【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微电子集成高效热管理，尤其是涉及高密度集成框架下多层陶瓷基板导热增强微流道散热结构。
技术介绍
1、目前，集成电路制造技术已经达到3纳米节点，超高的集成度同时带来集成电路的热功率密度已经达到了100w/cm2，这与核爆炸时产生的热流密度已经相当。温度过高会导致集成电路设备使用寿命缩短，还限制了设备的小型化。因此，如何降低器件温度是当下研究的一个重点。
2、目前也有多家单位和研究团队针对ltcc散热问题进行过研究，并且研究出了各类散热结构，如风冷散热、热管冷却、微流道散热等技术方案都能有效降低片上温度。但这些方案但均存在一定的问题，如风冷散热的翅片型换热器的体积相对于ltcc器件的体积太大且散热效率较低；热管散热方法的热管难以在ltcc上进行布置且ltcc材料本身的导热率较低因此当叠层较多时，散热效果不好；微流道散热是一种优良的散热方式，它可以将基板中的热量通过流道中的冷却介质迅速带出，但是ltcc微流道散热技术中，发热芯片的热量需要经过“微流道腔体顶部”的ltcc传递到微流道中的液冷介质，在该过程中由于ltcc基板较低的传热系数2～3w/m·k，大大降低了芯片热量到液冷介质的传递效率。
3、综上所述，在ltcc高密度集成平台上实现高效率的集成液冷微流道散热面临着ltcc材料导热率低的问题，应用常规的微流道结构散热能力存在一定限制，仍无法解决高功率密度的功能芯片的微系统集成传热散热问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种蜂窝型柱状导
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种蜂窝型柱状导热增强微流道散热结构，包括陶瓷基板和流道腔体；流道腔体上方基板表面有热源界面金属层；陶瓷基板内嵌有多根贯穿流道腔体的正六边形金属柱，正六边形金属柱的顶端与热源界面金属层接触，底部延伸至流道腔体的下方；流道腔体的一侧设有通向陶瓷基板表面的入口，另一侧设有通向陶瓷基板表面的出口；流道腔体内所有正六边形金属柱排列成金属柱阵列，金属柱及四周间隙呈蜂窝型布局，金属柱之间的间隙构成流道。
4、可选的，所述正六边形金属柱的材质为高热导率的实心金属，且通过共烧工艺实现与多层陶瓷瓷体的一体成型。
5、可选的，流道腔体的入口和出口均正对一正六边形金属柱的棱边，正六边形金属柱之间平移之后能够完全重合，所述流道腔体能够划分为多个尺寸完全相同的正六边形柱体区域，且每一正六边形金属柱均位于正六边形柱体区域的中央，正六边形金属柱的六个侧面和相应正六边形柱体区域的六个侧面一一对应平行。
6、可选的，所述陶瓷基板为多层共烧陶瓷基板。
7、可选的，所述流道腔体的内壁上覆盖有金属层。
8、采用上述技术方案的有益效果如下：
9、1.本专利技术采用蜂窝型柱状导热增强微流道散热结构，同时拥有“陶瓷+金属柱”高的热导率，又有“金属柱侧壁+流道腔体内壁”多维换热界面，具有传热通道多，传热效率高等优点，与无金属柱的直排型微流道相比，等效导热效率率提高了近30倍，芯片上最高温度可下降77％；
10、2.本专利技术采用蜂窝型柱状导热增强微流道散热结构，相较于直排型的微流道，流阻更小，出入口压差可下降30％；
11、3.本专利技术采用多层共烧陶瓷基板作为基底，基底与热源芯片cte匹配，可靠性高，工艺兼容性好，蜂窝型柱状金属结构与基底一体化制备形成，与直排型微流道结构相比，可节省59％的流道体积，有利于高密度集成。
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1.一种蜂窝型柱状导热增强微流道散热结构，包括陶瓷基板和流道腔体；其特征在于，流道腔体上方基板表面有热源界面金属层；陶瓷基板内嵌有多根贯穿流道腔体的正六边形金属柱，正六边形金属柱的顶端与热源界面金属层接触，底部延伸至流道腔体的下方；流道腔体的一侧设有通向陶瓷基板表面的入口，另一侧设有通向陶瓷基板表面的出口；流道腔体内所有正六边形金属柱排列成金属柱阵列，金属柱及四周间隙呈蜂窝型布局，金属柱之间的间隙构成流道。
2.根据权利要求1所述的一种蜂窝型柱状导热增强微流道散热结构，其特征在于，所述正六边形金属柱的材质为高热导率的实心金属，且通过共烧工艺实现与多层陶瓷瓷体的一体成型。
3.根据权利要求1所述的一种蜂窝型柱状导热增强微流道散热结构，其特征在于，流道腔体的入口和出口均正对一正六边形金属柱的棱边，正六边形金属柱之间平移之后能够完全重合，所述流道腔体能够划分为多个尺寸完全相同的正六边形柱体区域，且每一正六边形金属柱均位于正六边形柱体区域的中央，正六边形金属柱的六个侧面和相应正六边形柱体区域的六个侧面一一对应平行。
4.根据权利要求1所述的一种蜂窝型柱
5.根据权利要求1所述的一种蜂窝型柱状导热增强微流道散热结构，其特征在于，所述流道腔体的内壁上覆盖有金属层。
...【技术特征摘要】
1.一种蜂窝型柱状导热增强微流道散热结构，包括陶瓷基板和流道腔体；其特征在于，流道腔体上方基板表面有热源界面金属层；陶瓷基板内嵌有多根贯穿流道腔体的正六边形金属柱，正六边形金属柱的顶端与热源界面金属层接触，底部延伸至流道腔体的下方；流道腔体的一侧设有通向陶瓷基板表面的入口，另一侧设有通向陶瓷基板表面的出口；流道腔体内所有正六边形金属柱排列成金属柱阵列，金属柱及四周间隙呈蜂窝型布局，金属柱之间的间隙构成流道。
2.根据权利要求1所述的一种蜂窝型柱状导热增强微流道散热结构，其特征在于，所述正六边形金属柱的材质为高热导率的实心金属，且通过共烧工艺实现与多层陶瓷瓷体的一体成型。
【专利技术属性】
技术研发人员：卢会湘，王康，柴昭尔，唐小平，李攀峰，徐亚新，刘晓兰，韩威，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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