微通道热沉及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种微通道热沉及其制造方法，所述微通道热沉包括上基板；下基板；多个导流板，层叠设于所述上基板与所述下基板之间；每一所述导流板包括外框体和导流板本体；所述导流板本体位于所述外框体内，所述导流板本体未与所述外框体连接的相对两侧和所述外框体之间均形成镂空部，各所述导流板、所述上基板及所述下基板相互配合以使同侧的所述镂空部连通形成流通空腔，其中一个流通空腔的腔壁上开设有流体入口，另一个流通空腔的腔壁上开设有流体出口，所述导流板本体的至少一个表面上设有间隔且平行的多个凸筋，所述导流板本体及所述导流板本体上的多个凸筋与相邻的所述导流板相互贴合形成与两个所述流通空腔连通的多个微通道。

【技术实现步骤摘要】
微通道热沉及其制造方法
本专利技术涉及半导体及光电器件的封装及散热，特别是涉及一种微通道热沉及其制造方法。
技术介绍
近年来，大功率电子器件的电流密度不断增加，例如大功率激光器、高性能计算机处理器、高集成电路等，其高集成度带来的散热问题严重制约了大功率电子器件的发展，如何高效安全地对大功率电子器件进行散热成为了电子器件研究的重要课题之一。常用的散热技术有风冷散热、热管散热以及微通道散热。风冷散热技术散热能力有限，对于更高热流密度的电子元器件设备无法进行有效的散热。热管散热技术由于热管体积、重量大，在深空探测、星载激光器等航空领域受到了一定限制。而微通道热沉具有比表面积大、换热系数大等特点，可以有效解决高热流密度器件的散热问题。与常规通道相比，微小通道可以增加换热器与工作介质的接触面积，提高了单位体积内的换热量，大大提高了热沉的换热效率。常规的多孔微通道热沉通常通过Gasar法制备得到多孔微通道金属铸锭，随后通过机械切割得到多孔微通道金属块，再与金属板焊接得到多孔微通道热沉。但是由于在Gasar法制备多孔微通道金属铸锭过程中，无法控制气孔的长度及气孔的生长方向，因而制得的多孔微通道金属铸锭的孔径不均匀，孔长不一，得到的多孔微通道金属块通道无法保证贯通，散热效果不好。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种散热效果较好的微通道热沉及其制造方法。本专利技术提供一种微通道热沉，包括：上基板；下基板；多个导流板，层叠设于所述上基板与所述下基板之间；每一所述导流板包括外框体和导流板本体；所述外框体用于相邻两个所述导流板之间及所述导流板与上下基板的连接固定；所述导流板本体位于所述外框体内，所述导流板本体的相对两侧分别与所述外框体连接，所述导流板本体未与所述外框体连接的相对两侧和所述外框体之间均形成镂空部，各所述导流板、所述上基板及所述下基板相互配合以使同侧的所述镂空部连通形成流通空腔，位于两侧的两个所述流通空腔，其中一个流通空腔的腔壁上开设有流体入口，另一个流通空腔的腔壁上开设有流体出口，所述导流板本体的至少一个表面上设有间隔且平行的多个凸筋，所述导流板本体及所述导流板本体上的多个凸筋与相邻的所述导流板相互贴合形成与两个所述流通空腔连通的多个微通道。在其中一个实施例中，所述流体入口和所述流体出口均设置在所述上基板上。在其中一个实施例中，所述流体入口和所述流体出口依次设置在所述上基板的中轴线上。在其中一个实施例中，所述流体入口和所述流体出口靠近所述上基板的同一侧设置。在其中一个实施例中，所述流体入口和所述流体出口分别靠近所述上基板的相对两侧设置。在其中一个实施例中，各所述外框体在相对应的设有位于所述导流板本体两侧的两个开孔，各导流板、上基板及下基板相互配合以使同侧的开孔连通形成所述流体入口或所述流体出口。在其中一个实施例中，所述外框体包括与所述凸筋延伸方向平行的两个第一边框和与所述凸筋延伸方向垂直的两个第二边框，多个所述第一边框层叠形成第一侧壁，多个所述第二边框层叠形成第二侧壁；所述流体入口和所述流体出口形成在第一侧壁或第二侧壁上。在其中一个实施例中，两个所述开孔设置在同一个所述第一边框上，形成的所述流体入口和所述流体出口位于同一个所述第一侧壁的两侧。在其中一个实施例中，两个所述开孔分别设置在两个所述第一边框上，形成的所述流体入口和所述流体出口位于相对的两个所述第一侧壁且呈对角设置。在其中一个实施例中，两个所述开孔分别设置在两个所述第二边框的正中，形成的所述流体入口和所述流体出口位于相对的两个所述第二侧壁的中心。在其中一个实施例中，两个所述开孔靠近两个所述第二边框的同一侧设置，形成的所述流体入口和所述流体出口位于两个所述第二侧壁的同侧。在其中一个实施例中，两个所述开孔分别靠近两个所述第二边框的相对两侧设置，形成的所述流体入口和所述流体出口位于两个所述第二侧壁的相对两侧成对角设置。在其中一个实施例中，所述微通道为矩形槽道，所述矩形槽道的长度为10mm至30mm，宽度为0.3mm至1mm，高度为1mm至6mm。在其中一个实施例中，所述导流板本体和所述外框体为一体成型。在其中一个实施例中，所述金属板的材质为纯铝或铝合金。本专利技术还提供一种所述的微通道热沉的制造方法，包括以下步骤：提供多个金属板，将其中两个所述金属板作为上、下基板预制板，其余所述金属板进行机械加工得到能够被分割成多个所述导流板的导流板预制板；将多个所述导流板预制板置于两个所述上、下基板预制板之间叠合焊接成产品母体；将所述产品母体进行切割得到所述导流板、所述上基板及所述下基板叠合成的多个初级子产品；在所述初级子产品的两个流通空腔的腔壁上分别开设所述流体入口和所述流体出口，得到微通道热沉。在其中一个实施例中，所述的微通道热沉的制造方法，还包括，在所述上、下基板预制板和各所述导流板预制板上开设定位孔，通过定位销与所述定位孔固定配合使叠合的多个板之间位置固定。在其中一个实施例中，所述焊接为扩散焊，所述扩散焊的温度为560℃～580℃，压力为1Mpa～5Mpa，保温时间为1小时～3小时。在其中一个实施例中，其特征在于，所述焊接为钎焊，所述钎焊使用的钎料为BAl87SiMg钎料，焊接温度为550℃～650℃，保温时间为0.5小时～1小时。本专利技术的微通道热沉，由多个具有基板、凸筋和挡板的导流板和上、下底板叠合构成，多个凸筋和多个基板叠合形成多个槽道构成微通道，多个挡板或上、下底板形成流体入口和流体出口，多个基板和多个挡板之间形成流体混合的空腔，该微通道热沉结构巧妙，由多个凸筋和多个基板叠合形成多个槽道构成微通道完全贯通，且孔隙率高，散热效果更好。同时该结构可以通过机械加工的方式简单方便的得到。附图说明图1为本专利技术一实施例微通道热沉的分解结构示意图；图2为图1所示微通道热沉的导流板结构示意图；图3为图1所示微通道热沉的内部结构示意图；图4至图15为本专利技术中流体入口和流体出口不同位置的结构示意图；图16为本专利技术机械加工后的导流板预制板结构示意图；图17为本专利技术产品母体分解结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，本专利技术实施例提供一种微通道热沉10，包括上基板100、下基板200和多个导流板300。其中，上基板100、下基板200及导流板300均为金属板。本专利技术中金属板可以是铜、铝、镁等多种金属材质中的一种，在一实施例中，金属板的材质优选为纯铝或铝合金。本专利技术中微通道热沉结构适用于铝或铝合金等不能采用Gasar法制备的金属材质，在提高散热性的同时还使得微通道热沉结构的质量进一步减轻。在一实施例中，微通道热沉包括5～20个上述金属板。多个导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微通道热沉，其特征在于，包括：/n上基板；/n下基板；/n多个导流板，层叠设于所述上基板与所述下基板之间；每一所述导流板包括外框体和导流板本体；所述外框体用于相邻两个所述导流板之间及所述导流板与上下基板的连接固定；所述导流板本体位于所述外框体内，所述导流板本体的相对两侧分别与所述外框体连接，所述导流板本体未与所述外框体连接的相对两侧和所述外框体之间均形成镂空部，各所述导流板、所述上基板及所述下基板相互配合以使同侧的所述镂空部连通形成流通空腔，位于两侧的两个所述流通空腔，其中一个流通空腔的腔壁上开设有流体入口，另一个流通空腔的腔壁上开设有流体出口，所述导流板本体的至少一个表面上设有间隔且平行的多个凸筋，所述导流板本体及所述导流板本体上的多个凸筋与相邻的所述导流板相互贴合形成与两个所述流通空腔连通的多个微通道。/n

【技术特征摘要】
1.一种微通道热沉，其特征在于，包括：
上基板；
下基板；
多个导流板，层叠设于所述上基板与所述下基板之间；每一所述导流板包括外框体和导流板本体；所述外框体用于相邻两个所述导流板之间及所述导流板与上下基板的连接固定；所述导流板本体位于所述外框体内，所述导流板本体的相对两侧分别与所述外框体连接，所述导流板本体未与所述外框体连接的相对两侧和所述外框体之间均形成镂空部，各所述导流板、所述上基板及所述下基板相互配合以使同侧的所述镂空部连通形成流通空腔，位于两侧的两个所述流通空腔，其中一个流通空腔的腔壁上开设有流体入口，另一个流通空腔的腔壁上开设有流体出口，所述导流板本体的至少一个表面上设有间隔且平行的多个凸筋，所述导流板本体及所述导流板本体上的多个凸筋与相邻的所述导流板相互贴合形成与两个所述流通空腔连通的多个微通道。


2.根据权利要求1所述的微通道热沉，其特征在于，所述流体入口和所述流体出口均设置在所述上基板上。


3.根据权利要求2所述的微通道热沉，其特征在于，所述流体入口和所述流体出口依次设置在所述上基板的中轴线上。


4.根据权利要求2所述的微通道热沉，其特征在于，所述流体入口和所述流体出口靠近所述上基板的同一侧设置。


5.根据权利要求2所述的微通道热沉，其特征在于，所述流体入口和所述流体出口分别靠近所述上基板的相对两侧设置。


6.根据权利要求1所述的微通道热沉，其特征在于，各所述外框体在相对应的设有位于所述导流板本体两侧的两个开孔，各导流板、上基板及下基板相互配合以使同侧的开孔连通形成所述流体入口或所述流体出口。


7.根据权利要求1所述的微通道热沉，其特征在于，所述外框体包括与所述凸筋延伸方向平行的两个第一边框和与所述凸筋延伸方向垂直的两个第二边框，多个所述第一边框层叠形成第一侧壁，多个所述第二边框层叠形成第二侧壁；所述流体入口和所述流体出口形成在第一侧壁或第二侧壁上。


8.根据权利要求7所述的微通道热沉，其特征在于，两个所述开孔设置在同一个所述第一边框上，形成的所述流体入口和所述流体出口位于同一个所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘源，汤博杰，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11