[实用新型]微流道散热结构

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及一种微流道散热结构，尤其涉及一种LTCC基板微 流道散热结构。

背景技术

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。传统封装 芯片及LTCC二维微流道结构如图1所示。它是通过在低温共烧结陶瓷基板上 加工出微流道。如图所示其中微流道的结构可以是多排直槽形、螺旋形、 蛇形、折线形、工字形及树形等。

传统微流道散热技术存在一个缺点。如图2所示，在散热板1’上有微 流道10’,微流道10’有入口101’和出口102’。因为入口101’处液体温 度低，与散热板1’温差大，散热效率高，而出口102’处由于液体吸收了 热量以后温度升高，与散热板1’温差变小导致散热效率降低，因此这种二 维流道普遍存在温度场不均匀的现象，会造成整个LTCC基板温度不均匀。 局部过热会对芯片造成不利影响，温度太高会导致芯片失效。

因此有必要提出一种新的微流道散热结构，能解决传统微流道散热不 均的问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种微流道散热结构，该结构主要 通过采用附加第二微流道进行进一步散热的微流道散热方式，使基板各处 温度分布较为均匀。

本实用新型提供的一种用于给基板散热的微流道散热结构，包括散热 板，该散热板内设置有第一微流道，该第一微流道划定出第一段和第二段。 所述第一段在所述第一微流道上构成相对低温区，所述第二段在所述第一 微流道上构成相对高温区。所述散热结构进一步包括第二微流道，该第二 微流道划定出第A段和第B段。所述第A段构成所述第二微流道的相对高 温区，所述第B段构成所述第二微流道上的相对低温区。所述第二微流道 的第B段对应所述第一微流道的第二段的位置设置。

上述的微流道散热结构，所述第一微流道和所述第二微流道分别位于 所述基板的两侧或位于所述基板的同一侧。

上述的微流道散热结构，所述第一微流道和所述第二微流道位于同一 个散热板内或不同散热板内。

上述的微流道散热结构，所述第一微流道和所述第二微流道分别呈蛇 形或直槽形或折线形或树形或螺旋形或工字形；所述第一微流道和所述第 二微流道的形状相同或不同。

上述的微流道散热结构，所述散热结构的所述散热板平行于所述基板 放置。

上述的微流道散热结构，可以将所述第一微流道的入口与所述第二微 流道的出口相邻或位于同一侧设置，将所述第一微流道的出口与所述第二 微流道的入口相邻或位于同一侧设置。

上述的微流道散热结构，可以将所述第一微流道中的流体流向设置为 第一方向，将所述第二微流道中的流体流向设置为第二方向，所述第一方 向和所述第二方向相反。