本發明公開了一種高功率密度熱源器件及其制造方法，器件主要包括功能管芯、框架外殼、內部鍵合金絲和互聯輸入端；所述功能管芯采用蛇形等列遞減陣列結構實現熱分布的均勻性，提升熱源功率密度；所述框架外殼采用內嵌結構，使功能管芯直接嵌入框架外殼底部，可直接與散熱熱沉或散熱器接觸，減低高功率密度熱源內部熱阻；所述內部鍵合金絲實現對功能管芯的電路輸入；所述互聯輸入端采用鍵合基板與垂直插拔式銅管結構，實現對高功率密度熱源器件的功率輸入。上述結構設計實現了器件可實現高功率密度、低器件熱阻和便捷應用等特性，有效滿足器件熱管理開發領域對高功率密度器件的需求。

技術領域

本發明屬于微電子功率器件熱管理領域，特別是一種高功率密度熱源器件及其制造方法。

背景技術

隨著微電子器件向著小型化、多功能化及大功率化的發展，熱效應成為微電子器件性能和可靠性的主要制約因素。這主要因為大功率器件在工作時會產生大量的熱，由于小型化的原因導致熱積累嚴重，引起器件結溫的急劇升高，導致器件的電學性能衰減和壽命等可靠性嚴重下降。熱管理已成為目前微電子功率器件研究的熱點方向。

而熱管理技術的各類開發均需要進行散熱能力的測試驗證，目前常規微電子器件因加電途徑復雜、集成困難和經濟性較差等原因，難以滿足各類熱管開發技術的散熱驗證需求。因此，探索便捷、經濟和可產生大功率的熱源器件，解決微電子領域對散熱技術能力的驗證需求，對促進熱管理技術開發和縮短研發周期都具有極大意義，成為目前熱管理領域重要的產品之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高功率密度熱源器件及其制造方法。

實現本發明目的的技術方案為：一種高功率密度熱源器件，包括功能管芯、框架外殼、內部鍵合金絲和互聯輸入端；

所述框架外殼采用內嵌結構，功能管芯嵌入框架外殼底部，直接與外部散熱器件接觸傳熱；所述內部鍵合金絲用于連接互聯輸入端和功能管芯上的電極，實現對功能管芯的電路輸入；所述互聯輸入端采用鍵合基板與垂直插拔式銅管結構，實現對高功率密度熱源器件的功率輸入。

進一步的，所述功能管芯的電極采用蛇形等列遞減陣列結構。

進一步的，電極寬度在10um-200um之間，厚度在1um-8um之間。

進一步的，所述功能管芯材料為SiC和金剛石材料的任意一種，厚度為80um-500um。

進一步的，所述框架外殼材料采用氮化鋁陶瓷材料。

進一步的，所述框架外殼需保證功能管芯的電極處于裸露狀態。

進一步的，所述內部鍵合金絲為陣列等間距排列。

進一步的，所述互聯輸入端材料為銅材料。

本發明還提供一種高功率密度熱源器件的制造方法，包括：將框架外殼和互聯輸入端采用銀銅焊料集成；利用金錫焊料將功能管芯和框架外殼集成；采用通用鍵合機實現內部鍵合金絲，完成高功率密度熱源器件的制備。

進一步的，所述功能管芯設計有電極PAD區和與外殼集成PAD區；所述框架外殼設計有與功能管芯集成PAD區和與鍵合基板集成PAD區；所述互聯輸入端的鍵合基板上設計有PAD區，其長度與功能管芯的電極PAD區長度相同

與現有技術相比，本發明的顯著優點為：(1)本發明采用采用蛇形等列遞減陣列結構實現功能管芯電極的制備，具有熱分布的更均勻特性，提升熱源功率密度；(2)框架外殼采用內嵌結構，使功能管芯直接嵌入框架外殼底部，降低高功率密度熱源內部熱阻；(3)本發明設計了插拔式銅管的互聯輸入端，實現高功率密度熱源器件的便捷應用型；上述結構設計實現了器件可實現高功率密度、低器件熱阻和便捷應用等特性，有效滿足器件熱管理開發領域對高功率密度器件的需求。

附圖說明

圖1是本發明的一種高功率密度熱源器件結構示意圖。