嵌入微流道硅基转接板工艺及散热性能研究

针对高密度三维集成微系统的高效散热需求,研究了一种新型嵌入微流道硅基转接板工艺方法及其散热性能.通过硅晶圆上二次深反应离子刻蚀技术和硅-硅低温键合技术,实现微流道侧壁光滑、垂直度好、键合强度高的嵌入微流道硅基转接板的制作.通过搭建嵌入微流道硅基转接板热特性测试系统,利用热阻测试仪完成电路芯片结温和微流道转接板热阻的测试.结果表明:随着输入电流的不断增加,芯片功率密度升高,芯片结温呈上升趋势;输入电流为0.5 A(功率密度为50 W/cm2)、40 mL/min流量通液情况下,芯片结温与室温相当;当输入电流达到2.5 A(功率密度达1254 W/cm2)时,芯片结温为93.5℃,嵌入微流道转接板热阻为0.42℃/W,表现出优异的散热性能.研究结果为高功率高密度三维集成微系统的热管理提供了一种解决方案.