[发明专利]一种倒装芯片球栅阵列封装结构及芯片散热性能优化方法

权利要求书

1.一种倒装芯片球栅阵列封装结构，其特征在于，所述封装结构包括基板、晶元和封装外壳，所述封装外壳设置于所述基板上而与所述基板形成一腔体，所述晶元位于所述腔体内且一侧端与所述基板连接；所述封装外壳包括设置为散热结构的主体部分，所述主体部分通过热界面材料层与所述晶元的另一侧端连接。

2.根据权利要求1所述的倒装芯片球栅阵列封装结构，其特征在于，所述主体部分包括：

第一连接部分，所述第一连接部分的底面与所述热界面材料层连接；

散热翅片组，其包括从所述第一连接部分的顶面竖向延伸且沿横向间隔设置的多个散热翅片。

3.根据权利要求1所述的倒装芯片球栅阵列封装结构，其特征在于，所述主体部分包括第二连接部分，所述第二连接部分的底面与所述热界面材料层连接，所述第二连接部分内设有冷却液通道。

4.根据权利要求1所述的倒装芯片球栅阵列封装结构，其特征在于，所述封装外壳还包括沿着所述主体部分外围延伸的支撑部分，所述支撑部分的底部与所述基板连接。

5.根据权利要求1－4任意一项所述的倒装芯片球栅阵列封装结构，其特征在于，所述热界面材料层为导热胶。

6.一种芯片散热性能优化方法，所述优化方法用于提高如权利要求2所述的倒装芯片球栅阵列封装结构的散热性能，其特征在于，所述方法包括：

将影响所述散热性能的因素划分为待优化参数和其余因素，所述待优化参数包括散热翅片数量、散热翅片间距和散热翅片高度；

建立倒装芯片球栅阵列封装结构的传热模型，保持所述其余因素不变，并将所述传热模型中的散热翅片数量设置为对应初始设计值，在设计值范围内改变散热翅片间距和散热翅片高度，得到不同散热翅片间距和散热翅片高度所对应的晶元温度场模拟结果，根据晶元温度场模拟结果得到使得散热性能最佳的散热翅片间距和散热翅片高度，即为散热翅片间距最优值和散热翅片高度最优值；

若所述散热翅片间距最优值和散热翅片高度最优值对应的晶元温度场模拟结果所显示的最高温度不高于额定设计温度，则输出所述散热翅片间距最优值、散热翅片高度最优值、散热翅片数量的对应初始设计值。

7.根据权利要求6所述的芯片散热性能优化方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述散热翅片间距最优值和散热翅片高度最优值对应的晶元温度场模拟结果所显示的最高温度高于所述额定设计温度，则保持所述其余因素不变，并将所述传热模型中的散热翅片间距设置为所述散热翅片间距最优值，将散热翅片高度保持为所述散热翅片高度最优值，逐步增大所述传热模型中的散热翅片数量，直至对应得到的晶元温度场模拟结果显示的最高温度不高于所述额定设计温度或者所述散热翅片数量已增大至对应设计值范围中的最大值，输出当前的散热翅片数量。

8.根据权利要求7所述的芯片散热性能优化方法，其特征在于，所述逐步增大所述传热模型中的散热翅片数量，包括：

计算所述散热翅片间距最优值和散热翅片高度最优值对应的晶元温度场模拟结果所显示的最高温度与所述额定设计温度的差值；

所述差值小于预设差值阈值时，从散热翅片数量对应初始设计值开始逐步增大散热翅片数量，所述差值不小于预设差值阈值时，从散热翅片数量的参考值开始逐步增大散热翅片数量，所述参考值大于所述散热翅片数量对应初始设计值。

9.根据权利要求8所述的芯片散热性能优化方法，其特征在于，所述散热翅片数量的参考值按照下列公式确定：

式中，S表示参数调整比例，T_max表示所述散热翅片间距最优值和散热翅片高度最优值对应的晶元温度场模拟结果所显示的最高温度，T_C表示所述额定设计温度，D_T表示所述预设差值阈值，S_min表示所述散热翅片数量对应初始设计值。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如权利要求6-9任意一项所述的多芯片结构的散热性能优化方法。