【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体微通道散热，具体涉及一种陶瓷微通道散热器及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，随着电子器件不断向高密度、小型化、集成化的方向发展，芯片集成数量以及芯片热流密度不断增加，工作中的发热量也随之剧增，导致元器件温度显著升高，这使得电子器件面临的散热问题日益严重。微通道冷却技术具有散热效率高和结构紧凑的特点，近年来得到了迅速发展，被广泛运用于电子设备、光电子器件、激光器及相控阵雷达天线等领域，已成为高热流密度散热的一种重要技术手段。
2、目前绝大多数微通道散热器主要采用铜或铝质金属材料制造而成。传统技术制备方案是先采用微铣削工艺加工出微通道主体和上盖，然后通过螺栓连接或焊接工艺将两部分组装，从而内部形成完整的流道。该方案的缺点是微通道散热器内部容易发生泄露，而且接触热阻大，影响微通道冷却效率；而且金属材料与电子器件芯片材料热膨胀系数差异大，在高温情况下容易导致芯片连接失效(脱落、失粘)等问题，因此通常需要在两者之间焊接一层陶瓷片作为“缓冲层”，这进一步增加了传热热阻及制造成本。
3、为此，提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提出一种陶瓷微通道散热器及其制备方法，本专利技术采用面投影微立体光刻技术一体化制备得到的陶瓷微通道散热器，能降低冷却工质泄露风险及接触热阻。
2、为了实现以上目的，本专利技术提供了以下技术方案。
3、本专利技术的第一方面提供了一种陶瓷微通道散热器，其包括散热器主体以及一体成型在所述
4、进一步，所述微通道结构包括互不连通的多个微通道，且所述多个微通道间隔排布。
5、优选地，所述多个微通道沿所述散热器主体的第一方向间隔排布。
6、优选地，相邻两个所述微通道之间的间距为0.05～0.3mm。
7、进一步，所述微通道呈长条状。
8、优选地，所述微通道的宽度方向与所述散热器主体的第一方向一致。
9、优选地，每个所述微通道沿所述散热器主体的高度方向的深度为0.5～1mm。
10、进一步，所述歧管结构包括互不连通的第一歧管和第二歧管，所述第一歧管分别连通所述散热器入口和所述微通道结构，所述第二歧管分别连通所述散热器出口和所述微通道结构。
11、进一步，所述第一歧管呈“u”字型，所述第二歧管呈“e”字型，所述第一歧管和所述第二歧管的开口方向与所述散热器主体的第一方向一致，并且所述第一歧管与所述第二歧管开口相对并拼套设置。
12、优选地，所述散热器入口包括螺纹连接口。
13、优选地，所述散热器出口包括螺纹连接口。
14、进一步，所述陶瓷微通道散热器的材料包括al2o3、aln、sic、beo、zro2陶瓷材料中的一种或多种组合。
15、本专利技术的第二方面提供了一种陶瓷微通道散热器的制备方法，其包括以下步骤：
16、设计微通道结构和歧管结构并构建陶瓷微通道散热器三维模型；
17、对所述陶瓷微通道散热器三维模型进行切片，生成面投影微立体光刻轨迹；
18、采用面投影微立体光刻技术一体化加工得到陶瓷微通道散热器光刻样品；
19、清洗所述陶瓷微通道散热器光刻样品，以及对干燥后的所述陶瓷微通道散热器光刻样品依次进行固化、脱脂和烧结处理，制得所述陶瓷微通道散热器。
20、进一步，所述陶瓷微通道散热器光刻样品的清洗过程包括：
21、通过所述散热器入口和所述散热器出口交替进行多次冲洗所述陶瓷微通道散热器光刻样品的内部空腔；
22、将所述陶瓷微通道散热器光刻样品浸泡在清洗液中静置沉降。
23、进一步，所述清洗液包括甲氧基聚醚。
24、优选地，用于冲洗所述陶瓷微通道散热器光刻样品的内部空腔的冲洗液包括去离子水、工业酒精中的一种或两种组合。
25、优选地，对所述陶瓷微通道散热器三维模型进行切片的厚度为5～40μm。
26、进一步，所述脱脂处理的温度为900～1100℃。
27、优选地，所述烧结处理的温度为1400～1600℃。
28、优选地，采用紫外固化箱对所述陶瓷微通道散热器光刻样品进行固化处理，固化处理的时间为10～20min。
29、与现有技术相比，本专利技术达到了以下技术效果：
30、(1)本专利技术中的制备方法成型精度高至微米级，微通道间距最小可达0.1mm以下。
31、(2)本专利技术中的制备方法可以加工复杂的歧管-微通道结构形状，不受传统加工工艺的限制。
32、(3)本专利技术中的制备方法一体化加工得到陶瓷微通道散热器，降低了通水泄露的风险。
33、(4)本专利技术中的制备方法实现了进出口螺纹的一体化加工，有效避免了后期在陶瓷散热器进、出口表面加工螺纹孔可能导致的开裂等问题，从而提升了散热器的使用性能和稳定性。
34、(5)本专利技术提出的方法使得半导体功率器件可直接封装在陶瓷表面，受热应力集中影响较小，可有效解决连接失效问题。
35、(6)本专利技术中的制备方法加工效率高，简化了工艺流程，降低了制造成本，缩短了加工时间，适合大批量生产。
36、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
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1.一种陶瓷微通道散热器，其特征在于，包括散热器主体以及一体成型在所述散热器主体内部空腔内的微通道结构和歧管结构，所述微通道结构铺设在所述歧管结构的下方且连通所述歧管结构，所述散热器主体上开设有分别连通所述歧管结构的散热器入口和散热器出口。
2.如权利要求1所述的陶瓷微通道散热器，其特征在于，所述微通道结构包括互不连通的多个微通道，且所述多个微通道间隔排布；
3.如权利要求2所述的陶瓷微通道散热器，其特征在于，所述微通道呈长条状；
4.如权利要求1所述的陶瓷微通道散热器，其特征在于，所述歧管结构包括互不连通的第一歧管和第二歧管，所述第一歧管分别连通所述散热器入口和所述微通道结构，所述第二歧管分别连通所述散热器出口和所述微通道结构。
5.如权利要求4所述的陶瓷微通道散热器，其特征在于，所述第一歧管呈“U”字型，所述第二歧管呈“E”字型，所述第一歧管和所述第二歧管的开口方向与所述散热器主体的第一方向一致，并且所述第一歧管与所述第二歧管开口相对并拼套设置；
6.如权利要求1所述的陶瓷微通道散热器，其特征在于，所述陶瓷微通道散热
7.一种权利要求1-6任一项所述的陶瓷微通道散热器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的陶瓷微通道散热器的制备方法，其特征在于，所述陶瓷微通道散热器光刻样品的清洗过程包括：
9.如权利要求8所述的陶瓷微通道散热器的制备方法，其特征在于，所述清洗液包括甲氧基聚醚；
10.如权利要求7所述的陶瓷微通道散热器的制备方法，其特征在于，所述脱脂处理的温度为900～1100℃；
...【技术特征摘要】
1.一种陶瓷微通道散热器，其特征在于，包括散热器主体以及一体成型在所述散热器主体内部空腔内的微通道结构和歧管结构，所述微通道结构铺设在所述歧管结构的下方且连通所述歧管结构，所述散热器主体上开设有分别连通所述歧管结构的散热器入口和散热器出口。
2.如权利要求1所述的陶瓷微通道散热器，其特征在于，所述微通道结构包括互不连通的多个微通道，且所述多个微通道间隔排布；
3.如权利要求2所述的陶瓷微通道散热器，其特征在于，所述微通道呈长条状；
4.如权利要求1所述的陶瓷微通道散热器，其特征在于，所述歧管结构包括互不连通的第一歧管和第二歧管，所述第一歧管分别连通所述散热器入口和所述微通道结构，所述第二歧管分别连通所述散热器出口和所述微通道结构。
5.如权利要求4所述的陶瓷微通道散热器，其特征在于，所述第一歧管呈“u”...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛亚辉，宗宽，张金超，郭明，高洁，刘得保，
申请(专利权)人：北京大学南昌创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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