【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于大功率集成电子散热，特别涉及一种可集成式玻璃基高效微流道热沉。
技术介绍
1、随着对计算能力的需求不断增加，半导体行业正在进入一个使用多个异构芯片模块(chiplet)的封装时代。同时，改进信号传输速度、功率传输效率、设计规则和封装基板的稳定性变得至关重要。而传统的基板如硅、陶瓷、聚合物、金属、蓝宝石等都或多或少存在物理属性、制造工艺、可靠性或成本等方面的限制。
2、最近在tgv(through glass vias)技术发展的推动之下，玻璃基板应用于下一代先进封装技术成为行业热点。玻璃基板在先进封装
的应用具有以下优势：①低介电损耗：玻璃基板具有较低的介电常数和介电损耗，这意味着在高频范围内，信号在玻璃基板上的传输损耗较小。这有助于提高高频电路的信号完整性和传输效率。②低传播延迟：由于玻璃基板的介电常数较低，信号在玻璃基板上的传播速度较快，从而减少了传播延迟。这对于高速通信和信号处理等需要较快响应的应用非常重要。③优异的高频性能：玻璃基板具有良好的高频特性，集成的微带滤波器应用到3mm频段。④玻璃tgv可灵活构造微带、悬置微带、集成波导等多种类型的滤波器，应用频段从l频段覆盖到极高频。⑤稳定性和一致性：玻璃基板具有良好的稳定性和一致性，可以在不同的温度和湿度条件下保持其电性能的稳定性。这对于要求高频电路长时间稳定运行的应用非常重要。⑥尺寸稳定性：玻璃基板具有较低的热膨胀系数，因此在温度变化时，其尺寸变化较小。这有助于保持高频电路的尺寸稳定性和匹配性能。
3、尽管玻璃基板在高频电路设计
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种可集成式玻璃基高效微流道热沉，通过结构设计、异构集成、表面金属化等技术降低过渡层热阻，提高固\液界面换热效率，增强散热能力，以满足玻璃基板在高功率密度集成电子领域的应用。
2、本专利技术所采用的技术方案为：
3、一种可集成式玻璃基高效微流道热沉，包括通过键合构成的上平板玻璃和下平板玻璃；所述上平板玻璃的中间区域刻蚀有的tgv通孔，上平板玻璃的两端刻蚀有液态散热工质的入口通孔和出口通孔，tgv通孔内填充高导热材料；所述上平板玻璃的下表面制作一层高导热金属层，且上平板玻璃下表面的高导热金属层与tgv通孔内填充的高导热材料形成良好热接触；所述下平板玻璃从上表面往下刻蚀有一定深度的盲槽，盲槽包括中间微流道和两端的散热工质入口和散热工质出口；所述下平板玻璃上表面和盲槽内部表面制作一层高导热金属层，且盲槽内的高导热金属层与下平板玻璃上的高导热金属层形成良好的热接触。
4、本专利技术通过tgv技术和异构集成方法实现平板玻璃的高密度通孔和高导热材料填充，形成的玻璃/高导热材料复合结构极大地提高了平板玻璃的有效热导率，确保在微流道和热源之间建立高效的热流传递通道。
5、本专利技术利用金属层覆盖内部的玻璃表面实现微流道内部表面金属化，能有效增强玻璃基微流道热沉将热量传递至微流道的固\液界面，从而增强固\液界面的换热能力，提升热沉散热效率；
6、本专利技术通过结构设计，实现具有高深宽比的微流道结，增大固\液界面的面积，增强固\液界面的换热效率，从而提升玻璃基热沉的散热能力。
7、通过上述改进，将极大地提升热源与微流道之间的传热效率，以及玻璃基微流道固\液界面的换热效率，增强玻璃基微流道热沉的散热能力。
8、作为本专利技术的优选方案，所述上平板玻璃的厚度为100～300um，下平板玻璃的厚度为500～1000um。
9、作为本专利技术的优选方案，所述上平板玻璃刻蚀的tgv通孔的直径为50～100um，tgv通孔的间距为50～100um。
10、作为本专利技术的优选方案，所述tgv通孔内填充的高导热材料为银、铜、铝中的一种或多种。
11、作为本专利技术的优选方案，所述上平板玻璃的下表面制作的高导热金属层的材料为银、铜、铝中的一种或多种，上平板玻璃的下表面制作的高导热金属层的厚度为10～25um。
12、作为本专利技术的优选方案，所述下平板玻璃的盲槽深度为300～600um。
13、作为本专利技术的优选方案，所述下平板玻璃的上表面和盲槽内部表面制作的高导热金属层的材料为银、铜、铝中的一种或多种，下平板玻璃的上表面和盲槽内部表面制作的高导热金属层的厚度为10～25um。
14、作为本专利技术的优选方案，所述下平板玻璃内部的微流道区域分别和两端的散热工质入口、散热工质出口相互贯通，形成液态散热工质的流动区域。
15、作为本专利技术的优选方案，所述上平板玻璃和下平板玻璃利用热压键合或者激光键合构成一个完整的玻璃基微流道热沉，且键合确保上平板玻璃下表面的高导热金属层与下平板玻璃的上表面高导热金属层形成良好的热接触。
16、作为本专利技术的优选方案，所述上平板玻璃下表面利用溅射镀膜和电镀增厚工艺制作高导热金属层，下平板玻璃的上表面和盲槽内部表面利用溅射镀膜和电镀增厚工艺制作高导热金属层。
17、本专利技术的有益效果为：
18、本专利技术通过tgv技术和异构集成方法实现平板玻璃的高密度通孔和高导热材料填充，形成的玻璃/高导热材料复合结构极大地提高了平板玻璃的有效热导率，确保在微流道和热源之间建立高效的热流传递通道；利用金属层覆盖内部的玻璃表面实现微流道内部表面金属化，能有效增强玻璃基微流道热沉将热量传递至微流道的固\液界面，从而增强固\液界面的换热能力，提升热沉散热效率；通过结构设计，实现具有高深宽比的微流道结，增大固\液界面的面积，增强固\液界面的换热效率，从而提升玻璃基热沉的散热能力。本专利技术通过上述改进，将极大地提升热源与微流道之间的传热效率，以及玻璃基微流道固\液界面的换热效率，增强玻璃基微流道热沉的散热能力。
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1.一种可集成式玻璃基高效微流道热沉，其特征在于：包括通过键合构成的上平板玻璃(1)和下平板玻璃(2)；所述上平板玻璃(1)的中间区域刻蚀有的TGV通孔(3)，上平板玻璃(1)的两端刻蚀有液态散热工质的入口通孔(4)和出口通孔(5)，TGV通孔(3)内填充高导热材料；所述上平板玻璃(1)的下表面制作一层高导热金属层，且上平板玻璃(1)下表面的高导热金属层与TGV通孔(3)内填充的高导热材料形成良好热接触；所述下平板玻璃(2)从上表面往下刻蚀有一定深度的盲槽，盲槽包括中间微流道(6)和两端的散热工质入口(7)和散热工质出口(8)；所述下平板玻璃(2)上表面和盲槽内部表面制作一层高导热金属层，且盲槽内的高导热金属层与下平板玻璃(2)上的高导热金属层形成良好的热接触。
2.根据权利要求1所述的一种可集成式玻璃基高效微流道热沉，其特征在于：所述上平板玻璃(1)的厚度为100～300um，下平板玻璃(2)的厚度为500～1000um。
3.根据权利要求1所述的一种可集成式玻璃基高效微流道热沉，其特征在于：所述上平板玻璃(1)刻蚀的TGV通孔(3)的直径为50～100
4.根据权利要求1所述的一种可集成式玻璃基高效微流道热沉，其特征在于：所述TGV通孔(3)内填充的高导热材料为银、铜、铝中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种可集成式玻璃基高效微流道热沉，其特征在于：所述上平板玻璃(1)的下表面制作的高导热金属层的材料为银、铜、铝中的一种或多种，上平板玻璃(1)的下表面制作的高导热金属层的厚度为10～25um。
6.根据权利要求1所述的一种可集成式玻璃基高效微流道热沉，其特征在于：所述下平板玻璃(2)的盲槽深度为300～600um。
7.根据权利要求1所述的一种可集成式玻璃基高效微流道热沉，其特征在于：所述下平板玻璃(2)的上表面和盲槽内部表面制作的高导热金属层的材料为银、铜、铝中的一种或多种，下平板玻璃(2)的上表面和盲槽内部表面制作的高导热金属层的厚度为10～25um。
8.根据权利要求1所述的一种可集成式玻璃基高效微流道热沉，其特征在于：所述下平板玻璃(2)内部的微流道(6)区域分别和两端的散热工质入口(7)、散热工质出口(8)相互贯通，形成液态散热工质的流动区域。
9.根据权利要求1所述的一种可集成式玻璃基高效微流道热沉，其特征在于：所述上平板玻璃(1)和下平板玻璃(2)利用热压键合或者激光键合构成一个完整的玻璃基微流道(6)热沉，且键合确保上平板玻璃(1)下表面的高导热金属层与下平板玻璃(2)的上表面高导热金属层形成良好的热接触。
10.根据权利要求1所述的一种可集成式玻璃基高效微流道热沉，其特征在于：所述上平板玻璃(1)下表面利用溅射镀膜和电镀增厚工艺制作高导热金属层，下平板玻璃(2)的上表面和盲槽内部表面利用溅射镀膜和电镀增厚工艺制作高导热金属层。
...【技术特征摘要】
1.一种可集成式玻璃基高效微流道热沉，其特征在于：包括通过键合构成的上平板玻璃(1)和下平板玻璃(2)；所述上平板玻璃(1)的中间区域刻蚀有的tgv通孔(3)，上平板玻璃(1)的两端刻蚀有液态散热工质的入口通孔(4)和出口通孔(5)，tgv通孔(3)内填充高导热材料；所述上平板玻璃(1)的下表面制作一层高导热金属层，且上平板玻璃(1)下表面的高导热金属层与tgv通孔(3)内填充的高导热材料形成良好热接触；所述下平板玻璃(2)从上表面往下刻蚀有一定深度的盲槽，盲槽包括中间微流道(6)和两端的散热工质入口(7)和散热工质出口(8)；所述下平板玻璃(2)上表面和盲槽内部表面制作一层高导热金属层，且盲槽内的高导热金属层与下平板玻璃(2)上的高导热金属层形成良好的热接触。
2.根据权利要求1所述的一种可集成式玻璃基高效微流道热沉，其特征在于：所述上平板玻璃(1)的厚度为100～300um，下平板玻璃(2)的厚度为500～1000um。
3.根据权利要求1所述的一种可集成式玻璃基高效微流道热沉，其特征在于：所述上平板玻璃(1)刻蚀的tgv通孔(3)的直径为50～100um，tgv通孔(3)的间距为50～100um。
4.根据权利要求1所述的一种可集成式玻璃基高效微流道热沉，其特征在于：所述tgv通孔(3)内填充的高导热材料为银、铜、铝中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种可集成式玻璃基高效微流道热沉，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱勇，赵强，张睿，陆宇，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：
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