[发明专利]一种堆叠型微通道散热装置及其制作方法

说明书

本发明提供一种堆叠型微通道散热装置，包括：入口卡槽，所述入口卡槽包含工质入口、第一空腔和第一凹槽结构；出口卡槽，所述出口卡槽包含工质出口、第二空腔和第二凹槽结构；以及堆叠型微通道散热器，所述堆叠微通道散热器通过所述第一凹槽结构和所述第二凹槽结构固定设置在所述入口卡槽和所述出口卡槽之间；所述入口卡槽的工质入口、第一空腔、堆叠型微通道散热器、第二空腔和工质出口连通构成流体通道；所述堆叠微通道散热器包括第一盖板、位于所述第一盖板下方的第一通道层、位于所述第一通道层下方的缓冲层、位于所述缓冲层下方的第二通道层和位于所述第二通道层下方的第二盖板。

技术领域

本发明涉及芯片散热技术领域，具体地，尤其涉及一种用于三维分布式热源的堆叠型微通道散热装置及其制作方法。

背景技术

随着芯片制程技术的发展以及三维封装技术的发展，芯片的计算能力和功率有了很大的提升，尺寸也在不断减小。但是功率提高的同时也带来了散热的问题，有研究表明，芯片温度每提升10℃，其稳定性就会降低50％。与此同时，单芯片的计算能力有时无法满足不断增长的需求，多芯片同时工作可以进一步提升设备的计算能力，但是散热问题也随之加重。

芯片散热器正是基于以上原因而诞生。常见的散热方式有被动散热、强迫空气对流散热、流体散热器以及相变散热器等。基于芯片的微尺寸，微通道流体散热被认为是最有前途解决大功率芯片散热问题的技术手段。

微通道流体散热器最早由D.B.Tuckerman等人在IEEE Electron Device Letters(1981)Vol.Edl-2,NO.5发表的文章《High-Performance Heat Sinking fo VLSI》中提出，其设计的结构为在芯片基底刻蚀出流道，并用下盖板进行封装。但是硅作为流道，热导率相对于金属来说，差距还是非常明显的，由此制约了散热性能的发展，对于阵列式芯片，该散热器也没有针对分布式热源的有效增强方法。

Junhong Zhao以及Yan Wang等人在Journal of Micromechanices andMicroengineering 24(2014)115013(9pp)发表的文章《Design,fabrication andmeasurement of a microchannel heat sink with a pin-fin array and optimalinlet position for alleviating the hot spot effect》提出了用金属铜作为散热基底，并设基于金属铜的流体通道以及导热柱。其成功结合了铜的优良导热性能以及通过微流道增加流体通过的能力，使工质中添加高热导率的金属纳米粒子也成为可能。但是同样没有提出针对分布式热源的有效方案。

Kevin P.Drummond等人在International Journal of Heat and MassTransfer,117(2018),319-330发表的文章《A hierarchical manifold microchannelheat sink array for high-heat-flux two-phase cooling of electronics》提出了针对阵列式分布热源的微通道散热器，通过歧管的方式，对3×3阵列的热源进行散热。配合两相流的使用，最高可以达到910W/cm2的热通量。但是这种微通道成本偏高，且仅限于二维阵列，无法对三维分布式热源进行散热。

针对现有技术尚未解决的三维分布式热源的散热问题，本发明提出一种堆叠型微通道散热装置及其制作方法，至少部分解决了上述问题。

发明内容

针对现有技术尚未解决的三维分布式热源的散热问题，根据本发明的一个实施例，提供一种堆叠型微通道散热装置，包括：

入口卡槽，所述入口卡槽包含工质入口、第一空腔和第一凹槽结构；

出口卡槽，所述出口卡槽包含工质出口、第二空腔和第二凹槽结构；以及