本发明专利技术公开了一种功率器件栅区的散热装置和制作方法，包括硅基板、流道层组件、冷却剂和针鳍，流道层组件和硅基板可拆卸连接，流道层组件上和硅基板上均设置有功率芯片，流道层组件上设置有多个针鳍，硅基板上开设有第一进液口和第一出液口，工作时，冷却剂通过第一进液口进入硅基板与流道层组件连接后形成的空腔内，然后通过针鳍使得硅基板上的功率芯片及流道层组件上的功率芯片得以快速散热，最后，冷却剂通过第一出液口流出。本发明专利技术属于散热装置技术领域，本发明专利技术的目的在于解决现有技术中的电子元件散热装置散热效果不好的问题。达到的技术效果为：本装置散热性能较好。本装置散热性能较好。本装置散热性能较好。
【技术实现步骤摘要】
一种功率器件栅区的散热装置及制作方法
[0001]本专利技术涉及散热装置
，具体涉及一种功率器件栅区的散热装置，还涉及一种功率器件栅区的散热装置的制作方法。
技术介绍
[0002]近年来，随着电子器件小型化发展和工作速度的提高，以及功率器件的广泛应用，电子系统的热管理成为保证电子系统性能和稳定性的一大挑战。利用微流体的流动沸腾对高热流密度器件进行散热的方式具有很大潜力。受到广泛研究的微针鳍微流散热结构与平直微流道散热结构相比具有更好的扰流作用和散热性能，同时可以与具有垂直硅通孔TSV的射频系统集成，逐步成为大功率器件热管理的主流散热结构。但是，传统的封装散热需要在电子芯片和散热器之间加入热界面材料，这引入了较大的接触热阻，不利于芯片的热量向散热器传递。同时传统的微针鳍散热结构存在进出液口温差较大的问题，可能对电子器件的性能产生影响。
技术实现思路
[0003]为此，本专利技术提供一种功率器件栅区的散热装置，以解决现有技术中的上述问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]根据本专利技术的第一方面，一种功率器件栅区的散热装置，包括硅基板、流道层组件、冷却剂和针鳍，流道层组件和硅基板可拆卸连接，流道层组件上和硅基板上均设置有功率芯片，流道层组件上设置有多个针鳍，硅基板上开设有第一进液口和第一出液口，工作时，冷却剂通过第一进液口进入硅基板与流道层组件连接后形成的空腔内，然后通过针鳍使得硅基板上的功率芯片及流道层组件上的功率芯片得以快速散热，最后，冷却剂通过第一出液口流出。
[0006]进一步地，流道层组件包括第一流道层和第二流道层，第一流道层和硅基板可拆卸连接，第二流道层和第一流道层可拆卸连接，第一流道层上开设有第一槽，第二流道层上开设有第二槽，第一槽内和第二槽内均设置有多个针鳍，第一流道层上开设有第二进液口和第二出液口，第二进液口和第一进液口连通，第二出液口和第一出液口连通，第二槽内的针鳍用于增加第一流道层上的功率芯片区域的散热效果，第一槽内的针鳍用于增加硅基板上的功率芯片区域的散热效果。
[0007]进一步地，第一流道层上正对硅基板上的设置有功率芯片区域的针鳍的分布密度大于未设置有功率芯片的区域的针鳍的分布密度；第二流道层上的针鳍的分布密度为：第二流道层上正对第一流道层上的设置有功率芯片区域的针鳍的分布密度大于未设置有功率芯片的区域的针鳍的分布密度。
[0008]进一步地，还包括储液槽、泵和输液管，泵的一端通过输液管和第一进液口连接，泵的另一端通过输液管和储液槽的一端连接，储液槽的另一端通过输液管和第一出液口连接。
[0009]进一步地，还包括调节阀，泵和储液槽之间的输液管上设置有调节阀，储液槽内设置有冷却剂。
[0010]进一步地，冷却剂为绝缘冷却剂。
[0011]进一步地，冷却剂为含氟冷却剂。
[0012]进一步地，第一流道层和第二流道层的材质均为硅片。
[0013]进一步地，还包括硅片通道，针鳍内设置有硅片通道，第二流道层上设置有工作电路，第一流道层上的功率芯片、硅基板上的功率芯片和第二流道层上的工作电路之间相互通过硅片通道连接。
[0014]根据本专利技术的第二方面，一种功率器件栅区的散热装置的制作方法，使用本专利技术的第一方面任意一项的一种功率器件栅区的散热装置，包括以下步骤：
[0015]步骤1、双面抛光硅晶圆，依次进行标准有机清洗，丙酮超声，异丙醇超声，去离子水超声，氮气吹干；
[0016]步骤2、按照针鳍排布的图形设计光刻板并加工，首先使用光刻胶旋涂，然后使用光刻机进行光刻；
[0017]步骤3、通过刻蚀定义出第一流道层内的针鳍和第二流道层内的针鳍，形成冷却剂的腔室和流道，刻蚀之前进行氧离子体处理，然后进行深硅刻蚀；
[0018]步骤4、对第一流道层进行激光打孔制作出流体的通孔以连通硅基板和第二流道层的流体通路；
[0019]使用飞秒激光对准后打孔，之后清理熔渣，进行晶圆清洗；
[0020]步骤5、在硅基板和第一流道层上进行布线以连接各个功率芯片，首先在布线的位置通过物理气相沉积沉积一层钽或氮化钽作为阻挡层，且通过溅镀沉积沉积铜种晶层，之后通过电镀沉积铜，完成布线；
[0021]步骤6、对功率芯片进行贴装，并在芯片引脚和电路布线之间超声键合金线；
[0022]步骤7、硅基板和第一流道层之间以及第一流道层和第二流道层之间进行硅硅键合以形成密封的冷却剂腔；
[0023]步骤8、使用切割机对散热结构进行切割。
[0024]本专利技术具有如下优点：通过硅基板和流道层组件可拆卸连接星形成了空腔及流道层组件上的针鳍用于冷却硅基上的功率芯片使得本散热装置实现了三维立体结构散热，使得本装置内可存储较多的冷却剂，散热效果较好，并且可有效的避免传统的微针鳍散热结构存在进出液口温差较大的问题，进而增加了电子器件的工作性能和使用寿命，此外，本装置将内嵌微流散热结构键合到硅基板上，利用微流体的流动沸腾对功率器件发热区进行直接冷却，避免了封装中使用的热界面材料，极大提高了散热性能。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0026]本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供
熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。
[0027]图1为本专利技术一些实施例提供的一种功率器件栅区的散热装置的爆炸图的第一视图。
[0028]图2为本专利技术一些实施例提供的一种功率器件栅区的散热装置的俯视图。
[0029]图3为本专利技术一些实施例提供的一种功率器件栅区的散热装置的侧视图的剖面图。
[0030]图4为本专利技术一些实施例提供的一种功率器件栅区的散热装置的结构示意图。
[0031]图5为本专利技术一些实施例提供的一种功率器件栅区的散热装置的爆炸图的第二视图。
[0032]图中：1、硅基板，2、第一流道层，3、第二流道层，4、第一进液口，5、第一出液口，6、工作电路，7、功率芯片，8、针鳍，9、第二出液口，10、第二进液口，11、泵，12、输液管，13、调节阀，14、第一槽、15、第二槽，16、储液槽，17、硅片通道。
具体实施方式
[0033]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种功率器件栅区的散热装置，其特征在于，包括硅基板(1)、流道层组件、冷却剂和针鳍(8)，所述流道层组件和所述硅基板(1)可拆卸连接，所述流道层组件上和所述硅基板(1)上均设置有功率芯片(7)，所述流道层组件上设置有多个所述针鳍(8)，所述硅基板(1)上开设有第一进液口(4)和第一出液口(5)，工作时，所述冷却剂通过所述第一进液口(4)进入所述硅基板(1)与所述流道层组件连接后形成的空腔内，然后通过所述针鳍(8)使得所述硅基板(1)上的功率芯片(7)及所述流道层组件上的功率芯片(7)得以快速散热，最后，所述冷却剂通过所述第一出液口(5)流出。2.根据权利要求1所述的一种功率器件栅区的散热装置，其特征在于，所述流道层组件包括第一流道层(2)和第二流道层(3)，所述第一流道层(2)和所述硅基板(1)可拆卸连接，所述第二流道层(3)和所述第一流道层(2)可拆卸连接，所述第一流道层(2)上开设有第一槽(14)，所述第二流道层(3)上开设有第二槽(15)，所述第一槽(14)内和所述第二槽(15)内均设置有多个所述针鳍(8)，所述第一流道层(2)上开设有第二进液口(10)和第二出液口(9)，所述第二进液口(10)和所述第一进液口(4)连通，所述第二出液口(9)和所述第一出液口(5)连通，所述第二槽(15)内的针鳍(8)用于增加所述第一流道层(2)上的功率芯片(7)区域的散热效果，所述第一槽(14)内的针鳍(8)用于增加所述硅基板(1)上的功率芯片(7)区域的散热效果。3.根据权利要求2所述的一种功率器件栅区的散热装置，其特征在于，所述第一流道层(2)上正对所述硅基板(1)上的设置有功率芯片(7)区域的所述针鳍(8)的分布密度大于未设置有功率芯片(7)的区域的所述针鳍(8)的分布密度；所述第二流道层(3)上的所述针鳍(8)的分布密度为：所述第二流道层(3)上正对所述第一流道层(2)上的设置有功率芯片(7)区域的所述针鳍(8)的分布密度大于未设置有功率芯片(7)的区域的所述针鳍(8)的分布密度。4.根据权利要求1所述的一种功率器件栅区的散热装置，其特征在于，还包括储液槽(16)、泵(11)和输液管(12)，所述泵(11)的一端通过所述输液管(12)和所述第一进液口(4)连接，所述泵(11)的另一端通过所述输液管(12)和所述储液槽(16)的一端连接，所述储液...
【专利技术属性】
技术研发人员：王振宇，刘远洋，李伟，刘宗玺，张鑫，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
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