[發明專利]一種芯片型微熱管及其制備工藝

在審

• 申請號: 201410271459.5
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104022089A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 季旭;譚禮軍;李明;王云峰;余瓊粉;羅熙;冷從斌
• 申請（專利權）人: 云南師范大學
• 主分類號: H01L23/427
• 分類號: H01L23/427;F28D15/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種熱管，尤其是一種芯片型微熱管及其制備工藝。?

背景技術

一般而言，大功率密度電子芯片和微執行器件需要能夠快速散熱，芯片基底的溫度是影響其工作性能的重要因素。近年來，由傳統半導體技術發展而來的微系統技術，溫度控制對于其正常工作至關重要。?

熱管技術是一種無需外部驅動,靠工質自身在循環過程中相變而伴隨吸熱、散熱的高效傳熱技術。熱管的熱阻極小，有效導熱系數甚至可達銅的上萬倍。熱管內通常充有揮發性工質，工質在蒸發段吸收熱量發生相變成為氣態，并在冷凝段放出熱量凝結為液態。重力熱管結構簡單，其液態工質的回流依靠重力作用，能實現單向導熱（即熱只能從底部傳向頂部），但在工作中必須豎直放置。虹吸熱管通過在管內壁敷設一層多孔材料，利用多孔材料的虹吸作用回流液態工質，因此在工作中不限定放置方式，但虹吸熱管的換熱性能與多孔材料的虹吸能力密切相關。?

芯片系統中用于電子信號控制與處理的集成電路和微流控子系統已可設計制備在芯片上，并分別通過金屬引線及微流道與微反應腔發生物質和能量的交換。然而，芯片系統的熱控制卻仍然主要采用在反應腔基底敷設加熱電極和風扇/液流冷卻等方式進行，無法實現功能的模塊化。這樣的熱控制方法存在以下問題：一是敷設加熱電極和冷卻流道的空間有限，影響其加熱/冷卻功率；二是熱控制元件與流道、金屬導線集中在同一區域，容易引起加工上的困難；三是加熱/冷卻時常常同時加熱/冷卻整個芯片基底，造成熱容大且容易影響其它器件的性能。?

發明內容

本發明所需解決的技術問題是針對現有技術的不足，提出一種制作簡單，快速傳熱的芯片型微熱管及其制備工藝。?

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：?

一種芯片型微熱管及其制備工藝，包括晶體硅片、溝槽、多孔材料、玻璃、填充物，所述晶體硅片上表面刻蝕有溝槽，溝槽內壁淀積多孔材料；所述晶體硅片上表面鍵合玻璃。?

所述玻璃有小孔打通，小孔正對溝槽，小孔被填充物填滿。?

一種芯片型微熱管的制備工藝流程如下：?

??a）在晶體硅片表面刻蝕溝槽；?

??b）掩膜圖形下在溝槽表面淀積多孔材料，去除掩膜；?

??c）鍵合片打孔，對準鍵合；?

??d）溝槽抽真空，并注入沸點適當的揮發性工質；?

??e）密封開孔。?

??芯片型微熱管利用在溝槽內壁淀積的多孔材料的虹吸作用回流液態工質，實現芯片的快速傳熱和溫度控制。?

??本發明的有益效果是：提出了一種芯片型微熱管及其制備工藝，通過在半導體器件內部增加微熱管，直接從實現芯片的快速傳熱和升降溫，且效率高、制作工藝簡單、對其它器件性能影響小。解決了現有技術工藝復雜，適合低成本大批量生產。?

附圖說明

??圖1是一種芯片型微熱管的結構示意圖。?

??圖2、3、4、5是一種芯片型微熱管的制備工藝流程示意圖。?

??圖中1.晶體硅片，2.溝槽，3.多孔材料，4.玻璃，5.填充物。?

具體實施方式

??如圖1所示，一種芯片型微熱管及其制備工藝，包括晶體硅片（1）、溝槽（2）、多孔材料（3）、玻璃（4）、填充物（5），所述晶體硅片（1）上表面刻蝕有溝槽（2），溝槽（2）內壁淀積多孔材料（3）；所述晶體硅片（1）上表面鍵合玻璃（4）。?

??所述玻璃（4）有小孔打通，小孔正對溝槽（2），小孔被填充物（5）填滿。?

??如圖2、3、4、5所示，一種芯片型微熱管的制備工藝流程如下：?

??a）在晶體硅片（1）表面刻蝕溝槽（2）；?

??b）掩膜圖形下在溝槽（2）表面淀積多孔材料（3），去除掩膜；?

??c）鍵合片打孔，對準鍵合；?

??d）溝槽（2）抽真空，并注入沸點適當的揮發性工質；?

??e）密封開孔。?

??芯片型微熱管利用在溝槽（2）內壁淀積的多孔材料（3）的虹吸作用回流液態工質，實現芯片的快速傳熱和升降溫。?