Spôsob výroby chladiacich kanálikov na rozhraní korundový substrát – 3D LTCC štruktúra

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Vynález sa týka technológie realizácie chladiacich kanálikov na rozhraní korundový substrát - 3D LTCC štruktúra na odvod tepla z 3D LTCC štruktúr kvapalným médiom. 3D LTCC štruktúra realizovaná s LTCC keramiky s hrúbkou 254 µm (1) (obr.1) má v nevypálenom stave vytvorenú povrchovú dutinu (2) na spodnej strane, ktorej veľkosť a tvar závisí od počtu a rozloženia tepelných zdrojov. 3D LTCC štruktúra je izostaticky zlaminovaná a následne vypálená. Na spodnú stranu 3D LTCC štruktúry a na korundový substrát (3) sa natlačia vrstvy (4) s použitím vodivej pasty na báze Ag a následne sa štruktúry oddelene vypália v definovanom teplotnom profile pre použitú vodivú pastu. Po výpale sa natlačí adhezívna pasta (5) na vypálené vodivé vrstvy korundovej keramiky a 3D LTCC štruktúry a následne sa mechanicky spoja obidve vrstvy. Spojené časti sa vypália pri teplote 250 °C počas 20 min., čím sa povrchové dutiny 3D LTCC štruktúry uzatvoria korundovou keramikou a vytvoria vnútorné chladiace kanáliky na odvod tepla chladiacim médiom v napojení na mikropumpu. Chladiace kvapalné médium cirkuluje vo vnútorných kanálikoch prostredníctvom mikropumpy napojenej na vývody (6) na povrchu 3D LTCC štruktúry.

Text

Pozerať všetko

SLOVENSKÁ REPUBLIKA PATENTOVÝ SPIS(19) SK 288293 Číslo prihlášky 38-2012 Dátum podania prihlášky 23. 5. 2012 (13) Druh dokumentu B 6 Cislo prioritnej prihlášky Dátum podania prioritnej prihlášky (51) ĺľlĺ- C 1- 0015.01) Krajina alebo regionálna organizácia priority HGSK 1/00 Dátum zverejnenia prihlášky 2. 12. 2013 Vestník UPV SR č. 12/2013 Dátum sprístupneniaÚRAD patentu verejnosti 29. 6. 2015PRIEMYSELNEHO Číslo pôvodnej prihláškyČíslo pôvodnej prihlášky úžitkového vzoru v prípade odbočeniaČíslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCTČíslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCTČíslo podania európskej patentovej prihlášky(73) Majiteľ Technická univerzita V Košiciach, Košice, SK(54) Názov Spôsob výroby chladiacich kauálikov na rozhraní korundový substrát - 3 D LTCC štruktúra(57) Anotácia Vynález sa týka technológie realizácie chladiacich kanáli- A kov na rozhraní korundový substrát - 3 D LTCC štruktúra l na odvod tepla z 3 D LTCC štruktúr kvapalným médiom. 3 D LTCC štruktúra realizovaná s LTCC keramiky s hrúbkou 254 rn (l) (obr.l) má v nevypálenom stave vytvorenú povrchovú dutinu (2) na spodnej strane, ktorej veľkosť a tvar závisí od počtu a rozloženia tepelných zdrojov. 3 D LTCC štruktúra je izostaticky zlaminovaná a následne vypálená. Na spodnú stranu 3 D LTCC štruktúry a na korundový substrát (3) sa natlačia vrstvy (4) s použitím vodivej pasty na báze Ag a následne sa štruktúry oddelene vypália v deñnovanom teplotnom profile pre použitú vodivú pastu. Po výpale sa natlačí adhezívna pasta (5) na vypálené vodivé vrstvy korundovej keramiky a 3 D LTCC štruktúry a následne sa mechanicky spoja obidve vrstvy. Spojené časti sa vypália pri teplote 250 °C počas 20 min.,čím sa povrchové dutiny 3 D LTCC štruktúry uzatvoria korundovou keramikou a vytvoria vnútorné chladiace kanáliky na odvod tepla chladiacim rnédiom V napojení na mikropumpu. Chladiace kvapalné médium cirkuluje vo vnútorných kanálikoch prostredníctvom mikropumpy napojenej na vývody (6) na povrchu 3 D LTCC štruktúry.Vynález je z oblasti hybridnej mikroelektroniky. Dotýka sa spôsobu výroby chladiacich kanálikov na rozhraní komndový substrát - 3 D LTCC štruktúra (LTCC - Low Temperature Cotired Ceramic - nízkoteplotne vypaľovaná keramika) na odvod tepla z 3 D LTCC štruktúr kvapalným médiom.Jedným z aktuálnych problémov, ktoré sa riešia V súlade s vývojom púzdier elektronických celkov, je zabezpečenie odvodu tepla na zvýšenie ich funkčnosti a spoľahlivosti. Spoľahlivosť v 3 D LTCC štruktúrach je závislá najmä od pracovnej teploty čipov integrovaných obvodov. Každý z týchto čipov produkuje isté množstvo tepla. Mnoho čipov na malej ploche môže spôsobiť kritické zvýšenie teploty, a tým aj rapídne zníženie spoľahlivosti nielen jednotlivých komponentov, ale aj celého komplexu. Preto je dôležité generované teplo spoľahlivo odvádzať zo systému do okolia. V 3 D LTCC technológii má LTCC mernú tepelnú vodivosť 3 Wm 1 K, a preto je spôsob odvodu tepla vedením málo efektívny. Jednou z možností je použitie materiálu s vysokou tepelnou vodivosťou alebo využitie jednej z metód chladenia odvod tepla chladičom, chladenie rozstrekovaním, odvod tepla Peltierovými termobatériami. Tieto metódy sú v konečnom dôsledku robustné a v niektorých aplikáciách nevyhovujú požiadavkám aplikácie. Odvod tepla chladiacimi kanálikmi s využitím kvapalného média je v súčasnosti riešený vytvorením kanálikov vnútri 3 D LTCC štruktúry (vnútorné dutiny) rôznymi technologickými postupmi, čo je technologicky veľmi náročné, niekedy s neistým výsledkom v procese larninovania.Podstata vynálezu sa týka spôsobu výroby chladiacich kanálikov na rozhraní korundový substrát - 3 D LTCC štruktúra na odvod tepla s využitím kvapalného média. Chladiace kanáliky sa nerealizujú vnútri 3 D LTCC štruktúry s využitím vnútorných dutín (čo je technologicky náročné), ale na rozhraní dvoch keramík s využitím povrchových dutín, čím sa technológia realizácie podstatne zjednodušuje a eliminujú sa problémy v procese larninácie. Vzhľadom na nízku mernú tepelnú vodivosť LTCC 951 s hrúbkou 254 m sa pri návrhu 3 D LTTC štruktúry uvažuje s vytvorením povrchových dutín na spodnej strane 3 D LTCC štruktúry. 3 D LTCC štruktúra je samostatne izostaticky zlaminovaná, následne vypálená v programovateľnej peci s definovaným teplotným profilom pre LTCC keramiku. Na spodnú stranu 3 D LTCC štruktúry a na korundový substrát sa natlačia vrstvy s použitím vodivej pasty na báze Ag a následne sa štruktúry oddelene vypália v definovanom teplotnom profile pre použitú vodivú pastu. Po výpale sa natlačí vodivá adhezívna pasta na vypálené vodivé vrstvy korundovej keramiky a 3 D LTCC štruktúry a následne sa mechanicky spoja obidve časti. Spojené časti sa vypália pri teplote 250 °C počas 20 min., čím sa povrchové dutiny 3 D LTTC štruktúry uzatvoria korundovou keramikou a vytvoria sa vnútorné chladiace kanáliky na odvod tepla chladiacim médiom v napojení na mikropumpu.Prehľad obrázkov na výkresochNa obrázku 1 je schematicky zobrazená celková štruktúra po výpale s vývodmi na napojenie mikropumpy a chladiaci kanálik v reze na rozhraní korundový substrát - 3 D LTCC štruktúra. Na obrázku 2 je rez realizovaného kanálika.3 D LTCC štruktúra realizovaná z LTCC keramiky l 951 s hrúbkou 254 m - (obrázok 1) má v nevypálenom stave vytvorenú povrchovú dutinu 2 na spodnej strane, ktorej veľkosť a tvar závisí od počtu a rozloženia tepelných zdrojov. Pri tlaku 20,7 MPa, teplote 70 °C a čase 10 min. je 3 D LTCC štruktúra izostaticky zlaminovaná a následne vypálená v programovateľnej peci s definovaným teplotným profilom pre LTCC keramiku. Na spodnú stranu 3 D LTCC štruktúry a na korundový substrát 3 sa natlačia vrstvy i s použitím vodivej pasty na báze Ag a následne sa štruktúry oddelene vypália v definovanom teplotnom profile pre použitú vodivú pastu. Po výpale sa natlačí adhezívna pasta 5 na vypálené vodivé vrstvy korundovej keramiky a 3 D LTCC štruktúry a následne sa mechanicky spoja obidve časti. Spojené časti sa vypália pri teplote 250 °C počas 20 min., čím sa povrchové dutiny 3 D LTTC štruktúry uzatvoria korundovou keramikou a vytvoria vnú 1 Dtorné chladiace kanáliky na odvod tepla chladiacim médiom V napojení na mikropumpu. Chladiace kvapalnémédium cirkuluje VO vnútorných kanálikoch prostredníctvom mikropumpy napojenej na vývody Q na povrchu 3 D LTCC štruktúry.Využiteľnosť je v oblasti elektroniky. Cieľom je dosiahnuť zníženie teploty na tepelných zdrojoch v technológii 3 D integrácie systémov.Spôsob výroby chladiacich kanálikov na rozhraní korundový substrát - 3 D LTCC štruktúra na odvod tepla s využitím kvapalného média, V y z n a č u j ú c i s a t ý m , že na samostatne zlaminovanú a vypálenú 3 D LTCC štruktúru s využitím LTCC keramiky (l) s povrchovými dutinami (2) na spodnej strane a na korundový substrát (3) je natlačená a následne vypálená vodivá vrstva (4) na báze Ag po výpale je na obidve vrstvy nanesená adhezívna pasta (5) a následne sú obidve časti mechanicky spojené a spolu vypálené, Čím sa povrchové dutiny uzatvoria korundovou keramikou a vytvoria vnútorné chladiace kanáliky na odvod tepla chladiacim médiom v napojení na mikropumpu pomocou vývodov (6) umiestnených na povrchu 3 D LTCC štruktmy

MPK / Značky

MPK: H05K 1/00

Značky: chladiacich, kanálikov, rozhraní, struktura, korundový, substrát, spôsob, výroby

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-288293-sposob-vyroby-chladiacich-kanalikov-na-rozhrani-korundovy-substrat-3d-ltcc-struktura.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob výroby chladiacich kanálikov na rozhraní korundový substrát &#8211; 3D LTCC štruktúra</a>

Podobne patenty