[发明专利]一种基于顶部散热的混合集成电源及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于顶部散热的混合集成电源及其制备方法，涉及集成电源领域，本发明结构简单，本发明通过在混合集成电源顶部设置散热件，使电源内部的功率器件通过导热胶将热量传递到顶部的散热件上，便于后续安装结构件进行散热；同时本发明通过对电源制备方法的改进，使得一体化基板通过增加镀铜层的厚度，减小抗阻，增大通流能力，同时提升效率；电源内部的功率芯片采用倒装焊接，在填充件的作用下，不仅便于对功率芯片的集中散热，而且能够对功率芯片起到塑封的作用，避免裸芯片长期暴露在有害气氛环境中，导致键合点出现腐蚀，导致凸点连接失效。

技术领域

本发明涉及集成电源领域，具体是一种基于顶部散热的混合集成电源及其制备方法。

背景技术

随着卫星装备的小型化，整机系统的轻量化需求日趋明显，对空间用抗辐射DC/DC变换器的体积、重量和封装结构提出了更高的要求，国内外现有的抗辐射DC/DC变换器的多为金属封装，体积和重量均已无法更好满足对供电电源的使用需求。

随着整机系统的轻量化，混合集成电源的散热结构的重量和体积也随之缩小，不能满足混合集成电源正常使用时的散热需求，本申请为满足集成电源的散热需求，对集成电源内部的各个结构位置进行对应调整，另外为适应各个结构的位置调整，混合集成电源的制备工艺也发生相应的改变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于顶部散热的混合集成电源及其制备方法，通过对散热结构与基板之间相对位置关系的调整以及对集成电源的制备过程的改进，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于顶部散热的混合集成电源，包括一体化基板，所述混合集成电源还包括：无源器件和功率电感，所述无源器件和功率电感均固定在一体化基板上；功率芯片，所述功率芯片通过连接组件与一体化基板相连，以及散热件，所述散热件形成有互联面、器件腔、功率电感腔以及功率芯片腔，所述散热件通过互联面与一体化基板贴合固定，所述无源器件位于器件腔内，所述功率电感与功率电感腔顶面相贴合，所述功率芯片与功率芯片腔顶面相贴合。

作为本发明进一步的方案：所述无源器件和功率电感均通过第一焊接件与一体化基板焊接相连。

作为本发明进一步的方案：所述混合集成电源的引出端与一体化基板通过第二焊接件焊接相连，所述第一焊接件与第二焊接件的熔点温差为30℃以上。

作为本发明进一步的方案：所述连接组件包括与一体化基板焊接相连的金凸点、设置在金凸点与功率芯片之间的的芯片接线端、设置在金凸点与芯片接线端之间的芯片接线端金属化层以及填满功率芯片与一体化基板之间空隙的填充件。

作为本发明进一步的方案：所述芯片接线端金属化层的材质为CuNiAu，所述填充件的热膨胀系数小于20ppm。

作为本发明进一步的方案：所述散热件的热导率大于170W/mK。

一种基于顶部散热的混合集成电源的制备方法，包括：

在一体化基板表面的组装层及背面的焊盘引脚镀铜，铜镀层厚度为75μm±10μm；

在一体化基板上镀金，将无源器件和功率电感再流焊至一体化基板上；

制备金凸点并将功率芯片通过金凸点焊接至一体化基板上；

向功率芯片与一体化基板之间填满填充件；

将散热件固定在一体化基板上，使散热件与功率芯片以及功率电感均与散热件腔体顶部相接触贴合。

作为本发明进一步的方案：所述一体化基板在功率芯片的焊区表面镀有金，一体化基板在无源器件和功率电感的焊区表面镀金的厚度小于一体化基板在功率芯片焊区表面镀金的厚度。

作为本发明进一步的方案：所述散热件通过粘接胶与一体化基板粘接固定。