一种高效散热的ltcc基板微流道结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种高效散热的LTCC基板微流道结构，属于电子芯片制造领域。
【背景技术】
[0002] 芯片的封装设计中，热管理的研究是非常重要的环节。在实际生活应用中，过高的 温度会导致系统性能的下降，结构被破坏，应力上升，甚至融化、蒸发等不良结果的发生。而 好的设计结构能保证产品在使用周期内正常运行。
[0003] LTCC(低温共烧陶瓷)基板微流道散热是通过冷却液的流动进行热量的传输，是一 个集热力学、固液耦合的复杂的多物理场问题。现有的芯片基板通常散热性能不好，温升较 大，温度分布不均匀，随着芯片发热其功率增加较快。
【发明内容】
[0004] 为克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种高效散热的LTCC基板微流道结 构。
[0005] 本实用新型采取的技术方案是:一种高效散热的LTCC基板微流道结构，其包括基 板，所述基板具有上表面和下表面，在基板的上表面上设有微流道，所述微流道为单层连续 螺旋型结构，在微流道的两端分别设有注入口和流出口，所述注入口至流出口之间设有流 动的冷却剂。
[0006] 所述基板的尺寸为40mm*40mm，厚度大约1.5mm。
[0007] 所述微流道横截面为0.2mm*0.2mm，且微流道位于所述基板内部中心位置20mm* 20mm 处。
[0008] 所述冷却剂为25°C的液态水。液态水的粘度为0.895*10-3Pa · S，密度为lg/cm3,比 热容为4.2*103J/Kg，导热系数为0.58W/(m · k)。
[0009] 所述基板采用LTCC材质制作。
[0010] 本实用新型的有益效果是:螺旋型微流道结构具有散热性能好、温升小、温度分布 均匀的优点，并且随着芯片发热其功率增加缓慢，适用于大规模集成电路的散热。另外因采 用LTCC(低温共烧陶瓷)材质的特殊体系，降低了工艺复杂性，提高了元件可靠性。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的整体结构示意图。
[0012]图2是微流道的结构示意图。
[0013]图中：卜基板，2-微流道，3-注入口，4-流出口。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0015]如图1和图2所示，一种高效散热的LTCC基板微流道结构，其包括基板1，所述基板1 具有上表面和下表面，在基板的上表面上设有微流道2,所述微流道2为单层连续螺旋型结 构，在微流道2的两端分别设有注入口 3和流出口 4，所述注入口 3至流出口 4之间设有流动的 冷却剂。
[0016]本实用新型的基板采用LTCC材质制作，基板1的尺寸为40mm*40mm，厚度大约 1 · 5mm。微流道2横截面为0 · 2mm*0 · 2mm，且微流道2位于所述基板1内部中心位置20mm*20mm 处。冷却剂为25°C的液态水，水的粘度为0.895*10-3Pa · s，密度为lg/cm3，比热容为4.2* 1 〇3J/Kg，导热系数为0.58W/(m · k)。液态水从注入口（ iniet)流入，在微流道中流动并对基 板降温，然后从流出口（outlet)流出。热源在基板的上表面中心区域，提供稳定的热量密 度。
[0017] 本实用新型与常用的五种不同结构的微通道作对比，分别是多排直槽型，蛇型，分 形曲线型，工字型和平行分形树状结构，对比结构如下表：
[0018]
[0019] 从图表中可以看出：螺旋型微流道基板温升非常小，斜率最小，随着芯片发热功率 增加温升缓慢提高，适用于大规模集成电路的散热。
[0020] 本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
【主权项】
1. 一种高效散热的LTCC基板微流道结构，其特征在于:包括基板，所述基板具有上表面 和下表面，在基板的上表面上设有微流道，所述微流道为单层连续螺旋型结构，在微流道的 两端分别设有注入口和流出口，所述注入口至流出口之间设有流动的冷却剂。2. 根据权利要求1所述的一种高效散热的LTCC基板微流道结构，其特征在于:所述基板 的尺寸为40mm*40mm，厚度大约1.5mm。3. 根据权利要求2所述的一种高效散热的LTCC基板微流道结构，其特征在于:所述微流 道横截面为0.2mm*0.2mm，且微流道位于所述基板内部中心位置20mm*20mm处。4. 根据权利要求1所述的一种高效散热的LTCC基板微流道结构，其特征在于:所述冷却 剂为25 °C的液态水。5. 根据权利要求4所述的一种高效散热的LTCC基板微流道结构，其特征在于:所述液态 水的粘度为〇 . 895*10-3Pa · s，密度为lg/cm3，比热容为4.2*103J/Kg，导热系数为0.58W/ (m · k) 〇6. 根据权利要求1至5任一项所述的一种高效散热的LTCC基板微流道结构，其特征在 于:所述基板采用LTCC材质制作。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高效散热的LTCC基板微流道结构，其属于电子芯片制造领域。该高效散热的LTCC基板微流道结构包括基板，所述基板具有上表面和下表面，在基板的上表面上设有微流道，所述微流道为单层连续螺旋型结构，在微流道的两端分别设有注入口和流出口，所述注入口至流出口之间设有流动的冷却剂；其中所述基板采用LTCC材质制作，基板的尺寸为40mm*40mm，厚度大约1.5mm。微流道横截面为0.2mm*0.2mm，且微流道位于所述基板1内部中心位置20mm*20mm处。本实用新型具有散热性能好、温升小、温度分布均匀的优点，并且随着芯片发热其功率增加缓慢，适用于大规模集成电路的散热。
【IPC分类】H01L23/473
【公开号】CN205385017
【申请号】CN201521074972
【发明人】孔季
【申请人】南京熊猫电子股份有限公司, 南京熊猫通信科技有限公司
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2015年12月21日