一种采用均热板及微通道对多热源器件散热的均温装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于基于LTCC多芯片组件散热装置技术领域，具体公开了一种采用均热板及微通道对多热源器件散热的均温装置，用于对多热源高热流密度器件进行散热。
【背景技术】
[0002]现代微电子芯片技术飞速发展，多芯片组件(MCM)是在混合集成电路基础上发展起来的一种微电子封装技术，具有更多的功能、更高的性能和更小的体积。陶瓷多芯片组件(MCM-C)作为厚膜HIC发展的高级阶段和一种实用的多芯片组件，具有互连层数多、集成密度大、电学性能优、制造成本低等显著优点得到了越来越广泛的应用。通过将低温共烧陶瓷(LTCC)基板与封装外壳腔壁、PGA外引线进行一体化封装的方法，有效地实现LTCC型MCM-C的高性能封装。随着芯片尺寸的不断缩小和集成电路封装元件数量和功率的增加，整个微电子系统的热流密度急剧增加，导致电子设备的工作温度逐渐提高。研究发现，元件温度的升高对设备长期的使用不利，半导体元件对温度十分敏感，根据著名的“ 10°C法则”，电子元件的工作温度每上升10°C，该元件的使用寿命将会缩减一半；元器件在70°C至80°C工作环境中，温度每上升1°C，其可靠性将下降5% ;因此对高热流密度电子器件进行温度控制极其重要。
[0003]在目前电子散热的研究领域中，常见的散热方式有风冷、液冷以及相变冷却，由于当散热密度大于5时，风冷的冷却方式就不能满足散热要求，也就应该采用液冷的冷却方式。微通道热沉是目前使用较多的液冷冷却装置，微通道热沉主要以强迫对流的方式将热量带走，在高热流密度条件下，由于微通道热沉进出口温差较大，容易导致出口附近的电子器件温度明显高于进口附近的电子器件的温度，因此，在高热流密度条件下，应该采用相变换热装置进行换热。
[0004]相变换热装置(均热板)的蒸发面液态工质受热相变后，蒸汽沿均热板轴线方向运动到冷凝面，在冷凝面发生相变冷凝，冷凝液态工质在吸液芯结构毛细压力和重力驱动下沿均热板的径向方向回流，冷凝液体还可以通过支撑柱从轴向回流至蒸发面。而热管的传热方式是一维的，是线的传导方式，而均热板的蒸汽可以在整个冷凝面上发生凝结，传导方式是二维的，是面的传导方式，故均热板的传热效率和均温性都优于传统热管。例如申请号为201210187939.4的发明转啦公开了一种相变化散热装置，用以对发热元件散热，其包括一腔体及设置于所述腔体内的工作介质，工作介质为在常温呈现固态的相变化绝缘物质，腔体收容发热元件；工作介质为结晶水合盐类、有机酸或酯类等。
[0005]然而，对于多热源高热流密度电子器件，由于组成元件正常工作时功率不同，因此多芯片组件中各个元件的发热量也有所不同，现有技术中都是采用统一平行的微通道进行散热，如果采用统一的流道结构进行散热，会导致各热源温度不一致。因此，针对多热源高热流密度电子器件的散热研究具有很大的研究价值。
【发明内容】
[0006]本发明为了解决现有散热装置存在的不能够对多热源高热流密度电子器件进行均匀散热的问题，以及现有的平行微通道在使用过程中温度沿流向迅速上升，形成了较大的温度梯度而影响芯片的稳定性的问题，而提供一种采用均热板及微通道对多热源器件散热的均温装置，采用二维传热方式的均热板进行散热，具备更低的热阻值，芯片散热速度更快；同时本发明的微通道设计能够减小温度梯度，实现热量的均匀分布，避免了芯片局部热负荷过高带来的危害；同时微通道还降低了整个微通道的总压降。
[0007]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
一种采用均热板及微通道对多热源器件散热的均温装置，其特征在于，包括LTCC基板，所述LTCC基板内封装有至少两个热源，所述LTCC基板的上方安装有均热板，所述均热板的上方设置有与热源数量相同的微通道，各个微通道的入口由一个进口与外界的冷却液源连通，各个微通道的出口与外界的集液箱连通。
[0008]所述的各个微通道的流道数量相同或者不同。
[0009]所述微通道的各个流道相互并列设置。
[0010]所述均热板包括金属壳体，金属壳体形成一个蒸汽腔，金属壳体的内壁上设有吸液芯，所述蒸汽腔内注入有工作液体，所述金属壳体内还设有竖直设置的支撑柱，所述支撑柱的上下端分别连接在吸液芯上。
[0011]所述支撑柱为圆柱体。
[0012]所述吸液芯为烧结金属粉末吸液芯。
[0013]所述支撑柱的表面设有毛细层，所述毛细层由烧结金属粉末制成。
[0014]所述均热板与LTCC基板之间设有绝缘导热板。
[0015]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
本发明的采用均热板及微通道对多热源器件散热的均温装置，包括LTCC基板，所述LTCC基板内封装有至少两个热源，所述LTCC基板的上方安装有均热板，所述均热板的上方设置有与热源数量相同的微通道，各个微通道的入口由一个进口与外界的冷却液源连通，各个微通道的出口与外界的集液箱连通。本发明采用二维传热方式的均热板进行散热，具备更低的热阻值，芯片散热速度更快，热传递均匀的特点；同时本发明的各个微通道的连接在一起形成一个Y形结构，能够用于多热源器件进行均匀散热，与传统的平行微通道相比，能够减小温度梯度，实现热量的均匀分布，避免了芯片局部热负荷过高带来的危害；微通道还降低了整个微通道的总压降，降低总压降能够减少微通道进出口的冲击，保证进出口的密封性能，同时减少对流道管壁的冲击力，延长微通道的使用寿命。
【附图说明】
[0016]图1是本发明一实施例的爆炸示意图；
图2是本发明的剖视图结构示意图；
图3是图1中的第二微通道的结构示意图；
图4是图1中的第一微通道的结构示意图；
图5是图1中的均热板使用时的剖视图示意图；
图6是本发明使用时的结构框图。
[0017]图中标记:1、微通道盖板，2、第一微通道，3、均热板，4、绝缘导热板，5、LTCC基板，6、第一热源，7、第二热源，8、第二微通道，9、金属壳体，10、吸液芯，11、蒸汽腔，12、支撑柱。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
[0019]结合附图，本发明的采用均热板及微通道对多热源器件散热的均温装置，包括LTCC基板5，所述LTCC基板5内封装有至少两个热源(例如图1中标注的第一热源6、第二热源7)，本发明的LTCC基板5可以根据实际使用的情况，封装多个热源；所述LTCC基板5的上方安装有均热板3，所述均热板3的上方设置有与热源数量相同的微通道(如图1中标注的第一微通道2和第二微通道8)，为了便于安装和使用，微通道的配设有微通道盖板I ;各个微通道的入口由一个进口与外界的冷却液源连通，各个微通道的出口与外界的集液箱连通。本发明采用二维传热方式的均热板进行散热，具备更低的热阻值，芯片散热速度更快，热传递均匀的特点；同时本发明的各个微通道的连接在一起形成一个Y形结构，能够用于多热源器件进行均匀散热，与传统的平行微通道相比，能够减小温度梯度，实现热量的均匀分布，避免了芯片局部热负荷过高带来的危害；微通道还降低了整个微通道的总压降，降低总压降能够减少微通道进出口的冲击，保证进出口的密封性能，同时减少对流道管壁的冲击力，延长微通道的使用寿命。
[0020]结合图1、图3和图4，本发明的各个通道形成Y形结构，在每个分叉处均产生了一定的压力回升，从