電子設備及器件不斷朝著小型化、高集成化方向發(fā)展,導致其熱流密度急劇上升。因此高效散熱成為近年來的研究熱點。金屬微通道熱沉憑借優(yōu)異的散熱性能受到越來越多關注。本文基于SU-8膠紫外光刻和微電鑄工藝,在銅底板上制作了設計寬度為100μm、高度大于500μm的微通道結(jié)構(gòu),并將其與蓋板封裝實現(xiàn)整體微通道熱沉的成形。針對金屬微通道結(jié)構(gòu)制作及熱沉封裝中的工藝問題進行了研究,主要研究內(nèi)容包括以下方面:針對大厚度SU-8膠在制作過程中存在的膠厚不均勻問題開展研究。分析了膠厚不均勻問題產(chǎn)生的原因。依據(jù)菲涅爾衍射理論,仿真研究了不均勻膠厚在曝光時產(chǎn)生的空氣間隙對膠膜尺寸精度的影響。仿真結(jié)果表明當空氣間隙達到210μm時,膠膜線寬與掩膜線寬的尺寸偏差為10.8μm。為減小曝光時的空氣間隙、提高膠膜的尺寸精度,通過實驗探究了四種勻膠方法——單次旋涂法、EBR輔助勻膠法、多次旋涂法以及輔助邊框法的膠厚不均勻度。實驗結(jié)果表明,輔助邊框法對膠厚均勻性的改善效果最好。采用輔助邊框法制作厚度為560μm的SU-8膠,其膠厚不均勻度為4.0%。針對大厚度、高深寬比SU-8膠結(jié)構(gòu)側(cè)壁垂直度問題開展研究。首先利用COMSOL軟...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 金屬微通道制作工藝的研究現(xiàn)狀
    1.3 大厚度SU-8 膠膜制作的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 SU-8 厚膠均勻性
        1.3.2 SU-8 膠紫外光刻
    1.4 金屬微通道熱沉封裝工藝的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的研究內(nèi)容
2 金屬微通道熱沉制作工藝方案的確定
    2.1 微通道熱沉的散熱理論
        2.1.1 傳熱理論
        2.1.2 散熱微通道的提出
        2.1.3 微通道熱沉結(jié)構(gòu)功能和散熱原理
    2.2 金屬微通道熱沉的設計要求
    2.3 金屬微通道底板制作方案的確定
        2.3.1 工藝技術選擇
        2.3.2 工藝路線確定
    2.4 金屬微通道熱沉制作工藝難點分析
    2.5 本章小結(jié)
3 大厚度SU-8 膠膜均勻性的工藝研究
    3.1 SU-8 光刻膠
        3.1.1 SU-8 光刻膠材料特性
        3.1.2 膠厚不均勻問題產(chǎn)生的原因
    3.2 膠厚不均勻?qū)δz膜尺寸精度的影響
    3.3 大厚度SU-8 膠勻膠實驗
        3.3.1 單次旋涂法
        3.3.2 EBR輔助勻膠法
        3.3.3 多次旋涂法
        3.3.4 輔助邊框法
    3.4 本章小結(jié)
4 大厚度SU-8 膠膜光刻工藝研究
    4.1 微通道側(cè)壁垂直度對熱沉散熱性能影響的仿真
        4.1.1 微通道換熱系數(shù)
        4.1.2 建立仿真模型
        4.1.3 仿真結(jié)果分析
    4.2 曝光劑量對大厚度膠膜側(cè)壁垂直度的影響
    4.3 大厚度SU-8 膠膜光刻實驗
        4.3.1 實驗方案
        4.3.2 實驗結(jié)果
        4.3.3 實驗驗證
    4.4 本章小結(jié)
5 金屬微通道熱沉的制作
    5.1 金屬微通道底板的制作流程
        5.1.1 掩膜版設計
        5.1.2 基板預處理及添加輔助邊框
        5.1.3 膠膜制作
        5.1.4 電鑄前基底表面處理
        5.1.5 微電鑄銅
        5.1.6 后處理
    5.2 金屬微通道結(jié)構(gòu)尺寸測量
    5.3 金屬微通道熱沉封裝工藝研究
        5.3.1 微通道熱沉封裝難點
        5.3.2 基于過渡層補償?shù)奈⑼ǖ罒岢练庋b工藝
        5.3.3 封裝測試
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄 A 金屬微通道結(jié)構(gòu)檢測報告
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：4056529