[发明专利]一种微流道散热结构、制造方法及电子器件

说明书

本发明提供了一种微流道散热结构，包括至少两个散热单元，散热单元依次堆叠；每一个散热单元上均具有散热通道；与芯片接触的散热单元上开设至少一个与散热通道连通的入口和出口；其他散热单元上开设至少两个流通通道，以将相邻散热单元上的散热通道连通；还包括负热膨胀体，每一流通通道内均填充有负热膨胀体，用于将相邻散热单元的散热通道导通或不导通。利用负热膨胀体的膨胀或收缩控制相邻散热单元的导通或不导通。能够从整体上提升散热结构的有效热传导系数，满足大功率芯片的散热需求。本发明还提供一种微流道散热结构的制造方法以及具有该微流道散热结构的电子器件。

技术领域

本发明涉及微电子芯片领域，特别是涉及一种微流道散热机构、制造方法及电子器件。

背景技术

现在电子设备正在迅速地向高集成度、高组装密度、高运行速度方向发展，电子芯片作为电子设备的核心，由于其集成度、封装密度以及工作时钟频率不断提高，而体积却不断缩小，因此，电子芯片单位面积的发热量不断增加，尤其对于大功率电子设备而言情况更为严重。电子芯片单位面积发热量不断增加极易引起其结区温度急剧升高，而结区高温则会对电子芯片、电子设备的性能产生不利影响。据统计有55%的电子设备失效是结区温度过高导致的，并有研究表明，单个电子芯片的结区温度每升高10℃，电子设备的可靠性将降低50%。

对电子设备尤其是电子芯片的散热变得尤为重要，微流道散热因具有高表面积/体积比、低热阻、低流量等优点，因此是一种有效的散热方式。通常，将用于输送散热介质的微流通道设置在电子芯片主要工作区的下方，即将其嵌入电子芯片的内部，以适应电子设备体积小的需求。

但是，现有的微流通道散热结构主要适用于发热功率密度在1000瓦/平方厘米以下电子芯片，不能满足高功率电子芯片散热需求。因此，亟待研发一种适用于高功率电子芯片散热的微流道散热结构。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种适用于高功率电子芯片散热的微流道散热结构、制造方法及电子器件。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 一种微流道散热结构，包括至少两个散热单元，散热单元依次堆叠；每一个散热单元上均具有散热通道；与芯片接触的散热单元上开设至少一个与散热通道连通的入口和出口；其他散热单元上开设至少两个流通通道，以将相邻散热单元上的散热通道连通；还包括负热膨胀体，每一流通通道内均填充有负热膨胀体，用于将相邻散热单元的散热通道导通或不导通。

优选地，散热单元包括散热本体，自散热本体的顶部向底部间隔开设若干连通的凹槽，凹槽之间形成立柱，相邻立柱之间构成散热通道。

优选地，入口开设于散热本体的底面或侧面。

优选地，出口开设于散热本体的底面或侧面。

优选地，散热单元为硅散热单元。

优选地，入口和出口均淀积有金属。

本发明还提供一种微流道散热结构的制造方法，包括：

提供至少两个散热本体，从每一个散热本体顶部刻蚀形成散热通道，且与芯片接触的散热本体上开设至少一个连通散热通道的入口和出口；其他散热本体上开设至少两个流通通道，以将相邻散热本体上的散热通道连通；于散热本体上形成的入口、出口和散热通道构成与芯片接触的散热单元，于其他散热本体上形成的流通通道和散热通道构成其他散热单元；

将若干散热单元依次堆叠于芯片上；

将负热膨胀体填充于每一个流通通道内，以将相邻散热单元上的散热通道导通或不导通。

优选地，从散热本体顶部刻蚀形成散热通道的步骤包括：

在靠近散热本体的边缘刻蚀形成第一凹槽，自第一凹槽内侧的散热本体顶部刻蚀形成相互连通的凹槽，凹槽之间形成立柱；相邻立柱之间形成散热通道。