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热控卡盘与热控平板:跟随芯片集成化发展,优化热控解决方案

时间:2026-05-02     

热密度激增下的散热挑战

芯片制程从微米级向纳米级跃进,晶体管密度呈指数级攀升。这种集成化带来的直接后果是单位面积内的热流密度急剧增加,局部热点温度迅速上升。传统的单一均热板或简单散热翅片方案,在面对这种点状高热流时,往往出现热量传导路径单一、横向扩散能力不足的问题,导致芯片性能因温度过高而被迫降频,能效比大打折扣。

热控卡盘:精准捕获与传导

为解决芯片核心区域的“热点”问题,热控卡盘技术应运而生。它直接与芯片裸片或封装表面接触,其内部集成了高导热率的微通道或热管结构。这种设计能够像精准的探头一样,第一时间捕获芯片核心区域产生的巨大热量,并通过内部的高效相变传热机制,将点状的热量迅速传导至更大的面积上。卡盘的作用在于实现了热量的快速“收集”和“转移”,极大缩短了热源到散热器的传导路径,降低了接触热阻。

热控平板:均匀扩散与耗散

经由热控卡盘快速导出的热量,如果不能及时耗散,依然会造成热量堆积。此时,热控平板扮演了“热量均温器”和“最终排放口”的角色。平板内部通常包含大尺寸的均温板或蒸汽腔,能够将卡盘导来的集中热量在二维平面上进行高效的横向扩散,消除局部高温,将热流密度均匀化。随后,这些均匀分布的热量被传递到平板另一侧的翅片群,通过强制对流或自然对流的方式,最终高效地排放到周围环境中。

卡盘与平板的协同进化

面对未来更高级别的芯片集成,单一的卡盘或平板方案都存在局限。将两者进行一体化设计和优化,构成了完整的芯片级热管理闭环。卡盘负责解决“点”上的快速捕获,平板负责解决“面”上的均匀扩散和排放。这种协同作用,使得整个散热系统的热阻大幅降低,热传导路径更为顺畅。它保证了芯片即使在满负荷运算状态下,也能始终工作在安全的温度阈值内,性能得以稳定、持久地释放。

材料与结构的微观革新

支撑卡盘与平板性能突破的,是材料和结构的微观革新。新型复合钎焊技术让不同材质间的连接热阻降至新低;毛细结构的多尺度优化,提升了工质的回流效率,避免了干涸现象;三维脉动热管技术在卡盘中的嵌入,进一步增强了在重力不利环境下的传热稳定性。这些微观层面的精进,共同构筑了宏观散热效能的显著提升。


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