The invention relates to an integrated microfluidic chip level thermal module and preparation method of the heat dissipation module comprises a silicon micro fluid layer topology, upper layer silicon micro fluid topology and power interface chip; microfluidic topology will lower cooling fluid in the horizontal direction to guide the distribution to the micro spray hole array and below. The power and chip waste heat exchange end collection guide. The micro fluid topology provides cooling liquid inflow and outflow of the interface, the coolant fluid in the micro layer topology in the vertical direction at the bottom of the heating power to guide the distribution of chips, after the completion of the waste heat exchange through around the micro channel flows to the bottom of micro fluidic topology. In the invention, the cooling liquid can be sprayed through the micro hole array to the bottom of the chip, without any intermediate layer of additional thermal resistance, not only can effectively improve the cooling efficiency, it is able to heat local hot system, reduce the complexity and cost of the cooling system.
【技术实现步骤摘要】
芯片级集成微流体散热模块及制备方法
本专利技术属于微电子和微系统
,具体涉及一种芯片级集成微流体散热模块及制备方法。
技术介绍
未来微电子系统正向性能更高、体积更小、功能更多的集成化方向发展。系统集成度日益增加,随之而来的是系统功率密度的急剧增大。大功率输出必然带来大热量的产生。如果没有可靠的热管理措施,持续积累的热量会导致系统工作温度急剧提升,进而对系统性能、可靠性和寿命带来负面影响。激光器、LED、MMIC等化合物半导体有源器件是系统热量的主要来源。这些器件的共同特点是体积小、发热量大,在极小区域内形成超大热流密度,在系统内部形成局部热点。传统的散热思维是先通过被动散热将热量从热点导出,再通过外围的强化换热(如风冷及水冷等)来维持系统温度。这样的散热架构从原理上无法应对大功率(>100W)及超高热流密度(>1kw/cm2)的微电子系统。热管理问题已经成为制约微电子系统,尤其是以三维堆叠技术为代表的微系统发展的瓶颈。要达到更高的散热效率,必须将重点放在芯片内部热点,打破传统多层叠加的散热架构,引入嵌入式结构进行芯片级散热,减小甚至消除堆叠热阻,提高导热效率。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种芯片级集成微流体散热模块及制备方法。实现本专利技术目的的技术方案为:一种芯片级集成微流体散热模块,包括下层硅基微流体拓扑结构、上层硅基微流体拓扑结构以及功率芯片接口;所述下层硅基微流体拓扑结构和上层硅基微流体拓扑结构堆叠设置,上层硅基微流体拓扑结构的上表面开有凹槽,凹槽四周设置有一圈金属连接层,作为功率芯片接口;凹槽两侧设置有冷却液进口和冷却液出 ...
【技术保护点】
一种芯片级集成微流体散热模块,其特征在于,包括下层硅基微流体拓扑结构、上层硅基微流体拓扑结构以及功率芯片接口;所述下层硅基微流体拓扑结构和上层硅基微流体拓扑结构堆叠设置,上层硅基微流体拓扑结构的上表面开有凹槽,凹槽四周设置有一圈金属连接层,作为功率芯片接口;凹槽两侧设置有冷却液进口和冷却液出口,下层硅基微流体拓扑结构设置有与冷却液进口连通的下层冷却液导流槽道以及与冷却液出口连通的下层冷却液回流槽道,上层硅基微流体拓扑结构在凹槽内分别设置有与下层冷却液导流槽道连通的微喷孔阵列以及与下层冷却液回流槽道连通的冷却液回流口;冷却液经冷却液进口、下层冷却液导流槽道、微喷孔阵列垂直喷射至热源底部,完成热交换后经冷却液回流口、下层冷却液导流槽道以及冷却液出口排出。
【技术特征摘要】
1.一种芯片级集成微流体散热模块,其特征在于,包括下层硅基微流体拓扑结构、上层硅基微流体拓扑结构以及功率芯片接口;所述下层硅基微流体拓扑结构和上层硅基微流体拓扑结构堆叠设置,上层硅基微流体拓扑结构的上表面开有凹槽,凹槽四周设置有一圈金属连接层,作为功率芯片接口;凹槽两侧设置有冷却液进口和冷却液出口,下层硅基微流体拓扑结构设置有与冷却液进口连通的下层冷却液导流槽道以及与冷却液出口连通的下层冷却液回流槽道,上层硅基微流体拓扑结构在凹槽内分别设置有与下层冷却液导流槽道连通的微喷孔阵列以及与下层冷却液回流槽道连通的冷却液回流口;冷却液经冷却液进口、下层冷却液导流槽道、微喷孔阵列垂直喷射至热源底部,完成热交换后经冷却液回流口、下层冷却液导流槽道以及冷却液出口排出。2.根据权利要求1所述的芯片级集成微流体散热模块,其特征在于,下层硅基微流体拓扑结构和上层硅基微流体拓扑结构通过硅基圆片级三维堆叠工艺堆叠。3.根据权利要求1或2所述的芯片级集成微流体散热模块,其特征在于,下层硅基微流体拓扑结构和上层硅基微流体拓扑结构均为硅材料制备。4.根据权利要求1所述的芯...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄旼,贾世星,朱健,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第五十五研究所,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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