一种微流控自循环散热片及制备方法、芯片封装体与流程

本公开实施例属于半导体散热装置，具体涉及一种微流控自循环散热片及制备方法、芯片封装体。

背景技术：

1、在半导体封装行业，芯片封装所带来的芯片散热问题成为制约其性能和寿命的重要因素之一。传统的芯片封装散热片虽能够有效降低区域温度，但在面对日益增长的散热需求时，往往存在散热效率低、体积大、能耗大等问题。随着封装尺寸的精细化，散热片需要在小体积的基础上实现优异的散热功能，增加了对微型高效散热片的需求。

2、微流控技术是在微观尺度下操纵微小流体的技术，具有速度快、通量高和系统集成化程度高等显著优势，已经在生物芯片、药物研发、燃料电池等方面广泛应用。然而，微流控技术在散热片领域的应用目前还未见报道。

技术实现思路

1、本公开实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种微流控自循环散热片及制备方法、芯片封装体。

2、本公开实施例的一方面提供一种微流控自循环散热片，用于固定于芯片封装体以对所述芯片封装体进行散热，所述散热片包括：

3、壳体；

4、冷却通道，所述冷却通道设置于所述壳体内，所述冷却通道的长度大于其投影长度；

5、进液管和出液管，所述进液管的第一端与冷却通道入口相连通，所述出液管的第一端与冷却通道出口相连通；

6、驱动机构，所述驱动机构分别与所述进液管的第二端和所述出液管的第二端连接，以驱动冷却液在所述冷却通道内进行自循环。

7、可选的，所述冷却通道包括至少一个冷却单元，每个所述冷却单元呈螺旋盘旋式微流道结构。

8、可选的，所述冷却单元的盘旋半径范围为0.25mm～5mm；所述冷却单元的盘旋半径的增长速度范围为0.25mm～1mm。

9、可选的，所述冷却通道包括多个所述冷却单元，多个所述冷却单元之间串联连接。

10、可选的，多个冷却单元之间通过串联通道或者所述冷却通道相连通。

11、可选的，所述冷却通道的直径范围为0.1mm～1mm。

12、可选的，所述壳体包括注入口和流出口；

13、所述注入口与所述冷却通道入口相连通，所述流出口与所述冷却通道出口相连通。

14、本公开实施例的另一方面提供一种微流控自循环散热片的制备方法，采用3d打印加工方法制备前文所述的微流控自循环散热片，所述3d打印加工方法包括：

15、利用三维建模软件设计所述散热片的模具，将stl文件导入3d打印机建模软件后，将打印支撑材料选为可溶解性材料，设置挤出温度为120℃～250℃和加热温度为80℃～150℃，打印完成后等待打印底板在室温下完全冷却后，用镊子将模具从底板剥离开，放入有变色硅胶的真空保鲜盒中存放备用；

16、先在培养皿中浇铸一层封装材料，待其固化后放置散热片模具，继续浇铸封装材料，使其没过模具表面，留出进出口结构的模具部分，浇铸完成后将培养皿平放入干燥箱中放置，使其完全固化，并在弹性较大的情况下将其抽离出来；

17、利用支撑材料的溶解特性，采用弯角针头插入反应器入口，将针筒中接近的热水注入通道中，支撑材料在热水中软化，在注射压力下冲出散热片，形成所述冷却通道，以得到所述散热片。

18、可选的，所述3d打印加工方法还包括：

19、采用三维建模软件设计所述散热片结构的模具；

20、将stl文件导入3d打印机建模软件，并分别设置紫外固化穿透深度为50μm～80μm，每层固化时间为2s～5s，整体打印时间为300min～500min，等待打印得到所述散热片。

21、本公开实施例的另一方面提供一种芯片封装体，包括芯片和散热片，所述散热片通过粘结胶层固定于所述芯片，以对所述芯片进行散热；其中，

22、所述散热片采用前文所述的微流控自循环散热片。

23、本公开实施例的微流控自循环散热片及制备方法、芯片封装体，该散热片创造性的采用微流控技术，具有微米级尺寸，打破了传统散热片体积大、散热效率低等问题，可以使散热片在小尺寸下拥有高比表面积，增加了散热面积，实现散热片的微型化；冷却通道的长度大于其投影长度，冷却液从冷却通道入口进入冷却通道，经过不断地改变流动路线，从而强化了散热过程，提高了传热散热效率，使得在较短时间内完成芯片封装体的高效散热；驱动机构实现了散热片内部冷却液的自循环流动，提高了散热效率，起到了强化散热片的传热散热过程；散热片的散热强度可以通过散热片的尺寸和冷却通道长度来进行控制，适用于不同尺寸、不同封装类型的芯片封装，增加芯片封装体的可靠性并延长其寿命，具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种微流控自循环散热片，其特征在于，用于固定于芯片封装体以对所述芯片封装体进行散热，所述散热片包括：

2.根据权利要求1所述的微流控自循环散热片，其特征在于，所述冷却通道包括至少一个冷却单元，每个所述冷却单元呈螺旋盘旋式微流道结构。

3.根据权利要求2所述的微流控自循环散热片，其特征在于，所述冷却单元的盘旋半径范围为0.25mm～5mm；

4.根据权利要求2所述的微流控自循环散热片，其特征在于，所述冷却通道包括多个所述冷却单元，多个所述冷却单元之间串联连接。

5.根据权利要求4所述的微流控自循环散热片，其特征在于，多个冷却单元之间通过串联通道或者所述冷却通道相连通。

6.根据权利要求1至5任一项所述的微流控自循环散热片，其特征在于，所述冷却通道的直径范围为0.1mm～1mm。

7.根据权利要求1至5任一项所述的微流控自循环散热片，其特征在于，所述壳体包括注入口和流出口；

8.一种微流控自循环散热片的制备方法，其特征在于，采用3d打印加工方法制备权利要求1至7任一项所述的微流控自循环散热片，所述3d打印加工方法包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述3d打印加工方法还包括：

10.一种芯片封装体，其特征在于，包括芯片和散热片，所述散热片通过粘结胶层固定于所述芯片，以对所述芯片进行散热；其中，

技术总结本公开实施例提供一种微流控自循环散热片及制备方法、芯片封装体，散热片用于对芯片封装体进行散热，散热片包括壳体、冷却通道、进液管、出液管和驱动机构，冷却通道设置于壳体内，冷却通道的长度大于其投影长度；进液管与冷却通道入口连通，出液管与冷却通道出口连通；驱动机构分别与进液管和出液管连接，以驱动冷却液在冷却通道内进行自循环。本公开实施例的散热片在小尺寸下拥有高比表面积，增加散热面积，实现散热片的微型化；冷却液经过冷却通道不断地改变流动路线，强化散热过程，提高传热散热效率，使得在较短时间内完成芯片封装体的高效散热；驱动机构实现散热片内部冷却液的自循环流动，提高散热效率，起到强化散热片的传热散热过程。技术研发人员：圣莲珠,黄金鑫,张志龙,黄晓梦受保护的技术使用者：通富微电子股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2