CN1301897C - 制作微型流道的方法 - Google Patents
制作微型流道的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1301897C CN1301897C CNB2004100300271A CN200410030027A CN1301897C CN 1301897 C CN1301897 C CN 1301897C CN B2004100300271 A CNB2004100300271 A CN B2004100300271A CN 200410030027 A CN200410030027 A CN 200410030027A CN 1301897 C CN1301897 C CN 1301897C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flow channel
- micro flow
- metal
- metal substrate
- cover board
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 84
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title abstract description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 253
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 253
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 103
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 46
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 24
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 14
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 11
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 9
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000001459 lithography Methods 0.000 claims description 5
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000006071 cream Substances 0.000 claims description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 4
- RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N indium tin Chemical compound [In].[Sn] RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 4
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 9
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 5
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005323 electroforming Methods 0.000 description 2
- 238000001393 microlithography Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- NHDHVHZZCFYRSB-UHFFFAOYSA-N pyriproxyfen Chemical compound C=1C=CC=NC=1OC(C)COC(C=C1)=CC=C1OC1=CC=CC=C1 NHDHVHZZCFYRSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Micromachines (AREA)
Abstract
一种制作微型流道的方法，其步骤是，首先是在一金属基板上形成一槽道；而后固设一涵盖该槽道的金属盖板于该金属基板上，以界定出一微型流道。本发明提供一种制作微型流道的方法，可以低成本大批量进行微型结构的制作。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种制作微型流道的方法，特别是涉及一种运用微影蚀刻或机械冲压来加工金属板的制作微型流道的方法。
【背景技术】
现今电子技术日新月异，诸如移动电话(cell phone)、个人数位助理(PD(A)，以及笔记本型电脑(Noteboo(k)等的电子设备，均朝向轻、薄、短、小、美，以及多功能的趋势发展，并使得上述电子设备所包含如微处理晶片等的电子元件也随之小型化，同时更在运算速度与处理能量上大幅跃升，因此相对地在运作的过程中，便相当容易产生热量累积，导致元件温度升高。再加上随着小型化的趋势所造成的总体电子元件密度提高，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，为能有效提供各电子元件，特别是如微处理晶片等关键性元件的散热，业界便有运用微系统技术发展微型冷却装置的建议。
微系统技术是指制造体积微小、具有功能且自成系统的结构的技术，一般如微机电系统(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，均属于微系统技术的领域。由于微系统可广泛地应用于资讯电子、光电通讯、精密机械、环保监控、医疗生化等领域，并可大幅提升各个领域的技术水准，故为现今科技发展的关键技术领域，而其中又以厘米(mm)级至微米(μm)级的微型结构的制造技术扮演极为重要的角色，因此，现行应用于制作微型冷却装置的微系统技术便是以厘米(mm)级至微米(μm)级的微型结构为主。
现有微型结构的制造方法可分为可批造(bateh process)与非批造(non-bateh process)，其中可批造的技术包含有基体细微加工(bulkmicro machining)、表面细微加工(surface micro machining)，以及微光刻电铸模造(LIGA，a German aeronym for lithographie，galvanoformung，abformung)等，其主要是沿用现有半导体的微电子技术发展而来，因此相当成熟。然而其中前两项技术具有无法进行高深宽比(high aspectratio)，以及复杂的三度空间立体结构加工的缺点，因此应用于制作微型结构便受到相当的限制。而微光刻电铸模造则虽是以批造为目的所研发的技术，但由于其所需设备及生产成本较高，且在压铸或射出成形等技术上仍存在瓶颈，因此实际上仍无法以低成本大批量进行微型结构的制作。
非批量制造的技术则包含有微精密加工(precision micro machining)、微放电加工(electro-discharge micro machining)，以及微激光加工(lasermicro machining)等，其虽可进行较高深宽比，以及较复杂的三度空间立体结构加工，但由于无法批量制造，因此无法借由大量生产以降低成本发挥微系统的优势。
【发明内容】
本发明的主要目的是提供一种可批量制作微型流道的方法。
基于上述目的，本发明提供一种制作微型流道的方法，其特征在于：该方法包含下列步骤：(a)以微影蚀刻方式于一金属基板上形成一槽道；及
(b)焊接一涵盖该槽道的金属盖板于该金属基板上，以界定出一微型流道。
在该步骤(b)中该金属盖板邻近该金属基板侧形成有一渠道，该槽道与该渠道相连通而形成该微型流道。
该步骤(b)可包含下列步骤：
(b-1)于该金属基板上形成一低熔点金属薄膜；
(b-2)将该金属盖板贴靠于该低熔点金属薄膜上；及
(b-3)加热该低熔点金属薄膜至熔融状态，使该金属盖板固接于该金属基板上。
该步骤(b-1)可以电镀、蒸镀，以及溅镀其中之一方式将该低熔点金属薄膜沉积于该导线架上。
该低熔点金属薄膜可为锡膏，该步骤(b-1)是以网印以及旋镀其中之一方式将该低熔点金属薄膜涂布于该金属基板上。
该低熔点金属薄膜的材料可为锡金属、锡铟合金及锡铜合金其中之一种材料。
该低熔点金属薄膜的厚度可为5μm至10μm。
该步骤(b-3)是加热到160℃至280℃的温度范围内以进行接合。
该步骤(b-3)更可包含施加一使该金属盖板与该金属基板相互迫近的力。
该步骤(b-3)是施加5kg/cm2至40kg/cm2的力使该金属盖板与该金属基板相互迫近以进行接合。
该步骤(b-3)的状态可维持5分钟至60分钟。
该方法更可包含于步骤(b-1)前的下列步骤：
(b-4)对该金属基板进行表面处理。
该步骤(b)可包含下列步骤：
(b-5)将该金属盖板贴靠于该金属基板上；及
(b-6)加热该金属盖板与该金属基板，并施加一使该金属盖板与该金属基板相互迫近的力，使该金属盖板固接于该金属基板上。
该步骤(b-6)可加热到850℃至1300℃的温度范围内以进行接合。
该步骤(b-6)可施加2500Pa至4500Pa的力使该金属盖板与该金属基板相互迫近以进行接合。
该步骤(b-6)的状态维持2小时至10小时。
该方法更包含于步骤(b-5)前的下列步骤：
(b-7)对该金属基板进行表面处理。
该方法更包含在步骤(b)后的下列步骤：
(f)注入一流体进入该微型流道内。
本发明还提供一种制作微型流道的方法，其特征在于：该方法包含下列步骤：
(a)以微影蚀刻方式及机械冲压方式的其中一种于一金属板上形成一穿槽；
(b)焊接一涵盖该穿槽的金属基板于该金属板上，以形成由该金属板及该金属基板所界定出的槽道；及
(c)焊接一涵盖该穿槽的金属盖板于该金属基板上，以界定出一微型流道。
【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是本发明制作微型流道的方法的第一较佳实施例的一平面图；
图2是沿图1中的线II-II的一剖面图；
图3是该第一较佳实施例的一平面图，说明一金属基板具有数个区块；
图4是该第一较佳实施例的一流程图；
图5是该第一较佳实施例的一剖面图，说明具有一预定图形的一光罩与涂布有一光阻层的一金属基板；
图6是该第一较佳实施例的一剖面图，说明定义该预定图形于该金属基板上；
图7是该第一较佳实施例的一剖面图，说明移除该金属基板的部分以形成一槽道；
图8是该第一较佳实施例的一剖面图，说明镀设一低熔点金属薄膜于该金属基板上；
图9是该第一较佳实施例的一剖面图，说明盖设一金属盖板于该低熔点金属薄膜上；
图10是该第一较佳实施例的另一态样的一剖面图，说明该金属盖板上形成有一渠道；
图11是本发明制作微型流道的方法的第二较佳实施例的一剖面图；
图12是该第二较佳实施例的一流程图；
图13是该第二较佳实施例的一剖面图，说明形成有一穿槽的一金属板；
图14是该第二较佳实施例的一剖面图，说明固设一底板于该金属板上以形成一槽道；
图15是该第一较佳实施例的一剖面图，说明盖设一金属盖板于该金属板上；
图16是本发明制作微型流道的方法的第三较佳实施例的一剖面图；
图17是该第三较佳实施例的一流程图；
图18是该第三较佳实施例的一剖面图，说明形成有一穿槽的一金属板；
图19是该第三较佳实施例的一剖面图，说明固设一底板于该金属板上以形成一槽道；
图20是该第三较佳实施例的一剖面图，说明固设形成有一穿槽的一板体于该金属板上；
图21是该第三较佳实施例的一剖面图，说明镀设一低熔点金属薄膜于该板体上；及
图22是该第三较佳实施例的一剖面图，说明盖设一金属盖板于该低熔点金属薄膜上。
【具体实施方式】
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的三较佳实施例的详细说明中，将可清楚的明白。在提出详细说明前，要注意的是，在以下的叙述中，类似的元件是以相同的编号来表示。同时由于微型流道的功能与用途很多，难以一一举例说明，故以下只以一循环冷却装置1为例，说明本发明的制作方法，而熟习该项技术者理所当然地能借由以下的实施例轻易明了，其他凡是能以流道达成特定功效的装置，也都能以本发明制作微型流道的方法进行制作。
如图1及图2所示，本发明制作微型流道的方法的第一较佳实施例，是制作一能将一高温区91的热量移转至一低温区92的循环冷却装置1。该循环冷却装置1包含一具有一第一基面21及一相反于该第一基面21的第二基面22的金属基板2、一固设于该第一基面21上的金属盖板3、一形成于该金属基板2而呈平面分布的微型流道20，以及一容装于该微型流道20内用于移转热量的流体。
如图3所示，一般用于制作电性连接用的金属基板2，多是先取如22cm×26cm的大型薄铜片，先划分成数个区块25后，再同时于各该区块25上以相同的图形200形成镂空区域，的后加以切割分离，而以各该区块25为单位完成最终的产品。故在以下的说明中，虽是以单一金属基板2制作单一循环冷却装置1，但熟习该项技艺者当能轻易推想，本发明当然也能同时于单一金属基板2同时制作多个循环冷却装置1。
在本实施例中，该金属基板2在制作前为一包含97％的铜金属，且厚度为1.25mm的金属薄片。该微型流道20包含数个邻近该高温区91的集热流道201、数个邻近该低温区92的散热流道202、一由该等散热流道202连通至该等集热流道201的低温输送流道203，以及一由该等集热流道201连通至该等散热流道202的高温输送流道204。
在本实施例中，上述流体为蒸馏水或去离子水，但并不以此为限，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该移转热量用的流体。由于此非本发明的主要特征，且为熟悉该项技艺者所易于思及，故在这里不再详细叙述。
如图4所示，本发明制作上述微型流道20的方法包含下列步骤：
步骤100，如图5所示，制备一具有一预定图形40的光罩4，该预定图形40所具有的图像即为上述微型流道20的投影图像。
步骤102，涂布一光阻层5于该金属基板2的第一基面21上；
步骤104，如图6所示，以曝光显影的方式将该光罩4的该预定图形40转移至该光阻层5上。经由上述步骤100至步骤104便完成将该预定图形40定义于该金属基板2上的步骤。
步骤106，如图7所示，在本实施例中是以该光阻层5为遮罩，并以蚀刻的方式移除该金属基板2对应于该预定图形40的一部分，形成一100μm宽，由该第一基面21向该第二基面22方向延伸100μm深的半蚀槽道23，的后再移除该光阻层5。
步骤108，对该金属基板2进行表面处理，在本实施例中是以5％的稀硝酸溶液清洗形成有该槽道23的金属基板2后，再以清水冲洗晾干，以去除该金属基板2表面沾附的杂质。
步骤110，如图8所示，镀设一低熔点金属薄膜6于该金属基板2上，在本实施例中，是以电镀方式沉积6μm厚的锡铜合金于该金属基板2上。当然，镀设该低熔点金属薄膜6的方式并不以电镀为限，其也可以采用蒸镀及溅镀等其他方式；同时，该低熔点金属薄膜6的材料也能以如锡金属及锡铟合金等及锡铜合金等其他低熔点金属替代。
该低熔点金属薄膜6的厚度也非限定为6μm，由于该低熔点金属薄膜6是为了在后续步骤中与该金属基板2及该金属盖板3(见图2)形成介金属，因此其厚度在2μm至10μm的范围均能达到所需强度，但需加以说明的是，采用电镀的方法沉积该低熔点金属薄膜6时，将无可避免地会使得部分该低熔点金属薄膜6进入该槽道23内，但由于其厚度相对于该槽道23的尺寸极小，因此将不至于影响该槽道23设计所预期的功效。
步骤112，如图9所示，将一涵盖该槽道23的金属盖板3贴靠于该低熔点金属薄膜6上，在本实施例中，该金属盖板3为另一经由与上述步骤108相同的表面处理过且厚1mm的导线架，但该金属盖板3的形状及材料等，并非以此为限，只要具有一能与该金属基板2接合的接合面31的材料，均能适用于本发明中。
步骤114，加热该金属基板2、该金属盖板3，以及该低熔点金属薄膜6至该低熔点金属薄膜6呈熔融状态，同时施加一使该金属盖板3与该金属基板2相互迫近的力，以使该金属盖板3如图2所示固接于该金属基板2上。由于在本实施例中该低熔点金属薄膜6为锡铜合金，因此本步骤是以热压机在60分钟的时间内，施加并维持40kg/cm2的力，并加热到160℃至280℃的温度范围，使该低熔点金属薄膜6与该金属基板2及该金属盖板3间形成介金属，而使该金属基板2及该金属盖板3彼此接合。当然，该等温度及压力可配合所使用的材料调整，一般较佳的状态是加热到200℃至250℃的温度范围内，施加紧迫力的范围则是在5kg/cm2至40kg/cm2的间，而本步骤所需维持的时间范围则是在5分钟至60分钟的间。
经过上述步骤110至步骤114，便能将该涵盖该槽道23的金属盖板3固设于该金属基板2上，并借由该金属基板2及该金属盖板3界定出该微型流道20。
通常，在上述制作过程中，可以预留一与外界连通的穿孔(图未示)，以便在完成上述步骤后，将该流体注入该微型流道20内。但若是设计以空气为流动于该微型流道内的流体，则由于在上述制作过程并非使用高真空炉，因此在制作过程中，空气便自然占据该槽道23所在空间，而在该微型流道20完成后，便同时存在于该微型流道20中，不待另行注入。但若固设该金属盖板3于该金属基板2上时所采用的设备为高真空炉时，则仍然必须预留一穿孔以供空气进入该微型流道20内。
另外，虽然在上述步骤100至步骤106采用蚀刻的方式移除该金属基板2的一部分，以于该金属基板2上形成该槽道23，但并不以此为限，其也可以改采如激光等方式于该金属基板2上形成该槽道23。
由上述可知，该金属盖板3也可以直接采用另一导线架，因此，如图10所示，本实施例的另一态样便是在步骤112前，于该金属盖板3邻近该金属基板2侧先形成有一渠道33，以使得在步骤112中将该金属盖板3贴靠于该低熔点金属薄膜6上时，使该槽道23与该渠道33彼此相连通，以形成该封闭的微型流道20。而该金属盖板3形成该渠道33的方式，则可以采用上述步骤100至步骤106形成该半蚀槽道23的方式形成。
值得一提的是，如步骤112所述，在本实施例采用固接该金属盖板3与该金属基板2的方式，是属于低温焊接的方式，然而除此的外，其他如扩散软焊等低温焊接法，也同样能适用于本发明中。当然，并非限定必须属于低温焊接的焊接方法才能应用于本发明制作微型流道的方法中。事实上，只要其他能使该金属盖板3固设于该金属基板2上的方式，如胶粘、一般焊接，或以夹具固定等方法，均能适用于本发明中，而其差别在于，若采用如胶粘或一般焊接或以夹具固定的方法固接该金属盖板3与该金属基板2时，该微型流道所能工作的范围，将受限于采用胶粘方式时所选用的粘剂或采用一般焊接时所选用的焊材，或采用夹具固定时所使用的夹具材料。
所以，若该微型流道20设计的工作温度低于所采用接合材料的熔点温度，则当然可以采用上述胶粘及一般焊接等方法；其中，若是采用一般电子产业所使用的锡膏作为该低熔点金属薄膜6的材料，则在上述步骤110则能以网印或旋镀等方式将该低熔点金属薄膜6涂布于该金属基板2上。
若该微型流道20设计的工作温度较高，则除了上述以低温焊接的方法外，另外也可以采用硬焊方法进行该金属盖板3与该金属基板2的接合，以下所介绍本发明制作微型流道的方法的第二较佳实施例，便是应用硬焊方法使该金属盖板3固设于该金属基板2上。
如图11所示，本发明制作微型流道的方法的第二较佳实施例与上述第一较佳实施例大致相同，同样是用于制作一循环冷却装置1，该循环冷却装置1包含一具有一第一基面21及一相反于该第一基面21的第二基面22的金属板2、一固设于该第一基面21上的金属盖板3、一固设于该第二基面22上的一金属基板7、一形成于该导线架上2的微型流道20，以及一容装于该微型流道20内用于移转热量的流体。
如图12所示，本发明制作上述微型流道20的方法包含下列步骤：
步骤300，如图13所示，以机械冲压方式移除该金属板2的一部分，形成一贯穿该金属板2的穿槽24。
步骤302，如图14所示，固设一涵盖该穿槽24(见图13)的金属基板7于该金属板2上，以形成该由该金属板2及该金属基板7所界定出的槽道23。在本实施例中，该金属基板7为另一经表面处理过的金属薄片。而该金属基板7固设于该金属板2上的方法，可以采用上述第一较佳实施例所述的低温焊接方法，也可以采用以下将介绍的硬焊方法，或其他接合方法；但需注意的是，其接合后所适用的温度及强度需符合后续步骤所发生的温度及压力。
步骤304，对该金属板2的该第一基面21进行表面处理。
步骤306，如图15所示，将一涵盖该槽道23的金属盖板3贴靠于该金属板2的该第一基面21上，在本实施例中，该金属盖板3同样为另一经表面处理过的金属薄片。
步骤308，如图11所示，加热该金属板2及该金属盖板3接近熔融状态，同时施加一使该金属盖板3与该金属板2相互迫近的力，使该金属盖板3固接于该金属板2上，以形成该微形流道20。在本实施例中，本步骤是以高真空炉在5×10-5Torr的环境下，施加适当力，并加热到至980℃，维持10小时进行接合。
依该金属板2的材料以及硬焊的技术，本步骤的加热温度范围可以是在850℃至1300℃的间，由于在本实施例中，该金属板2的材料含铜量达97％，故该加热的温度范围在950℃至1100℃的间较佳。而施加的力则可以是在2500至4500Pa的间。而接合时间则依材料以及所需的接合强度，可以在2小时至10小时的范围内进行调整。
步骤310，注入一流体进入该微型流道20内，以完成该冷却装置1。此步骤是借由原先预留于该金属板2、该金属基板7，或该金属盖板3上的穿孔(图未示)将该流体注入该微型流道20内，由于在本实施例中是使用高真空炉，因此必须预留一穿孔以供包含空气在内的任一流体注入该微型流道20内。
由上述第一及第二较佳实施例可知，本发明不只能以一形成有该槽道23的金属板2与另一作为该金属盖板3的金属薄片接合形成该微型流道20；更能以一形成有该槽道23的金属板2，以及另两分别作为该金属基板7及该金属盖板3的金属薄片接合形成该微型流道20。事实上，本发明制作微型流道的方法能采用多个金属板彼此接合而形成更为复杂的立体微型流道20。以下便借由第三较佳实施例加以说明。
如图16所示，本发明制作微型流道的方法的第三较佳实施例，同样是用于制作一循环冷却装置1，该循环冷却装置1包含一具有一第一基面21及一相反于该第一基面21的第二基面22的金属板2、一固设于该第一基面21上的板体8、一固设于该板体8远离该金属板2侧的金属盖板3、一固设于该第二基面22上的一金属基板7、一形成于该导线架上2与该板体8上的微型流道20，以及一容装于该微型流道20内用于移转热量的流体。如图17所示，本发明制作上述微型流道20的方法包含下列步骤：
步骤400，如图18所示，以蚀刻方式移除该金属板2的一部分，形成一贯穿该金属板2的穿槽24。
步骤402，如图19所示，固设一涵盖该穿槽24(见图18)的金属基板7于该金属板2上，以形成该由该金属板2及该金属基板7所界定出的槽道23。在本实施例中，该金属基板7同样为另一经表面处理过的金属薄片，且是以上述第一较佳实施例所介绍的低温焊接方法固接，但并不以此为限。当然，形成该槽道23的方式也可以采用如第一较佳实施例所介绍的半蚀的方式直接于该金属板2上形成该半蚀槽道23，而非限定以该金属基板7封闭该穿槽24的方式形成。
步骤404，对该金属板2的该第一基面21进行表面处理。
步骤406，如图20所示，固设一形成有一穿槽81的板体8于该金属板2的该第一基面21上，并使该穿槽81与该槽道23相连通。在本实施例中，该板体8同样为另一经表面处理过的导线架，而该板体8与该金属板2的固接方式也是采用前述第一较佳实施例的低温焊接方法完成，当然，其也能是以如上述第二较佳实施例中所介绍的硬焊方法等其他方式使该板体8固接于该金属板2上。
步骤408，如图21所示，镀设一低熔点金属薄膜6于该板体8远离该金属板2侧，在本实施例中，是以电镀方式沉积10μm厚的锡铜合金于该金属板2上，当然，该低熔点金属薄膜6选用的材料、镀设的方式，以及形成的厚度非以此为限。
步骤410，如图22所示，将一涵盖该穿槽81的金属盖板3贴靠于该板体8远离该金属板2侧，即将该金属盖板3贴靠于该低熔点金属薄膜6上；在本实施例中，该金属盖板3同样为另一经表面处理过的导线架。
步骤412，加热该金属板2、该低熔点金属薄膜6、该板体8及该金属盖板3至该低熔点金属薄膜6呈熔融状态，同时施加一使该金属盖板3、该板体8与该金属板2相互迫近的力，以使该金属盖板3固接于该板体8上，经由上述步骤便能完成如图16所示，由该金属基板7、该金属板2、该板体8以及该金属盖板3所共同界定出的该微型流道20。在本实施例中，该低熔点金属薄膜6为锡铜合金，因此本步骤是以热压机在90分钟的时间内，施加并维持40kg/cm2的力，并加热到200℃至250℃的温度范围进行接合。
步骤414，注入一流体进入该微型流道20内，以完成该冷却装置1。
由上述可知，该微型流道20同时存在该金属板2及该板体8所在的平面，而使得该微型流道20成为一立体流道系统。此外，熟悉该项技艺者当能由上述内容推想，在步骤406中，该形成有该穿槽81并固设于该金属板2上的板体8数目并非以一个为限，其也可以是固设数个分别形成有彼此相连通的穿槽81的板体8于该金属板2上，借由该等彼此相通且与该槽道23连通的该等穿槽81，形成更加复杂的立体流道系统。
同样由上述可知，在该第二及第三较佳实施例中，该形成有该微型流道20的冷却装置1均能于该金属盖板3邻近该金属板2侧形成有该渠道33，并使得该槽道23、该穿槽81与该渠道33彼此相连通而形成该封闭的微型流道20。
综上所述，本发明制作微型流道的方法提供一制造包含上述微型流道20的微型结构的崭新微系统技术，除能整合运用现有技术成熟导线架的制程外，更能充分利用导线架可大量批造生产的优势，特别是该槽道23、该等穿槽24、81、以及该渠道33的形成方式，均能以导线架批造的方式进行制作，不只能迅速且大量地制造该微型流道20，更能借以使得生产成本大幅降低。
此外，本发明制作微型流道的方法不只能以极低的生产成本制造微米级且呈平面状态的微型流道20，更能同样以极低的成本制造微米级的立体微型流道20；且借由叠合多层金属板2，使得能依本发明制作微型流道的方法进行立体状态且相当复杂的微型流道系统的制作，极具优势。
Claims (37)
1.一种制作微型流道的方法，其特征在于：该方法包含下列步骤：
(a)以微影蚀刻方式于一金属基板上形成一槽道；及
(b)焊接一涵盖该槽道的金属盖板于该金属基板上，以界定出一微型流道。
2.如权利要求1所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
在该步骤(b)中该金属盖板邻近该金属基板侧形成有一渠道，该槽道与该渠道相连通而形成该微型流道。
3.如权利要求1所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b)包含下列步骤：
(b-1)于该金属基板上形成一低熔点金属薄膜；
(b-2)将该金属盖板贴靠于该低熔点金属薄膜上；及
(b-3)加热该低熔点金属薄膜至熔融状态，使该金属盖板固接于该金属基板上。
4.如权利要求3所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b-1)是以电镀、蒸镀，以及溅镀其中之一方式将该低熔点金属薄膜沉积于该金属基板上。
5.如权利要求3所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该低熔点金属薄膜为锡膏，该步骤(b-1)是以网印以及旋镀其中之一方式将该低熔点金属薄膜涂布于该金属基板上。
6.如权利要求3所述的制作微型流道的方法，其特征在于：该低熔点金属薄膜的材料为锡金属、锡铟合金及锡铜合金其中之一种材料。
7.如权利要求3所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该低熔点金属薄膜的厚度为5μm至10μm。
8.如权利要求3所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b-3)是加热到160℃至280℃的温度范围内以进行接合。
9.如权利要求3所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b-3)更包含施加一使该金属盖板与该金属基板相互迫近的力。
10.如权利要求9所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b-3)是施加5kg/cm2至40kg/cm2的力使该金属盖板与该金属基板相互迫近以进行接合。
11.如权利要求9所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b-3)的状态维持5分钟至60分钟。
12.如权利要求3所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该方法更包含于步骤(b-1)前的下列步骤：
(b-4)对该金属基板进行表面处理。
13.如权利要求1所述的制作微型流道的方法，其特征在于：该步骤(b)包含下列步骤：
(b-5)将该金属盖板贴靠于该金属基板上；及
(b-6)加热该金属盖板与该金属基板，并施加一使该金属盖板与该金属基板相互迫近的力，使该金属盖板固接于该金属基板上。
14.如权利要求13所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b-6)是加热到850℃至1300℃的温度范围内以进行接合。
15.如权利要求13所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b-6)是施加2500Pa至4500Pa的力使该金属盖板与该金属基板相互迫近以进行接合。
16.如权利要求13所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b-6)的状态维持2小时至10小时。
17.如权利要求13所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该方法更包含于步骤(b-5)前的下列步骤：
(b-7)对该金属基板进行表面处理。
18.如权利要求1所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该方法更包含在步骤(b)后的下列步骤：
(f)注入一流体进入该微型流道内。
19.一种制作微型流道的方法，其特征在于：
该方法包含下列步骤：
(a)以微影蚀刻方式及机械冲压方式的其中一种于一金属板上形成一穿槽；
(b)焊接一涵盖该穿槽的金属基板于该金属板上，以形成由该金属板及该金属基板所界定出的槽道；及
(c)焊接一涵盖该穿槽的金属盖板于该金属基板上，以界定出一微型流道。
20.如权利要求19所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该金属基板邻近该金属板侧形成有一槽道，该槽道与该穿槽相连通而形成该微型流道。
21.如权利要求19所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该金属盖板邻近该金属板侧形成有一渠道，该步骤(c)中该槽道、该穿槽与该渠道彼此相连通而形成该封闭的微型流道。
22.如权利要求19所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b)包含下列步骤：
(b-1)于该金属基板上形成一低熔点金属薄膜；
(b-2)将该金属盖板贴靠于该低熔点金属薄膜上；及
(b-3)加热该低熔点金属薄膜至熔融状态，使该金属盖板固接于该金属基板上。
23.如权利要求19所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b-1)是以电镀、蒸镀，以及溅镀其中之一方式将该低熔点金属薄膜沉积于该金属基板上。
24.如权利要求22所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该低熔点金属薄膜为锡膏，该步骤(b-1)是以网印以及旋镀其中之一方式将该低熔点金属薄膜涂布于该金属基板上。
25.如权利要求22所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该低熔点金属薄膜的材料为锡金属、锡铟合金及锡铜合金其中之一种材料。
26.如权利要求22所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该低熔点金属薄膜的厚度为5μm至10μm。
27.如权利要求22所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b-3)是加热到160℃至280℃的温度范围内以进行接合。
28.如权利要求22所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b-3)更包含施加一使该金属盖板与该金属基板相互迫近的力。
29.如权利要求28所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b-3)是施加5kg/cm2至40kg/cm2的力使该金属盖板与该金属基板相互迫近以进行接合。
30.如权利要求28所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b-3)的状态维持5分钟至60分钟。
31.如权利要求22所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该方法更包含于步骤(b-1)前的下列步骤：
(b-4)对该金属基板进行表面处理。
32.如权利要求19所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b)包含下列步骤：
(b-5)将该金属盖板贴靠于该金属基板上；及
(b-6)加热该金属盖板与该金属基板，并施加一使该金属盖板与该金属基板相互迫近的力，使该金属盖板固接于该金属基板上。
33.如权利要求32所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b-6)是加热到850℃至1300℃的温度范围内以进行接合。
34.如权利要求32所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b-6)是施加2500Pa至4500Pa的力使该金属盖板与该金属基板相互迫近以进行接合。
35.如权利要求32所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该步骤(b-6)的状态维持2小时至10小时。
36.如权利要求32所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该方法更包含于步骤(b-5)前的下列步骤：
(b-7)对该金属基板进行表面处理。
37.如权利要求19所述的制作微型流道的方法，其特征在于：
该方法更包含在步骤(b)后的下列步骤：
(f)注入一流体进入该微型流道内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2004100300271A CN1301897C (zh) | 2004-03-17 | 2004-03-17 | 制作微型流道的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2004100300271A CN1301897C (zh) | 2004-03-17 | 2004-03-17 | 制作微型流道的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1669906A CN1669906A (zh) | 2005-09-21 |
| CN1301897C true CN1301897C (zh) | 2007-02-28 |
Family
ID=35041384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2004100300271A Expired - Lifetime CN1301897C (zh) | 2004-03-17 | 2004-03-17 | 制作微型流道的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1301897C (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107249286A (zh) * | 2017-07-13 | 2017-10-13 | 王楠楠 | 一种超薄水冷板及其加工方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1158549A (zh) * | 1996-02-29 | 1997-09-03 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 微通道冷却热沉 |
| US6437981B1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-08-20 | Harris Corporation | Thermally enhanced microcircuit package and method of forming same |
| CN1430099A (zh) * | 2001-12-31 | 2003-07-16 | 中国科学技术大学 | 微管道的制作方法 |
| US6610605B2 (en) * | 2001-06-28 | 2003-08-26 | Intel Corporation | Method and apparatus for fabricating encapsulated micro-channels in a substrate |
| CN1464303A (zh) * | 2002-06-20 | 2003-12-31 | 中国科学院理化技术研究所 | 高聚物微流控芯片的制备方法 |
| CN1529360A (zh) * | 2003-10-20 | 2004-09-15 | 中国科学院广州能源研究所 | 微型高效自循环电子冷却器 |
-
2004
- 2004-03-17 CN CNB2004100300271A patent/CN1301897C/zh not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1158549A (zh) * | 1996-02-29 | 1997-09-03 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 微通道冷却热沉 |
| US6437981B1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-08-20 | Harris Corporation | Thermally enhanced microcircuit package and method of forming same |
| US6610605B2 (en) * | 2001-06-28 | 2003-08-26 | Intel Corporation | Method and apparatus for fabricating encapsulated micro-channels in a substrate |
| CN1430099A (zh) * | 2001-12-31 | 2003-07-16 | 中国科学技术大学 | 微管道的制作方法 |
| CN1464303A (zh) * | 2002-06-20 | 2003-12-31 | 中国科学院理化技术研究所 | 高聚物微流控芯片的制备方法 |
| CN1529360A (zh) * | 2003-10-20 | 2004-09-15 | 中国科学院广州能源研究所 | 微型高效自循环电子冷却器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1669906A (zh) | 2005-09-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Siegel et al. | Microsolidics: fabrication of three‐dimensional metallic microstructures in poly (dimethylsiloxane) | |
| EP2916627B1 (en) | Method for manufacturing ceramic circuit board | |
| US20060283710A1 (en) | Methods of and apparatus for making high aspect ratio microelectromechanical structures | |
| CN1527793A (zh) | 在一基体上形成微电子弹簧结构的方法 | |
| CN1910676A (zh) | 绝热压模结构 | |
| CN1334594A (zh) | 硅基单面加工悬浮结构微机械电感的制作方法 | |
| KR20130132560A (ko) | 금속 베이스 회로 기판, 금속 베이스 회로 기판의 제조 방법 | |
| CN113213893A (zh) | 一种基于激光活化的3d打印陶瓷表面镀铜工艺 | |
| CN1301897C (zh) | 制作微型流道的方法 | |
| CN1301896C (zh) | 以金属板制作的微型循环流道装置 | |
| CN2791701Y (zh) | 珀耳帖模块 | |
| CN100344796C (zh) | 电铸熔盐浴及采用它制备金属制品的方法 | |
| CN1092575C (zh) | 电沉积图像的制造方法 | |
| CN1273762A (zh) | 印刷电路用基材、其制造方法及所述基材的半成品块 | |
| Son et al. | Manufacture of μ-PIM gear mold by electroforming of Fe–Ni and Fe–Ni–W alloys | |
| CN107717148B (zh) | 一种掩膜电解加工微结构阵列的方法 | |
| CN111621816B (zh) | 一种超高深宽比金属微柱阵列的制作方法 | |
| JP2001210848A (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
| CN114434894A (zh) | 铜箔石墨膜及其制备方法 | |
| CN1569609A (zh) | 运用印刷电路基板制作微型结构的方法 | |
| CN109576645B (zh) | 一种直流电沉积制备锡铟纳米线的方法 | |
| CN1571624A (zh) | 微型循环流道系统及其制造方法 | |
| TWI243795B (en) | Micro circulating conduit device made of conductive wire frames | |
| CN1697318A (zh) | 具有侧面电极的电子元件和其制造方法及使用了该电子元件的设备 | |
| Gunnarsson et al. | Electrochemically based low-cost high precision processing in MOEMS packaging |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: QI SCIENCE & TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SHENG DA TECHNOLOGY, INC. Effective date: 20070928 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20070928 Address after: Kaohsiung city of Taiwan Province Patentee after: Asia Vital Components Co.,Ltd. Address before: Taipei County of Taiwan Province Patentee before: Sentelic Corp. |
|
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20070228 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |