CN100364372C - 微型循环流道系统及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种微型循环流道系统包括一印刷电路基板及一流体。该印刷电路基板具有一绝缘层、一金属层，以及一循环流道路径。该循环流道路径包含一邻近一高温区的集热流道、一邻近一低温区的散热流道、一由该散热流道连通至该集热流道的低温输送流道，以及一由该集热流道连通至该散热流道的高温输送流道。该流体容装于该循环流道路径内，借以将该高温区的热量移转至该低温区。而其制作方法则是先形成一预定图形于该绝缘层上；而后移除该绝缘层对应于该预定图形的一部分，以产生该循环流道路径。

Description

微型循环流道系统及其制造方法

(1)技术领域

本发明涉及一种微型循环流道系统及其制造方法，特别是涉及一种制作于印刷电路基板上的微型循环流道系统及其制造方法。

(2)背景技术

由于现今电子与半导体技术发达，使得各个领域的科技水平快速提升。在电子与半导体产业中，特别是在接近终端产品的装配制造过程中，印刷电路板(Printed Circuit Boards)不但用以搭载其他电子及半导体元件并形成通路，还必须提供一稳定的电路工作环境，以充分发挥个别元件与整体系统的功能，因此占有相当关键的地位。

为达到搭载其他元件以及提供良好电路工作环境的目的，以往应用于制作印刷电路板，包含绝缘层及设置于该绝缘层上的金属层的印刷电路基板，始终着眼于绝缘层结构的强度与稳定性，以及小型化与多层化后，以金属层制成的金属电路的电性连接效果；至于各个电子及半导体元件因工作废热所造成的高温问题，则交由额外附加的冷却装置来处理。而由于一般的冷却装置只能邻近电子及半导体元件已封装完整的外壳，无法直接地冷却实际产生废热的通电部分，因此相当难以冷却电子及半导体元件邻近该印刷电路板侧温度，而只能降低元件导热性最差的绝缘外壳的温度。加上随着小型化的趋势所造成的元件密度提高，以及因高速电路所造成的高频电流，使得各个元件与系统受限于工作温度而无法展现实际效能的事时有所闻。

因此，便有运用微系统技术如微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)、微机光系统(Micro-Optic-Mechanical System，MOMS)，以及微光机电系统(Micro-Electro-Mecha-Optical System，MEMOS)等技术发展微型冷却装置的建议，但是由于该微型冷却装置不但制造精度要求高，生产成本昂贵外，更因其所能移转热量的工作容量与其实际上的体积与质量成比例的物理限制，使得该微型冷却装置即使具有再高的冷却效率，受限于体积质量也只能针对个别元件进行降温，而无法排除多数电子与半导体元件所产生的废热。纵算所有元件均装设有该微型冷却系统，由于该微型冷却装置先天上尺寸的限制，其移转废热的距离有限，因此无法完全移除整个系统所产生的废热。

另外，如德国专利DE19739717号及DE19739722号，揭示了一种以制作印刷电路板用的印刷电路基板制作微流道结构的方法，如图1所示，其建议利用层叠方式形成以绝缘层91为顶盖与底座、金属电路92为侧壁的微流道结构90，不过，由于其是以金属电路92为侧壁，且内面还附着有一胶质层93，因此该微流道结构90的截面积将受限于印刷电路板制程中金属电路92与该胶质层93的厚度，导致其截面积相对于绝缘层的厚度较小，相当不适用于进行冷却，特别是当形成截面积较大的储槽结构时，不但截面积的设计受到限制，其品质及良率也相当不易掌控。

同时，由于上述的微流道结构90是以绝缘层91为顶与底，以金属电路92为侧壁，因此若是应用于降低电子与半导体元件(图未示)的温度，则势必只能运用于多层电路板上，而无法应用于只具有单一绝缘层及单一金属层的单面基板(图未示)或具有单一绝缘层及两金属层的双面基板(图未示)上。

此外，应用于移转热量的冷却系统必须具备有散热组件(图未示)，若将上述微流道结构90设计成冷却系统，由于该微流道结构90受限于该胶质层93、以及较厚的绝缘层91，所以其导热效果极差，无法直接以该微流道结构90形成上述的散热组件，因此只以该微流道结构90所组成的冷却系统将很难发挥热量有效转移的效能。

(3)发明内容

本发明的主要目的是在提供一种制作于印刷电路基板上的微型循环流道系统及其制造方法。

本发明的另一目的是在提供一种用于热量转移的微型循环流道系统及其制造方法。

本发明微型循环流道系统是用于将一高温区的热量转移至一低温区，该微型循环流道系统包括一印刷电路基板，该印刷电路基板具有至少一绝缘层，以及至少一设置于该绝缘层上的金属层；其中：该印刷电路基板还具有一由该绝缘层及该金属层所共同界定出的循环流道路径；该循环流道路径包含至少一邻近该高温区的集热流道、至少一邻近低温区的散热流道、一由该散热流道连通至该集热流道的低温输送流道，以及一由该集热流道连通至该散热流道的高温输送流道；而该微型循环流道系统还包括一容装于该循环流道路径内的流体，借以将该高温区的热量转移至该低温区；其特点是：该高温输送流道还具有一混合室段；该循环流道路径还包含一连通该低温输送流道与该混合室段的低温次流道，借由该低温次流道能使部分该流体直接地由该低温输送流道不经该高温区而输送至该混合室段。

而制作上述微型循环流道系统的制作方法，其特点是包括下列步骤：

a)形成一预定图形于该绝缘层上；及

b)移除该绝缘层对应于该预定图形的一部份，以产生一循环流道路径；该主循环流道路径包含至少一邻近该高温区的集热流道、至少一邻近低温区的散热流道、一由该散热流道连通至该集热流道的低温输送流道，以及一由该集热流道连通至该散热流道的高温输送流道；其中还包括：形成一混合室段于该高温输送流道；形成一连通该低温输送流道与该混合室段的低温次流道，借由该低温次流道能使部分该流体直接地由该低温输送流道不经该高温区而输送至该混合室段。

本发明的功效，是运用印刷电路板制程，于一印刷电路基板上制作一微型流道系统，以供进行热量的转移，达到降低设置于其上的元件温度的效果。

(4)附图说明

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

图1是现有以一印刷电路基板制作的一微流道结构的一剖面图；

图2是本发明该微型循环流道系统及其制作方法的第一较佳实施例的一剖面图；

图3是沿图2中的3-3剖面线的一剖面示意图；

图4是该第一较佳实施例的一剖面图，说明一集热流道的另一态样；

图5是该第一较佳实施例的一剖面图，说明该集热流道的又一态样；

图6是该第一较佳实施例的一剖面图，说明一循环流道路径的另一态样；

图7是该第一较佳实施例的一剖面图，说明该循环流道路径的又一态样；

图8是该第一较佳实施例的一剖面图，说明该循环流道路径的再一态样；

图9是该第一较佳实施例的一剖面图，说明该循环流道路径具有多个贯穿一金属层的通孔；

图10是该第一较佳实施例的一剖面图，说明该循环流道路径具有多个贯穿一绝缘层的通孔；

图11是该第一较佳实施例的一流程图；

图12是该第一较佳实施例的一剖面图，说明制备一具有该绝缘层、该金属层及一光阻层的印刷电路基板；

图13是该第一较佳实施例的一剖面图，说明形成一预定图形于该绝缘层上；

图14是该第一较佳实施例的一剖面图，说明移除该绝缘层的部份以形成该循环流道路径；

图15是该第一较佳实施例的一剖面图，说明设置一盖体以封闭该循环流道路径；

图16是本发明该微型循环流道系统及其制作方法的第二较佳实施例的一系统示意图；

图17是该第二较佳实施例的一部份剖面图；

图18是该第二较佳实施例的一流程图；

图19是该第二较佳实施例的一剖面图，说明制备一具有一主绝缘层、一金属层及一光阻层的印刷电路基板；

图20是该第二较佳实施例的一剖面图，说明形成一预定图形于该主绝缘层上；

图21是该第二较佳实施例的一剖面图，说明移除该主绝缘层的部份以形成一主循环流道路径；

图22是该第二较佳实施例的一剖面图，说明设置一盖体以封闭该主循环流道路径；

图23是该第二较佳实施例的一剖面图，说明形成多个贯穿该盖体的通孔；

图24是该第二较佳实施例的一剖面图，说明设置一副绝缘层于该盖体上；

图25是该第二较佳实施例的一剖面图，说明形成一预设图形于该副绝缘层上；

图26是该第二较佳实施例的一剖面图，说明移除该副绝缘层的部份以形成一次循环流道路径；及

图27是该第二较佳实施例的一剖面图，说明设置依金属格网于一集热流道内。

(5)具体实施方式

如图2及图3所示，本发明微型循环流道系统及其制作方法的第一较佳实施例，是供应用于一制作成印刷电路板的印刷电路基板1上，并将多个设置于其上的电子元件81所产生的热量，由一高温区82转移至一低温区83，该微型循环流道系统包括该印刷电路基板1、一设置于该印刷电路基板1上的盖体2、一用于转移热量的流体，以及一设置于该印刷电路基板1上用于驱动流体的驱动装置4。

该印刷电路基板1具有一以环氧树脂(epoxy resin)材质制成的绝缘层11、一设置于该绝缘层11上的金属层12，以及一由该绝缘层11及该金属层12所共同界定出供该流体流动的循环流道路径10。在本实施例中，该金属层12还形成一与该电子元件81相导通的电路(图未示)，同时该印刷电路基板1是以该金属层12为底壁、以该绝缘层11为侧壁，而使该循环流道路径10形成于该绝缘层11。该循环流道路径10包含多个邻近该高温区82且平行排列的集热流道101、多个邻近该低温区83且同样平行排列的散热流道102、一由该散热流道102连通至该集热流道101的低温输送流道103、一由该集热流道101连通至该散热流道102的高温输送流道104，以及一连通该低温输送流道103与该高温输送流道104的低温次流道105。

该低温输送流道103具有一邻近该散热流道102的储存室段1031，以及一连通该储存室段1031与该集热流道101的输送段1032，该储存室段1031的截面积大于该输送段1032的截面积，借以储存较多的流体。

该高温输送流道104具有多个平行排列并分别与该集热流道101其中部分集热流道101相连通的扩张段1041、多个分别与各该扩张段1041相连通的喉部段1042、1042’，以及一与所有喉部段1042、1042’相连通的混合室段1043。该扩张段104 1的截面积大于各该集热流道101与各该输送段1032的截面积，并往各该喉部段1042、1042’方向渐缩。各该喉部段1042、1042’的截面积则均小于各该扩张段1041的截面积，而该低温次流道105连通于其中之一喉部段1042’上，并借以使部分流体直接地由该低温输送流道103在不经过该高温区82的情况下，直接由该喉部段1042’输送至该混合室段1043。

该高温输送流道104还具有多个与该混合室段1043相连通且呈平行排列的大截面段1044，以及多个分别与各该大截面段1044相连通的小截面段1045，各该小截面段1045的截面积小于各该大截面段1044的截面积，且邻近该散热流道102；相较于该小截面段1045，该大截面段1044则远离该散热流道102。

上述流体则是容装于该循环流道路径10内，借以将该高温区82的热量转移至该低温区83。在本实施例中，该流体为蒸馏水或去离子水，但是并不以此为限，如甲醇及丙酮等的有机溶剂，或其他冷却剂(或冷媒)，甚至空气也都可以作为本发明微型循环流道系统中用于转移热量的流体。

该盖体2设置于该绝缘层11远离该金属层12侧并封闭该循环流道路径10，在本实施例中，该盖体2的材质与该金属层12完全相同时，因此该印刷电路基板1便是形成所谓的双面基板形式，当然，该盖体2的材质并非以此为限，其也可以与该绝缘层11一样，或者是由其他如玻璃等材质制成。

该驱动装置4具有一设置于该印刷电路基板1上的控制芯片(图未示)，以及一与该低温输送流道103相连通的微型泵41，该控制芯片借由该金属层12所形成的电路与微型泵41相导通，并借以控制该微型泵41，进而达到驱动该流体于该循环流道路径10内流动的效果。

因此，当该流体充满于该循环流道路径10内时，其中大部分将是储存于该储存室段1031，在此处的流体温度较低且呈液态，其温度与室温接近，并可经由该输送段1032流动至该集热流道101。由于该集热流道101呈区域分布，且位于其内的流体与该金属层12的总接触面积较大，因此使得该流体容易吸收该位于该高温区82的电子元件81所产生的热量。所以当该电子元件81产生的废热累积导致温度升高超过工作流体的沸点时(以水为例约100℃)，经热交换由该流体吸收后，也将使该流体温度升高，并使其呈蒸气状态。由于经过设计，该扩张段1041的截面积相对于该集热流道101及该输送段1032的截面积为大，所以相对压力较低，因此位于该集热流道101内的呈蒸气状态的流体便自然地往该扩张段1041流动，并同时对该输送段1032内的低温流体产生汲取的力量，使得位于该低温输送流道103内的流体往该集热流道101方向流动。

而该吸收热量并呈蒸气状态的流体由该扩张段1041流向该喉部段1042、1042’时，由于截面积渐缩的原因，将使该流体逐渐加速，并在流经各该喉部段1042、1042’时接近音速，此时因高速流体将产生相对低压，因此将使得产生于该喉部段1042’的低压对该低温次流道105内的流体产生一吸取力量，而将位于该低温次流道105内的液态流体吸入该喉部段1042’，并与由各该喉部段1042、1042’冲出的蒸气状态流体一同喷入该混合室段1043。

因此，位于该混合室段1043的流体温度虽已下降，但是其只为低温流体与高温流体热平衡所造成的效果，并未真正将热量由流体内移出，因此仍须将该混合室段1043内的流体借由该高温输送流道104导引至该散热流道102内进行散热。由于各该小截面段1045的截面积小于各该大截面段1044的截面积，因此各该小截面段1045由外聚力所造成的毛细力大于各该大截面段1044的毛细力，因此为于该混合室段1043内的流体能自然地借由毛细力的吸引经由各该大截面段1044流向各该小截面段1045，最后流入该散热流道102，将流体所吸收的热量借由热交换排入该低温区83，而完成热量的转移。

在此要说明的是，上述集热流道101数量多且截面积较小，其目的在于达到增加与该金属层12接触的面积，以及汲取该输送段1032内的低温流体的功效，因此其态样并不以此为限，如图4所示，本实施例的另一态样，该印刷电路基板1还具有一容设于上述集热流道101内用以吸附该流体的金属格网13，或如图5所示，本实施例的又一态样，该印刷电路基板1于该金属层12、该绝缘层11及该盖体2上形成往上述集热流道101内突伸的结晶凸粒14，均能借由该流体与其他材料间的表面张力所造成的吸附现象，达到与上述相同的效果。

此外，如图3所示，该低温次流道105、各该喉部段1042、1042’，以及该混合室段1043是配套设置的，其目的在导引位于该储存室段1031内的低温流体与由该集热流道101流出的高温流体混合，而达到快速降温的目的，使得该高温流体能在流出该高温区82迅速降温，避免造成该印刷电路基板1邻近该高温区82的其他部位温度升高，因此，该低温次流道105、各该喉部段1042、1042’，以及该混合室段1043并非必要元件，若未设置上述元件仍能实施本发明。

同时，虽然本实施例的微型循环流道系统中设置有该驱动装置4，但是其也非必要元件，由上述可知该微型循环流道系统完全不需要外加的驱动力，便能将热量由该高温区82转移至该低温区83，不过，由于欲使该微型循环流道系统自然地达到上述热量转移的功效，该高温区82必须达到一定的高温以上方能达成，在此所谓的高温通常是指接近该流体的沸点，因此，若希望在该高温区82温度在未达上述高温仍能借由该微型循环流道系统进行冷却，或者欲对该微型循环流道系统进行其他的控制，则便可借由设置该驱动装置4加以达成。

尽管上述的循环流道路径10在本实施例中是形成于该绝缘层11内，但是并非以此为限，如图6所示，其也可以是以该绝缘层11为底壁、以该金属层12为侧壁，而使该循环流道路径10形成于该金属层12。如图7及图8所示，甚至还可以采用具有多个绝缘层11与多个金属层12的多层形式的印刷电路基板1，而将该循环流道路径10同时形成于其中部分的该绝缘层11与该金属层12，以增加该循环流道路径10的平均截面积。

另外，该循环流道路径10并非必须限定于同一平面上，如图9所示，当使用具有多个绝缘层11与多个金属层12的多层形式的印刷电路基板1时，便能借由多个贯穿该金属层12其中之一的通孔120，形成该包含该通孔段1201并连通不同绝缘层11的循环流道路径10；或如图10所示，借由多个贯穿该绝缘层11其中之一的通孔110，形成该包含该通孔段1101并连通不同金属层12的循环流道路径10。

在介绍关于上述微型循环流道系统的制作方法前，必须先说明的是，在本实施例中，上述产生热量的电子元件81是于该微型循环流道系统完成后，才设置于该印刷电路基板1上该高温区82所在的预定位置。如图11所示，该制作方法包含下列步骤：

步骤300，如图12所示，制备该印刷电路基板1，该印刷电路基板1具有一绝缘层11及一设置于该绝缘层11上并形成电路(图未示)的金属层12。

步骤302，制备一具有一预定图形60的光罩6，在本实施例中，该预定图形60与上述的循环流道路径10相同。

步骤304，涂布一光阻层5于该绝缘层11的远离该金属层12的一侧。

步骤306，如图13所示，转移该光罩6上的该预定图形60至该光阻层5上，使该预定图形60形成于该绝缘层11上，此步骤是将该预定图形60曝光显影于该光阻层5上，使该绝缘层11的远离该金属层12的一侧显露出该预定图形60。

步骤308，如图14所示，移除该绝缘层11对应于该预定图形60的部份11’(见图13)，以产生该由该金属层12与该绝缘层11的其余部分所共同界定出的循环流道路径10，在本实施例中，该循环流道路径10是以该光阻层5为遮罩，再以干蚀刻(dry etching)的方式移除该绝缘层11对应于该预定图形6C的部份，以显露部分该金属层12邻近该绝缘层11的表面，最后再移除该光阻层5。当然，该绝缘层11对应于该预定图形60的部份11’也可以采用湿式蚀刻(wet etching)或激光挖除(laser ablation)等方式进行移除。

步骤310，如图15所示，固设一涵盖上述循环流道路径10的盖体2于该绝缘层11的远离该金属层12的一侧，以形成该由该金属层12、该绝缘层11与该盖体2所界定出的循环流道路径10。在本实施例中，该盖体2的材质与该金属层12相同，且是以胶黏接合方式固设于该绝缘层11上，当然，该盖体2的材质并非以此为限，其也可以是绝缘材料或玻璃等其他材质制成。

步骤312，如图2及图3所示，设置该驱动装置4的微型泵41于该循环流道路径10上，在本实施例中，该驱动装置4的控制芯片则是待该循环流道路径10完成后，与该电子元件81一同设于该金属层12所形成的电路上。

步骤314，注入该流体进入该循环流道路径10内，在本实施例中是将蒸馏水借由该驱动装置4的微型泵41注入该循环流道路径10内，由于在此采用的流体为蒸馏水，因此必须于该循环流道路径10完成后注入该流体，并同时排出空气；但是若采用的流体为空气时，由于在上述步骤308中空气会自然地占据于该循环流道路径10，则便可省略此一步骤。

步骤316，完成该微型循环流道系统。

此外，如图7所示，若改用具有多个金属层12的印刷电路基板1进行该微型循环流道系统的制作时，则能利用该金属层12为遮罩进行部分该绝缘层11的移除，在此条件下，在步骤304中则必须将该光阻层5(见图12)改涂布于该金属层12的远离该绝缘层11的一侧，先以该光阻层5为遮罩将该预定图形60(见图12)转移至该金属层12上，方能以该金属层12为遮罩对该绝缘层11进行部分移除。

在上述制作该微型循环流道系统的步骤中，除移除该绝缘层11的步骤308外，其他步骤均为一般制作印刷电路板制程，因此相当易于整合进入现有印刷电路板制程中，不但能批量翻造大量生产以降低制造成本，且具有相当的精确准度与冷却效果，能大幅提高该印刷电路基板1及以其所制成的印刷电路板的附加价值。

如图16及图17所示，本发明微型循环流道系统的制作方法的第二较佳实施例，其主要元件大致与上述第一较佳实施例相同，其差异在于本实施例是运用于具有多个绝缘层11与多个金属层12的印刷电路基板1上，将一主循环流道路径1001及一与该主循环流道路径1001连通的次循环流道路径1002，分别形成于该印刷电路基板1的一主绝缘层111及一副绝缘层112上，且同样是用于将热量由一高温区82转移至一低温区83，其中要说明的是，在本实施例中，该高温区82与该低温区83分别位于该印刷电路基板1的相反两侧。

该主循环流道路径1001包含多个邻近低温区83的散热流道102、一与该散热流道102连通的低温输送流道103，以及一与该低温输送流道103相连通的低温次流道105。而该次循环流道路径1002则包含一邻近该高温区82并与该低温输送流道103相连通的集热流道101、一由该集热流道101连通至该散热流道102并与该低温输送流道103相连通的高温输送流道104。该微型循环流道系统还具有一容设于该集热流道101内用以吸附该流体的金属格网13。如图18所示，该制作方法包含下列步骤：

步骤400，如图19所示，首先制备该只具有一主绝缘层111及一金属层12的印刷电路基板1，该金属层12设置于该主绝缘层111上并形成电路(图未示)。

步骤402，制备一具有一预定图形60的光罩6，在本实施例中，该预定图形60与上述的主循环流道路径1001(见图16)相同。

步骤404，涂布一光阻层5于该主绝缘层111上。

步骤406，如图20所示，转移该光罩6上的该预定图形60至该主绝缘层111上，此步骤是以该光罩6为遮罩将该预定图形60曝光显影于该光阻层5上，使该主绝缘层111显露出该预定图形60。

步骤408，如图21所示，移除该主绝缘层111对应于该预定图形60的部份，以产生该由该金属层12与该主绝缘层111的其余部分所共同界定出的主循环流道路径1001。在本实施例中，该主循环流道路径1001是以该光阻层5为遮罩，再以干蚀刻的方式移除该主绝缘层111对应于该预定图形60的部份，以显露部分该金属层12邻近该主绝缘层111的表面。当然，该主绝缘层111对应于该预定图形60的部份也可以采用湿式蚀刻或激光挖除等其他方式进行移除。

步骤410，如图22所示，固设一涵盖上述主循环流道路径1001的盖体2于该主绝缘层111的远离该金属层12的一侧，以形成该由该金属层12、该主绝缘层111与该盖体2所共同界定出的主循环流道路径1001。在本实施例中，该盖体2的材质与该金属层12相同，当然，并非以此为限，其也可以与该主绝缘层111相同，或是其他如玻璃等其他材质制成。

步骤412，如图23，形成多个贯穿该盖体2的通孔120，以形成多个与该主循环流道路径1001相连通的通孔段1201。

步骤414，如图24，设置一副绝缘层112于该盖体2的远离该主绝缘层111的一侧。

步骤416，如图25所示，形成该预设图形70于该副绝缘层112上，在本实施例中，此步骤同样是先形成另一光阻层5，再以一具有一预设图形70的光罩7曝光显影，使该副绝缘层112部分显露形成该预设图形70，其中，该预设图形70与上述的次循环流道路径1002(见图16)相同。

步骤418，如图26所示，移除该副绝缘层112对应于该预设图形70及遮蔽该通孔120的一部份，以产生一借由该通孔段1201与该主循环流道路径1001相连通的次循环流道路径1002，并形成包含该主循环流道路径1001、该通孔段1201，以及该次循环流道路径1002的该循环流道路径10。

步骤420，如图27所示，设置该金属格网13于该循环流道路径10的该集热流道101内，当然，若是要形成多个往该循环流道路径10内突伸的结晶凸粒14(见图5)，则可于此步骤运用烧结的方式形成于该副绝缘层112及该盖体2上。

步骤422，如图17所示，固设一盖板21于该副绝缘层112的远离该盖体2的一侧，以封闭该循环流道路径10。

步骤424，设置该驱动装置4的微型泵41于该循环流道路径10的低温输送流道103上。

步骤426，注入该流体进入该循环流道路径10内。

步骤428，完成该微型循环流道系统。

由上述步骤可知，若欲将该微型循环流道系统制作于较本实施例更多层的印刷电路基板1时，则只需多次重复上述步骤410至步骤418，即能将该循环流道路径10形成于更多的绝缘层11与金属层12上，并且能以更复杂的立体交错型式呈现，充分地配合各类型的电路以及印刷电路板，而使得该微型循环流道系统能充分发挥其功能，并得以广泛地运用于各种电子设备。

综上所述，本发明微型循环流道系统能运用于具有单一绝缘层及单一金属层的单面基板、具有单一绝缘层及两金属层的双面基板，以及多层电路板上；且不但能搭载其他电子元件81，及提供相对应的工作电路外，还能在无其他额外的冷却装置的情况下，降低该电子元件81因工作废热所产生的高温。由于本发明微型循环流道系统中的流体是流动于形成在该印刷电路基板1内的循环流道路径10中，加上是以该金属层12作为接触面积较大且导热厚度较薄的顶与底，因此能直接借由金属材质的良好导热特性，快速地使该流体于该高温区82与该低温区83进行热交换，并迅速地由各该电子元件81邻近该印刷电路基板1的一侧降低各该电子元件81的温度，而达到快速冷却的效果。

此外，经由设计还能使该形成有电路的金属层12与各该电子元件81的插脚导通，并同时与该流体直接接触，而直接地冷却各该电子元件81实际产生废热的通电部分，展现本发明微型循环流道系统的超高冷却效能。

另外，由于现有的印刷电路基板制程的精度已能满足本发明微型循环流道系统的需求，所以相对现有的微型冷却装置，本发明微型循环流道系统不但能大量快速生产，还具有成本低、热容量与冷却效率高，以及高低温热交换距离远等优点。除此之外，相对于现有的风扇，导热管等外加的冷却装置，本发明微型循环流道系统还具有节省空间及不须外加电源等优点。

由于该循环流道路径10是先形成于该印刷电路基板1上后，才进行该电子元件81的安装，这样不但减少外加冷却装置的技术与成本外，还降低了在安装该外加冷却装置或当该外加冷却装置运作时，该电子元件81遭受损害的风险。

Claims (30)

1.一种微型循环流道系统，用于将一高温区的热量移转至一低温区，该微型循环流道系统包括一印刷电路基板，该印刷电路基板具有至少一绝缘层，以及至少一设置于该绝缘层上的金属层，其中：

该印刷电路基板还具有一由该绝缘层及该金属层所共同界定出的循环流道路径；该循环流道路径包含至少一邻近该高温区的集热流道、至少一邻近低温区的散热流道、一由该散热流道连通至该集热流道的低温输送流道，以及一由该集热流道连通至该散热流道的高温输送流道；而该微型循环流道系统还包括一容装于该循环流道路径内的流体，借以将该高温区的热量移转至该低温区；其特征在于：

该高温输送流道还具有一混合室段；该循环流道路径还包含一连通该低温输送流道与该混合室段的低温次流道，借由该低温次流道能使部分该流体直接地由该低温输送流道不经该高温区而输送至该混合室段。

2.如权利要求1所述的微型循环流道系统，其特征在于：

该微型循环流道系统还包括一设置于该印刷电路基板上并封闭该循环流道路径的盖体。

3.如权利要求1所述的微型循环流道系统，其特征在于：

该循环流道路径形成于该绝缘层。

4.如权利要求1所述的微型循环流道系统，其特征在于：

该循环流道路径形成于该金属层。

5.如权利要求1所述的微型循环流道系统，其特征在于：

该印刷电路基板具有多个绝缘层及多个金属层；该循环流道路径则是由该绝缘层及该金属层所共同界定，且该循环流道路径还包含多个贯穿该绝缘层及该金属层其中之一的通孔段。

6.如权利要求1所述的微型循环流道系统，其特征在于：

该微型循环流道系统还包括一与该低温输送流道相连通的驱动装置，借以驱动该流体于该循环流道路径内流动。

7.如权利要求1所述的微型循环流道系统，其特征在于：

该循环流道路径包含多个集热流道。

8.如权利要求7所述的微型循环流道系统，其特征在于：

该高温输送流道具有多个分别与该集热流道其中部分集热流道相连通的扩张段。

9.如权利要求1所述的微型循环流道系统，其特征在于：

该循环流道路径包含多个散热流道。

10.如权利要求1所述的微型循环流道系统，其特征在于：

该印刷电路基板还具有一容设于该集热流道内用以吸附该流体的金属格网。

11.如权利要求1所述的微型循环流道系统，其特征在于：

该印刷电路基板还具有多个形成于该金属层、该绝缘层及该盖体其中之一上并往该集热流道内突伸的凸粒。

12.如权利要求1所述的微型循环流道系统，其特征在于：

该低温输送流道具有一邻近该散热流道的储存室段，以及一连通该储存室段与该集热流道的输送段，该储存室段的截面积大于该输送段的截面积。

13.如权利要求1所述的微型循环流道系统，其特征在于：

该高温输送流道具有至少一与该集热流道相连通且截面积大于该集热流道的截面积的扩张段。

14.如权利要求13所述的微型循环流道系统，其特征在于：

该高温输送流道还具有一连通该扩张段与混合室段且截面积小于该扩张段的截面积的喉部段。

15.如权利要求1所述的微型循环流道系统，其特征在于：

该高温输送流道具有一远离该散热流道的大截面段，以及至少一邻近该散热流道的且截面积小于该大截面段的截面积的小截面段。

16.如权利要求15所述的微型循环流道系统，其特征在于：

该高温输送流道具有多个小截面段。

17.如权利要求1所述的微型循环流道系统，其特征在于：

该高温输送流道具有多个远离该散热流道的大截面段，以及多个邻近该散热流道的小截面段，该小截面段的截面积小于该大截面段的截面积。

18.如权利要求1所述的微型循环流道系统，其特征在于：

该流体是空气、甲醇、丙酮及水其中之一。

19.一种微型循环流道系统的制作方法，应用一具有一主绝缘层及一形成于该主绝缘层上的金属层的印刷电路基板上，其特征在于：

该方法包括下列步骤：

a)形成一预定图形于该主绝缘层上；及

b)移除该主绝缘层对应于该预定图形的一部份，以产生一主循环流道路径；该主循环流道路径包含至少一邻近该高温区的集热流道、至少一邻近低温区的散热流道、一由该散热流道连通至该集热流道的低温输送流道，以及一由该集热流道连通至该散热流道的高温输送流道；其中还包括：

形成一混合室段于该高温输送流道；

形成一连通该低温输送流道与该混合室段的低温次流道，借由该低温次流道能使部分该流体直接地由该低温输送流道不经该高温区而输送至该混合室段。

20.如权利要求19所述的微型循环流道系统的制作方法，其特征在于：

该步骤a)包含下列步骤：

a-1)制备一具有该预定图形的光罩；

a-2)形成一光阻层于该主绝缘层上；及

a-3)转移该光罩的该预定图形于该光阻层上。

21.如权利要求19所述的微型循环流道系统的制作方法，其特征在于：

该步骤a)包含下列步骤：

a-1)制备一具有该预定图形的光罩；

a-2)形成一光阻层于该金属层上；

a-3)转移该光罩的该预定图形于该金属层上；及

a-4)转移该金属层的该预定图形于该主绝缘层上。

22.如权利要求19所述的微型循环流道系统的制作方法，其特征在于：

该步骤b)是以激光及蚀刻其中之一方式移除该主绝缘层对应于该预定图形的一部份。

23.如权利要求19所述的微型循环流道系统的制作方法，其特征在于：

该方法还包含在步骤b)后的下列步骤：

c)固设一盖体于该主绝缘层的远离该金属层的一侧。

24.如权利要求23所述的微型循环流道系统的制作方法，其特征在于：

该方法还包含在步骤c)后的下列步骤：

d)形成多个贯穿该盖体并与该主循环流道路径相连通的通孔；

c)设置一副绝缘层于该盖体的远离该主绝缘层的一侧；

f)形成一预设图形于该副绝缘层上；及

g)移除该副绝缘层对应于该预设图形及遮蔽该通孔的一部份，以产生一与该主循环流道路径相连通的次循环流道路径。

25.如权利要求24所述的微型循环流道系统的制作方法，其特征在于：

该方法还包含在步骤g)后的下列步骤：

h)固设一盖板于该副绝缘层的远离该盖体的一侧。

26.如权利要求19所述的微型循环流道系统的制作方法，其特征在于：

该方法还包含在步骤b)后的下列步骤：

i)设置一驱动装置于该主循环流道路径上。

27.如权利要求19所述的微型循环流道系统的制作方法，其特征在于：

该方法还包含在步骤b)后的下列步骤：

j)设置一金属格网于该主循环流道路径内。

28.如权利要求19所述的微型循环流道系统的制作方法，其特征在于：

该方法还包含在步骤b)后的下列步骤：

k)烧结出多个位于该金属层及该盖体其中之一上，并往该主循环流道路径内突伸的凸粒。

29.如权利要求19所述的微型循环流道系统的制作方法，其特征在于：

该方法还包含在步骤b)后的下列步骤：

l)注入一流体进入该主循环流道路径内。

30.如权利要求29所述的微型循环流道系统的制作方法，其特征在于：

该流体是空气、甲醇、丙酮及水其中之一。

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