，而提出一种防漏散热的改良结构，能够防漏且散热。
7.本实用新型提供一种防漏散热的改良结构，用于对一芯片本体上的一热源进行散热，防漏散热的改良结构包括第一背胶层、绝缘贴片、固定层与高导热系数材料层。第一背胶层，其中间区域为一第一开口，第一背胶层贴合于芯片本体上且热源穿透于第一开口。绝缘贴片，其中间区域为一第二孔洞开口，绝缘贴片贴合于第一背胶层之上且热源穿透于第
一孔洞开口。固定层，其中间区域为第二孔洞开口，固定层贴合于绝缘贴片之上且热源位于第二孔洞开口之内，其中该固定层的内部两侧各具有一第一凹槽空间。高导热系数材料层，其设置于第二孔洞开口之内且高导热系数材料层的下表面的中间区域贴合且覆盖至热源的上方，其中高导热系数材料层的上表面与固定层的上表面平行。散热器的部分贴合于一第二背胶层且其底部的部分下表面接触于该高导热系数材料层的上表面，其中散热器的底部具有复数个储存凹槽，且储存凹槽的深度为 0.001～0.15毫米。
8.在本实用新型的一实施例中，防漏散热的改良结构，该第二背胶层的中间区域为一第二开口，该第二背胶层贴合于该固定层之上且该高导热系数材料层的上表面贴合于该第二开口的上表面。
9.在本实用新型的一实施例中，该复数个储存凹槽的每一个的外形为方形。
10.在本实用新型的一实施例中，该复数个储存凹槽的每一个的外形为圆形。
11.在本实用新型的一实施例中，该复数个储存凹槽的每一个的外形为六边形。
12.在本实用新型的一实施例中，防漏散热的改良结构，更包括一散热器，散热器的部分贴合于第二背胶层且其部分下表面接触于高导热系数材料层的上表面。
13.在本实用新型的一实施例中，固定层为一耐高温泡棉或一绝缘胶片。
14.在本实用新型的一实施例中，防漏散热的改良结构更包括第三背胶层，其外形与开口同第二背胶层，其中第三背胶层设置于绝缘贴片与固定层之间。
15.在本实用新型的一实施例中，第一凹槽空间的外边界形状为矩形、三角形或弧形。
16.在本实用新型的一实施例中，固定层的内部的另外两侧各具有一第二凹槽空间，该第二凹槽空间的外边界形状为矩形。
17.在本实用新型的一实施例中，透过阶梯式棋盘布局形成纵横交错的该复数个储存凹槽。
18.综上所述，本实用新型实施例所揭露的防漏散热的改良结构能够具有以下功效：
19.1、降低因为零件电路导电而造成高导热系数材料层组装时的漏电风险；
20.2、解决3d tsv封装技术的内部封装会使高导热材料产生泵出(pump out) 的问题；
21.3、解决高功率芯片在运作时降频的问题；
22.4、解决超频时温度过高的问题；以及
23.5、解决重复性测试时散热不稳定的问题。
24.以下借由具体实施例及附图详加说明，以便更容易了解本实用新型的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
附图说明
25.图1为本实用新型的防漏散热的改良结构的立体示意图。
26.图2a为本实用新型的防漏散热的改良结构的立体分解示意图。
27.图2b为本实用新型的防漏散热的改良结构的另一实施例立体分解示意图。
28.图3a为本实用新型的防漏散热的改良结构的剖面图。
29.图3b为本实用新型的防漏散热的改良结构的另一实施例剖面图。
30.图4a为本实用新型的具有六边形储存凹槽的散热器的示意图。
31.图4b为本实用新型的具有圆形储存凹槽的散热器的示意图。
32.图4c为本实用新型的具有阶梯状储存凹槽的散热器的示意图。
33.图5为本实用新型的防漏散热的改良结构的上视图。
34.图6为本实用新型的防漏散热的改良结构的固定层上视图。
35.图7为本实用新型的防漏散热的改良结构的固定层另一实施例上视图。
36.图8为本实用新型的防漏散热的改良结构的固定层再一实施例上视图。
37.附图标号说明：100-防漏散热的改良结构；110-芯片本体；120-热源；130
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第一背胶层；140-绝缘贴片；150-固定层；155-第一凹槽空间；156-第二凹槽空间；160-高导热系数材料层；170-第二背胶层；180-第三背胶层；190、191、192、 193-散热器；190a、191a、192a、193a-储存凹槽；l1、l2、l3-长度；h1-第一开口；h2-第二开口；w1-第一孔洞开口；w2-第二孔洞开口。
具体实施方式
38.为能解决现有散热结构漏电且散热不足的问题，与3d tsv封装技术的内部封装的问题会使高导热材料产生泵出(pump out)现象，创作人经过多年的研究及开发，据以改善现有产品的诟病，后续将详细介绍本实用新型如何以一种防漏散热的改良结构来达到最有效率的功能要求。
39.随着微处理器功能的提升，处理速度越来越快，加上为使主机体积有效地缩减而将组件体积随着缩小，所发出的热能就越多。因此，各种散热结构不断地演进，以期望发挥更佳的散热效果。
40.请同时参阅图1、图2a与图3a，图1为本实用新型的防漏散热的改良结构的立体示意图。图2a为本实用新型的防漏散热的改良结构的立体分解示意图。图3a为本实用新型的防漏散热的改良结构的剖面图。如图1、图2a与图 3a所示，本实用新型提供一种防漏散热的改良结构100，用于对一芯片本体110 上的一热源120进行散热。在本实用新型实施例中，热源为一芯片或lid或ihs。然而，在芯片本体110表面通常可能会一些因为内部电子零件而引起的漏电情况，本实用新型实施例提出一个解决方案能够有效解决漏电问题。以下将进一步说明，防漏散热的改良结构100包括第一背胶层130、绝缘贴片140、固定层 150、高导热系数材料层160、第二背胶层170与散热器190。第一背胶层130，其中间区域为一第一开口h1，第一背胶层130贴合于芯片本体110上且热源120 穿透于第一开口h1。
41.关于本实用新型的散热器，其底部具有特别的结构，以下将进一步说明。散热器190的部分贴合于第二背胶层170且其底部的部分下表面接触于高导热系数材料层160的上表面，其中该散热器190(191或192)的底部具有复数个储存凹槽且散热器190(191或192)的该复数个储存凹槽190a可以是方形、圆形、六边形凹槽或其它多边形外观，但并不以此为限，只要是复数个储存凹槽都是本实用新型的精神所在。例如，在本实用新型的图2a、图2b、图3a与图3b 的实施例中，散热器190的该复数个储存凹槽190a的每一个的外形为方形的例示性实施例，以此作为说明且在本实用新型实施例中的储存凹槽190a的深度为 0.001～0.15毫米。其余像是圆形、六边形或阶梯状的储存凹槽(191a、192a或 193a)为同理可证，其中图4a为本实用新型的具有六边形储存凹槽的散热器的示意图，图4b为本实用新型的具有圆形储存凹槽的散热器的示意图。图4c为本实用新型的具有阶梯状储存凹槽的散热器的示
意图。其中值得一提的是图4c 的阶梯状储存凹槽193a的散热器193，其透过阶梯式棋盘布局形成纵横交错的该复数个储存凹槽193a，最顶部的方形尺寸为长度l3，两个方形顶部之间的距离为长度l2，储存凹槽193a的横向尺寸为长度l1。本实用新型实施例的散热器190可以为鳍片式散热器，但并不以此为限。在实作情况下，散热器190也会使用其它固定件来与防漏散热的改良结构100进行结合固定。
42.请同时参照图5至图7，图5为本实用新型的防漏散热的改良结构的上视图。图6为本实用新型的防漏散热的改良结构的固定层上视图。图7为本实用新型的防漏散热的改良结构的固定层另一实施例上视图。此外，绝缘贴片140的中间区域为一第一孔洞开口w1，绝缘贴片140贴合于第一背胶层130之上且热源 120穿透于第一孔洞开口w1，绝缘贴片140能够降低因为零件电路导电而造成高导热系数材料层组装时的漏电风险。固定层150的中间区域为第二孔洞开口 w2，固定层150贴合于绝缘贴片140之上且热源120位于第二孔洞开口w2的内部，其中固定层150的内部两侧各具有一第一凹槽空间155，其中第一凹槽空间155的外边界形状为矩形、三角形或弧形。固定层150的内部的另外两侧各具有一第二凹槽空间156，该第二凹槽空间156的外边界形状为矩形。
43.此外，第二背胶层170的中间区域为一第二开口h2(其开口形状相同于或几乎相同于固定层150的第二孔洞开口w2)，第二背胶层170贴合于固定层150 之上且高导热系数材料层160的上表面贴合于第二开口h2的上表面。
44.在本实用新型实施例中，固定层150可以是耐高温泡棉或绝缘胶片。再者，高导热系数材料层160设置于第二孔洞开口w2的内部且高导热系数材料层160 的下表面的中间区域贴合且覆盖至热源120的上方，其中高导热系数材料层160 的上表面与固定层150的上表面平行或是几乎平行。在热源120的温度达到某一临界温度时(例如，摄氏60度)，固定层150会如同一个挡墙的角色功能，可以防止液态金属侧漏。本实用新型实施例中的高导热系数材料层160透过这样的结构安置于散热防漏结构100中能够解决解决超频时温度过高的问题。此外，从图3a、图3b可知，固定层150的第二孔洞开口w2略大于高导热系数材料层160的面积。
45.可以看得出来，固定层150会如同一个挡墙的角色功能，可以防止液态金属侧漏。进一步来说，当高导热系数材料层160超过摄氏60度开始融化时，因为有固定层150的挡墙的功能，高导热系数材料层160所融化后的液态金属会往固定层150的第一凹槽空间155聚集或是流向至储存凹槽190a里面，进一步来说，第一凹槽空间155的体积要预留为高导热系数材料层160压合体积的0.1 倍，且复数个储存凹槽190a能够有足够的空间来容纳这些融化掉的高导热系数材料层160。因高导热系数材料层160会因使用时的温度而会产生相变化，如固态变成液态(浓稠液态-胶状)，但其在相变化时其体积会有增加1.01～1.05倍的变化。所以利用水库的特性在芯片上的固定层150使用储量围堵方法，让其多余的量储存于所欲之处(第一凹槽空间155与复数个储存凹槽190a)，可期在芯片在温度变化时有预量使用。为提高较好的散热效率,需使用较高导热系数的高导热系数材料层160，本实用新型实施例防止高导热系数材料层160相变时外溢量所导致主板短路问题，也能解决热源发热位置不均匀所造成的散热不稳定现象,让高导热系数材料层160的高导热性能能够发挥出来。此外，第二凹槽空间 156也会发挥像第一凹槽空间或复数个储存凹槽190a类似一样的功用。由以上说明可知，本实用新型的目的在于解决高导热接口材料(thermal interface
material)因为无黏性或低黏度,容易发生溢流或泵出(pump out)的现象发生。
46.请同时参照图2b与图3b，图2b为本实用新型的防漏散热的改良结构的另一实施例立体分解示意图。图3b为本实用新型的防漏散热的改良结构的另一实施例剖面图。如图所示，防漏散热的改良结构100更包括一第三背胶层180，其外形与开口同该第二背胶层170，其中该第三背胶层180设置于该绝缘贴片140 与该固定层150之间。图2b与图3b的其余结构与上述说明相同，在此不再赘述。
47.值得一提的是，由于3d tsv封装工艺在设计、量产、测试及供应链等方面还不成熟，且工艺成本较高，且3d tsv封装技术的内部封装的问题会使高导热材料产生泵出(pump out)现象，进而影响芯片的整体效能。在透过将散热器 190(191、192或193)的底部制作成复数个储存凹槽190a(191a、192a或193a)，可有效解决3d tsv封装技术的内部封装的问题。
48.综上所述，本实用新型实施例所揭露的防漏散热的改良结构能够具有以下功效：
49.1、降低因为零件电路导电而造成高导热系数材料层组装时的漏电风险；
50.2、解决3d tsv封装技术的内部封装会使高导热材料产生泵出(pump out) 的问题；
51.3、解决高功率芯片在运作时降频的问题；
52.4、解决超频时温度过高的问题；以及
53.5、解决重复性测试时散热不稳定的问题。
54.以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。