[发明专利]一种微流道散热器的制备方法

说明书

本发明属于微尺度散热领域，具体涉及一种微流道散热器的制备方法。本发明采用激光刻蚀技术，在基片上直接刻蚀形成微流道沟槽，利用激光刻蚀一次成型，且能直接形成有益的微流道沟槽内表面起伏结构；并且可通过控制激光的能量、扫描间隔、扫描周期和扫描路径，实现微流道沟槽内表面微结构的高度调控。本发明工艺简单，制作设备相对低廉。

技术领域

本发明属于微尺度散热领域，具体涉及一种微流道散热器的制备方法。

背景技术

随着电子设备的应用逐渐趋于多功能化和微型化，电路的集成度急剧升高。产生的热量也急剧增加，导致热流密度增大，进而造成电子设备温度升高。电子设备长期工作于高温下，会缩短其使用寿命，进而使电子设备失效。据统计，在造成电子设备失效及寿命降低的众多因素中，温度过高占有很大比例。实验与研究表明：单个半导体元件的温度每升高10℃，可靠性将降低50％，超过55％的电子设备的失效是由于温度过高引起。

微流道散热器作为现有电子器件冷却方式中的一种很有潜力的散热方式，自其提出以来，学者们在提高微流道散热器的散热能力方面做了大量的研究。目前主要通过以下几类进行微流道散热器的设计：(1)改变微流道的截面形状，如圆形，梯形，三角形等；(2)改变微流道的形状，如正弦型，中间隔断式等；(3)冷却液的选择，如去离子水，在流体中加入纳米金属颗粒，低熔点冷却液等；(4)改变流道内表面状态、光滑、多孔疏松等(如微流道沟槽内表面的起伏结构增加了微流道内表面与冷却液的接触面积，增大了单位时间内能够带走的热量)。对微流道进行以上几个方面的改变，都能够在一定程度上提高微流道的散热性能。

但是微流道散热器的制备工艺大多采用MEMS工艺制备，需要复杂的工艺步骤以及昂贵的设备支持，若需要改变微流道的表面状态，还需要更多的步骤。

发明内容

针对上述存在问题或不足，为提高现有微流道散热器制备工艺复杂、制作设备昂贵的问题；本发明提供了一种微流道散热器的制备方法，其制备工艺简单，且制得的微流道散热器能直接形成多孔结构，实现散热性能更佳的效果。

该微流道散热器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、通过激光刻蚀在微流道基板或者微流道盖板上制备预设的微流道沟槽，通过控制激光的能量、扫描间隔、扫描周期和扫描路径，实现微流道沟槽内表面多孔微结构的调控。相较于传统的微流道制备方法，如等离子刻蚀，激光刻蚀可在微流道沟槽内表面上直接形成起伏的多孔结构。

通过激光刻蚀在微流道基板或者微流道盖板上制备微流道的冷却液出入口，冷却液出入口通过微流道沟槽连通；冷却液入口通过导管外接到冷却液驱动装置，冷却液出口通过导管引出到下一级冷却装置。

步骤2、将步骤1制得的微流道基板和微流道盖板键合在一起，形成微流道散热器。

本发明采用激光刻蚀技术，在基片上直接刻蚀形成微流道沟槽，利用激光刻蚀一次成型，且能直接形成有益(散热性能更好)的微流道沟槽内表面起伏结构；并且可通过控制激光的能量、扫描间隔、扫描周期和扫描路径，实现微流道沟槽内表面微结构的高度调控。其制备工艺简单，制作设备相对低廉。

附图说明

图1为实施例微流道散热器的三维示意图；

图2为实施例微流道散热器的剖面图；

图3为实施例激光刻蚀制备的微流道沟槽内表面SEM图；

图4为实施例DRIE制备的微流道沟槽内表面SEM图；

图5为实施例两种微流道散热器通入冷却液后的散热测试对比图。

附图标记：微流道基板-1，微流道盖板-2，微流道散热器入水口/出水口-3、4，微流道侧壁-5，微流道沟槽-6，微流道沟槽长度-a，微流道沟槽宽度-b。

具体实施方式