[实用新型]一种LTCC液冷散热导热增强结构

说明书

本实用新型公开了一种LTCC液冷散热导热增强结构，属于高密度集成框架的高效率传热散热技术领域。该结构包括LTCC陶瓷基体和盖板。LTCC陶瓷基体内设置有台阶盲腔以及盲孔。盖板底部设有与其为一体的分流肋片。本实用新型与常规的基于高密度导热孔结构的LTCC微流道导热增强结构相比，制造过程中不易发生焊接基底鼓凸的问题；并且，该结构及其制造的后续应用一致性良好，且后续应用可靠性较高。

技术领域

本实用新型涉及高密度集成框架的高效率传热散热技术领域，特别涉及一种LTCC液冷散热导热增强结构。

背景技术

随着微纳制造工艺的进步，在常规LTCC基板制造的基础上，又发展了薄厚膜结合、超精细线条制造等新工艺，使得LTCC基板的应用从微组装基板扩展到了微系统集成。在LTCC微系统集成技术领域内，通过超细线条、表面薄膜等工艺，不仅使LTCC能够集成的功能和元器件越来越多，同时借助其多种复杂结构兼容制造优势，集成的方式从二维平面集成也发展到2.5D甚至3D集成。在构建基于LTCC基板的功能组件/系统中，通常将电阻、滤波器等无源器件以及电气互连布线以及层间信号互连节点集成于LTCC基板内部。控制芯片、功放芯片等IC功能芯片则通过粘接、共晶、键和等微封装的技术手段实现与LTCC基板的集成。随着多功能微系统的快速发展，在LTCC基板中集成的芯片密度越来越高。随之带来的系统热管理问题成为限制LTCC平台系统集成应用的关键。散热问题不仅会影响功率芯片的工作效率，还会降低整个集成系统的功能稳定性可靠性。由此，高密度的集成带来高热流密度，随之引入的高效率传热散热问题是LTCC高密度集成系统继续解决的难点之一。

微流散热技术具有低热阻、高效率、可与芯片集成等优势。流道冷却液体吸收芯片散发的热量,通过液体循环将热量传给外界,达到芯片散热目的。将LTCC常规制造工艺与牺牲层技术、冷抵压技术等先进陶瓷制造技术结合，可以实现包括微流结构在内的LTCC复杂3D结构制造。

LTCC微流道散热技术中，发热芯片的热量需要经过“微流道顶层”的LTCC传递到微流道中的散热工质。在该过程中，由于LTCC基板较低的传热系数2～3W/m-·K，大大降低了整个LTCC微流道结构的散热性能。在“微流道顶层”的LTCC基板中制备高密度的高热金属化阵列孔是改善这一缺点的有效方法。在常规陶瓷制造工艺孔间距≥2×孔径能力下，填充高导热的银浆可以将LTCC陶瓷的导热率从2～3W/m-·K提高到30～40W/m-·K。若想基于此方法进一步提升基板的导热率则需要制造局部的高密度通孔阵列。局部高比例的通孔金属化增加了LTCC基板的制造难度，极易导致基板平整度差、密封性差等问题。因此，导热孔方法主要用于对基板的导热性要求不高的场合，主要是针对芯片的发热功率不高的情况下。对于综合射频、多功能模组等应用中的高功率芯片应用工况，应用导热孔技术不能实现良好的传热散热，对系统的热机械可靠性产生较大影响。综上所述，在LTCC高密度集成平台上实现高效率的集成液冷微流道散热面临着LTCC材料导热率低的问题，应用常规的导热孔能起到有限作用，但无法解决高功率密度的功能芯片的微系统集成传热散热问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种LTCC液冷散热导热增强结构。该导热增强结构的应用范围更广，能够使用不同等级的高功率发热器件的热管理；其制造的后续应用一致性良好，且后续应用可靠性较高。

为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种LTCC液冷散热导热增强结构，包括LTCC陶瓷基体和盖板，所述LTCC陶瓷基体内设有敞口的台阶盲腔，台阶盲腔的开口处设有台阶；所述盖板包括支撑板和分流肋片，分流肋片均匀排布在支撑板的底部；所述盖板位于台阶盲腔的台阶上，并将分流肋片覆盖于台阶盲腔的内部；LTCC陶瓷基体上还设置有至少两个盲孔，所述盲孔均位于LTCC陶瓷基体的顶部，每个盲孔均通过不同的连接通道接通台阶盲腔的底部。

进一步的，所述盲孔中至少有2个分别位于台阶盲腔的两侧。

进一步的，所述盖板的顶面和LTCC陶瓷基体的顶面位于同一高度。