[发明专利]微通道热沉及其制造方法

说明书

本发明采用热键合工艺对微通道热沉进行加工，通过在微通道热沉的各层盖板上放置上下盖板，直接施压，无需添加其他粘结剂，可避免采用钎焊工艺造成通道内部阻塞、电化学腐蚀等问题，提高微通道热沉产品的可靠性。且在焊接前，先将上盖板和下盖板按照微通道结构进行加工，形成镂空结构，然后与微通道热沉对齐堆叠，再施压焊接，不仅实现了对微通道壁的精准、有效施压，还可大大缓解在施压焊接的过程中对微通道热沉结构的压力，减轻微通道热沉冷却液通道部的形变，相比于常规的扩散焊工艺，在同等条件下可对微通道热沉施加更大的压力，提高微通道热沉层间结合力，提高产品稳固性。

技术领域

本发明涉及芯片散热领域，特别涉及一种微通道热沉及其制造方法。

背景技术

随着电子元器件向着高集成、高密度、高功率的方向发展，射频芯片、激光芯片等大功率芯片上的热流密度也越来越高，通常需要通过具有强散热效果的热沉进行散热，才能保障芯片功能平稳高效的运作。

目前市面上常见的普通平板热沉和宏通道热沉已无法满足大功率芯片的散热需求，近年来兴起的微通道热沉由于其具有高效的散热效果成为研究热点。

微通道热沉通常是指内部流道宽度小于500μm的液冷热沉，流体在微通道热沉内流动时呈强烈的湍流态，同时热边界层薄，热阻低，具有传热速度快、散热效率高等优势，更能满足当前高热流密度的大功率芯片的散热需求。微通道热沉通常由硅、陶瓷、金属等材料制造而成，其中，金属由于热导率高，是制造微通道热沉的理想材料。

传统的微通道热沉加工技术通常是先将每层板材加工成所需要的图案结构，再通过钎焊、扩散焊等工艺，将多层板材焊接在一起，制成内部含各种复杂微通道结构的热沉。

然而，若采用钎焊工艺，钎料在焊接过程中熔化极易流入到通道内部造成堵塞，并且会导致部分区域连接不稳固；其次，由于热沉工作需要长时间通冷却液，内部钎料和板材之间容易发生电化学腐蚀，会降低微通道热沉产品的可靠性。若采用扩散焊工艺，为达到良好的结合效果需施加要很高的压力，由于铜或铝等金属材质较软，在高压力下通道部位会发生变形，但若施加的压力较小，层间结合力会变差，微通道热沉在通液工作时容易发生泄漏。

发明内容

基于此，有必要提供一种层间连接可靠性高、不易变形、不易漏液的微通道热沉制造方法。

本发明提供了一种微通道热沉的制造方法，包括如下步骤：

在构成微通道热沉的各层板材上加工出预设的进出液流道和微通道结构；

取上盖板和下盖板，并在所述上盖板和所述下盖板上分别按待制作的微通道热沉的最上层板材和最底层板材的微通道结构加工出对应的图案；

将所述上盖板、所述各层板材以及所述下盖板依次对齐堆叠；

将对齐堆叠的所述上盖板、所述各层板材以及所述下盖板置于还原性气氛中加热保温，并在所述上盖板和/或所述下盖板上施压；

施压达到预设时间后，停止保温和施压，除去所述上盖板和所述下盖板。

在其中一个实施例中，还包括在所述上盖板、所述各层板材以及所述下盖板的对应位置分别加工出定位孔的步骤，在对齐堆叠时，将所述上盖板、所述各层板材以及所述下盖板通过所述定位孔对齐。

在其中一个实施例中，所述定位孔分布在各所述板材靠近边角的部位且位于各板材上预设的进出液流道和微通道结构之外的区域。

在其中一个实施例中，所述各层板材上的所述进出液流道和微通道结构是通过化学蚀刻、激光切割、等离子切割、火焰切割、砂轮切割、水刀切割、线切割、数控机床加工以及冲压中任意一种方法加工得到。

在其中一个实施例中，所述上盖板和所述下盖板的材料为金属或合金。