CN216929165U - 一种微电子的散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于半导体芯片封装技术领域，公开了一种微电子的散热装置，所述微电子的散热装置由六层板块构成，六层所述板块的表面均平整光滑，使之相互之间紧密贴合，在经过真空焊接处理后，六层所述板块中相邻两个板块的接触面消失，相邻两个板块融合成为一个整体，原来的接触面之间的间隙消失，代之以连续的金属；第一通道以及第二通道为安装孔，第三通道以及第四通道为进出水通道，用于散热；所述第四通道中包括两个直线型的微小通道。本发明由六层板块构成，相较于现有技术多了一层，采用增加层数的办法，增大通道的高宽比，提高散热效果；另外，将通道取直，减小冷却液的流动阻力。

Description

一种微电子的散热装置

技术领域

本实用新型属于半导体芯片封装技术领域，特别是大功率半导体激光器芯片的强制水冷散热，具体涉及一种微电子的散热装置。

背景技术

现有产品由5层薄片焊接而成，各片的厚度为0.3mm。外观尺寸为10.5X27X1.5mm，或10.5X29X1.5mm。芯片焊接区域(亦即散热区)分别有10.5X3mm和10.5X5mm。散热区域下的有若干个并联的折线形微小通道均匀分布在整个区域。这些微小通道的截面大约为0.3X0.3mm。第一和第五层为外壳，第二层含有微小通道和其中的一个进出水道，第四层含有另一个进出水道。第三层是隔离层，把微小通道与位于第四层的进出水道隔离开。这个设计的缺陷是通道截面的高宽比为1：1，冷却液接触面较小。为了提高散热能力，采用了折线形通道，增加流体的扰动。冷却液在转折处改变流动方向，损失了动量，造成流动阻力增大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种微电子的散热装置，以解决现有的采用了折线形通道，增加流体的扰动，冷却液在转折处改变流动方向，损失了动量，造成流动阻力增大的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种微电子的散热装置，所述微电子的散热装置由六层板块构成，六层所述板块的表面均平整光滑，使之相互之间紧密贴合，在经过真空焊接处理后，六层所述板块中相邻两个板块的接触面消失，相邻两个板块融合成为一个整体，原来的接触面之间的间隙消失，代之以连续的金属；

六层所述板块上开设有四组通孔，进行真空焊接处理后，四组通孔中的第一组通孔形成第一通道，第二组通孔形成第二通道，第三组通孔形成第三通道，第四组通孔形成第四通道，其中，第一通道以及第二通道为安装孔，第三通道以及第四通道为进出水通道，用于散热；

所述第四通道中包括两个直线型的微小通道。

作为本实用新型一种微电子的散热装置优选地，所述六层板块分别为第一板块、第二板块、第三板块、第四板块、第五板块和第六板块。

作为本实用新型一种微电子的散热装置优选地，所述第一板块和第六板块厚度为0.3mm，第二板块和第三板块厚度为0.2mm,第四板块厚度为0.25mm,第五板块厚度为0.25mm。

作为本实用新型一种微电子的散热装置优选地，所述第一板块和第六板块厚度为0.3mm，第二板块和第三板块厚度为0.2mm,第四板块厚度为0.2mm,第五板块厚度为0.3mm。

作为本实用新型一种微电子的散热装置优选地，所述第一板块的厚度为0.4mm，第六板块厚度为0.3mm，第二板块和第三板块厚度为0.2mm,第四板块厚度为0.2mm,第五板块厚度为0.2mm。

作为本实用新型一种微电子的散热装置优选地，六层所述板块的底部位于同一位置处均开设有第一通孔，所述第一通孔形成第一通道。

作为本实用新型一种微电子的散热装置优选地，六层所述板块的中间位于同一位置处均开设有第二通孔，所述第二通孔形成第二通道。

作为本实用新型一种微电子的散热装置优选地，所述第一板块上还开设有第三通孔a；第二板块上还开设有第三通孔b；第三板块上还开设有第三通孔c；第四板块上还开设有第三通孔d；第五板块上还开设有第三通孔e；第六板块上还开设有第三通孔f；

所述第三通孔a、第三通孔b、第三通孔c、第三通孔d、第三通孔e以及第三通孔f形成第三通道。

所述第一板块上开设有第四通孔a；

第二板块上开设有第四通孔b、第四通孔c和第四通孔d；

第三板块上开设有第四通孔e、第四通孔f和第四通孔g；

第四板块上开设有第四通孔h和第四通孔i；

第五板块上开设有第四通孔j和第四通孔k；

第六板块上开设有第四通孔l；

所述第四通孔a、第四通孔b、第四通孔c、第四通孔d、第四通孔e、第四通孔f、第四通孔g、第四通孔h、第四通孔i、第四通孔j、第四通孔k和第四通孔l形成第四通道，其中第四通孔d和第四通孔g为直线型的微小通道。

作为本实用新型一种微电子的散热装置优选地，所述第四通孔d和第四通孔g的长度为3mm，所述第四通孔d与第四通孔g的总面积比为2:1。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：本发明由六层板块构成，相较于现有技术多了一层，采用增加层数的办法，增大通道的高宽比，提高散热效果；另外，将通道取直，减小冷却液的流动阻力，本发明的热阻比现有的小10％。冷却液的流动阻力也降低了10％。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型图1的爆炸图；

图3为本实用新型其中一个实施例的结构示意图；

图4-5为本实用新型另一个实施例的结构示意图；

图中：1、第一板块；10、第三通孔a；11、第四通孔a；2、第二板块；20、第三通孔b；21、第四通孔b；211、第四通孔c；221、第四通孔d；3、第三板块；30、第三通孔c；31、第四通孔e；311、第四通孔f；231、第四通孔g；4、第四板块；40、第三通孔d；41第四通孔h；411第四通孔i；5、第五板块；50、第三通孔e；51、第四通孔j；511、第四通孔k；6、第六板块；60、第三通孔f；61第四通孔l；7、第一通道；70、第二通道；8、第三通道；9、第四通道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图2所示，本实用新型提供如下技术方案：一种微电子的散热装置，微电子的散热装置由六层板块构成，六层板块的表面均平整光滑，使之相互之间紧密贴合，在经过真空焊接处理后，六层板块中相邻两个板块的接触面消失，相邻两个板块融合成为一个整体，原来的接触面之间的间隙消失，代之以连续的金属；

六层板块上开设有四组通孔，进行真空焊接处理后，四组通孔中的第一组通孔形成第一通道7，第二组通孔形成第二通道70，第三组通孔形成第三通道8，第四组通孔形成第四通道9，其中，第一通道7以及第二通道70为安装孔，第三通道8以及第四通道9为进出水通道，用于散热；

第四通道9中包括两个直线型的微小通道。

本实施例中，从对流传热的原理上说，任意一个通道的对流传热系数与它的水力直径成反比。另外，当散热区域下通道占有一半的面积时，此时传热性能最佳，通道的宽度决定了可以布置通道的多寡。通道的宽度较小，则通道的个数就比较多。相应地，通道侧壁与冷却液接触的面积也就比较大了。本发明的微热沉的热阻散热性能的一个衡量指标，热阻越小，散热性能越高比现有的相应微热沉小10％。冷却液的流动阻力也降低了10％。

具体地，六层板块分别为第一板块1、第二板块2、第三板块3、第四板块4、第五板块5和第六板块6。

可选地，第一板块1和第六板块6厚度为0.3mm，第二板块2和第三板块3厚度为0.2mm,第四板块4厚度为0.25mm,第五板块5厚度为0.25mm。

可选地，第一板块1和第六板块6厚度为0.3mm，第二板块2和第三板块3厚度为0.2mm,第四板块4厚度为0.2mm,第五板块5厚度为0.3mm。

可选地，第一板块1的厚度为0.4mm，第六板块6厚度为0.3mm，第二板块2和第三板块3厚度为0.2mm,第四板块4厚度为0.2mm，第五板块5厚度为0.2mm。

本实施例中，微热沉厚度为1.5mm。第一和第六层为外壳，厚0.3mm；第二和第三层含有直线形的微小通道和其中一个进出水道，各厚0.2mm，第五层含有另一个进出水道，厚0.25mm。第四层隔离开第三和第五层的两个通道，厚0.25mm。微小通道的宽度为0.2mm。第二和第三层的微小通道对齐叠起来，形成的通道截面为0.2X0.4mm，其高宽比为2：1。第四层的厚度也可改为0.2mm，同时第五层的厚度相应改为0.3mm，保持微热沉的总厚度为1.5mm。

当微热沉的长度为27mm时，微小通道的长度为3mm；当微热沉长度为29mm时，微小通道的长度为5mm。它们分别适应不同波长的半导体激光器巴条芯片的安装要求。

如图1-2所示，六层板块的底部位于同一位置处均开设有第一通孔，第一通孔形成第一通道7。

如图1-2所示，六层板块的中间位于同一位置处均开设有第二通孔，第二通孔形成第二通道70。

如图3所示，第一板块1上还开设有第三通孔a10；第二板块2上还开设有第三通孔b20；第三板块3上还开设有第三通孔c30；第四板块4上还开设有第三通孔d40；第五板块5上还开设有第三通孔e50；第六板块6上还开设有第三通孔f60；

第三通孔a10、第三通孔b20、第三通孔c30、第三通孔d40、第三通孔e50以及第三通孔f60形成第三通道8。

如图4-5所示，第一板块1上开设有第四通孔a11；

第二板块2上开设有第四通孔b21、第四通孔c211和第四通孔d221；

第三板块3上开设有第四通孔e31、第四通孔f311和第四通孔g231；

第四板块4上开设有第四通孔h41和第四通孔i411；

第五板块5上开设有第四通孔j51和第四通孔k511；

第六板块6上开设有第四通孔l61；

第四通孔a11、第四通孔b21、第四通孔c211、第四通孔d221、第四通孔e31、第四通孔f311、第四通孔g231、第四通孔h41、第四通孔i411、第四通孔j51、第四通孔k511和第四通孔l61形成第四通道9，其中第四通孔d221和第四通孔g231为直线型的微小通道。

具体地，第四通孔d221和第四通孔g231的长度为3mm，第四通孔d221与第四通孔g231的总面积比为2:1。

本实施例中，第四通孔j51和第四通孔k511通过第四通孔h41搭桥连通。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种微电子的散热装置，其特征在于：所述微电子的散热装置由六层板块构成，六层所述板块的表面均平整光滑，使之相互之间紧密贴合，在经过真空焊接处理后，六层所述板块中相邻两个板块的接触面消失，相邻两个板块融合成为一个整体，原来的接触面之间的间隙消失，代之以连续的金属；

六层所述板块上开设有四组通孔，进行真空焊接处理后，四组通孔中的第一组通孔形成第一通道(7)，第二组通孔形成第二通道(70)，第三组通孔形成第三通道(8)，第四组通孔形成第四通道(9)，其中，第一通道(7)以及第二通道(70)为安装孔，第三通道(8)以及第四通道(9)为进出水通道，用于散热；

所述第四通道(9)中包括两个直线型的微小通道。

2.根据权利要求1所述的一种微电子的散热装置，其特征在于：所述六层板块分别为第一板块(1)、第二板块(2)、第三板块(3)、第四板块(4)、第五板块(5)和第六板块(6)。

3.根据权利要求2所述的一种微电子的散热装置，其特征在于：所述第一板块(1)和第六板块(6)厚度为0.3mm，第二板块(2)和第三板块(3)厚度为0.2mm,第四板块(4)厚度为0.25mm,第五板块(5)厚度为0.25mm。

4.根据权利要求2所述的一种微电子的散热装置，其特征在于：所述第一板块(1)和第六板块(6)厚度为0.3mm，第二板块(2)和第三板块(3)厚度为0.2mm,第四板块(4)厚度为0.2mm,第五板块(5)厚度为0.3mm。

5.根据权利要求2所述的一种微电子的散热装置，其特征在于：所述第一板块(1)的厚度为0.4mm，第六板块(6)厚度为0.3mm，第二板块(2)和第三板块(3)厚度为0.2mm,第四板块(4)厚度为0.2mm，第五板块(5)厚度为0.2mm。

6.根据权利要求2所述的一种微电子的散热装置，其特征在于：六层所述板块的底部位于同一位置处均开设有第一通孔，所述第一通孔形成第一通道(7)。

7.根据权利要求2所述的一种微电子的散热装置，其特征在于：六层所述板块的中间位于同一位置处均开设有第二通孔，所述第二通孔形成第二通道(70)。

8.根据权利要求2所述的一种微电子的散热装置，其特征在于：所述第一板块(1)上还开设有第三通孔a(10)；第二板块(2)上还开设有第三通孔b(20)；第三板块(3)上还开设有第三通孔c(30)；第四板块(4)上还开设有第三通孔d(40)；第五板块(5)上还开设有第三通孔e(50)；第六板块(6)上还开设有第三通孔f(60)；

所述第三通孔a(10)、第三通孔b(20)、第三通孔c(30)、第三通孔d(40)、第三通孔e(50)以及第三通孔f(60)形成第三通道(8)。

9.根据权利要求2所述的一种微电子的散热装置，其特征在于：所述第一板块(1)上开设有第四通孔a(11)；

第二板块(2)上开设有第四通孔b(21)、第四通孔c(211)和第四通孔d(221)；

第三板块(3)上开设有第四通孔e(31)、第四通孔f(311)和第四通孔g(231)；

第四板块(4)上开设有第四通孔h(41)和第四通孔i(411)；

第五板块(5)上开设有第四通孔j(51)和第四通孔k(511)；

第六板块(6)上开设有第四通孔l(61)；

所述第四通孔a(11)、第四通孔b(21)、第四通孔c(211)、第四通孔d(221)、第四通孔e(31)、第四通孔f(311)、第四通孔g(231)、第四通孔h(41)、第四通孔i(411)、第四通孔j(51)、第四通孔k(511)和第四通孔l(61)形成第四通道(9)，其中第四通孔d(221)和第四通孔g(231)为直线型的微小通道。

10.根据权利要求9所述的一种微电子的散热装置，其特征在于：所述第四通孔d(221)和第四通孔g(231)的长度为3mm，所述第四通孔d(221)与第四通孔g(231)的总面积比为2:1。

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