基于微流道的散热基板制造技术

本发明专利技术公开了基于微流道的散热基板，包括底板和微流道，微流道一端设置有进口另一端设置有出口，外部的冷却循环装置通过进口和出口向所述微流道送入和排出冷却介质，所述进口设置在对应所述芯片需要高功率散热区域，所述微流道在对应所述芯片需要高功率散热区域排列密度大于其他区域排列密度。本发明专利技术提供的基于微流道的散热基板将近口设置在需要高功率散热的区域，让低温冷却介质优先对需要高功率散热的区域进行冷却，同时微流道在对应高功率散热区域排列密度大于其他区域排列密度，也能够增加针对特定区域的冷却功率，在不增大整体冷却功率的情况下实现在特定局部高功率冷却，用来满足现在多簇架构芯片大小核不同散热功率的需求。的需求。的需求。

【技术实现步骤摘要】
基于微流道的散热基板


[0001]本专利技术涉及芯片加工
，特别是涉及基于微流道的散热基板。

技术介绍

[0002]近年来，随着微电子技术的迅速发展，电子设备的微形化已经成为现代电子设备 发展的主流趋势，电子器件特征尺寸不断减小。片上系统(SOC)即在单个芯片上集成一个完整的系统，包括中央处理器(CPU)、存储器、以及外围电路等，以及封装系统(SIP)即将具有一定功能的芯片密封在与其相适应的一个外壳壳体中，这两种技术也随之不断进步，微电子芯片实现的功能和功能密度都呈指数增加。功能增加的同时，其功耗和发热也随之增加，研究表明，超过55％的电子设备失效都是由温度过高引起的，因此对于芯片或集成系统的 封装提出了很高的要求。封装基板性能的好坏很大程度上决定了产品的可靠性和使用寿 命。其中低温共烧结陶瓷(LTCC)基板由于其具有耐热性好，热导率高，热膨胀系数小，以及微细化布线较容易等特点，已经被广泛应用于大规模集成电路以及混合电路(HIC)封装。传统的LTCC基板散热一般采用外接散热管的方式，随着LTCC基板上元件密度的增加以及基板层数的增加，这种传统散热方式已经很难满足系统的散热需求。近几年，基于微机电系统(MEMS)技术的微流道散热技术开始应用于LTCC基板散热中。微机电系统是将微电子技术与机械工程融合到一起的一种工业技术，它的操作范围在微米范围内。微机电系统是一种先进的制造技术平台，它是以半导体制造技术为基础发展起来的，采用了半导体技术中的光刻、腐蚀、薄膜等一系列的现有技术和材料。微流道散热是在很薄的硅片、金属、或其他合适的基板上，用光刻、蚀刻及精确切削方法加工出截面形状仅有几十到上百微米的流道，流体在流过这些微流道时带走基体上的热量，它是利用微尺度的换热性达到高效冷却的目的。传统散热基板在内部设置微流道，冷却介质从一端进入后从另一端排出，冷却介质在微流道中将热量吸收并带走，达到冷却的目的，这种散热方式其实是一个均热板整体散热，整体降温，现有技术也都是怎么散热均匀，怎么提高散热效率，无法做到针对重点发热区域进行重点降温，从而导致芯片局部温度过高，影响芯片的正常工作。
[0003]要想达到理想散热效果，首先要从芯片的结构上了解，现在的芯片为了兼顾高性能和低功耗，一般采用多簇架构设计，采用大小核的方案，需要高性能运转时启动大核，不需要高性能进行低功率运行时，启动小核，这时散热就需要针对大核进行局部高功率散热，对小核进行相对低功率散热。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就在于为解决传统散热基板只能够进行整体散热，无法针对芯片不同区域发热量不同，进行不同功率散热的问题，而提供基于微流道的散热基板。
[0005]本专利技术采用的技术方案为，基于微流道的散热基板：包括底板，所述底板的一面与需要散热的芯片接触，另一面设置有一个或多个微流道，所述微流道一端设置有进口另一端设置有出口，外部的冷却循环装置通过所述进口和出口向所述微流道送入和排出冷却介
质，所述进口设置在对应所述芯片需要高功率散热区域，所述微流道在对应所述芯片需要高功率散热区域排列密度大于其他区域排列密度；由于进口的冷却介质温度最低，所以将进口设置在芯片需要高功率散热处散热效果最好。
[0006]进一步地，所述底板上还设置有与所述微流道所在平面平行的上层微流道，所述上层微流道的数量与微流道数量相同且对应设置，所述上层微流道的进口与所述微流道的出口连接，所述上层微流道的出口与所述冷却循环装置连接，所述上层微流道在对应所述芯片需要高功率散热区域排列密度大于其他区域排列密度，双层散热进一步提高散热效率，同时上下两层微流道均采用不均衡的密度排列，使需要高功率散热区域散热功率明显大于其他区域。
[0007]进一步地，所述多个微流道的进口合为一个总进口，多个所述上层微流道的出口合为总出口，所述总进口设置在对应芯片需要高功率散热区域的中心，所述微流道以所述总进口为中心向外延伸至所述底板边缘与所述上层微流道连接，所述上层微流道从所述底板边缘汇聚在所述总出口，使所述微流道和所述上层微流道对应处冷却介质流向相反。
[0008]进一步地，所述微流道呈蛇形或直槽形或折线形或树形或螺旋形或工字形，所述上层微流道与微流道形状相同或不同。
[0009]进一步地，所述上层微流道与所述微流道交错设置。
[0010]进一步地，所述微流道和所述上层微流道在拐弯处的半径大于两倍的所述微流道宽度。
[0011]进一步地，所述底板采用LTCC材质制成，所述底板包括与所述芯片接触的导热层、设置所述微流道和所述上层微流道的微流层、设置所述进口和所述出口的连接层和分隔各层的分隔层，所述微流道和所述上层微流道设置在不同的微流层内，所述分隔层上设置有通孔使所述微流道的出口与所述上层微流道的进口连通。
[0012]进一步地，所述底板采用导热金属制成，所述底板包括上板、隔板和下板，所述下板和上板分别通过光刻、蚀刻或精确切削在表面上加工出所述微流道和上层微流道，所述隔板上开有通孔使所述微流道的出口与所述上层微流道的进口连通，所述上板、隔板或下板上设置所述进口和出口。
[0013]进一步地，所述进口和出口相对于所述底板水平设置或垂直设置。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供的基于微流道的散热基板将近口设置在需要高功率散热的区域，让低温冷却介质优先对需要高功率散热的区域进行冷却，同时微流道在对应所述芯片需要高功率散热区域排列密度大于其他区域排列密度，也能够增加针对特定区域的冷却功率，在不增大整体冷却功率的情况下实现在需要的特定局部高功率冷却，用来满足现在多簇架构芯片针对大小核不同散热功率的需求。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是多簇架构芯片的示意图；图2是实施例1的示意图；图3是实施例2的示意图；图4是实施例3的示意图。
[0017]附图标记说明如下：1、微流道；2、进口；3、出口；4、总进口；5、总出口；6、上层微流道；7、导热层；8、微流层；9、连接层；10、分隔层；11、通孔；12、上板；13、隔板；14、下板。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于微流道的散热基板，其特征在于：包括底板，所述底板的一面与需要散热的芯片接触，另一面设置有一个或多个微流道，所述微流道一端设置有进口另一端设置有出口，外部的冷却循环装置通过所述进口和出口向所述微流道送入和排出冷却介质，所述进口设置在对应所述芯片需要高功率散热区域，所述微流道在对应所述芯片需要高功率散热区域排列密度大于其他区域排列密度。2.根据权利要求1所述的基于微流道的散热基板，其特征在于：所述底板上还设置有与所述微流道所在平面平行的上层微流道，所述上层微流道的数量与微流道数量相同且对应设置，所述上层微流道的进口与所述微流道的出口连接，所述上层微流道的出口与所述冷却循环装置连接，所述上层微流道在对应所述芯片需要高功率散热区域排列密度大于其他区域排列密度。3.根据权利要求2所述的基于微流道的散热基板，其特征在于：所述多个微流道的进口合为一个总进口，多个所述上层微流道的出口合为总出口，所述总进口设置在对应芯片需要高功率散热区域的中心，所述微流道以所述总进口为中心向外延伸至所述底板边缘与所述上层微流道连接，所述上层微流道从所述底板边缘汇聚在所述总出口，使所述微流道和所述上层微流道对应处冷却介质流向相反。4.根据权利要求3所述的基于微流道的散热基板，其特征在于：所述微流道呈蛇形或直槽形或折线形或树形或螺旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈维，
申请(专利权)人：深圳市湃泊科技有限公司，
类型：发明
国别省市：