一种硅基微通道散热器制造技术

一种硅基微通道散热器，由底座、微通道基板、微通道盖板及上盖等组成。微通道底座上有开孔，微通道基板放置在底座的开孔中，使得微通道基板可以与热源面直接接触，同时又可以保护硅基微通道基板。微通道基板上刻蚀有微通道。微通道盖板与底座沉槽形状尺寸一致，盖板上设有工质入口和工质出口，微通道基板与微通道盖板通过键合方式密封连接，微通道盖板放置在底座上方。上盖上方设有工质入口和工质出口，下方凸台形状与底座沉槽形状尺寸一致，上盖与底座连接后上盖的凸台压住微通道盖板，使微通道基板与热源表面良好接触。本发明专利技术结构紧凑，改善了硅基微通道的实际使用，具有较高的换热能力，对使用硅材料制作微通道基板的散热器具有一定的普适性。器具有一定的普适性。器具有一定的普适性。

【技术实现步骤摘要】
一种硅基微通道散热器


[0001]本专利技术属于电子器件冷却
，涉及一种新型微通道散热器。

技术介绍

[0002]21世纪以来，随着集成电路的迅速发展，器件热流密度急剧上升，在一些小型化、集成化程度高的电子元器件内热流密度可达100w/cm2。温度会影响半导体器件的迁移率和阈值电压，高温会使电路的延时增加。延时过高会导致部分无法满足时序要求而无法正常工作。高温同样会使得高能载流子增加以及加强电迁移的效果。其中高能载流子增加使得电路耐压能力下降，器件会出现击穿短路，甚至烧毁的现象。电迁移是指当电流流过铜互连线时就会损失一部分铜离子，导致连线变窄最终断开。因此电子迁移效果的增强会大大缩减器件的寿命。
[0003]电子器件热管理问题日益严峻，传统的强迫风冷已经无法满足高功率器件的散热需求。1981年，Tucherman和Pease提出了微通道热沉概念，实现了790W/cm2的散热能力。此后大量学者研究了微通道结构、微通道形状以及微通道材质对散热器性能的影响。其中由于硅材料加工工艺成熟，可以实现其它材料不能制造的细微、复杂结构，得到了极为广泛的研究。学者们使用硅材料在传统的矩形微通道基础上实现了具有针鳍结构、多孔侧壁、底部微沟槽、表面活性剂、硅纳米线等具有优异散热性能的微通道散热器。然而硅材料较脆，单独制成散热器容易损坏。现有的研究大多数都集中在理论模型阶段，少有人考虑了硅基微通道实际运用情况。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有硅基微通道，提供一种新型的微通道散热器结构，使用硅作为微通道基板，其它材料作为支撑部件，使得硅基微通道既可以发挥良好的散热性能也能保证散热器的可靠性。改善了硅基微通道的实际使用情况。
[0005]为达到上述目的，本专利技术是采取以下的技术方案实现的。
[0006]本专利技术所所述的一种硅基微通道散热器，包括底座、微通道基板、微通道盖板和上盖。通道基板放置在底座的开孔中，微通道盖板放置在底座的沉槽上，微通道基板与微通道盖板通过键合的方式密封连接；上盖与底座之间密封连接，上盖下方的凸台紧压在微通道盖板上方，给微通道盖板提供了大面积支撑，防止微通道盖板及微通道基板被挤压破裂，同时保证微通道基板与热源表面良好接触。上盖设有工质入口Ⅱ，工质出口Ⅱ；微通道盖板中线位置的两端设有为工质入口Ⅰ和工质出口Ⅰ，且与上盖的工质入口Ⅱ，工质出口Ⅱ同心且大小一致，冷却液从上盖4的工质入口Ⅱ流入，经过微通道盖板上的工质入口Ⅰ，到达微通道基板内部，冷却液与微通道基板接触，充分换热后经过微通道盖板的工质出口Ⅰ，从上盖4的工质出口Ⅱ流出。
[0007]所述的硅基微通道散热器，底座由导热性良好的金属材料制成。
[0008]所述的硅基微通道散热器，微通道基板材料为硅，微通道基板上的微通道通过刻
蚀直接得到，微通道基板形状尺寸与底座1上的开孔尺寸一致。
[0009]所述的硅基微通道散热器，微通道盖板由硼硅玻璃制成，其截面形状尺寸与底座上的沉槽一致。
[0010]所述的硅基微通道散热器，上盖由导热良好的金属材料制成，上盖的凸台截面形状尺寸与底座上的沉槽一致。
[0011]所述的硅基微通道散热器，微通道盖板与凸台的厚度之和等于底座上沉槽的深度。
[0012]所述的硅基微通道散热器，底座与上盖通过焊接或者螺钉连接的方式进行连接。
[0013]本专利技术的另一技术方案是，在微通道基板和微通道盖板之间增加隔板，以构建歧管式微通道散热器。
[0014]本专利技术与传统的分流式微通道散热器相比，具有以下特征和优点。
[0015]使用硅作为微通道基板材料，硅材料刻蚀工艺成熟，可以加工出其他材料制造不了的细微、复杂结构。使用导热性良好的材料作为底座，在底座中开孔放置微通道基板，可以使微通道基板与热源表面直接接触达到良好的散热效果，同时也可以保护到微通道基板，保证了装置的可靠性，底座也可以起到一定的散热效果。使用硼硅玻璃作为微通道盖板，通过键合的方式与微通道基板连接，保证了散热器的密封性。上盖下方设有凸台，上盖与底座连接后凸台压在微通道盖板上，限制微通道盖板及与微通道盖板键合的微通道基板的上下移动，确保了微通道基板与热源面的良好接触，凸台给微通道盖板提供了大面积支撑，防止微通道盖板及微通道基板被挤压破裂。
[0016]本专利技术基板上的微通道可以是多种形式，可以使现有的优秀的硅基微通道投入到实际使用中。
附图说明
[0017]图1为实施例1的硅基微通道散热器结构分解示意图。
[0018]图2为实施例1的底座示意图。
[0019]图3为实施例1的微通道基板俯视图。
[0020]图4为实施例1的微通道盖板示意图。
[0021]图5为实施例1的上盖示意图。
[0022]图6为实施例2的硅基微通道散热器结构分解示意图。
[0023]图7为实施例2的微通道基板俯视图。
[0024]图8为实施例2的微通道盖板示意图。
[0025]图9为实施例3的硅基微通道散热器结构分解示意图。
[0026]图10为实施例3的微通道基板俯视图。
[0027]图11为实施例3的微通道隔板示意图。
[0028]图中标记：1为底座，2为微通道基板，3为微通道盖板，4为上盖，1
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1为开孔，1
‑
2为沉槽，1
‑
3为螺钉孔，2
‑
1为分流通道，2
‑
2为子通道，2
‑
3为汇流通道，3
‑
1为工质入口Ⅰ，3
‑
2为工质出口Ⅰ，4
‑
1为工质入口Ⅱ，4
‑
2为工质出口Ⅱ，4
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3为凸台，4
‑
4为螺钉孔，5为微通道隔板，5
‑
1为分流通道Ⅲ、5
‑
2为分流子通道Ⅲ、5
‑
3为汇流通道Ⅲ，5
‑
4为汇流子通道Ⅲ。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。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，仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，并不用于限定本专利技术。
[0030]下面结合附图及具体实施例进一步阐明本专利技术的主要内容，但本专利技术的内容不限于以下实施例。
[0031]实施例1。
[0032]本实施例所述是一种硅基微通道散热器。由图1所示，由底座（1）、微通道基板（2）、微通道盖板（3）和上盖（4）组成。
[0033]参见图2，所述的底板（1）包括开孔（1
‑
1），沉槽（1
‑
2），以及螺钉孔（1
‑
3），其中开孔（1
‑
1）为方形，沉槽（1
‑
2）为圆形。底座（1）的材料使用导热性良好的金属材料，螺钉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅基微通道散热器，其特征是包括底座、微通道基板、微通道盖板和上盖；通道基板放置在底座的开孔中，微通道盖板放置在底座的沉槽上，微通道基板与微通道盖板通过键合的方式密封连接；上盖与底座之间密封连接，上盖下方的凸台紧压在微通道盖板上方，给微通道盖板提供大面积支撑，防止微通道盖板及微通道基板被挤压破裂，同时保证微通道基板与热源表面良好接触；上盖设有工质入口Ⅱ、工质出口Ⅱ；微通道盖板中线位置的两端设有为工质入口Ⅰ和工质出口Ⅰ，且与上盖的工质入口Ⅱ，工质出口Ⅱ同心且大小一致，冷却液从上盖的工质入口Ⅱ流入，经过微通道盖板上的工质入口Ⅰ，到达微通道基板内部，冷却液与微通道基板接触，充分...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶锡新，金城，肖承地，张海涛，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：