一種高效散熱的ltcc基板微流道結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種高效散熱的LTCC基板微流道結(jié)構(gòu)，屬于電子芯片制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 芯片的封裝設(shè)計中，熱管理的研究是非常重要的環(huán)節(jié)。在實際生活應(yīng)用中，過高的 溫度會導(dǎo)致系統(tǒng)性能的下降，結(jié)構(gòu)被破壞，應(yīng)力上升，甚至融化、蒸發(fā)等不良結(jié)果的發(fā)生。而 好的設(shè)計結(jié)構(gòu)能保證產(chǎn)品在使用周期內(nèi)正常運行。
[0003] LTCC(低溫共燒陶瓷)基板微流道散熱是通過冷卻液的流動進行熱量的傳輸，是一 個集熱力學(xué)、固液耦合的復(fù)雜的多物理場問題?，F(xiàn)有的芯片基板通常散熱性能不好，溫升較 大，溫度分布不均勻，隨著芯片發(fā)熱其功率增加較快。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種高效散熱的LTCC基板微流道結(jié) 構(gòu)。
[0005] 本實用新型采取的技術(shù)方案是:一種高效散熱的LTCC基板微流道結(jié)構(gòu)，其包括基 板，所述基板具有上表面和下表面，在基板的上表面上設(shè)有微流道，所述微流道為單層連續(xù) 螺旋型結(jié)構(gòu)，在微流道的兩端分別設(shè)有注入口和流出口，所述注入口至流出口之間設(shè)有流 動的冷卻劑。
[0006] 所述基板的尺寸為40mm*40mm，厚度大約1.5mm。
[0007] 所述微流道橫截面為0.2mm*0.2mm，且微流道位于所述基板內(nèi)部中心位置20mm* 20mm 處。
[0008] 所述冷卻劑為25°C的液態(tài)水。液態(tài)水的粘度為0.895*10-3Pa · S，密度為lg/cm3,比 熱容為4.2*103J/Kg，導(dǎo)熱系數(shù)為0.58W/(m · k)。
[0009] 所述基板采用LTCC材質(zhì)制作。
[0010] 本實用新型的有益效果是:螺旋型微流道結(jié)構(gòu)具有散熱性能好、溫升小、溫度分布 均勻的優(yōu)點，并且隨著芯片發(fā)熱其功率增加緩慢，適用于大規(guī)模集成電路的散熱。另外因采 用LTCC(低溫共燒陶瓷)材質(zhì)的特殊體系，降低了工藝復(fù)雜性，提高了元件可靠性。
【附圖說明】

[0011]圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是微流道的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中：卜基板，2-微流道，3-注入口，4-流出口。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0015]如圖1和圖2所示，一種高效散熱的LTCC基板微流道結(jié)構(gòu)，其包括基板1，所述基板1 具有上表面和下表面，在基板的上表面上設(shè)有微流道2,所述微流道2為單層連續(xù)螺旋型結(jié) 構(gòu)，在微流道2的兩端分別設(shè)有注入口 3和流出口 4，所述注入口 3至流出口 4之間設(shè)有流動的 冷卻劑。
[0016]本實用新型的基板采用LTCC材質(zhì)制作，基板1的尺寸為40mm*40mm，厚度大約 1 · 5mm。微流道2橫截面為0 · 2mm*0 · 2mm，且微流道2位于所述基板1內(nèi)部中心位置20mm*20mm 處。冷卻劑為25°C的液態(tài)水，水的粘度為0.895*10-3Pa · s，密度為lg/cm3，比熱容為4.2* 1 〇3J/Kg，導(dǎo)熱系數(shù)為0.58W/(m · k)。液態(tài)水從注入口（ iniet)流入，在微流道中流動并對基 板降溫，然后從流出口（outlet)流出。熱源在基板的上表面中心區(qū)域，提供穩(wěn)定的熱量密 度。
[0017] 本實用新型與常用的五種不同結(jié)構(gòu)的微通道作對比，分別是多排直槽型，蛇型，分 形曲線型，工字型和平行分形樹狀結(jié)構(gòu)，對比結(jié)構(gòu)如下表：
[0018]
[0019] 從圖表中可以看出：螺旋型微流道基板溫升非常小，斜率最小，隨著芯片發(fā)熱功率 增加溫升緩慢提高，適用于大規(guī)模集成電路的散熱。
[0020] 本實用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【主權(quán)項】
1. 一種高效散熱的LTCC基板微流道結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括基板，所述基板具有上表面 和下表面，在基板的上表面上設(shè)有微流道，所述微流道為單層連續(xù)螺旋型結(jié)構(gòu)，在微流道的 兩端分別設(shè)有注入口和流出口，所述注入口至流出口之間設(shè)有流動的冷卻劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效散熱的LTCC基板微流道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述基板 的尺寸為40mm*40mm，厚度大約1.5mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效散熱的LTCC基板微流道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述微流 道橫截面為0.2mm*0.2mm，且微流道位于所述基板內(nèi)部中心位置20mm*20mm處。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效散熱的LTCC基板微流道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述冷卻 劑為25 °C的液態(tài)水。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高效散熱的LTCC基板微流道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述液態(tài) 水的粘度為〇 . 895*10-3Pa · s，密度為lg/cm3，比熱容為4.2*103J/Kg，導(dǎo)熱系數(shù)為0.58W/ (m · k) 〇6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的一種高效散熱的LTCC基板微流道結(jié)構(gòu)，其特征在 于:所述基板采用LTCC材質(zhì)制作。
【專利摘要】本實用新型公開了一種高效散熱的LTCC基板微流道結(jié)構(gòu)，其屬于電子芯片制造領(lǐng)域。該高效散熱的LTCC基板微流道結(jié)構(gòu)包括基板，所述基板具有上表面和下表面，在基板的上表面上設(shè)有微流道，所述微流道為單層連續(xù)螺旋型結(jié)構(gòu)，在微流道的兩端分別設(shè)有注入口和流出口，所述注入口至流出口之間設(shè)有流動的冷卻劑；其中所述基板采用LTCC材質(zhì)制作，基板的尺寸為40mm*40mm，厚度大約1.5mm。微流道橫截面為0.2mm*0.2mm，且微流道位于所述基板1內(nèi)部中心位置20mm*20mm處。本實用新型具有散熱性能好、溫升小、溫度分布均勻的優(yōu)點，并且隨著芯片發(fā)熱其功率增加緩慢，適用于大規(guī)模集成電路的散熱。
【IPC分類】H01L23/473
【公開號】CN205385017
【申請?zhí)枴緾N201521074972
【發(fā)明人】孔季
【申請人】南京熊貓電子股份有限公司, 南京熊貓通信科技有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2015年12月21日