一种芯片型微热管及其制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公布了一种芯片型微热管及其制备工艺，包括晶体硅片、沟槽、多孔材料、玻璃、填充物，所述晶体硅片上表面刻蚀有沟槽，沟槽内壁淀积多孔材料；所述晶体硅片上表面键合玻璃。所述玻璃有小孔打通，小孔正对沟槽，小孔被填充物填满。通过在半导体器件内部增加微热管，直接从内部实现芯片的快速传热和升降温，且效率高、制作工艺简单、对其它器件性能影响小。解决了现有技术工艺复杂，适合低成本大批量生产。
【专利说明】一种芯片型微热管及其制备工艺【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热管，尤其是一种芯片型微热管及其制备工艺。
【背景技术】
[0002]一般而言，大功率密度电子芯片和微执行器件需要能够快速散热，芯片基底的温度是影响其工作性能的重要因素。近年来，由传统半导体技术发展而来的微系统技术，温度控制对于其正常工作至关重要。
[0003]热管技术是一种无需外部驱动，靠工质自身在循环过程中相变而伴随吸热、散热的高效传热技术。热管的热阻极小，有效导热系数甚至可达铜的上万倍。热管内通常充有挥发性工质，工质在蒸发段吸收热量发生相变成为气态，并在冷凝段放出热量凝结为液态。重力热管结构简单，其液态工质的回流依靠重力作用，能实现单向导热(即热只能从底部传向顶部)，但在工作中必须竖直放置。虹吸热管通过在管内壁敷设一层多孔材料，利用多孔材料的虹吸作用回流液态工质，因此在工作中不限定放置方式，但虹吸热管的换热性能与多孔材料的虹吸能力密切相关。
[0004]芯片系统中用于电子信号控制与处理的集成电路和微流控子系统已可设计制备在芯片上，并分别通过金属引线及微流道与微反应腔发生物质和能量的交换。然而，芯片系统的热控制却仍然主要采用在反应腔基底敷设加热电极和风扇/液流冷却等方式进行，无法实现功能的模块化。这样的热控制方法存在以下问题:一是敷设加热电极和冷却流道的空间有限，影响其加热/冷却功率；二是热控制元件与流道、金属导线集中在同一区域，容易引起加工上的困难；三是加热/冷却时常常同时加热/冷却整个芯片基底，造成热容大且容易影响其它器件的性能。
【发明内容】
[0005]本发明所需解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种制作简单，快速传热的芯片型微热管及其制备工艺。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]一种芯片型微热管及其制备工艺，包括晶体硅片、沟槽、多孔材料、玻璃、填充物，所述晶体硅片上表面刻蚀有沟槽，沟槽内壁淀积多孔材料；所述晶体硅片上表面键合玻璃。
[0008]所述玻璃有小孔打通，小孔正对沟槽，小孔被填充物填满。
[0009]一种芯片型微热管的制备工艺流程如下:
[0010]a)在晶体硅片表面刻蚀沟槽；
[0011]b)掩膜图形下在沟槽表面淀积多孔材料，去除掩膜；
[0012]c)键合片打孔，对准键合；
[0013]d)沟槽抽真空，并注入沸点适当的挥发性工质；
[0014]e)密封开孔。
[0015]芯片型微热管利用在沟槽内壁淀积的多孔材料的虹吸作用回流液态工质，实现芯片的快速传热和温度控制。
[0016]本发明的有益效果是:提出了一种芯片型微热管及其制备工艺，通过在半导体器件内部增加微热管，直接从实现芯片的快速传热和升降温，且效率高、制作工艺简单、对其它器件性能影响小。解决了现有技术工艺复杂，适合低成本大批量生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是一种芯片型微热管的结构示意图。
[0018]图2、3、4、5是一种芯片型微热管的制备工艺流程示意图。
[0019]图中1.晶体硅片，2.沟槽，3.多孔材料，4.玻璃，5.填充物。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，一种芯片型微热管及其制备工艺，包括晶体硅片(I)、沟槽(2)、多孔材料(3 )、玻璃(4)、填充物(5 )，所述晶体硅片(I)上表面刻蚀有沟槽(2 )，沟槽(2 )内壁淀积多孔材料(3 );所述晶体硅片(I)上表面键合玻璃(4 )。
[0021]所述玻璃(4)有小孔打通，小孔正对沟槽(2)，小孔被填充物(5)填满。
[0022]如图2、3、4、5所示，一种芯片型微热管的制备工艺流程如下:
[0023]a)在晶体硅片(I)表面刻蚀沟槽(2)；
[0024]b)掩膜图形下在沟槽(2)表面淀积多孔材料(3)，去除掩膜；
[0025]c)键合片打孔，对准键合；
[0026]d)沟槽(2)抽真空，并注入沸点适当的挥发性工质；
[0027]e)密封开孔。
[0028]芯片型微热管利用在沟槽(2)内壁淀积的多孔材料(3)的虹吸作用回流液态工质，实现芯片的快速传热和升降温。
【权利要求】
1.一种芯片型微热管及其制备工艺，其特征是:包括晶体硅片(I)、沟槽(2)、多孔材料(3 )、玻璃(4 )、填充物(5 )，所述晶体硅片(I)上表面刻蚀有沟槽(2 )，沟槽(2 )内壁淀积多孔材料(3 );所述晶体硅片(I)上表面键合玻璃(4 )。
2.根据权利要求1所述的一种芯片型微热管及其制备工艺，其特征是:所述玻璃(4)有小孔打通，小孔正对沟槽(2)，小孔被填充物(5)填满。
3.根据权利要求1所述的一种芯片型微热管及其制备工艺，其特征是:其制备工艺流程如下: a)在晶体硅片(I)表面刻蚀沟槽(2)； b)掩膜图形下在沟槽(2)表面淀积多孔材料(3)，去除掩膜； c )键合片打孔，对准键合； d)沟槽(2)抽真空，并注入沸点适当的挥发性工质； e)密封 开孔。
【文档编号】H01L23/427GK104022089SQ201410271459
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】季旭, 谭礼军, 李明, 王云峰, 余琼粉, 罗熙, 冷从斌 申请人:云南师范大学