一种陶瓷蒸汽腔散热器的制作方法

本实用新型涉及芯片的散热技术领域，具体涉及一种陶瓷蒸汽腔散热器。

背景技术：

近年来，随着移动电子器件及设备正向着小型化、紧凑化、高性能的方向飞速发展，在有限空间条件下，由于外部传热强化手段的缺失，这些设备的热量最终必须通过表面自然对流或者辐射的方式释放到环境中去。因此将这些器件内部具有高热流密度热点处的热量快速扩展至整个散热面就变得至关重要。基于此，美国国防部高级研究计划局(darpa)资助了相关的高效热扩散材料的研究的工作，以解决因热点温度超温而导致的热问题。

针对移动电子设备的热扩展技术，目前常见的热扩展方式主要有金属片、石墨片、以及蒸汽腔技术。其中，因其高效的热扩散能力、可有效消除电子芯片所产生的“热斑”问题而备受关注的即为蒸汽腔技术。受技术条件和工艺流程的影响。常用的蒸汽腔散热器为金属基材，致使蒸汽腔散热器必须安置于芯片等关键器件的外部，散热路径长，扩热能力有较大的局限性，需要发展高效、内嵌的热扩散技术。

可见当前，芯片及tr组件的热量需通过封装后的模块传递至模块壳体，然后经散热器移除，蒸汽腔散热器是外部热扩展的选择之一。然而，现有的蒸汽腔散热器是基于金属基材(如铜、铝等)制备而成，因其自身材质原因，金属基蒸汽腔散热器与封装模块内的核心器件(裸芯片、半导体元器件等)的热膨胀系数不匹配，因此金属基蒸汽腔散热器只能安装于封装模块外部来散热，热传递路径长，过程热阻大，增加了散热的难度和器件使用局限性。

技术实现要素：

本实用新型提出的一种陶瓷蒸汽腔散热器，可与裸芯片等元器件直接焊接，同时散热器表面可图形化，实现布线要求，为芯片工作提供电、通讯的需求。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种陶瓷蒸汽腔散热器，包括两个基板和侧壁，两个基板一个作为壳体的顶壁，一个作为壳体的底壁；

两个基板和侧壁整体焊接形成包含封闭腔的壳体结构，壳体内部填充液体工质；

所述基板采用陶瓷材料制备；

所述侧壁采用金属铜制备。

进一步的，还包括支撑柱，所述支撑柱纵向设置在壳体内部。

进一步的，所述液体工质为水或酒精。

进一步的，壳体顶部的外部固定热沉，壳体顶部的底部固定热源。

进一步的，所述基板的内表面先镀镍，再镀铜。

进一步的，所述基板的外表面设置图形化布线。

由上述技术方案可知，本实用新型的陶瓷蒸汽腔散热器具有以下有益效果：

1、本实用新型以陶瓷材料制备蒸汽腔散热器，可兼容半导体生产过程工艺要求，在器件散热方面应用更广；

2、本实用新型可将蒸汽腔散热器与元器件直接焊接，更有助于快速扩散元器件的热点热量；陶瓷蒸汽腔代替传统pcb层，缩短了元器件对外的热传递路径，散热能力更为突出。

3、陶瓷蒸汽腔散热器表面图形化，实现了散热和元器件功能的一体化集成，可大幅度提升元器件散热能力和缩小整体封装尺寸；同时为三维堆叠芯片的制造等新领域提供可行的散热解决方案。

本实用新型采用高温共烧陶瓷(aln陶瓷)作为蒸汽腔的基材，其优点体现在：①陶瓷的热膨胀系数与核心器件相匹配，可与核心器件直接焊接，不会引起热失配问题；②蒸汽腔与核心器件直接接触，热传递路径短，扩热能力强，过程热阻小，降低了散热难度；③高温共烧陶瓷本身即为电路的载体，使用陶瓷作为蒸汽腔的基材，蒸汽腔散热器表面可作为电路的载体，实现供电、通信以及散热的一体化，系统更加紧凑，功能更强。

综上，本实用新型以陶瓷作为蒸汽腔基材，并可进行单面或双面图形化布线，以此将芯片(tr)等发热元件直接安装在陶瓷蒸汽腔表面，芯片(tr)等元器件的供电和通信等功能可通过陶瓷蒸汽腔表面的布线实现。此举一方面缩短了散热路径，提升了散热效果，另一方面实现了散热和功能的一体化设计，可制备更为紧凑的封装模块。

附图说明

图1是本实用新型的剖视结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实用新型的陶瓷蒸汽腔散热器包括两个基板1和侧壁2，两个基板1一个作为壳体的顶壁，一个作为壳体的底壁；

两个基板1和侧壁2整体焊接形成包含封闭腔的壳体结构，壳体内部填充液体工质；

所述基板1采用陶瓷材料制备；

所述侧壁2采用金属铜制备。

还包括支撑柱3，所述支撑柱3纵向设置在壳体内部。

所述液体工质为水或酒精。

壳体顶部的外部固定热沉5，壳体顶部的外部固定热源4。

所述基板1的内表面先镀镍，再镀铜。

所述基板1的外表面布线

具体的说，其中基板1由具备高导热性能的陶瓷材料(aln陶瓷)制备，边框2和支撑柱3采用金属铜制备，基板1和边框2整体焊接形成整个蒸汽腔框体，内部填充以液体工质，制备成高效的蒸汽腔散热器。

图1中标注4是热源指代的是具备完整功能的裸芯片(tr等同类功能元器件)，陶瓷蒸汽腔散热器单面(或双面)布线，裸芯片直接安装于陶瓷蒸汽腔表面；陶瓷蒸汽腔另一面使用热沉进行散热。

本实用新型实施例所述的陶瓷蒸汽腔散热器可进行单面或双面图形化布线，以此将芯片(tr)等发热元件直接焊接在陶瓷蒸汽腔表面，芯片(tr)等元器件的供电和通信等功能可通过陶瓷蒸汽腔表面的布线实现。陶瓷蒸汽腔散热器兼具功能和散热一体。

本实用新型实施例以高温共烧陶瓷作为蒸汽腔的基材，制备陶瓷蒸汽腔散热器。所述新型陶瓷蒸汽腔散热器，采用具有高导热能力和合适热膨胀系数的陶瓷作为基材，其架构和原金属蒸汽腔架构一致。

本实用新型采用不同材料的匹配兼容和工艺的实现。所述蒸汽腔散热器壳体为陶瓷材料，内部支撑柱和外围边框为金属材料。

总得来说，本实用新型的陶瓷蒸汽腔散热器具备下特点：

1、散热、功能的一体化实现以及陶瓷蒸汽腔的制备。

2、蒸汽腔散热器表面可进行图形化布线处理，为裸芯片的工作提供电、通讯需求；同时蒸汽腔可有效解决裸芯片工作时的热点废热排散难题，散热路径短、性能优。

3、蒸汽腔的基材为高温共烧陶瓷。

4、蒸汽腔上下底板为陶瓷，边框为金属铜，两者之间采用焊接方式实现。

5、陶瓷底板单面图形化，另一面先镀镍，再镀铜，以保证陶瓷底板和铜边框的焊接。

综上所述，本实用新型以陶瓷作为蒸汽腔基材，并可进行单面或双面图形化布线，以此将芯片(tr)等发热元件直接安装在陶瓷蒸汽腔表面，芯片(tr)等元器件的供电和通信等功能可通过陶瓷蒸汽腔表面的布线实现。此举一方面缩短了散热路径，提升了散热效果，另一方面实现了散热和功能的一体化设计，可制备更为紧凑的封装模块。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。