CN114025468A - 集成有无源器件的基板和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种集成有无源器件的基板和电子设备，属于电子技术领域，解决了现有无源器件不具有散热结构的问题。本公开的集成有无源器件的基板包括基底，无源器件设置在所述基底一侧；其中，基板还包括：设置在基底背离无源器件一侧的凹槽部；设置在凹槽部背离基底一侧的盖板，盖板和凹槽部共同围成微流道结构；设置在微流道结构内的驱动结构，驱动结构被配置为驱动微流道结构中的散热液体循环流动，以对无源器件进行散热。
Description
技术领域
本公开属于电子技术领域，具体涉及一种集成有无源器件的基板和电子设备。
背景技术
随着半导体技术的快速提升，数字化及网络化普及程度逐渐加深，要求电子器件的性能和速度日益提高，包括各类电子产品，如服务器、手机、便携式多媒体等设备。设备的互联对于网络覆盖以及信号有效的接收和发射提出了更高的要求，因此通过集成无源器件(IPD)技术可以有效缩小器件的面积，提高器件集成度，在相同面积上可以实现更丰富的功能以及具有更优异的性能。
然而，现有的集成无源器件并不具有散热结构，需要外加的散热系统，不利于器件的小型化。
发明内容
本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种集成有无源器件的基板和电子设备。
第一方面，本公开实施例提供一种集成有无源器件的基板，所述基板包括基底，无源器件设置在所述基底一侧；其中，
所述基板还包括：
设置在所述基底背离所述无源器件一侧的凹槽部；
设置在所述凹槽部背离所述基底一侧的盖板，所述盖板和所述凹槽部共同围成微流道结构；
设置在所述微流道结构内的驱动结构，所述驱动结构被配置为驱动所述微流道结构中的散热液体循环流动，以对所述无源器件进行散热。
可选地，所述基底为单层结构，所述凹槽部形成在所述基底上。
可选地，所述基底采用无机材料。
可选地，所述基底包括第一子介质层和位于所述第一子介质层背离所述无源器件一侧的第二子介质层；所述第二子介质层具有开槽部，所述开槽部与所述第一子介质层限定出所述凹槽部。
可选地，所述第一子介质层的材料包括无机材料，所述第二子介质层的材料包括有机材料。
可选地，所述驱动结构包括多个第一电极和多个第二电极，所述第一电极设置在所述基底背离所述无源器件的一侧，所述第二电极设置在所述盖板靠近所述基底的一侧。
可选地，基板还包括第一疏液层和第二疏液层，所述第一疏液层设置在所述第一电极背离所述基底的一侧，所述第二疏液层设置在所述盖板靠近所述基底的一侧。
可选地，所述盖板的材料包括导电材料；且在所述盖板和所述基底之间设置有绝缘层。
可选地，基板还包括与所述驱动结构相连接的驱动电路，所述驱动电路被配置为给所述驱动结构提供驱动信号。
可选地，所述微流道结构为封闭回路。
第二方面，本公开实施例提供一种电子设备，其包括上述的基板。
附图说明
图1为本公开实施例提供的一种集成有无源器件的基板的结构示意图；
图2为本公开实施例提供的一种集成有无源器件的基板的截面图；
图3为本公开实施例提供的另一种集成有无源器件的基板的结构示意图；
图4为本公开实施例提供的又一种集成有无源器件的基板的结构示意图；
图5为本公开实施例提供的微流道结构的示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
近年来，随着微电子技术的迅速发展，电子设备的微形化已经成为现代电子设备发展的主流趋势，无源器件特征尺寸不断减小。其中，集成无源器件由于可以有效缩小器件的面积，提高器件集成度，在相同面积上可以实现更丰富的功能以及具有更优异的性能，因此得到了越来越多的关注。
然而，集成无源器件技术一方面提升了器件集成度，但另一方面也造成了器件发热功率的增加，而且随着器件性能的提升，发热问题也日益严重。现有技术中集成无源器件并不具有散热结构，需要外加散热系统，因此存在增加器件成本和体积、不利于小型化的问题。
为了至少解决上述的技术问题之一，本公开实施例提供了一种集成有无源器件的基板和电子设备，下面将结合具体实施方式及附图对本公开实施例提供的集成有无源器件的基板和电子设备进行进一步详细描述。
需要说明的是，本公开实施例中无源器件可以为电感、电容、电阻等。当然，无源器件还可以为其他类型，在此不做具体限定。
本公开实施提供一种集成有无源器件的基板，图1为本公开实施例提供的一种集成有无源器件的基板的结构示意图，图2为本公开实施例提供的一种集成有无源器件的基板的截面图，如图1-图2所示，集成有无源器件1的基板包括基底2、盖板5和驱动结构4。
具体的，无源器件1设置在基底2一侧，基底2背离无源器件1一侧设置有凹槽部3。盖板5设置在凹槽部3背离基底2一侧，盖板5和凹槽部3共同围成微流道结构6，微流道结构6内可灌填有散热液体。驱动结构4设置在微流道结构6内，驱动结构4被配置为驱动微流道结构6中的散热液体循环流动，以对无源器件1进行散热。其中，微流道结构6为封闭回路结构。
其中，基底2可为柔性基底，也可以设置为刚性，具体该基底2的性能可根据显示产品的实际需求而定。此外，该基底2可以为单层结构，也可以为多层结构。例如该基底2可包括依次层叠设置的聚酰亚胺层、缓冲层、聚酰亚胺层等多个膜层，其中，缓冲层可为氮化硅、氧化硅等材料制作而成，以达到阻水氧和阻隔碱性离子的效果；需要说明的是，该基底2的结构不限于此，可根据实际需求而定。需要说明的是，本实施例是以基底2的材料为玻璃为例进行说明。
盖板5的材料可以选择热导率高的材料，例如可以使用铜、铝等金属材料，也可以使用石墨烯等碳材料。需要说明的是，当盖板5的材料选择为金属材料时，为了防止驱动结构4与盖板5发生短路，可在驱动结构4与盖板5之间设置绝缘层(图中未示出)，绝缘层的材料包括但不限于聚酰亚胺、聚氨酯树脂等有机材料。
凹槽部3的形状可以根据情况进行选择，为了增加散热面积，凹槽部3可选择的形状包括但不限于梳齿状、螺旋状或树状。本实施例是以凹槽部3的形状为梳齿状为例进行说明。凹槽部3与盖板5共同围成微流道结构6中填充的散热液体材料可以根据情况进行选择，在此不做具体限定，优选地，散热液体材料为水。
在本实施例中，由于在基底2背离无源器件1一侧形成由盖板5和凹槽部3共同围成且填充有散热液体的微流道结构6，在微流道结构内设置驱动结构4，并通过驱动结构4驱动微流道结构6中的散热液体循环流动，以实现对无源器件1进行散热，因此，本公开实施例提供的基板2的散热结构缩短了无源器件1的散热的距离，增加了无源器件1的散热面积，并且具有体积小的优点。
图3为本公开实施例提供的另一种集成有无源器件的基板的结构示意图，如图3所示，集成有无源器件的基板包括基底2、盖板5、绝缘层7和驱动结构4，其中，基底2包括第一子介质层21和第二子介质层22。
具体的，无源器件1设置在第一子介质层21一侧，第一子介质层21背离无源器件1的一侧设置有第二子介质层22，第二子介质层22具有开槽部，开槽部与第一子介质层21限定出凹槽部3。第一子介质层21、凹槽部3以及第二子介质层22共同围成具有封闭回路的微流道结构6，微流道结构6内可灌填有散热液体。第二子介质层22远离第一子介质层21的一侧设置有绝缘层7，绝缘层7远离微流道结构6的一侧设置有盖板5。驱动结构4包括多个第一电极41和多个第二电极42，其中，第一电极41设置在第一子介质层21背离无源器件1的一侧，第二电极42设置在绝缘层7靠近第二子介质层22的一侧。通过给多个第一电极41和多个第二电极42依次加载驱动信号，即可驱动微流道结构6中的散热液体循环流动，进而实现对无源器件1进行散热。
其中，由于铜具有很高的热导率，因此，本实施例的盖板5的材料以选择铜为例，当然盖板5的材料还可以为其他热导率高的材料。
当盖板5的材料选择为铜时，为了防止第一电极41和第二电极42与铜盖板5发生短路，可在第二介质层22与盖板5之间设置绝缘层7，绝缘层7的材料包括但不限于聚酰亚胺、聚氨酯树脂等有机材料。
其中，第一子介质层21的材料和第二子介质层22的材料可以根据情况进行选择，在此不做具体限定，例如，本实施例是以第一子介质层21的材料包括无机材料，第二子介质层22的材料包括有机材料为例进行说明。第一电极41和第二电极42的形状可以根据情况进行选择，例如，第一电极41为板状电极，第二电极42为条状电极；或者，第一电极41为条状电极，第二电极42为板状电极；或者第一电极41和第二电极42均为条状电极。优选的，本实施例是以第一电极41和第二电极42均为条状电极为例进行说明。当然第一电极41和第二电极42还可以选择其他形状，只要能够驱动散热液体在微流道结构6内循环流动即可。
凹槽部3的形状可以根据情况进行选择，凹槽部3可选择的形状包括但不限于梳齿状、螺旋状或树状，通过将凹槽部3设计为梳齿状、螺旋状或树状的封闭回路结构，可以增加散热路径的长度，进而实现对无源器件更好的散热，提高了散热效率。凹槽部3与盖板5共同围成微流道结构6中填充的散热液体材料可以根据情况进行选择，在此不做具体限定。优选地，散热液体材料为水。
如图3所示，基板还包括第一疏液层81和第二疏液层82，第一疏液层81设置在第一电极41背离基底2的一侧，第二疏液层82设置在盖板5靠近基底2的一侧。通过设置第一疏液层81和第二疏液层82，从而在驱动微液滴运动时，第一疏液层81和第二疏液层82的疏水性表面对微液滴的粘附力较小，便于微液滴在微流道内运动。疏水材料可以为聚四氟乙烯(特氟龙，Teflon)。特氟龙构成的材料具有良好的透气性和抗蠕变性。在制作过程中第一疏液层81和第二疏液层82可以通过涂覆工艺形成。
通过向第一电极41和第二电极42施加电压，微流道结构6中的微液滴中覆盖未带电电极部分的表面张力、润湿特性以及接触角，与该微液滴中覆盖带电电极的表面张力、润湿特性以及接触角不同。即施加有电压的第二电极42能够增加覆盖该第二电极42的微液滴的亲水性，使得该微液滴的接触角减小，且增大了微液滴的曲率半径。在此情况下，微液滴会向带电的第二电极42移动。这样一来，通过改变多个第二电极42施加电压的方式，可以起到对微液滴进行推动作用，进而实现散热液体在微流道结构6中循环流动。
在本实施例中，由于第一子介质层21、凹槽部3以及第二子介质层22共同围成微流道结构6，多个第一电极41设置在第一子介质层21靠近微流道结构6的一侧，多个第二电极42设置在绝缘层7靠近微流道结构6的一侧，通过给第一电极41和第二电极42加载驱动信号，即可驱动微流道结构6中的散热液体循环流动，以将无源器件1散发的热量传导到铜盖板5，进而铜盖板5将散热液体中的热量带走，并传导至空气中，实现散热。因此，本公开实施例提供的基板的散热结构缩短了无源器件1的散热的距离，增加了无源器件1的散热面积，并且具有体积小的优点。同时，通过设置铜盖板5，还可对无源器件进1行电磁屏蔽，从而降低了工作环境的电磁噪声。
图3所示集成有无源器件的基板的制备方法，包括：
S11、在玻璃基底21上形成金属层，通过构图工艺形成无源器件1的图形，并在玻璃基底21背离无源器件1的一侧形成第一电极41。
其中，构图工艺是指形成具有特定的图形的结构的步骤，其可为光刻工艺，光刻工艺包括形成材料层、涂布光刻胶、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等步骤中的一步或多步。
S12、提供一有机树脂层22，在有机树脂层22的一侧形成绝缘层7，在绝缘层7背离有机树脂层22的一侧形成铜盖板5，然后通过构图工艺在机树脂层22上形成凹槽部3，在绝缘层7靠近凹槽部3的一侧形成第二电极42。
其中，绝缘层7是通过生物胶贴合或者激光键合方式实现与铜盖板5结合的。铜盖板5可以通过电镀的方式制备或者通过预先制作好的铜盖板5与绝缘层通过激光键合，铜盖板5的厚度为5-20um。
S13、将有机树脂层22与玻璃基板21进行贴合。
其中，有机树脂层22与玻璃基板21贴合是通过生物胶或者激光键合方式实现的。
图4为本公开实施例提供的又一种集成有无源器件的基板的结构示意图，如图4所示，集成有无源器件的基板包括玻璃基底2、铜盖板5、绝缘层7和驱动结构4。
具体的，无源器件1设置在玻璃基底2的一侧，其中，玻璃基底2为单层结构，玻璃基底2上形成有凹槽部3。铜盖板5设置在绝缘层7远离凹槽部3的一侧，绝缘层7设置在玻璃基底2与铜盖板5之间。玻璃基底2与铜盖板5共同围成微流道结构6，微流道结构6内可灌填有散热液体。驱动结构4包括多个第一电极41和多个第二电极42，多个第一电极41设置在玻璃基底2背离无源器件1的一侧，多个第二电极42设置在绝缘层7靠近玻璃基底2的一侧。
需要说明的是，本实施例中的基底还可以选择其他类型的无机材料，本实施例仅以基底的材料选用玻璃为例进行说明。
由于铜具有很高的热导率，因此，本实施例的盖板5的材料以选择铜为例，当然盖板5的材料还可以为其他热导率高的材料。
当盖板5的材料选择为铜时，为了防止第一电极41和第二电极42与盖板5发生短路，可在玻璃基底2与盖板5之间设置绝缘层7，绝缘层7的材料包括但不限于聚酰亚胺、聚氨酯树脂等有机材料。
其中，第一电极41和第二电极42的形状可以根据情况进行选择，例如，第一电极41为板状电极，第二电极42为条状电极；或者，第一电极41为条状电极，第二电极42为板状电极；或者第一电极41和第二电极42均为条状电极。优选的，本实施例是以第一电极41和第二电极42均为条状电极为例进行说明。当然第一电极41和第二电极42还可以选择其他形状，只要能够驱动散热液体在微流道结构6内循环流动即可。
凹槽部3的形状可以根据情况进行选择，为了增加散热面积，凹槽部3可选择的形状包括但不限于梳齿状、螺旋状或树状。通过将凹槽部3设计为梳齿状、螺旋状或树状的封闭回路结构，可以增加散热路径的长度，进而实现对无源器件更好的散热，提高了散热效率。凹槽部3与盖板5共同围成微流道结构6中填充的散热液体材料可以根据情况进行选择，在此不做具体限定，例如散热液体材料可以为水。
如图4所示，第一电极41背离玻璃基底2的一侧设置有第一疏液层81，铜盖板5靠近玻璃基底2的一侧设置有第二疏液层。通过设置第一疏液层81和第二疏液层82，从而在驱动微液滴运动时，第一疏液层81和第二疏液层82的疏水性表面对微液滴的粘附力较小，便于微液滴在微流道结构内运动。疏水材料可以为聚四氟乙烯(特氟龙，Teflon)。特氟龙构成的材料具有良好的透气性和抗蠕变性。在制作过程中第一疏液层81和第二疏液层82可以通过涂覆工艺形成。
通过向第一电极41和第二电极42施加电压，微流道结构6中散热液体的微液滴中覆盖未带电电极部分的表面张力、润湿特性以及接触角，与该微液滴中覆盖带电电极的表面张力、润湿特性以及接触角不同。即施加有电压的第二电极42能够增加覆盖该第二电极42的微液滴的亲水性，使得该微液滴的接触角减小，且增大了微液滴的曲率半径。在此情况下，微液滴会向带电的第二电极42移动。这样一来，通过改变多个第二电极42施加电压的方式，可以起到对微液滴进行推动作用，进而实现散热液体在微流道结构中循环流动。
在本实施例中，由于玻璃基底2和铜盖板5共同围成微流道结构6，多个第一电极41设置在玻璃基底2背离无源器件1的一侧，多个第二电极42设置在绝缘层7靠近微流道结构6的一侧，通过给第一电极41和第二电极42加载驱动电压，即可驱动微流道结构6中的散热液体循环流动，以将无源器件1散发的热量传导到铜盖板5，进而铜盖板5将散热液体中的热量带走，并传导至空气中，实现散热。因此，本公开实施例提供的基板的散热结构缩短了无源器件1的散热的距离，增加了无源器件1的散热面积，并且具有体积小的优点。同时，通过设置铜盖板，可对无源器件进行电磁屏蔽，从而降低了工作环境的电磁噪声。
在一些实施例中，基板还包括与驱动结构4相连接的驱动电路(图中未示出)，驱动电路被配置为给驱动结构4提供驱动信号。
在一些实施例中，如图5所示，微流道结构6的形状包括但不限于梳齿状a、螺旋状b、树状c等。
其中，微流道结构6的形状结构可根据无源器件1发热区域的分布进行适当的调整。
在本实施例中，微流道结构6的形状设置为梳齿状、螺旋状或树状等，可以增加导热路径，从而可有效提升散热面积，进而提升热量传输效率。
图4所示集成有无源器件的基板的制备方法，包括：
S21、在玻璃基底2上形成金属层，通过构图工艺形成无源器件1的图形。
其中，构图工艺是指形成具有特定的图形的结构的步骤，其可为光刻工艺，光刻工艺包括形成材料层、涂布光刻胶、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等步骤中的一步或多步。
S22、通过刻蚀工艺在玻璃基底2背离无源器件1的一侧形成凹槽部3，并在凹槽部3内形成第一电极41。
其中，根据玻璃基底2大小及厚度可进行50-500um的刻蚀，凹槽部3宽度与凹槽部3可以满足1:1-2:1的比例分配；根据玻璃基底2的薄厚决定了刻蚀深度，刻蚀需要保证玻璃基底2的机械强度，同时兼容曝光工艺。
S23、提供一铜盖板5，在铜盖板5上形成绝缘层7，在绝缘层7上形成第二电极42。
其中，绝缘层7是通过生物胶贴合或者激光键合方式实现与铜盖板5结合的。铜盖板5可以通过电镀的方式制备或者通过预先制作好的铜盖板5与绝缘层7通过激光键合，铜盖板5的厚度为5-20um。
S24、将绝缘层7与玻璃基板2进行贴合。
其中，绝缘层7与玻璃基板2贴合是通过生物胶或者激光键合方式实现的。
本公开实施例还提供一种电子设备，包括上述的基板。其中，电子设备可以为服务器、手机、便携式多媒体等。
由于电子设备具有上述的基板，因此，通过在基底背离无源器件一侧形成由盖板和凹槽部共同围成且填充有散热液体的微流道结构，并通过驱动结构驱动微流道结构中的散热液体循环流动，以实现对无源器件进行散热，电子设备包括的散热结构，缩短了无源器件的散热的距离，增加了无源器件的散热面积，并且具有体积小的优点。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。
Claims (11)
1.一种集成有无源器件的基板，其特征在于，所述基板包括基底，无源器件设置在所述基底一侧；其中，
所述基板还包括：
设置在所述基底背离所述无源器件一侧的凹槽部；
设置在所述凹槽部背离所述基底一侧的盖板，所述盖板和所述凹槽部共同围成微流道结构；
设置在所述微流道结构内的驱动结构，所述驱动结构被配置为驱动所述微流道结构中的散热液体循环流动，以对所述无源器件进行散热。
2.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述基底为单层结构，所述凹槽部形成在所述基底上。
3.根据权利要求2所述的基板，其特征在于，所述基底采用无机材料。
4.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述基底包括第一子介质层和位于所述第一子介质层背离所述无源器件一侧的第二子介质层；所述第二子介质层具有开槽部，所述开槽部与所述第一子介质层限定出所述凹槽部。
5.根据权利要求4所述的基板，其特征在于，所述第一子介质层的材料包括无机材料，所述第二子介质层的材料包括有机材料。
6.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述驱动结构包括多个第一电极和多个第二电极，所述第一电极设置在所述基底背离所述无源器件的一侧，所述第二电极设置在所述盖板靠近所述基底的一侧。
7.根据权利要求6所述的基板，其特征在于，还包括第一疏液层和第二疏液层，所述第一疏液层设置在所述第一电极背离所述基底的一侧，所述第二疏液层设置在所述盖板靠近所述基底的一侧。
8.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述盖板的材料包括导电材料，且在所述盖板和所述基底之间设置有绝缘层。
9.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，还包括与所述驱动结构相连接的驱动电路，所述驱动电路被配置为给所述驱动结构提供驱动信号。
10.根据权利要求1-9任一项所述的基板，其特征在于，所述微流道结构为封闭回路。
11.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-10中任一项所述的基板。
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